1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29394
(51) C01B 17/12 (2006.01)
C08G 75/14 (2006.01)
C08L 9/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1840.1
(22) 06.12.2013
(45) 25.12.2014, бюл. №12
(72) Фасхутдинов Марат Флурович; Темирова
Салиля Кудайбергеновна; Бекетов Кайрат
Мирзасалимович; Ю Валентина Константиновна;
Абдрахманов Булат Камарханович; Бейсембетов
Искандер Калыбекович
(73) Товарищество с ограниченной
ответственностью "Институт нефтегазового
инжиниринга и информационных технологий
КБТУ"
(56) RU 2136706 C1, 10.09.99
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ
СЕРЫ
(57) Изобретение относится к нефтехимической
промышленности и промышленной технологии
производства строительных материалов и дорожных
покрытий.
Задачей изобретения является получение
полимерной серы с большим удельным весом при
экологической чистоте производства и экологически
чистом применении и отсутствии неприятного
токсичного запаха, свойственного низшим
меркаптанам.
Технический результат данного способа
достигается тем, что в расплавленную техническую
серу добавляют сахаристое вещество в виде,
технической патоки, содержащую смесь глюкозы,
мальтозы и олигосахаров или сахара-сырца, в
количестве 1 -5 весовых частей к 98-95 весовым
частям технической серы, и, при постоянном
перемешивании, повышают температуру до 150-
200°С, выдерживают 2-4 часа, затем температуру
понижают до 5-25°С и выдерживают до образования
монолита, который затем дробят до дисперсности
0,5-1,0 мм.
(19)KZ(13)A4(11)29394

2. 29394
2
Изобретение относится к нефтехимической
промышленности и промышленной технологии
производства строительных материалов и дорожных
покрытий.
Известен способ получения
высокомолекулярного вулканизующего агента для
каучуков (SU Патент 1735316, МПК С08G 75/14, С
08 L 9/00, 1990 г.), вулканизуемый серой,
взаимодействием серы с модификаторами при
температуре 130-144°С, молярное соотношение
серы и модификатора составляет (2-6): 1 или (32-
59):(68-41) в мас.%, в качестве модификатора
используют стирол или, дициклопентадиен.
Полученный продукт, смешивая с наполнителем,
взятым в количестве 2-10 мас.ч. на 100 мас.ч.
продукта, охлаждают на воздухе.
Недостатком способа является то, что продукт
обладает неприятным токсичным запахом,
дороговизной модификаторов, а для измельчения
требуется введение наполнителя.
Известен способ получения полимерной серы
(Патент SU 1243626 от 28.01.80, МПК C08G 75/14
оп. 07.07.86, Бюл. 25), заключающийся в том, что
расплавленную серу смешивают при 160°С с
винилтолуолом, дипентеном и дициклопентадиеном
при их весовом соотношении 42:0,3:9:9 и
полученную смесь выдерживают при 140°С до
окончания экзотермической реакции. Эта смесь
используется в качестве связки в асфальтовой смеси.
Недостатком этого способа является
трудоемкость и длительность процесса
приготовления смеси, которая сложная по составу,
способу производства, дороговизной
модификаторов, к тому же неприятный и токсичный
запах делает его не пригодным для производства
строительных материалов.
Известен способ получения полимерной серы
(Патент Российской Федерации №2136706
опубликованный 10.09.99, Бюл. 25), включающий
помещение в реактор молотой серы и
дициклопентадиена (ДЦПД) в массовом
соотношении (65-70): (30-35) соответственно,
перемешивание смеси при температуре 130-140°С с
последующим добавлением 5% технического
углерода и одновременным охлаждением на
воздухе. Затем полученную смесь измельчают до
получения частиц размером 0,17-0,25 мм.
Недостатком данного способа является то, что
получаемая смесь неприятного запаха и токсичная,
сложная по составу, способу производства,
дороговизной модификаторов. Сам процесс
трудоемок и энергоемок. Применим только в
резинотехнической отрасли.
Задачей изобретения является получение
полимерной серы с большим удельным весом при
экологической чистоте производства и экологически
чистом применении и отсутствии неприятного
токсичного запаха, свойственного низшим
меркаптанам.
Технический результат данного способа
достигается тем, что в расплавленную техническую
серу добавляют сахаристое вещество в виде
технической патоки, содержащую смесь глюкозы,
мальтозы и олигосахаров или сахара-сырца, в
количестве 1-5 весовых частей к 98-95 весовым
частям технической серы, и, при постоянном
перемешивании, повышают температуру до 150-
200°С, выдерживают 2-4 часа, затем температуру
понижают до 5-25°С и выдерживают до образования
монолита, который затем дробят до дисперсности
0,5-1,0 мм.
Способ осуществляется следующим образом.
Вначале техническую серу нагревают до
температуры плавления в реакторе, перемешивают,
добавляют сахаристое вещество с общей формулой,
указанной ниже и молекулярной массой не более
506 атомных единиц и дальнейшим охлаждением:
где R1, R2 = Н, Glc, Fru
Перемешивание осуществляется с постоянной
скоростью и включает две стадии. В первой стадии
производится внесение сахаристого вещества в виде
технической патоки, содержащую смесь глюкозы,
мальтозы и олигосахаров или сахара-сырца в
количестве 2-5 весовых частей к 98-95 весовым
частям технической серы при температуре 125-
130°С, а в течение второй стадии, превышающей по
времени в два раза первую, производят повышение
температуры и выдерживают 2-4 часа при
температуре 150-200°С. Первая стадия
осуществляется в течение одного часа, а охлаждение
происходит при температуре 5-25°С до получения
монолита с последующим его дроблением до
дисперсности 0,5-1,0 мм.
