提高二氧化硫脲产品质量的研究.docVIP

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 GY Vol . 15 No . 2 J 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 0～5 ℃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 1～3 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 8～24 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 H2 N H2 (1) H2 N C S N 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 H2 N H2 H2 N (2) HN C —S S C N H + 2 H2 O 2 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 H2 H2 N H2 N O H (3) 2 HN C S —O + 2 H2 O HN C S S C N H + 3 H2 O2 总反应方程式为 : H2 N H2 N O H (4) H2 N C S + 2 H2 O2 HN 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 0～10 ℃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 2 211 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 CB2416288 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 3 311 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