CN110724079A - 一种利用石化废气合成硫脲的方法 - Google Patents

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安敬瑞
高鹏
张宁
常忠臣
崔卫华
曹斌
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C335/02—Thiourea

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Abstract

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种利用石化废气合成硫脲的方法。以石化废气硫化氢，二氧化碳，氨气为原料，在催化剂作用下，合成目标产物硫脲。该发明操作步骤简单，能耗低，生产周期短，产品收率和纯度高，满足市场对硫脲的质量要求，在保证产品收率和品质的前提下大大降低了生产成本。

Description

一种利用石化废气合成硫脲的方法
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种利用石化废气合成硫脲的方法。
背景技术
硫脲，用以合成磺胺噻唑、蛋氨酸等药物的原料。用作染料及染色助剂、树脂及压塑粉的原料。也可用作橡胶的硫化促进剂、金属矿物的浮选剂、制邻苯二甲酸酐和富马酸的催化剂，以及用作金属防锈蚀剂。硫脲也作为化肥使用。
目前工艺是硫化氢气体经石灰乳负压吸收制得硫化氢钙溶液，再与氰氨化钙反应，硫氢化钙与氰氨化钙的摩尔比为1∶5，在不断搅拌下，反应温度为(80±5)℃，反应时间为3h，经负压过滤，即可生成硫脲液体，再经蒸发、过滤、冷却、结晶，即得晶体硫脲，离心脱水干燥即得成品。原料氰胺化钙属于高耗能产品，硫脲生产后会产生大量黑色固体废渣。
石化企业在生产过程中，污水汽提工段会产生大量硫化氢与氨气，制氢工段会产生大量二氧化碳。这三种气体价格比较高，运输也比较困难，氨气与硫化氢毒性大，不能直接排放，后者属于温室气体，国家限制排放，处理这三种气体成为环保难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明利用石化生产中产生的硫化氢、二氧化碳与氨气这三种废气为原料合成硫脲，解决了石化废气存在环境污染难以处理的难题，为其处理及硫脲合成提供新途径，同时解决了现有技术中硫脲生产成本高、能耗大、污染大等问题。在减少了废气处理成本和碳排放，并且其转化成更有利用价值的工业产品，实现了资源循环利用。
本发明一种利用石化废气合成硫脲的方法，所采用的技术方案为：以石化废气硫化氢，二氧化碳，氨气为原料，在催化剂作用下，合成目标产物硫脲，反应方程式如下：
Figure BDA0002264054390000011
上述反应中的催化剂为硅酸、氧化铝、氧化锌的一种或几种
该反应过程中，所述的硫化氢：二氧化碳：氨气：催化剂的摩尔比为1:1.1-1.5:2-2.2:0.1-0.2。
具体过程为：
(1)将硫化氢和二氧化碳通入反应器中，加入催化剂；
(2)加热升温至第一反应温度，进行第一段反应；
(3)进行降温，降温至25℃，进行固液分离，将液体加入反应器，通入氨气升至第二反应温度，进行第二段反应；
(4)反应完成后，降温得到成品硫脲。
所述的第一反应温度为400-600℃，第二反应温度为170-200℃，第一段反应的时间为0.5-2h，第二段反应时间为5-15h。
本发明的有益效果有：
(1)操作步骤简单，能耗低，生产周期短，产品收率和纯度高，满足市场对硫脲的质量要求；
(2)本发明以石化工业废气资源作为原料，不需要对这些废气资源进行提纯等二次加工即可直接利用，工艺环保且成本低，并能够资源再利用；
(3)固体催化剂回收简单，可重复利用。
综上所述，本发明在保证产品收率和品质的前提下大大降低了生产成本，实现了资源节约，工艺环保的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明作进一步说明，但不作为对发明内容的限制，凡基于本发明所述的技术均属于本发明的组成部分。本领域的技术人员应理解，对本发明的技术特征所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
实施例1
以硫化氢、二氧化碳与氨气为原料，在催化剂硅酸作用下，合成目标产物硫脲，具体步骤包括：
(1)将硫化氢22.4L和二氧化碳33.6L通入反应器中，加入硅酸7.8g；
(2)加热升温至600℃，进行第一段反应0.5h；
(3)进行降温，降温至25℃，进行固液分离，将液体加入反应器，通入氨气49.28L升至200℃，进行第二段反应5h；
(4)反应完成后，降温得到成品硫脲75.95g。
产品纯度99.2％，产品收率98.98％。
实施例2
以硫化氢、二氧化碳与氨气为原料，在催化剂氧化铝作用下，合成目标产物硫脲，具体步骤包括：
(1)将硫化氢22.4m3和二氧化碳24.64m3通入反应器中，加入氧化铝11kg；
(2)加热升温至400℃，进行第一段反应2h；
(3)进行降温，降温至25℃，进行固液分离，将液体加入反应器，通入氨气44.8m3升至170℃，进行第二段反应15h；
(5)反应完成后，降温得到成品硫脲75.07Kg。
产品纯度99.2％，产品收率97.63％。
实施例3
以硫化氢、二氧化碳与氨气为原料，在催化剂氧化锌作用下，合成目标产物硫脲，具体步骤包括：
(1)将硫化氢22.4L和二氧化碳29.12L通入反应器中，加入氧化铝8.1g；
(2)加热升温至550℃，进行第一段反应1.5h；
(3)进行降温，降温至25℃，进行固液分离，将液体加入反应器，通入氨气44.9L升至180℃，进行第二段反应12h；
(4)反应完成后，降温得到成品硫脲76.09g。
产品纯度99.3％，产品收率99.26％。

Claims (7)

1.一种利用石化废气合成硫脲的方法，其特征在于，以石化废气硫化氢，二氧化碳，氨气为原料，在催化剂作用下，合成目标产物硫脲，反应方程式如下：
Figure FDA0002264054380000011
上述反应中的催化剂为硅酸、氧化铝、氧化锌的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种利用石化废气合成硫脲的方法，其特征在于，反应过程中，所述的硫化氢：二氧化碳：氨气：催化剂的摩尔比为1:1.1-1.5:2-2.2:0.1-0.2。
3.根据权利要求1所述的一种利用石化废气合成硫脲的方法，其特征在于，具体过程为：
(1)将硫化氢和二氧化碳通入反应器中，加入催化剂；
(2)加热升温至第一反应温度，进行第一段反应；
(3)进行降温，降温至25℃，进行固液分离，将液体加入反应器，通入氨气升至第二反应温度，进行第二段反应；
(4)反应完成后，降温得到成品硫脲。
4.根据权利要求3所述的一种利用石化废气合成硫脲的方法，其特征在于，所述的第一反应温度为400-600℃。
5.根据权利要求3所述的一种利用石化废气合成硫脲的方法，其特征在于，第二反应温度为170-200℃。
6.根据权利要求3所述的一种利用石化废气合成硫脲的方法，其特征在于，第一段反应的时间为0.5-2h。
7.根据权利要求3所述的一种利用石化废气合成硫脲的方法，其特征在于，第二段反应时间为5-15h。
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