1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29395
(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) 2013/1841.1
(22) 06.12.2013
(45) 25.12.2014, бюл. №12
(72) Фасхутдинов Марат Флурович; Темирова
Салиля Кудайбергеновна; Бекетов Кайрат
Мирзасалимович; Ю Валентина Константиновна
(73) Товарищество с ограниченной
ответственностью "Институт нефтегазового
инжиниринга и информационных технологий
КБТУ"
(56) RU 2136706 С1, 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 глицерина 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 получается 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,
С08L 9/00, 1990 г.), вулканизуемый серой,
взаимодействием серы с ненасыщенным
углеводородом 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, MПK C08G 75/14
on. 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 ненасыщенных углеводородов. 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 глицерин 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 получается 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 глицерин. Перемешивание
осуществляется с постоянной скоростью. Способ
включает две стадии. В течение первой стадии
производится внесение глицерина в количестве 1-5
весовых частей к 98-95 весовым частям технической
серы при температуре 125-130°С, а во второй
стадии, превышающей по времени в два раза
первую, повышают температуру до 150-200°С и
выдерживают 2-4 часа, затем охлаждают до
температуры 5-25°С и выдерживают эту смесь до
получения монолита с последующим его
дроблением до дисперсности 0,5-1,0 мм.
При нагревании смеси выше 150°С глицерина за
счет реакции дегидратации образует соединение с
двойной связью, которые участвуют 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 глицерин в количестве 1-5% от
общего количества массового состава,
находящегося в реакторе, серы. После
перемешивают в течение одного часа. Затем без
остановки процесса перемешивания температуру
расплава доводят до 150-200°С и продолжается
процесс перемешивания в течение 2-4 часов. Таким
образом, общая длительность процесса
перемешивания 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
по желанию потребителя. Возможно использование
расплава без охлаждения при подаче его в
смеситель для приготовления серобитумного
вяжущего. При использовании глицерина больше 5
весовых частей ведет к резкому удорожанию и
осложнению процесса производства полимерной
серы. При введении глицерина меньше 1 весовых

3. 29394
3
частей процесс модификации полимерной серы
проходит не полностью. При температуре менее
125°С процесс полимеризации не идет.
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
запаха, свойственного низшим меркаптанам.
Предлагаемый процесс предполагает упрощение
производства и получения полимерной серы со
снижением энергозатрат на ее производство за счет
оптимизации производства.
На практике способ получения полимерной серы
реализуется следующим образом.
Пример 1. Куски технической серы
закладываются в реактор в массе, составляющей 95
весовых частей от предполагаемой добавки. В
реакторе техническая сера нагревается до
температуры ее плавления 125-130°С. Далее в
полученный расплав, при постоянном
перемешивании, добавляется 5 весовых частей
глицерина. При постоянном перемешивании
поддерживается температура получаемого расплава
в пределах 125-130°С в течение одного часа.
Следующий этап перемешивания, без остановки
реактора, осуществлялся 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.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения полимерной серы,
включающий измельчение технической серы, ее
нагрев до температуры плавления в реакторе и
перемешивание с добавлением модификатора,
отличающийся тем, что к 98-95 весовым частям
расплавленной технической серы вносят при
постоянном перемешивании 1 -5 весовых частей
глицерина, 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