氯乙酸副產(chǎn)鹽酸中硫化物的脫除方法

氯乙酸副產(chǎn)鹽酸中硫化物的脫除方法目錄一、課題背景二、實(shí)驗(yàn)部分三、結(jié)果與討論四、結(jié)論化學(xué)試劑其他化工產(chǎn)業(yè)醫(yī)藥日化氯乙酸香料1.1氯乙酸簡介氯乙酸為無色或白色晶體，是一種有機(jī)中間體，年產(chǎn)量大，應(yīng)用廣泛，具體應(yīng)用有以下幾方面：一、課題背景近幾年氯乙酸的市場需求量圖標(biāo)氯乙酸合成方法以酸酐為催化劑三氯乙烯硫酸水解法

以硫?yàn)榇呋瘎┖铣涩F(xiàn)在我國普遍采用以硫?yàn)榇呋瘎┖铣陕纫宜岬姆椒ā?/p>

反應(yīng)機(jī)理：2S+Cl2=S2Cl2,S2Cl2+3CH3COOH=3CH3COCl+3S+HCl+H2SO3CH3COCl+Cl2=ClCH2COCl+HClCH3COOH+ClCH2COCl=ClCH2COOH+CH3COCl故副產(chǎn)鹽酸中含有二氧化硫等雜質(zhì)。年產(chǎn)2.5萬噸氯乙酸副產(chǎn)3萬噸鹽酸含硫雜質(zhì)，銷路窄，售價(jià)低鹽酸滯銷對氯乙酸行業(yè)競爭極不利1.2副產(chǎn)鹽酸的產(chǎn)量不提純的副產(chǎn)鹽酸僅用在酸洗除銹中，或是作為廢酸中和，所以銷路極其窄，出售價(jià)格很低。但經(jīng)過脫硫提純的鹽酸應(yīng)用廣泛，銷路也將會擴(kuò)大。鹽酸化學(xué)試劑化肥有機(jī)合成1.3本課題的研究方案實(shí)驗(yàn)方案為：1、將副產(chǎn)鹽酸中的二氧化硫氧化成硫酸根2、選擇適宜的沉淀劑，使硫酸根生成沉淀3、過濾，提純1.3本課題的研究方案氧化劑的選擇氧化劑優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)選擇雙氧水無污染易分解，成本高，含水氯氣高錳酸鉀氧化性強(qiáng)成本高，其它雜質(zhì)氧氣無污染，成本低反應(yīng)速度慢氯氣易得，成本低，無雜質(zhì)引入有毒，規(guī)范使用，防護(hù)健全沉淀劑的選擇沉淀劑鈣鹽CaCl2CaCO3鋇鹽BaCl2BaCO31.3本課題的研究方案搭建裝置反應(yīng)氧化加副產(chǎn)鹽酸，通氯氣加碳酸鋇分離抽濾磁力攪拌取濾液二、實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)步驟國標(biāo)號為GB/T3286.7-1998的硫酸鋇檢測方法反復(fù)稱重沉淀和濾紙熱蒸餾水加硫酸濾液是否有鋇無再洗3次鉑坩堝沉淀濾紙灼燒800~850℃30min干燥器灰化冷至室溫至恒重二氧化硫使高錳酸鉀褪色的反應(yīng)式：2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4酸堿性還原劑高錳酸鉀是否褪色酸性氯氣是二氧化硫是中性或堿性氯氣否二氧化硫是2.2二氧化硫氧化程度的檢驗(yàn)：在中性或堿性下滴加高錳酸鉀可判斷二氧化硫是否氧化完全序號通入氯氣時(shí)間/h濾液中二氧化硫11.0有22.0有33.0有43.5有53.75幾乎無64.0無74.5無85.0無3.1氯氣通入時(shí)間確定流量10ml/min三、分析與討論序號通入氯氣流量（ml/min）濾液中有無二氧化硫15有27有38有49稍有59.5無610無711無812無3.2氯氣通入流量確定通入4小時(shí)結(jié)論:氯氣通入時(shí)間為4小時(shí)，流量為9.5ml/min時(shí)，氧化效果最好。解決方案：BaSO4的溶解度（Ksp）最小，嘗試采用鋇鹽作沉淀劑。沉淀劑時(shí)間碳酸鈣與硫酸根比例（mol/mol）脫硫效果脫硫率%濾液中鈣離子氯化鈣4h1.0:183.35.4%4h1.2:185.86.9%碳酸鈣4h1.0:184.75.1%4h1.2:187.46.4%結(jié)果：鈣鹽脫硫效果不徹底，鈣離子殘存較多，且速度很慢，故鈣鹽不宜作沉淀劑。3.3硫酸根的脫除沉淀劑反應(yīng)時(shí)間碳酸鈣與硫酸根比例（mol/mol）脫硫效果脫硫率%濾液中鋇離子氯化鋇2h1.0:135.002h1.2:138.70碳酸鋇2h1.0:193.6102h1.2:110073ppm結(jié)論：優(yōu)選碳酸鋇鋇鹽的選擇序號碳酸鋇與硫酸根比例（mol/mol）脫硫效果脫硫率%濾液中有無鋇離子10.8:187.29無21.0:192.83無31.05:196.02無41.1:110050ppm51.2:110073ppm61.5:1100129ppm72.0:1100200ppm3.4碳酸鋇與硫酸根的比例確定反應(yīng)時(shí)間100min序號反應(yīng)時(shí)間/min濾液中有無硫酸根130有260有390有4110有5115有6120無7130無8150無3.5反應(yīng)時(shí)間的確定1.05:1結(jié)論：碳酸鋇和硫酸根摩爾為1.05:1，反應(yīng)時(shí)間為120min時(shí)，脫硫效果最好。序號V1（ml）V2（ml）C（mol/L）m1（g）酸度（%）111.430.010.09170.120631.69215.270.161031.72317.890.188931.68412.440.131631.84518.290.189432.293.6鹽酸酸度測定求得平均酸度為31.84%

