專利名稱：一種二氧化硫脲的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種以水作溶劑，用硫脲晶體和較低濃度過氧化氫溶液為原料的二氧化硫脲生產(chǎn)方法。屬于一般氧化物的制備方法。
在水溶液中，伴隨著硫脲與過氧化氫作用生成二氧化硫脲，還有一些較復(fù)雜的副反應(yīng)發(fā)生，使產(chǎn)品純度和原料收率受到影響，為了抑制副反應(yīng)的發(fā)生，二氧化硫脲的現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)均向反應(yīng)體系中加入各種輔助劑，如碳酸氫銨、醋酸鉀等，這些輔助劑用量一般占硫脲總量的5-15%，并且需要采用高純?cè)噭?，費(fèi)用昂貴。此外，為了減少二氧化硫脲在結(jié)晶母液中的溶解損失，已有技術(shù)均采用較高濃度50%的過氧化氫溶液為原料一次性投料，也導(dǎo)致了生產(chǎn)成本的提高。
本發(fā)明的目的在于提供一種不需向反應(yīng)體系中加入任何輔助劑，使用較低濃度過氧化氫投料也能獲得較高的原料收率和較好的產(chǎn)品純度的生產(chǎn)方法，從而使生產(chǎn)成本明顯降低。
本發(fā)明采用小批量，多批次地分批向反應(yīng)器內(nèi)輪番加料的技術(shù)手段，通過大幅度減少預(yù)置水量有效地控制了反應(yīng)液量，從而使本發(fā)明可采用較低濃度(低于30%)的過氧化氫溶液與硫脲水溶液或懸濁液作用，減少目標(biāo)產(chǎn)物二氧化硫脲在結(jié)晶母液中的溶解損失。
本發(fā)明還根據(jù)反應(yīng)物硫脲和目標(biāo)產(chǎn)物二氧化硫脲在不同溫度下的溶解度的差別，確定了在高溫點(diǎn)加入硫脲晶體，在低溫點(diǎn)加入過氧化氫溶液的技術(shù)措施，使反應(yīng)物硫脲在反應(yīng)液中較快地分散溶解并保持較高的濃度，使目標(biāo)產(chǎn)物二氧化硫脲隨時(shí)從溶液中結(jié)晶分出，沉積在反應(yīng)器底部，從而減少了二氧化硫脲在液相中發(fā)生以其分解反應(yīng)為主的種種副反應(yīng)的可能性。
本發(fā)明還將全部物料投加完畢后二氧化硫脲的結(jié)晶溫度降低到-1～-2℃，進(jìn)一步減少了目標(biāo)產(chǎn)物在結(jié)晶母液中的溶解損失。
本發(fā)明的另一個(gè)積極效果是由于在每輪加料時(shí)反應(yīng)體系都在合理范圍內(nèi)的溫度波動(dòng)，在升溫過程中目標(biāo)產(chǎn)物的細(xì)小結(jié)晶溶解，在降溫過程中，液相中的目標(biāo)產(chǎn)物分子附著在未溶解的較大晶粒中結(jié)晶析出，使產(chǎn)品結(jié)晶粒度有明顯增大，便于后續(xù)的分離及干燥處理。
此外，由于予置水量的減少，生產(chǎn)過程中的污水排放量也相應(yīng)減少。
下面結(jié)合實(shí)施例說明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容。
序號(hào)指標(biāo)實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3反應(yīng)器內(nèi)予置水量(克)181818硫脲總加料量(克)252525過氧化氫(27.5%)總加料量(克)85.874.877.0硫脲與過氧化氫摩爾比1∶2.111∶1.841∶1.89二氧化硫脲產(chǎn)量(克)31.931.631.3原料收率(以硫脲計(jì))89.889.088.1原料收率(以過氧化氫計(jì))85.296.893.2平均收率87.592.990.7實(shí)施例操作過程先向反應(yīng)器中預(yù)置少量蒸餾水，預(yù)置水量與反應(yīng)過程中硫脲投加總重量之比為1∶0.8～1∶1.2，最好為1∶1，然后向反應(yīng)器中分3-5批輪番加入硫脲晶體和過氧化氫溶液(濃度為27.5%)每輪加料的硫脲加入量與反應(yīng)器內(nèi)已有總水量(包括反應(yīng)器內(nèi)預(yù)置水，過氧化氫溶液帶入水和反應(yīng)生成水)的重量比為1∶5～1∶15，最好為1∶10～1∶12。硫脲加入量過多則由于大部分未溶解，以懸浮顆粒存在于固相中，在其后加入過氧化氫溶液時(shí)由于局部反應(yīng)過于激烈，造成局部過熱。硫脲加入量過少，則由于其在液相中的濃度偏低而影響反應(yīng)速度。
