厉海洋,门娜
(天津力生化工有限公司,天津 300163)
生产硫代二丙酸产生的硫化氢回收再利用测定研究
厉海洋,门娜
(天津力生化工有限公司,天津 300163)
丙烯酸法生产硫代二丙酸反应有硫化氢气体释放出来。采用定量氢氧化钠对硫化氢进行吸收,而回收所得的硫化钠碱液能够作为原料被生产继续使用。
硫化氢;硫化钠;氢氧化钠
丙烯酸法生产硫代二丙酸过程中为了能够达到好的产品收率和产品质量,通常采用硫化钠过量的配比。这样的做法会导致生产工艺后期有硫化氢气体释放出来。若回收的不合理,则会对大气造成污染,还对生产人员的身体造成危害。为此,采用氢氧化钠定量吸收硫化氢再利用方法,其反应原理如下:
通过上面的反应方程式不难看出,吸收体系中有NaHS存在,则会导致方程式C的反应出现,就会使得吸收失败,再次释放H2S。因此,吸收要控制到A这步方程式,即体系中只有Na2S而无NaHS这样才更安全。
因此方程式A中,检测Na2S水溶液中S2-含量很必要。
1.1 硫化钠含量测定原理[1]
在弱酸性溶液中,加入过量的碘标准溶液,以硫代硫酸钠标准滴定溶液反滴定[2],则测出总还原物。另取一份试液,加入碳酸锌悬浮液,沉淀硫离子,以碘量法测出硫代硫酸钠和亚硫酸钠含量,两者之差即为硫化钠含量。(在本次讨论的实验中第二步可以忽略不计)
1.2 试剂以及溶液
使用的试剂均为分析纯试剂。
水:蒸馏水;冰乙酸—乙酸钠缓冲溶液:1+10;碘标准溶液:C1约为0.1 mol/L;硫代硫酸钠标准溶液:C2约为0.1 mol/L;淀粉指示剂:5 g/L。
1.3 测定步骤
用移液管准确移取25.0 mL碘标准溶液于250 mL三角瓶中,加入30 mL蒸馏水,10 mL 10%冰乙酸溶液,用小滴瓶吸取适量的试样准确称量mL,将试样缓慢加入到三角瓶中,边加边摇动(溶液变黄色即可),再次称取小滴瓶质量m2,加入淀粉指示剂2 mL,于加入试样的三角瓶中,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失。记录下硫代硫酸钠标准溶液的消耗体积V,则硫化钠的百分含量X按如下公式计算:
X=(C1×25-C2×V)×3.903/(m-m2);X硫化钠百分含量,%;V消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积,mL;m1-m2称取试样的质量,g。
单纯测定了硫化钠含量还是不够的,我们要控制反应方向不向方程式B发展,就必须同时控制硫化钠的含量,而测定硫化钠含量的最简便方法就是测定试样溶液的总碱度。即:
总碱度=硫氢化钠的碱度+硫化钠的碱度+过量氢氧化钠的碱度
2.1 总碱度测定原理
用盐酸标准溶液滴定试样,测出溶液的总碱度。
其反应方程式如下:
2.2 试剂以及溶液的制备
分析时只能使用分析纯试剂。
水:蒸馏水;盐酸标准溶液:C3约为1.0 mol/L
溴甲酚绿-甲基红指示剂:将0.1%的溴甲酚绿乙醇溶液与0.2%的甲基红乙醇溶液按3∶1的体积比混合摇匀即得溴甲酚绿-甲基红混合指示剂。
酚酞指示剂:1%酚酞乙醇溶液
2.3 测定步骤[4]
用小滴瓶吸取0.5 g试样,准确称量质量为m3,将该试样加入250 mL装有30 mL蒸馏水的三角瓶中,再次称量小滴瓶的质量为m4,将加有试样的三角瓶加入3~4滴酚酞指示剂,用盐酸标准溶液滴定(此步操作要求在通风橱中操作,避免硫化氢中毒)待溶液变为无色,在加入溴甲酚绿-甲基红指示剂3~4滴,继续滴定变为红色,即为终点。记下消耗的盐酸标准溶液的体积数V1,则总碱度X1(以百分数计),按照如下公式计算:
X1总碱度,%;V1滴定消耗的盐酸标准溶液的体积,mL;m3-m4称取试样的质量,g。
由方程式A我们能够发现饱和状态下Na+与 S2-的物质的量比为2∶1,而此时的总碱度没有硫氢化钠的含量,也就是说没有硫氢化钠产生。因此我们总结出如下结论:
当硫化钠含量<1/2总碱度时,体系中还有剩余的氢氧化钠,仍可继续吸收;
当硫化钠含量=1/2总碱度时,体系中基本没有氢氧化钠;
当硫化钠含量>1/2总碱度时,体系中已无氢氧化钠,需要更换吸收液,此溶液可被用作原料。
利用氢氧化钠回收硫化氢的方法,不但能够回收过量的硫化钠,还可以把反应的副产品硫化氢回收,即是废弃资源综合利用,又使得硫化氢的危害得以消除。有效降低了生产成本,提高了质量。在检测方面,此方法还具有对操作人员、试验仪器、试剂要求低,检测环境易得的优点,解除了反复检测的麻烦。
[1] 中华人民共和国国家标准工业硫化钠[S].GB/T10500-2000.
[2] 高岐.分析化学[M].北京:高等教育出版社,2006,4.
[3] 林树昌等.硫化氢废气回收及利用方法[J].化工环保,2005,25(2).
[4] 庄京,林金明主编.基础分析化学实验[W].北京:高等教育出版社,2007,3.
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10.3969/j.issn.1008-1267.2010.01.019
TQ 125.1+2
B
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2009-08-18