原硫含量后硫含量脫硫率酸度1%0.0293%96.85%31.84%3.7實(shí)驗(yàn)結(jié)果所有數(shù)值均是通過多組實(shí)驗(yàn)后求得平均值3.8經(jīng)濟(jì)核算年產(chǎn)3萬噸副產(chǎn)鹽酸，脫硫前處理價(jià)80元/噸，脫硫后300元/噸。鹽酸年利潤為30000*（300-80）=660萬元硫酸鋇3000元/噸，碳酸鋇2500元/噸年利潤317.87-242.4=75.47萬元總年利潤：660+74.94=735.47萬元四、結(jié)論⑴氯氣可以完全氧化二氧化硫，而且在中性或堿性條件下，可用高錳酸鉀判斷二氧化硫是否氧化完全。⑵用碳酸鋇作沉淀劑，脫除副產(chǎn)鹽酸中的硫化物是經(jīng)濟(jì)可行的。⑶本實(shí)驗(yàn)的脫硫方案是合理的，氯氣通入時(shí)間4h，通入流量9.5ml/min，加入碳酸鋇與硫酸根摩爾比為1.05:1，攪拌反應(yīng)120min時(shí)，脫硫效果最好，脫硫率可達(dá)到96.85%。[1]崔咪芬,喬旭,王龍恩,黃莉,乙酸光氯化反應(yīng)制備氯乙酸工藝研究[J],化學(xué)工程與工藝,2002,18（1）：53-57;[2]李濤.乙酸催化氯化法合成氯乙酸的工藝發(fā)展現(xiàn)狀及其對策[J].精細(xì)化工原料及中間體.2011（5）:13-15[3]章思規(guī).實(shí)用精細(xì)化學(xué)品手冊有機(jī)卷(上)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1996,601-602.[4]周學(xué)永.乙酸氯化合成氯乙酸反應(yīng)機(jī)理研究進(jìn)展[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,200