在每輪加料進(jìn)行時(shí)，利用設(shè)備的冷卻能力和硫脲與過氧化氫反應(yīng)所放出的熱量，使反應(yīng)體系發(fā)生溫差在5～15℃范圍內(nèi)的溫度波動(dòng)。低溫點(diǎn)控制在-2～+5℃范圍內(nèi)，最好為-1～+2℃;溫度過低會(huì)在熱交換面上結(jié)冰，影響熱交換效果。高溫點(diǎn)控制在+5～+15℃范圍內(nèi)，最好為+8～+10℃;溫度過高加速二氧化硫脲分解。在高溫點(diǎn)加入硫脲晶體，以便使其盡快分散溶解;在低溫點(diǎn)加入過氧化氫溶液，以便保證反應(yīng)體系溫度上升到不超出合理的高溫點(diǎn)范圍。
每輪加料的硫脲加入量與過氧化氫加入量的摩爾比為1∶1.5～1∶2.1，最好為1∶1.85～1∶1.95。每輪加料均先加入硫脲，然后根據(jù)升溫情況加入相應(yīng)量的過氧化氫溶液。全部物料投加完畢，硫脲總量與過氧化氫總量也應(yīng)保持上述摩爾比。任何一種物料偏多或偏少均會(huì)造成實(shí)際收率降低。尤其是過氧化氫加入量偏多還會(huì)造成目標(biāo)產(chǎn)物二氧化硫脲進(jìn)一步被氧化。
在整個(gè)輪番加料的過程中，進(jìn)行不間斷的冷卻和攪拌操作，加料結(jié)束后，繼續(xù)攪拌并使體系溫度保持在-1～-2℃，20-30分鐘，然后濾出二氧化硫脲晶體，在50℃下干燥3小時(shí)。
實(shí)施例1、2、3產(chǎn)品純度均高于99%，實(shí)施例1表明，當(dāng)硫脲加入量與過氧化氫加入量的摩爾比超出本發(fā)明提出范圍時(shí)，雖然其中一種原料的收率很高，但另一種原料的收率明顯下降，故平均收率不高。
權(quán)利要求
1.一種以水作溶液，以硫脲晶體和過氧化氫溶液為原料的二氧化硫脲的生產(chǎn)方法，其特征在于a、控制反應(yīng)體系有規(guī)律地發(fā)生-2～+15℃的溫度波動(dòng)。采用分批輪番加料的方法，在高溫點(diǎn)時(shí)加入硫脲晶體，低溫點(diǎn)時(shí)加入過氧化氫溶液；b、反應(yīng)器內(nèi)預(yù)置水量與投入硫脲總重量之比為0.8∶1～1.2∶1，每輪加料的硫脲加入量與反應(yīng)器內(nèi)已有總水量(包括反應(yīng)器內(nèi)預(yù)置水，過氧化氫溶液帶入水和反應(yīng)生成水)的重量比為1∶5～1∶15；c、在整個(gè)加料過程中進(jìn)行不間斷的冷卻和攪拌操作，并在加料結(jié)束后使整個(gè)體系溫度保持在-1～-2℃，20-30分鐘，再進(jìn)行結(jié)晶和母液分離操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使用濃度低于30%的過氧化氫溶液投料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于反應(yīng)體系的低溫點(diǎn)最好控制在+1～+2℃，高溫點(diǎn)最好控制在+8～+10℃時(shí)投料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于反應(yīng)器內(nèi)預(yù)置水量與硫脲投入總重量的最好比例為1∶1，每輪加入硫脲與反應(yīng)器內(nèi)已有總水量最好重量比為1∶10～1∶12。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每輪加料的硫脲加入量與過氧化加入量的最好摩爾比為1∶1.85-1∶1.95。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種以水作溶劑的二氧化硫脲生產(chǎn)方法，其特征是不需要向反應(yīng)體系中加入任何輔助劑，通過控制反應(yīng)液量與硫脲的比例分批投料和利用設(shè)備的冷卻能力和反應(yīng)放出熱量造成反應(yīng)體系有規(guī)律的溫度波動(dòng)，在高溫點(diǎn)投入硫脲晶體和在低溫點(diǎn)投入較低濃度(低于30％)過氧化氫溶液的方法，獲得較高原料收率和較好的產(chǎn)品純度，從而簡(jiǎn)化了操作條件，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C07C335/04GK1041584SQ8910741
公開日1990年4月25日 申請(qǐng)日期1989年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月19日
發(fā)明者張海峰, 侯鈺, 劉享遠(yuǎn), 高銀萍 申請(qǐng)人:張海峰