提高二氧化硫脲收率的研究

论文摘要

二氧化硫脲是一种新型还原剂,稳定性好,还原电位高,不易分解和自燃,运输、储存、使用安全方便。而一直普遍应用于印染和漂白工业的保险粉容易分解和自燃,使用过程中存在安全隐患,因此在国外已经将二氧化硫脲用作保险粉的代用品广泛应用于印染工业、漂白工业、制药、有机合成及分析、造纸、高分子和照相感光材料工业等领域。目前国外二氧化硫脲的生产收率达到90%以上,而国内二氧化硫脲的收率却只达到80%左右,而且产品稳定性差,储存期短,一般只有1～3个月。因此提高产品收率及稳定性是一个亟待解决的问题。首先用间歇法研究了各工艺条件对二氧化硫脲收率的影响,得出了如下优化工艺条件:双氧水与硫脲摩尔比2.1:1;反应时间约1h;适宜的反应温度8℃以下;溶剂用50%的乙醇-水溶液;适宜的养晶时间为1～1.5h左右;添加剂取2%的醋酸钾,在结晶温度为-10℃下收率达到90%左右。研究了连续反应结晶实验对产品粒度及保质期的影响。但实验结果表明此方法得到的产品收率低,产品不合格,故不能用连续反应结晶实验来提高产品粒度、防止产品变黄。研究了表面活性剂对二氧化硫脲收率及稳定性的影响。结果表明,当向体系中加入1.5%（硫脲）左右的表面活性剂时散热效果较好,产品收率约提高1.5%、稳定性也得到提高。采用向反应体系中引入一种不溶于体系的低温冷却剂,以便及时移出反应热。采用正交实验进一步验证了前面的优化工艺条件,实验结果表明引入冷却剂后收率并未提高。但若同时加入表面活性剂及冷却剂,不仅有效的移出了反应热,还使产品收率得到较大提高。进一步研究了几种双氧水稳定剂对产品收率的影响,发现当加入0.1%EDTANa及0.1%磷酸二氢钾时效果较好,最终使产品收率达到91%以上。母液的循环利用可提高二氧化硫脲的收率,减少废液的排放,降低环境污染,但最多只能循环三次。当循环次数超过三次后,得到的产品不仅收率下降,产品质量也降低。最后,利用不锈钢夹套及盘管强化传热,在不加有机冷却剂的情况下,进行了放大实验,产品收率能够达到90%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 前言
• 1.1 概述
• 1.2 二氧化硫脲的性能
• 1.2.1 物理性能
• 1.2.2 还原性能
• 1.2.3 热稳定性及安全稳定性
• 1.3 二氧化硫脲的用途
• 1.3.1 纺织印染造纸工业
• 1.3.2 摄影、复印
• 1.3.3 纤维改性催化剂
• 1.3.4 洗涤剂和处理三废
• 1.3.5 有机合成等
• 1.4 二氧化硫脲的合成路线、原理及方法
• 1.4.1 二氧化硫脲的合成路线及合成原理
• 1.4.2 二氧化硫脲的合成方法
• 1.5 反应结晶概述
• 1.5.1 工业结晶过程与相关概念
• 1.5.2 溶液过饱和与介稳区宽度
• 1.5.3 反应结晶
• 1.6 双氧水稳定剂概述
• 1.6.1 双氧水稳定剂的稳定机理
• 1.6.2 双氧水稳定剂的类型
• 1.7 二氧化硫脲的研究现状
• 1.8 本文的研究目标及内容
• 2 产品分析方法及收率计算
• 2.1 二氧化硫脲的分析方法
• 2.1.1 方法提要
• 2.1.2 试剂与材料
• 2.1.3 分析步骤
• 2.1.4 分析结果的表述
• 2.2 硫脲的分析方法
• 2.2.1 方法提要
• 2.2.2 试剂与材料
• 2.2.3 分析步骤
• 2.2.4 分析结果的表述
• 2.3 产品收率计算
• 3 实验部分
• 3.1 二氧化硫脲各工艺条件优化
• 3.1.1 仪器与原料
• 3.1.2 实验装置及操作方法
• 3.1.3 实验结果与讨论
• 3.2 连续反应结晶实验
• 3.2.1 仪器与原料
• 3.2.2 实验装置与操作方法
• 3.2.3 实验结果与讨论
• 3.2.4 双氧水不足的情况下考查养晶时间对收率的影响
• 3.2.5 不同饱和液用量对二氧化硫脲收率的影响
• 3.3 表面活性剂等添加剂对收率及稳定性的影响
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 实验仪器与药品
• 3.3.3 表面活性剂对收率及稳定性的影响
• 3.3.4 其它添加剂对收率的影响
• 3.4 冷却剂的作用
• 3.4.1 实验过程与结果
• 3.4.2 讨论
• 3.5 表面活性剂及冷却剂共同作用对收率的影响
• 3.6 双氧水稳定剂对二氧化硫脲收率的影响
• 3.7 母液循环利用
• 3.8 放大实验
• 3.9 保质期考查
• 4 实验结论
• 参考文献
• 附录
• 作者在研究生期间发表的文章
• 致谢