Способ получения полисульфидов щелочных металлов Советский патент 1985 года по МПК C01B17/22 

СО

VI

о ел Изобретение относится к технологи неорганических продуктов, в частности к способам получения полисульфидо щелочных металлов, и может быть использовано в химической промышленное ти. - . Известен способ получения полисульфидов щелочных металлов путем взаимодействия сероводорода с водным ipacTBopoM сульфита щелочного металла при 200-500°С 1. Недостатками способа-являются силь ная сероводородная коррозия оборудования И большой расход энергии из-за необходимости проведения процесса пр высоких температурах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения полисульфидов щелочных металлов путем взаимодействия тонкоизмельченной элементарной серы с водным раствором гидроксида или сульфида щелочного металла при 100 С fzj. ; Недостатком способа является относительно низкая производительность процесса из-за невысокой скорости реакции (40-120 мин). Цель изобретения - интенсификация процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения полисульфидов щелочных металлов путем взаимодействия элементарной серы с водным раствором гидроксида ипи . сульфида щелочного металла при повышенной температуре процесс проводят в присутствии водорастворимого аминосоединения, Б качестве аминосоединений исполь , , I зуют N-димeтшIпропилеидиамин,N,М-тет раметилдипропилентриамин, Ы-метилпир ролидон, М-диметиламинопропнанитрил или полиэтиленполиамин, Аминосоединение берут в количестве 0,5-5,0 1иас.%. При этом в качестве сырья, содержащего элементарную серу, предпочтительно использовать отход сероочистки газа раствором гидроокиси железа, содержащий элементарную серу, бикарбонат натрия и гидроокись железа. Предлагаемая концентрация добавки водорастворртмого аминосоединения и температура проведения процесса является оптимальной, так как при сог держании водорастворимого аминосоеди нения в растворе гидроксида или суль фвда металла ниже 0,5 мае.% не досуйгается сзпцественное повьшение скорости реакции, а увеличение содержания выше 5,0 мас.% не приводит к дальнейшему повышению скорости реакции и поэтому экономически является нецелесообразным. При этом существенное повьшение скорости реакции при введении в реакционную среду небольших количеств указанных аминосоединений связано с их каталитическим действ.ием в реакции взаимодействия серы с гидроксидом или сульфидом щелочного металла. Крсме того, указанные аминосоедш1ения обладают свойствами ингибитора коррозии в сульфидсодержащих щелочных средах. Использование в. качестве серосодержащего сырья отхода процесса окислительной очистки природных, попутных и технологических газов от сероводорода, coдepжaщeгov80% элемента1жой. серы,-л-18% гидроокиси железа бикарбоната натрия, позволяет исключить использование в процессе дефицитной товарной элементарной серы. Вследствие того, что сера в отходе имеет высокую дисперсность, исключается необходимость дополнительного ее измельчения. Это позволяет упростить и удешевить процесс получения полисульфидов. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В реактор с механическим перемешиванием загружают водный раствор гидроксида или сульфида щелочного металла и при перемешивании в раствор вводят 0,5-5,0 мас.% водораствоРШ10ГО аминосоединения, а затем навеску технической молотой серы или отхода сероочистки, содержащего элементарнзпо серу (80%), гидроокись железа (18%) и бикарбонат натрия (2%). Суспензию перемешивают при 40-60 С в течение 2-10 мин и из полученного раствора полисульфида фильтрацией отделяют гидроокись железа (в случае использования отхода сероочистки). Затем из водного раствора полисульфида кристаллизацией выделяют целевой продукт, а маточный раствор, содержащий водорастворимое аминосоединение, направлшот в начало процесса для приготовления новой порции реакционной смеси. Пример 1. В термостатированную реакционную колбу емкостью 0,5 л, снабженную мешалкой, заливают 250 мл 20%-ного водного раствора сульфида натрия и при перемешивании в раствор вводят 3 Mdc.% N-диметилг-, пропилендиамина. Затем в колбу загружают 50 г отхода сероочистки, содержащего элементарную серу (80%j, гидроокись железа (l8%) и бикарбоната натрия (2%). Суспензию перемешивают при 60°С до полного растворения серы и из полученного раствора полисульфида натрия фильтрацией отделяют гидроокись железа. При этом время полного растворения серы, т.е. время реакции, составляет 2 мин. Сравнительный эксперимент показал, что в случае проведения реакции без добавки N-диметиппропилендиамина требуемое время реакции составляет 0 мин, т.е. в 5 раз больше, чем в предлагаемом способе получения полисульфидов . Пример 2.В термостатирован ную реакционную колбу, как в примере , запивают 200 мл 40%-ного водного раствора гидроксида натрия и . при перемешивании в раствор вэодят 3 мас.% N-диметилпропилендиамина, а затем в колбу загружают J 60 г технической серы (фракция 0,5-1,0 мм). Суспензию перемешивают при до полного растворения серы и из полученного раствора кристаллизацией выделяют полисульфиды натрия, а маточный раствор, содержащий катализатор повторно используют для приготовлен ового раствора гидроксида натрия. ри этом время реакции составляет мин. Сравнительный эксперимент показал, что в случае проведения реакции без добавки N-диметилпропилендиамина требуемое время реакции составляет 20 мин, т.е. в 10 раз больше, чем в предлагаемом способе. Пример 3. В термостатированную реакционную колбу, как в примере , заливают 200 мл 20%-ного радтвора гчдроксида натрия и при перемешивании в раствор вводят 0,5-5,0 мас.% водорастворимого аминосоединения. Затем в колбу загружают 65 г технической серы (фракция 0,5-1,0 мм) и перемешивают до полного растворения серы, определяя при этом время полного растворения серы (время реакции обра- зования полисульфидов). Результаты экспериментов по изуче-. нию влияния добавки катализатора различных водораствор1ошх аминосоединений-на время реакции приведены в таблице. Здесь же для сравнения приведены результаты сравнительных экспериментов по определению времени ре-, акции без добавок«миносоединений,т.е. в известном способе (опыт 9 и 10) Из приведенных в таблице данных видно, что в предлагаемом способе время реакции в 4-10 раз меньше, чем в известном способе. Это позволяет значительно интенсифицировать процесс получения полисульфидов.

I. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПаЛИ; СУЛЬФИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ путем взаимодействия злементарной серы с .водным раствором гндроксида или сульфида щелочного металла при повышенной, температуре, отличайэщийс я тем, что, с целью интенсификации, процесс проводят в присутствии водорастворимого аминосоединення. 2.Способ по п. I, отличающийся тем, что в качестве аминосоединений используют N-диметилпропилендиамин, N,N -тетраметшвдипропилентриамин, N-метилпирролвдон, N-диме- ; тнламинопропионитрил нл;{ полиэтиленполиамин. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что аминосоединение берут в количестве 0,5-5,0 мас.%.