KR970002889B1

KR970002889B1 - 황화수소 엔에이(Na)의 제조방법

Info

Publication number: KR970002889B1
Application number: KR1019920016916A
Authority: KR
Inventors: 시게지 기타무라; 유이찌 에또
Original assignee: 이데미쯔엔지니어링 가부시기가이샤; 테라하타 중이찌
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 1997-03-12
Also published as: JPH0656408A

Abstract

내용없음

Description

황화수소 엔에이(Na)의 제조방법

제1도는 본 발명의 일실시예에 있어서 사용하는 제조장치의 구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 가성소오다의 저장조 12 : 혼합조

12A : 혼합로내의 하부 13 : 황화수소 Na 생성탑

14 : 제품저장조 16 : 가성소오다

17 : 제1관로 22 : 제2관로

26 : 제3관로 28 : 제4관로

29 : 제5관로 31 : 황화수소Na

32 : 제6관로 33 : 황화Na

35 : 산성가스

본 발명은, 황화수소 Na의 제조방법에 관해서, 예를들면 폴리페닐렌살파이드의 제조용 황화제로서 이용할 수 있다.

고순도의 폴리페닐렌살파이드(PPS)는, 착색자재로운 수지로서 유용하다. 이 고순도 PPS의 제조에 있어서는, 불순물을 함유하지 않는 고순도의 황화수소 Na(NaSH)의 사용이 불가결하다.

이 황화수소 Na은, NaOH+H₂S→NaSH+H₂O의 총괄반응에서 표시되는 바와 같이, 가성소오다액에 황화수소가스를 흡수, 반응시켜서 제조된다. 이 반응은, 하기에 표시한 바와 같이, 2단계로 진행하고, 제1반응에서 황화 Na을 생성하고, 제2반응에서 황화수소 Na을 생성한다.

제 1 반응 2NaOH+H₂S→Na₂S+2H₂O

제 2 반응 Na₂S+H₂S→2NaSH

고품위(고순도, 무색)의 황화수소 Na을 얻는데는, 제조시에 원료로서 순도가 높은 Na가스와 가성소오다의 사용이 요구된다.

한편, 황화 Na은, 부식성이 강하기 때문에, 황화수소 Na속의 함량이 높으면 황화수소 Na의 저장이나 운반중에 철재등을 부식용해시키게 된다. 따라서, 황화수소 Na의 제조시, 불순물인 황화 Na의 생성을 가능한한 적제할 필요가 있다.

예를들면, 일본국 특개평 2-22107호 공보에 관한 황화수소 Na의 제조방법에서는 탑식반응기내에 고농도 가성소오다액과 황화수소를 고농도로 함유하는 가스를 가성소오다 1몰에 대해서 황화수소 1∼2몰의 비율로 접촉반응시킨 후, 바닥액을 뽑아내고 냉각해서, 그 일부를 반응기의 가성소오다 피이드위에 환류하고 있다.

이 제조방법에 의하면, 동일 반응기내에서 2단계의 흡수, 반응을 행하기 때문에, 황화수소 과잉율이 비교적 높은 (1.2∼1.5)에도 불과하고, 제2반응에 필요한 혼합, 접촉이 충분히 행하여지지 않고, 미반응의 황화 Na이 황화수소 Na속에 비교적 고농도(1.7∼2.4wt%)로 남게된다.

또, 제1반응에서 생성한 황화 Na이 제2반응에서 황화수소 Na이 될때까지 반응기내의 황화 Na농도가 국부적으로 높게 되어 있다.

그래서, 본 발명은, 고품위(고순도, 무색)의 황화수소 Na을 얻게되는 황화수소 Na의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 황화수소 Na의 제조방법은, 혼합조에 있어서 가성소오다를 황화수소 Na에 첨가해서 혼합하고, 황화 Na을 생성시킨 후, 이 황화 Na을 황화수소 Na 생성탑에 공급하고, 이 황화수소 Na 생성탑에 있어서 황화 Na와 황화수소 함유 가스를 접촉반응시켜서 황화수소 Na을 생성시키는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합조에 있어서의 반응은 하기 식으로 표시된다.

NaSH+NaOH → Na₂S+H₂O ……………………………… ①

또, 상기 황화수소 Na 생성탑에 있어서의 반응은 하기 식으로 표시된다.

Na₂S+H₂S → 2NaSH ……………………………… ②

황화수소 Na의 생성량은, 혼합조에의 가성소오다의 주입량에 의존한다.

이와 같이 반응공정을 2공정으로 분리하므로서, 황화 Na 함량이 낮은 황화수소 Na 제품을 얻게 된다.

