提高二氧化硫脲产品质量的研究.doc

第 15 卷 第 2 期1998 年 6 月出版吉 林 化 工 学 院 学 报J OU RNAL O F J IL IN INS T I TU T E O F CHEM ICAL T ECHNOL O GYVol . 15 No . 2J un.1998提高二氧化硫脲产品质量的研究衣守志马敬环高维平(化学工程系)摘 要 对现有二氧化硫脲生产过程进行了分析 ,采用新的合成工艺生产出收率和纯度都符合要求的产品 1 通过对产品的热稳定性进行对比实验 ,说明新工艺生产的产品能够满足 24个月不变色 1关键词 二氧化硫脲 ;热稳定性试验 ;对比试验中图分类号 O 62318引言0二氧化硫脲 ( Thio urea dio xide ,以下简称 TD) 俗名过氧化硫脲 ,分子式 ( CH4 N2 O2 S) ;其同分异构体为甲脒亚磺酸 ( Fer mamidine suffinic acid ,简称 FSA) 1 TD 通常为白色晶体 或粉末 ,因其无毒 、无味 、使用安全 、还原电位降低慢 ( 约为保险粉的 1/ 5) ,是近年来发展较快的新型还原剂1 ,2 1二氧化硫脲首先在 1910 年由 Beret t 用硫脲和过氧化氢在 05 下反应制得 ,1967 年日本东海电化公司实现工业化 ,后来美 、英 、苏等国相继生产3 1 我国自 80 年代初开始 产品的研制开发 ,目前国内已有大小 20 几个厂家进行生产 1 当前 TD 的生产方法按所采 用的溶剂大体可分为非水溶剂法和水溶剂法两大类 , 国内大都采用水溶剂法进行生产4 ,5,该法国内平均收率低于 80 % ,产品贮存期一般为 13 个月 ,而该产品大部分供出口 ,产品保质期短 ,在储存或运输中易变质发黄 ,多次造成返货 、退货现象 ,影响用户使用 ,同时也影响了生产厂家的信誉 1 针对以上问题 ,作者在全面分析了水溶剂法 TD 生产原 理与过程后 ,对 TD 合成工艺进行了技术改进 ,结果获得产品收率不低于 82 % ,纯度大于98 % ,产品贮存期延长至 824 个月 ,满足了产品出口的需要 1生产原理1硫脲在水溶液中存在如下平衡 :收稿日期 :1997 12 23第一作者 :男 ,1962 年生 ,硕士 ,副教授N H2N H2(1)H2 N C SN H C SH在硫脲水溶液中加入双氧水时 ,首先发生如下反应 :N H2N H2H2 N(2)HN C S S C N H + 2 H2 O2 H2 N C S生成的甲脒化二硫在适宜条件下进一步与双氧水反应 ,生成二氧化硫脲 :N H2H2 NH2 N O H(3)2 HN C S O + 2 H2 OHN C S S CN H + 3 H2 O2总反应方程式为 :H2 NH2 N O H(4)H2 N C S + 2 H2 O2HN C S O + 2 H2 O该反应是一个强放热快速反应 ,控制反应温度 010 以内 ,因为温度过高会使二氧化硫脲分解成为尿素和亚硫酸 ,亚硫酸是一种强还原剂 ,还可以进一步与双氧水反应 1 此 外 ,反应液的 p H 值对二氧化硫脲的合成也有显著的影响 1 因此反应过程中要严格控制 反应温度和 p H 值6 1实验部分2211实验试剂实验所用试剂及分析方法见表 1 :表 1实验用试剂表名称规格分析方法国家标准硫脲含量 96 %浓度 2715 %工业级 电导率 10 %氧化还原法氧化还原法ZB G47013283CB2416288双 氧 水碳酸氢氨 去离子水 p H 715 % 212实验操作本实验是采用与某厂现有生产工艺完全相同的合成方法进行反应 ,所不同的是增加 了低温处理液的处理过程 ,具体操作步骤略 1 改进后其工艺流程示意图如下产品热稳定性实验3311对比实验结果为证明本实验所得产品具有很好的热稳定性 ,本实验首先采用改进后的生产方法对 厂样进行处理 ,并将处理后的产品与未处理的产品进行对比实验研究 ,结果见表 21 通过 表 2 可以说明采用改进后的生产工艺合成的 TD 产品较改进前具有更好的稳定性和耐热 分解能力 1表 2 热稳定实验对比结果序号实验物料实验温度 ( )变黄时间 ( min)焦化时间 ( min)未处理厂样处理后厂样 未处理厂样处理后厂样未焦化未焦化18018028033039025354908085312 改进工艺后产品的长期稳定性实验为保证产品具有在足够的保存期内不变黄 ,本实验在保证收率和纯度的条件下对所 合成产品进行长期保存实验 ,结果见表 31 从表 3 可以看出 ,当低温处理液量为零时 ,即产品未经处理 ,密封保存和敞口保存时间都不足两个月 ;当低温处理液量为 35 mL 时 ,两种 保存时间均有明显提高 ,但是仍然不能满足 24 个月保质期 ; 当低温处理液量大于 70 mL 后 ,即处理液量大于或等于被处理产品的量时 ,两种保存方法均满足 24 个月保质期的需 要 1 即改进工艺后合成的 TD 产品保存 24 个月均未见发黄 1表 3改进前后合成 TD 的长期稳定性实验序号TD 产品量 ( g)处理液量 ( mL )密封保质期 (月)敞口保质期 (月)123456789101112131473106721897312472140731007218570164711147014867196681356812166109661870003535357070701051051051401401121151161810191018152410241024102410241024102410241001601701791291591524102410241024102410241024102410 15 66153 140 2410 2410 结论4(1) 通过对现有生产装置进行改进 ,采用低温处理液对 TD 产品进行处理 ,生产出收率和纯度都符合要求的产品 1(2) 对处理前后的工业产品进行了热稳定性对比实验 ,说明处理后的 TD 产品具有 较好的热稳定性 1(3) 采用改进后的工艺生产的 TD 产品能够满足 24 个月保质期内不发黄 1参 考 文 献侯钰 1 合成二氧化硫脲新工艺研究 1 化学工程师 ,1992 ,25 (1) :1214魏中珊 ,董庆洁 1 硫脲水溶剂法制二氧化硫脲工艺条件初探 1 江苏化工 ,1987 ,10 (2) :2325王景明等 1 二氧化硫脲合成新工艺研究 1 山东化工 ,1996 ,8 (1) :2631王大绪 1 二氧化硫脲特性及生产技术开发研究概况 1 江苏化工 ,1990 ,2 :710左楚云 1 二氧化硫脲的研制 1 兰化科技 ,1991 ,9 (4) :267270李国军 1 提高二氧化硫脲合成方法的改进 1 化学试剂 ,1990 ,12 (2) :126127123456STUDY O N THE IMP RO VEM ENT OF THEP ROD UCT QUAL ITY OF THIO UREA D IO XID EYi Sho uzhiMa J inghuanGao Weiping(Depart ment of Chemical Engineering)Abstract Based o n t he analysis of t he p resent p rocess for p roductio n of t hiourea dio xide ,t he p roduct wit h bot hyield and p urit y according wit h t he demand is p roduced by using new synt hesis technology. Through t he co m2parative test of h