乙硫氮生產工藝的改進

徐慶華，于新陽

(煙臺恒邦化工助劑有限公司，山東 煙臺 264100)

乙硫氮是一種外觀為白色粉末至淺灰色的松散結晶，學名為N,N-二乙基硫代氨基甲酸鈉，無毒，性質穩定，易溶于水，一級品含量在94%以上，二級品含量在90%以上，乙硫氮對銅、鉛等硫化礦物捕收能力強，對黃鐵礦捕收能力弱，具有良好的選擇性[1]，尤其是在較寬的pH值條件下改善了鉛鋅的分離效果,發揮了獨特的作用,也可作為橡膠硫化促進劑[2]。 原料為二乙胺、氫氧化鈉和二硫化碳采用直接合成法而得。合成過程的溶劑有很多種,有文獻介紹使用乙醇作為溶劑的[3]，也有介紹使用甲苯作為溶劑合成的[2]，還有直接使用混捏法將原料充分混合反應而成的，但由于是固體反應，沒有溶劑參與，對原料的充分混合、反應溫度的控制都要有較高的要求[2]。本文介紹采用水作介質來直接合成,本法的優點是在常規的攪拌中,原料就能得到充分的混合,對反應放出的熱易于冷卻,沒有溶劑需要回收,達到了環保、節約產能的目的。

1 實驗部分

1.1 原料

二乙胺(C4H11N)含量70%, 氫氧化鈉(NaOH)含量98.5%, 二硫化碳(CS2)(均為工業品)。

1.2 反應過程

在裝有攪拌裝置，溫度計，滴液漏斗的四口燒瓶中加入適量的水作為溶劑，再將定量的片堿緩緩投入到燒瓶中，開動攪拌裝置，將溫度降至<30℃，向燒瓶中緩慢投入原料二乙胺，最后向燒瓶中投入原料二硫化碳，投料過程中要注意前期的投料速度一定要慢，控制溫度小于35℃，避免因加料速度太快，燒瓶內溫度控制不住，造成副反應增多，影響產品的顏色，質量。后期加料速度可略快一些，待二硫化碳加入完畢后控制溫度小于35℃反應2 h，然后將燒瓶內物質過濾，得到含量90%左右的乙硫氮產品，于40℃以下干燥得到含有三個結晶水的含量大于94%乙硫氮產品，濾液作為母液重復使用。

2 結果與討論

2.1 配料比的選擇

表1 不同配料比對產品顏色、含量等的影響

在堿性環境下二硫化碳與二乙胺反應生成黃棕色的副產物二乙基二硫代氨基甲酸，影響了產品的顏色和收率，為保證二乙胺完全反應，考慮到副反應及二硫化碳易揮發的特點，經過實驗驗證按照物質的量比二乙胺∶氫氧化鈉∶二硫化碳 =1∶00∶1.02∶1.05投料反應效果最佳。

2.2 溶劑的選擇

從環境保護的角度考慮，選用水為溶劑生產乙硫氮。雖然乙硫氮易溶于水，第一釜的乙硫氮產品收率較低，但是第二釜原料反應時以第一釜反應的濾液為母液只需要少量補充一些水即可，收率較高，母液可以循環使用。整個反應過程沒有廢水，廢液排出，環保節能。

2.3 反應溫度的影響

有文獻表明[2]，乙硫氮的反應溫度最好控制在10～20℃以內,為了降低生產產能，節約改造成本，經過反復實驗驗證，結果表明在僅使用循環冷水降溫的條件下，在小于35℃的反應溫度合成的乙硫氮的有效含量大于90%，經過干燥后，含量可以達到94%以上，顏色略為淺灰色。反應溫度超過40℃，副反應增多導致產品的含量降低并且乙硫氮成品顏色發黃。

2.4 反應時間的影響

在配料比，反應溫度等條件一定的情況下，經過試驗發現，反應1 h之后產品的收率不會有太大的變化，為保證反應的充分進行，及對節能降耗的綜合考慮，加完料后反應時間為1 h。

2.5 加料順序的影響

二硫化碳可以與氫氧化鈉反應生成硫代碳酸鈉，為避免副反應的發生所以在溶劑介質、配比、溫度、時間等條件相同的情況下,二硫化碳、氫氧化鈉及二乙胺三種原料中最后滴加的原料不能是二乙胺，除此之外最后滴加的原料可以有三種選擇：①最后滴加二硫化碳，②最后滴加氫氧化鈉，③最后同時滴加氫氧化鈉和二硫化碳的方式進行，對于最終產品的收率及含量幾乎沒有影響。

2.6 車間中試工藝

先定量的水加入到反應釜中，開啟攪拌，然后將計算量的粉堿緩緩加入反應釜，待溫度降至小于30℃，向釜中緩慢加入原料二乙胺。

最后向釜中緩緩加入計算量的二硫化碳，前期加料速度一定要慢，控制溫度小于35℃，后期加料速度可略快一些，待二硫化碳加入完畢后繼續反應1 h。

過濾，濾出物為產品(產品含量≥92%)，將母液打回計量罐中，若母液量不足，加入清水補充。

離心出的乙硫氮放入不銹鋼槽中，自然晾曬，在下一批產品出料之前包裝完畢。然后按上述步驟生產下一批料。

2.7 中試結果

經過一個多月的中試，產品顏色及含量均能達到一級品要求，但是反應一段時間后釜壁會有掛壁現象，對生產過程及操作工人的安全都會產生不利影響，目前正嘗試通過改造反應釜的內部結構加以解決。

3 結論

(1)以二乙胺、氫氧化鈉和二硫化碳為原料在合適的反應介質，溫度，配料比及反應時間的條件下合成乙硫氮產品。

(2)從公司三廢處理及環境保護的角度選擇水為介質，通過反復試驗對其反應配料比，反應溫度，反應時間等做了一個最佳選擇。物質的量比二乙胺∶氫氧化鈉∶二硫化碳∶水=1.0∶1.02∶1.05∶110,反應溫度小于35℃ ,反應時間1h,工藝簡單，收率較高，母液可以循環使用，沒有廢水排出。

(3)經過中試，產品可以達到一級品要求，但是出現釜壁掛壁現象。這是急需要解決的問題，目前正嘗試通過改造反應釜的內部結構加以解決。

[1]袁竹林，張昌啟，沈子林.乙硫氮的化學原理[M].長沙:中南工業大學出版社,1987:37-38.

[2]施先義,馮忠偉,韋文業.乙硫氮合成工藝的改進[J].化工技術與開發,2004,33(4):43-44.

[3]見百熙.浮選藥劑[M].北京:冶金工業出版社,1981:218-219.

(本文文獻格式：徐慶華，于新陽.乙硫氮生產工藝的改進[J].山東化工,2018,47(7):17-18.)