그리고, 본 제조방법에 있어서는, 또 상기 황화수소 Na 생성탑내의 생성된 황화수소 Na의 pH를 10.0∼12.0으로 제어하므로서, 저황화수소 과잉율로 황화수소 Na 속의 황화 Na 농도를 저감시키는 것을 특징으로한다.

황화수소 Na 생성탑의 탑바닥액속의 황화수소 농도를 황화 Na 농도보다 과잉상태로 하면, 상기 ②식에서 pH는 필연적으로 12.0 이하가 된다. 따라서, 충전중에서 황화수소가 과잉하게 되도록 황화수소 가스를 공급하거나, 또 충전층의 사이즈나 충전층에 있어서의 체류시간을 상기 반응이 완결하는데 충분한 고조건으로 하므로서 pH를 10.0∼12.0으로 제어하는 것이 가능하다.

단, 황화수소의 과잉율(H₂S/NaOH(몰비))은, 접촉효율이나 경제성등의 점에서 낮은 쪽이 바람직하고, 1.02∼1.10으로 하면된다.

상기 황화수소 함유가스속의 황화수소의 농도는, 95∼100%로 하는 것이 좋다. 황화수소의 농도가 이 범위를 벗어나면, 황화수소 Na속의 황화 Na 함량을 대략 영으로 억제하지 못하게 된다.

이 황화수소 함유가스는, 황화수소 Na 생성탑의 탑내압력이 일정(예를들면 0.1∼0.4kg/㎠G)하게되는 유량으로 공급된다.

또한, 상기 혼합조에 공급되는 황화수소 Na은, 황화수소 Na 생성탑내의 생성된 황화수소 Na을 순환시켜서 사용할 수 있다. 이 경우, 황화수소 Na 순환액속의 황화 Na의 농도는, 3% 이하가 되도록 순환량을 조정하는 것이 좋다. 황화 Na의 농도가 3%를 초과하면, 반응계내에서 부식이 발생한다.

또, 혼합조의 황화 Na을 황화수소 Na 생성탑에 공급하는 관로(管路)의 도중에 쿠울러를 설치하는 경우, 이 쿠울러의 출구온도는, 60∼75℃로 하는 것이 좋다. 75℃를 초과하면 부식이 발생하기 쉽게되고, 한편 60℃보다 낮게하면, 황화 Na의 결정이 석출할 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다(온도를 저하시키면 Na₂S가 결정화한다.) 이와 같이 사고등으로 온도가 저하된 경우, 쿠울러에 의해서 가온하기 때문에, 온수를 접촉할 수 있도록 되어있다.

먼저, 제1도를 참조해서 본 실시예에 있어서 사용하는 제조장치를 설명한다. 이 제조장치는, 가성소오다의 저장조(11), 혼합조(12), 황화수소 Na 생성탑(13) 및 제품저장조(14)등으로서 구성된다.

상기 가성소오다의 저장조(11)는, 열교환기(15)를 구비하고, 가성소오다(16)가 들어있다.

상기 저장조(11)와 혼합조(12)는 제1관로(17)에서 접속되고, 이 관로(17)의 도중에 펌프(18) 및 도시하지 않은 유량조절계가 설치되어 있다.

상기 혼합조(12)에는, 교반수단으로서의 모우터(19)와 교반날개(21)가 설치되어 있다. 상기 혼합조(12)와 황화수소 Na 생성탑(13)은 제2관로(22)에서 접속되고, 이 관로(22)의 도중에는 펌프(18)와 쿠울러(23)가 설치되어 있다.

상기 황화수소 Na 생성탑(13)내에는, 중앙부 부근에 충전물(24)이 채워져 있다. 이 생성탑(13)내의 상부(13A)에는, 제2관로(22)와 연통한 스프레이노즐(25)이 설치되어 있다. 또, 생성탑(13)의 탑정상에는, 제3관로(26)가 접속되고, 이 관로(26)의 도중에 블로어(27)가 설치되어 있다.

한편, 상기 황화수소 Na 생성탑(13)내의 하부(13B)와 혼합조(12)내의 하부(12A)는, 제4관로(28)에서 접속되어 있다.

상기 황화수소 Na 생성탑(13)과 제품저장조(14)는 제5관로(29)에서 접속되고, 이 관로(29)의 도중에는 펌프(18)가 설치되어 있다.

상기 제품저장조(14)는, 열교환기(15)를 구비하고, 제조된 황화수소 Na(31)가 저장되어 있다.

이 제품저장조(14)에는, 제6관로(32)가 접속되고, 이 관로(32)의 도중에 소요되는 공정인 황화수소 Na(31)을 공급하기 위한 펌프(18)가 설치되어 있다.

다음에, 이 제조장치를 사용한 황화수소 Na의 제조방법을 설명한다.