При нагревании смеси выше 150°С сахаристые
вещества за счет реакции дегидратации и
карамелизации образует соединение с двойными
связями, которые участвует в модификации
(стабилизации) полимерной серы.
Для получения полимерной серы используется
стандартное оборудование, и технологическая схема
может включать бункер для хранения технической
серы (комовая, молотая, гранулированная), лоток с
нагревательными элементами, насосы и дозаторы,
реактор с мешалкой и системой его нагрева и
охлаждения, расходный котел и емкости для слива и
охлаждения. Техническая сера ГОСТ 121.1-93
поступает на лоток с подогревом, предварительно
нагревается перед подачей через дозатор в реактор,
где она, нагретая до температуры 125-130°С,
перемешивается с постоянной скоростью. В реактор
может поступать и расплав серы с температурой
125-130°С. Одновременно с перемешиванием в
реактор подается сахаристое вещество в количестве
5% от общего количества массового состава,
находящегося в реакторе серы и перемешивают в
течение одного часа. Затем без остановки процесса
перемешивания температуру расплава доводят до
150-200°С и перемешивают 2-4 часа. Таким образом,

3. 29394
3
общая длительность процесса перемешивания и
расплава составляет 3-5 часов.
Далее расплав модифицированной серы из
реактора поступает в расходный котел, откуда затем
сливается в емкости и охлаждается естественным
путем до температуры естественной среды 5-25°С.
После остывания расплава получается монолит. Для
дальнейшего использования получаемый монолит
полимерной серы измельчают по желанию
потребителя до дисперсности 0,5-1,0 мм и фасуют.
Возможно использование расплава без охлаждения
при подаче его в смеситель для приготовления
серобитумного вяжущего. При использовании
сахаристого вещества больше 5 весовых частей
ведет к резкому удорожанию и осложнению
процесса производства полимерной серы. При
введении сахаристого вещества меньше 2 весовых
частей процесс модификации полимерной серы
проходит не полностью. При температуре менее
125°С процесс полимеризации не идет.
На практике способ получения полимерной серы
реализуется следующим образом.
Пример 1. Куски технической серы
закладываются в реактор в массе, составляющей 98
весовых частей от общей массы. В реакторе
техническая сера нагревается до температуры ее
плавления 125-130°С. Далее в полученный расплав,
при постоянном перемешивании, добавляется 2
весовых частей сахаристого вещества в виде
технической патоки, содержащую смесь глюкозы,
мальтозы и олигосахаров или сахара-сырца. При
постоянном перемешивании поддерживается
температура получаемого расплава в пределах 125-
130°С в течение одного часа. Следующий этап
перемешивания, без остановки реактора,
осуществляется при повышении температуры до
150-200°С и продолжается процесс перемешивания
в течение 2-4 часов. В это время происходит
полимеризация серы и при этом цвет расплава
меняется от желтого до темно-коричневого. После
этого полимерная модифицированная сера сливается
в емкости и охлаждается при температуре 5-25°С.
Для дальнейшего использования получаемый
монолит полимерной серы измельчается до
дисперсности 0,5-1,0 мм.
Пример 2. Куски технической серы
закладываются в реактор в массе, составляющей 95
весовых частей от общей массы. В реакторе
техническая сера нагревается до температуры ее
плавления 125-130°С. Далее в полученный расплав,
при постоянном перемешивании, добавляется 5
весовых частей сахаристого вещества в виде сахара-
сырца. При постоянном перемешивании
поддерживается температура получаемого расплава
125- 130°С в течение одного часа. Следующий этап
перемешивания, без остановки реактора,
осуществляется при повышении температуры до
150-200°С и продолжается процесс перемешивания
в течение 2-4 часов. В это время происходит
полимеризация серы и при этом цвет расплава
меняется от желтого до темно-коричневого. После
этого полимерная модифицированная сера сливается
в емкости и охлаждается при температуре 5-25°С.
Для дальнейшего использования получаемый
монолит полимерной серы измельчается до
дисперсности 0,5-1,0 мм.
Таким образом, возможно получение
полимерной серы для изготовления строительных
материалов и дорожных покрытий, при этом
составляющая серы в этих материалах и покрытиях
может иметь больший удельный вес при
экологической чистоте производства и экологически
чистом применении и отсутствии неприятного
токсичного запаха, свойственного низшим
меркаптанам. Предлагаемый процесс предполагает
упрощение производства и получения полимерной
серы со снижением энергозатрат на ее производство
за счет оптимизации производства. А модификаторы
являются возобновляемым и дешевым сырьем
имеющие крупнотоннажное производство.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения полимерной серы,
включающий измельчение технической серы, ее
нагрев до температуры плавления в реакторе и
перемешивание с добавлением модификаторов,
отличающийся тем, что к 98-95 весовым частям
расплавленной технической серы вносят при
постоянном перемешивании 1-5 весовых частей
сахаристых веществ в виде технической патоки,
содержащую смесь глюкозы, мальтозы и
олигосахаров или сахара-сырца, повышают
температуру смеси до 150-200°С, выдерживают 2-4
часа, затем температуру понижают до 5-25°С и
выдерживают до полной полимеризации серы.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова