CN108821243B

CN108821243B - 一种硫氢化钠生产工艺

Info

Publication number: CN108821243B
Application number: CN201811116779.8A
Authority: CN
Inventors: 王永范
Original assignee: Chongqing Kinglong Fine Strontium Chemical Co ltd
Current assignee: Chongqing Kinglong Fine Strontium Chemical Co ltd
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-09-15
Anticipated expiration: 2038-09-25
Also published as: CN108821243A

Abstract

本发明申请属于含硫化合物制备的技术领域，具体公开了一种硫氢化钠生产工艺，包括以下步骤：(1)将硫化锶水溶液经二氧化碳回收塔通入第一反应塔中，将二氧化碳通入第一反应塔中；(2)收集步骤(1)反应后的碳酸锶，生成的硫化氢气体和未反应的二氧化碳自第一反应塔再次通入二氧化碳回收塔内，未反应的二氧化碳与二氧化碳回收塔内的硫化锶水溶液反应，硫化氢气体经二氧化碳回收塔进入第二反应塔内；(3)将氢氧化钠碱液经硫化氢回收塔通入第二反应塔中；(4)收集步骤(3)的反应产物硫氢化钠，将未反应的硫化氢气体再次通入硫化氢回收塔内与氢氧化钠碱液反应。本硫氢化钠生产工艺连续性佳、制备工艺简单。

Description

一种硫氢化钠生产工艺

技术领域

本发明申请属于含硫化合物制备的技术领域，具体公开了一种硫氢化钠生产工艺。

背景技术

碳酸锶是一种重要的化工原料，在电子工业、磁性材料、陶瓷釉料和特种玻璃等许多领域有着广泛的应用。碳酸锶的常用制备方法为：通过硫化锶水溶液与二氧化碳得到碳酸锶和硫化氢气体。硫化氢气体有毒有害，为了处理硫化氢气体与保证二氧化碳的充分利用，现有企业大多采用硫化氢气体制备硫氢化钠。

硫氢化钠是继硫化钠之后的一种新型化工原料，在水中几乎都以HS^-离子存在，水溶液的碱度比硫化钠低，在轻工、化工等领域中有着更优越的应用性能，例如，用作制取硫化铵及乙硫醇半成品的原料；在采矿工业中大量用于铜矿选矿。

现有大多企业的操作方法为：收集制备碳酸锶过程中的硫化氢气体与二氧化碳，并使硫化氢气体与二氧化碳具有一定浓度、压强后，再通入碱液中进行反应，即碳酸锶制备工艺与硫氢化钠制备工艺是相互分隔的，并且在硫氢化钠制备前，工人需要进行较多的中间处理与配制步骤，制备工艺较为繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺连续性佳、制备工艺简单的硫氢化钠生产工艺。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：

一种硫氢化钠生产工艺，包括以下步骤：

(1)将硫化锶水溶液经二氧化碳回收塔通入第一反应塔中，将二氧化碳通入第一反应塔中，硫化锶水溶液和二氧化碳在第一反应塔中反应；

(2)收集步骤(1)反应后的碳酸锶，生成的硫化氢气体和未反应的二氧化碳自第一反应塔再次通入二氧化碳回收塔内，未反应的二氧化碳与二氧化碳回收塔内的硫化锶水溶液反应，硫化氢气体经二氧化碳回收塔进入第二反应塔内；

(3)将氢氧化钠碱液经硫化氢回收塔通入第二反应塔中，硫化氢气体与氢氧化钠碱液在第二反应塔中反应；

(4)收集步骤(3)的反应产物硫氢化钠，将未反应的硫化氢气体再次通入硫化氢回收塔内与氢氧化钠碱液反应。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：

设置第一反应塔、二氧化碳回收塔、第二反应塔和硫化氢回收塔，硫化锶水溶液经二氧化碳回收塔通入第一反应塔中，即二氧化碳回收塔与第一反应塔内均有硫化锶水溶液，硫化锶水溶液与二氧化碳在第一反应塔中反应产生碳酸锶和硫化氢气体后，生成的硫化氢气体和未反应的二氧化碳经第一反应塔再次进入二氧化碳回收塔内，使未反应的二氧化碳再次与硫化锶水溶液反应，即保证了反应产物硫化氢气体的纯度，又能够对未反应的二氧化碳充分吸收。同理，氢氧化钠碱液经硫化氢回收塔通入第二反应塔中，即硫化氢回收塔和第二反应塔中均有氢氧化钠碱液，硫化氢气体与氢氧化钠碱液在第二反应塔中反应后，未反应的硫化氢气体被硫化氢回收塔内的氢氧化钠碱液吸收。

综上，本工艺能够依次制备碳酸锶与硫氢化钠，工艺连续性较佳，实现了原材料与产品的循环利用，并且本工艺在制备硫氢化钠前，无需进行较多的中间处理与配制步骤，制备工艺较为简单，另外，本工艺能够对二氧化碳与硫化氢气体进行充分吸收，有效的防止硫化氢排放到空气中，造成空气污染。

本工艺制备碳化锶和硫氢化钠的化学反应式为：

SrS+CO₂+H₂O→SrCO₃+H₂S↑

H₂S+NaOH→NaHS+H₂O

进一步，所述二氧化碳回收塔的数量至少为两个，能够有效的保证二氧化碳的充分反应。

进一步，所述氢氧化钠碱液的质量百分比为40-45％，在氢氧化钠碱液的质量百分比在40-45％时，硫化氢气体与氢氧化钠碱液的反应速率较快。

进一步，所述第一反应塔内的压力为2.0-3.5MPa。在以上压力范围时，硫化锶水溶液与和二氧化碳的接触时间较长，反应效果较佳。

进一步，所述第二反应塔内的压力为2.0-3.5MPa。在以上压力范围时，氢氧化钠碱液与和硫化氢气体的接触时间较长，反应效果较佳。

附图说明

图1为本发明实施例的工艺图；

图2为本发明实施例第一反应塔的纵截面剖视图；

图3为图2中A处的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：筒体1、进液口11、进气口12、出气口13、出料口14、密封盖板15、盛装单元2、弧形叶片21、第一转轴22、连通孔23、铰接板24、盛装腔25、拉簧26、搅拌单元3、转动座31、搅拌杆32、压簧33、第二转轴34、1号二氧化碳回收塔4、2号二氧化碳回收塔5、第一反应塔6、第二反应塔7、硫化氢回收塔8、碳酸锶收集罐9、硫氢化钠中转罐10。

如图1所示：一种硫氢化钠生产工艺，本工艺用到的装置包括二氧化碳回收塔、第一反应塔6、第二反应塔7、硫化氢回收塔8、碳酸锶收集罐9和硫氢化钠中转罐10，其中二氧化碳回收塔的数量为两个，分别为1号二氧化碳回收塔4和2号二氧化碳回收塔5。

工艺包括以下步骤：

(1)将硫化锶水溶液依次经1号二氧化碳回收塔4、2号二氧化碳回收塔5通入第一反应塔6中，将二氧化碳通入第一反应塔6中(二氧化碳较硫化锶水溶液过量)，硫化锶水溶液和二氧化碳在第一反应塔6中充分反应生成碳酸锶与硫化氢气体；

(2)步骤(1)反应后的碳酸锶通入碳酸锶收集罐9中，生成的硫化氢气体和未反应的二氧化碳自第一反应塔6顶部再次通入2号二氧化碳回收塔5和1号二氧化碳回收塔4内，未反应的二氧化碳与2号二氧化碳回收塔5、1号二氧化碳回收塔4内的硫化锶水溶液反应，硫化氢气体经1号二氧化碳回收塔4进入第二反应塔7内；

(3)将氢氧化钠碱液经硫化氢回收塔8通入第二反应塔7中，硫化氢气体与氢氧化钠碱液在第二反应塔7中反应生成硫氢化钠；

(4)步骤(3)的反应产物硫氢化钠通入硫氢化钠中转罐10中进行后处理，未反应的硫化氢气体再次通入硫化氢回收塔8内与氢氧化钠碱液反应。

制备时，1号二氧化碳回收塔4、2号二氧化碳回收塔5、第一反应塔6、第二反应塔7和硫化氢回收塔8内的温度、压力和液位如下表1：

表1

本实施例所采用的1号二氧化碳回收塔4、2号二氧化碳回收塔5和硫化氢回收塔8为现有气液反应器；第一反应塔6与第二反应塔7的结构相同，其中第一反应塔6的结构如下：

如图2和图3所示，第一反应塔6包括筒体1，筒体1的上部开有进液口11(进液口11与2号二氧化碳回收塔5连通)，筒体1的下部开有进气口12，筒体1的顶部开有出气口13(出气口13也与2号二氧化碳回收塔5连通)，筒体1的底部开有出料口14，出料口14处设有密封盖板15。

进液口11和进气口12之间的筒体1内设有多组盛装单元2和多个搅拌单元3，盛装单元2与搅拌单元3在竖直方向上相间布置。

盛装单元2包括两个弧形叶片21和固定连接在弧形叶片21底部中心的第一转轴22，第一转轴22的两端密封并转动连接在筒体1内，第一转轴22的一端设有第一伺服电机(图中未示出)，第一伺服电机能够通过第一转轴22驱使弧形叶片21摆动，两个弧形叶片21的旋转方向相反，并且旋转不同步，本实施例优选左侧的弧形叶片21为顺时针旋转，右侧的弧形叶片21为逆时针旋转。两个弧形叶片21处于水平时，两个弧形叶片21密封相抵，弧形叶片21的一侧与筒体1内侧壁密封并滑动连接(筒体1内侧壁的横截面为矩形)。

弧形叶片21内开有多个连通孔23，本实施例优选连通孔23的数量为四个，弧形叶片21上设有盛装腔25，每个连通孔23内设有两个仅能朝盛装腔25摆动的铰接板24和两个限制铰接板24摆动的拉簧26，两个铰接板24沿连通孔23中心线对称，拉簧26的一端与铰接板24固定连接，拉簧26的另一端固定连接在连通孔23内。

每一个盛装单元2的上方设有一个搅拌单元3，搅拌单元3包括转动座31、搅拌杆32和第二转轴34，第二转轴34的中心与第一转轴22的中心处于同一竖直面，第二转轴34的中心与第一转轴22的中心的距离不会妨碍搅拌单元3和盛装单元2的摆动。第二转轴34密封并转动连接在筒体1内，第二转轴34的一端设有第二伺服电机(图中未示出)，转动座31与第二转轴34固定连接，转动座31内开有凹槽，搅拌杆32滑动连接在转动座31内，搅拌杆32与转动座31之间设有压簧33。第二伺服电机能够通过第二转轴34带动转动座31、搅拌杆32在筒体1内摆动。

具体实施过程如下：

反应前，启动盛装单元2的第一伺服电机，第一伺服电机通过第一转轴带动弧形叶片21摆动，保证两个弧形叶片21处于水平(盛装腔25朝向上方)，两个弧形叶片21密封相抵，弧形叶片21的一端与筒体1内侧壁密封并滑动连接，密封盖板15将出料口14密封。

反应时，首先将硫化锶水溶液自进液口11通入筒体1内，随后将二氧化碳自进气口12通入筒体1内，硫化锶水溶液在筒体1内自上向下流动，二氧化碳自下向上扩散，两者在筒体1内接触并充分反应。

从进液口11送入的硫化锶水溶液首先落于最上方的两个弧形叶片21上，从进气口12进入的二氧化碳自下向上扩散，当弧形叶片21下方的二氧化碳气压达到一定程度时，气压超过拉簧26最小载荷后，二氧化碳驱使铰接板24向盛装腔25摆动，铰接板24向盛装腔25摆动后，盛装腔25内的硫化锶水溶液经连通孔23落于下层盛装单元2上，硫化锶水溶液与二氧化碳产生的碳酸锶积累于弧形叶片21的盛装腔25内。

现有反应塔反应时，常采用一个反应物较其他反应物超过量，以保证反应物(特别是有毒有害的反应物)的充分反应，这种方法虽然能够保证有毒有害的反应物的充分反应，但是也会因超过量反应物的投入而增加后处理难度。另外，为了保证反应物充分接触反应，反应塔的高度较高，这无疑大大增加了工艺的生产成本。本工艺中弧形叶片21和铰接板24设置目的就是为了保证二氧化碳(具有一定压强)与硫化锶水溶液接触时间，尽可能减少未与二氧化碳接触的硫化锶水溶液、未与硫化锶水溶液接触的二氧化碳的量。

反应时，启动第二伺服电机，第二伺服电机通过第二转轴34带动转动座31、搅拌杆32在盛装腔25内摆动，对盛装腔25内硫化锶水溶液进行搅拌，加速反应的进行。

当反应结束时，将筒体1底部的密封盖板15取下，依次启动左侧的弧形叶片21顺时针摆动，右侧的弧形叶片21逆时针摆动，搅拌杆32在压簧33的作用下与弧形叶片21的内侧壁相抵，将处于弧形叶片21上的碳酸锶刮下，并从筒体1底部的出料口14排出。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims

1.一种硫氢化钠生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将硫化锶水溶液经二氧化碳回收塔通入第一反应塔中，第一反应塔包括上部开有进液口的筒体，筒体下部开有进气口，筒体的顶部开有出气口，筒体的底部开有出料口，进液口与进气口之间的筒体内设有多组盛装单元和多个搅拌单元，盛装单元与搅拌单元在竖直方向相间布置，盛装单元包括两个弧形叶片和固定连接在弧形叶片底部中心的第一转轴，第一转轴的两端密封并转动连接在筒体内，第一转轴的一端设有第一伺服电机，第一伺服电机能够通过第一转轴驱使弧形叶片摆动，两个弧形叶片的旋转方向相反，两个弧形叶片处于水平时，两个弧形叶片密封相抵，弧形叶片的一侧与筒体内侧壁密封并滑动连接，弧形叶片内开有多个连通孔，弧形叶片上设有盛装腔，每个连通孔内设有两个仅能朝盛装腔摆动的铰接板和两个限制铰接板摆动的拉簧，两个铰接板沿连通孔中心线对称，拉簧的一端与铰接板固定连接，拉簧的另一端固定连接在连通孔内，搅拌单元包括转动座、搅拌杆和第二转轴，第二转轴的中心与第一转轴的中心处于同一竖直面，第二转轴密封并转动连接在筒体内，第二转轴的一端设有第二伺服电机，转动座与第二转轴固定连接，转动座内开有凹槽，搅拌杆滑动连接在转动座内，搅拌杆与转动座之间设有压簧，将二氧化碳通入第一反应塔中，硫化锶水溶液和二氧化碳在第一反应塔中反应；

（2）收集步骤（1）反应后的碳酸锶，生成的硫化氢气体和未反应的二氧化碳自第一反应塔再次通入二氧化碳回收塔内，未反应的二氧化碳与二氧化碳回收塔内的硫化锶水溶液反应，硫化氢气体经二氧化碳回收塔进入第二反应塔内；

（3）将氢氧化钠碱液经硫化氢回收塔通入第二反应塔中，硫化氢气体与氢氧化钠碱液在第二反应塔中反应；

（4）收集步骤（3）的反应产物硫氢化钠，将未反应的硫化氢气体再次通入硫化氢回收塔内与氢氧化钠碱液反应。

2.根据权利要求1所述的一种硫氢化钠生产工艺，其特征在于，所述二氧化碳回收塔的数量至少为两个。

3.根据权利要求1所述的一种硫氢化钠生产工艺，其特征在于，所述氢氧化钠碱液的浓度为40-45%。

4.根据权利要求1所述的一种硫氢化钠生产工艺，其特征在于，所述第一反应塔内的压力为2.0-3.5MPa。

5.根据权利要求1所述的一种硫氢化钠生产工艺，其特征在于，所述第二反应塔内的压力为2.0-3.5MPa。