먼저, 가성소오다저장조(11)내의 고농도 가성소오다(16)를 제1관로(17)를 통해서 혼합조(12)에 공급한다. 이때, 가성소오다(16)의 유량을 유량조절계로 일정유량(1, 800∼2,500kg/h)으로 조절한다. 이 실시예에서 사용한 가성소오다(16)의 조성을 하기의 표 1에 표시한다. 또한, 저장조(11)내의 가성소오다(16)는, 소정레벨 이하로 내려가면 수시저장조(11)내에 공급된다.

다음에, 혼합조(12)에 있어서, 상기 가성소오다(16)는, 교반날개(21)에 의해 제 4관로(28)로부터 공급된 황화수소 Na(31)와 교반혼합되어 황화 Na(33)이 생성된다. 이때, 혼합조(12)내의 액(34)의 황화 Na(33)의 농도는, 황화수소 Na 생성탑(13)으로부터의 순환량에 의해, 3wt% 이하가 되도록 제어되어 있다. 즉, 황화 Na(33)농도가 3wt%를 초과한 경우, 황화수소 Na 생성탑(13)으로부터 공급되는 황화수소 Na(31)의 양을 증가해서 황화 Na(33)농도를 3wt% 이하로 한다.

다음에, 혼합조(12)내의 황화 Na(33)을 제2관로(22)를 통하고, 관로(22)의 도중의 펌프(18)로 승압하고, 또 쿠울러(23)에서 65∼75℃로 냉각한 후, 황화수소 황화수소 생성탑(13)내의 스프레이노즐(25)로부터 살포한다. 상기 쿠울러(23)의 입구온도는 72℃, 출구온도는 68℃이다.

한편, 이 생성탑(13)내의 하부에는, 황화수소를 고농도로 함유하는 가스(이하, 산성가스라고함)(35)를 800∼1,200kg/h의 유량으로 도입한다. 이때, 산성가스(35)는, 생성탑(13)내의 압력이 0.1∼0.4kg/㎠G의 일정압이 되도록 압력 조절계로 조절하면서 도입한다. 이 실시예에서 사용한 산성가스(35)의 조성을 표 2에 표시 한다. 또한, 황화수소 과잉율(mo1-H₂S/mo1-NaOH)은, 1.05이다.

그리고, 생성탑(13)내에 살포된 황화 Na(33)는, 충전물(24)속을 통과하면서 산성가스(35)의 황화수소와 접촉반응해서 황화수소 Na(31)로 전환한다. 이 생성탑(13)에서의 황화수소 Na(31)의 생성량은, 2,600∼3,700kg/h이다.

생성탑(13)내의 미반응의 오프가스(off Gas)는, 제 3관로(26)로부터 도출되고, 도중의 블로어(27)에서 승압하여, 유량계로 일정량으로 조절하면서 뽑아낸다.

다음에, 생성탑(13)내의 황화수소 Na(3l)는, 펌프(18)에 의해 제5관로(29)를 통해서 제품저장조(14)로 보내고, 그후, 또 제6관로(32)를 통해서 소요되는 공정에 황화수소 Na(31)를 공급한다.

상기 실시예에서 얻게된 황화수소 Na(31)의 성질 상태를 표 3에 표시한다. 이 표에 표시한 바와 같이, 본 실시예에 의해서 얻게된 황화수소 Na(31)는, 황화 Na가 함유되어 있지않는 고순도의 것임을 알 수 있다. 또, 무색인 것은, 육안관찰에 추가해서, 이 표의 분석결과로부터 확인할 수 있었다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

본 발명에 관한 황화수소 Na의 제조방법에 의하면, 고품위(고순도, 무색)의 황화수소 Na를 얻게된다. 또, 제조중의 반응계를 구성하는 재료의 부식을 저감시킬 수 있다.

Claims

혼합조에 있어서 가성소오다를 황화수소 Na에 첨가하여 혼합해서, 황화 Na를 생성시킨후, 이 황화 Na를 황화수소 Na 생성탑에 공급하고, 이 황화수소 Na 생성탑에 있어서 황화 Na와 황화수소 함유가스를 접촉반응시켜서 황화수소 Na를 생성시키고, 상기 황화수소 Na 생성탑내의 생성된 황화수소 Na의 pH를 10.0∼12.0으로 제어함으로서, 저황화수소 과잉율로 황화수소 Na속의 황화 Na 농도를 저감시켜, 황화수소 Na을 상기 혼합조에 순환사용할때 황화수소 Na 순환액중의 황화 Na의 농도를 3% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 황화수소 Na의 제조방법.
제1항에 있어서, 황화수소의 과잉율이 1.02∼1.10인 것을 특징으로 하는 황화수소 Na의 제조방법