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            鄭州天之昊化工產品有限公司
            聯系人:王經理
            手機:15938707718
            網址:www.hankofyarn.com
            地址:河南省鄭州市金水區信基工業園

             
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            二氧化硫脲
            ............................................................................................................................
            英文名:Thiourea dioxide
              分子式: (NH2)2CSO2
              外觀:白色晶體粉末
              分子量:108.12
              熔點:126℃
              CAS No:1758-73-2或4189-44-0
              H.S. No: 2930.90.90
              UN No:3341
              PH:4(1%Solution)
            產品性能能

              (1).本品為白色晶體,熔點126度時分解,水溶液呈弱酸性,是一種既無氧化性又無還原性的化合物。
             
             (2).本品在酸性溶液中穩定,但在堿性條件下很易分解,生成還原性很強的亞磺酸,使本品具有可以控制還原作用。

              (3).本品與保險粉相比,具有較高的還原電位,而且還原電位的下降速度慢,僅為保險粉還原電位降低數的1/5。
             
             (4).本品安全性能好,生產和使用時無污染。.

            產品用途

              (1).印染工業用作還原劑 ,棉,毛,化纖的漂白還原劑和硫化染料的還原劑,分散染料的印花,紡織品的剝色,重新加工或除浮色等場合都可應用。

              (2).造紙工業中用于紙漿漂白。
              (3).攝像工業中作乳膠化劑,可使相紙曝光部分顯示高穩定性。
              (4).化纖改性催化劑,可使改性纖維不乏黃。
              (5).有機合成中作抗氧劑。
              3.產品技術指標
              專業(行業)標準:中華人民共和國化工行業標準(HG/T 3258--2001)
              執行標準:ZBG13003—90
              CAS No.: 1758-73-2 (4189-44-0)
              一、二氧化硫脲起源于纖維工業,從早期就被使用,近年在紙漿工業,化學工業,膠卷工業等也被使用。二氧化硫脲是穩定的化合物,使用時與其他還原劑相同,沒有危險性,而且硫化物的臭氣很少,作業環境及衛生方面都很安全

            二氧化硫脲(thiourea dioxide)學名亞氨基-氨基-甲基亞磺酸(同分異構體為甲脒亞磺酸),分子式CH4N2O2S,簡稱TD、TUDO或TUD,是一種無臭的白色粉末。其還原能力是保險粉(聯二亞硫酸鈉)的5倍,且具有穩定性好、運輸較安全、還原效果好、不污染環境等優點,廣泛用于紡織、造紙、感光材料、化妝品等工業領域。二氧化硫脲存在2種同分異構體:

              在酸性和常溫下,二氧化硫脲主要是以異構體(I)形式存在,此時它的性質很穩定,不易分解,還原電位低。在堿性和加熱(50℃以上)情況下,二氧化硫脲轉化為異構體(II)的形式,這時性質較活潑,反映出強烈的還原性,分解生成尿素和次硫酸。

              二氧化硫脲通常有3種合成路線:

             、僖猿粞鹾土螂鍨樵;

             、谝郧璋被}、硫化銨和過氧化氫為原料;

             、垡粤螂搴瓦^氧化氫為原料。

              比較以上3種合成路線,路線③具有原料易得、操作簡單、易于工業化等優點。目前國內外二氧化硫脲的制備一般采用硫脲和過氧化氫合成制得。我國是硫脲生產大國,硫脲產量占世界總產量的70%左右。目前我國二氧化硫脲生產企業有10多家,主要分布在河南與河北兩省,其中萬噸級規模以上的生產企業僅河南宏業化工有限公司一家。國內企業均采用過氧化氫合成工藝,但普遍存在收率較低和保質期較短的問題。

              硫脲和過氧化氫為原料合成二氧化硫脲的反應按過程的操作方式可分為間歇法和連續法。連續法是硫脲和過氧化氫兩種原料按一定比例同時進入螺旋管反應器,邊混合邊反應,同時迅速換熱;將反應熱移走,反應混合物進入0~5℃結晶器,最后分離結晶得到產品。該工藝對反應器設計要求高,對物料配比和操作條件要求較嚴格,故目前工業上大多采用操作較簡單的間歇法生產二氧化硫脲。間歇法的操作過程是:用適量一定溫度的水將硫脲溶解加入到反應器中,滴加一定濃度的過氧化氫,并充分攪拌,冷卻,使反應溫度保持在5℃左右。反應完畢,在低溫下陳化結晶一定時間后,快速過濾,濾餅在50℃干燥即得成品。影響二氧化硫脲收率的因素較多。

              物料配比及溶劑

              從硫脲氧化合成二氧化硫脲的計量化學方程式看,完全氧化1mol的硫脲需消耗2mol的過氧化氫。因為硫脲價格較過氧化氫高,一般從經濟的角度考慮過氧化氫應略微過量。由于操作情況不盡相同,資料報道的硫脲與過氧化氫摩爾比不盡相同,有的為2.2,有的認為2.08、2.10,也有的為2.0。筆者認為如果過氧化氫過量太多,一方面不經濟,另一方面會增加副反應,此外還對反應母液的回收產生不利影響。

              硫脲與水的配比視過氧化氫濃度而定,在過氧化氫的質量分數為26.5%時,二者質量比以1∶2.9為宜。

              操作溫度(副反應)與投料方式

              由于硫脲與過氧化氫的反應速度極快,而且反應熱很大,不可避免局部會有副產物生成,而副產物的產生又促使產品二氧化硫脲分解。因此,必須控制反應液中未反應的硫脲含量?刹扇》峙读系姆绞,利用設備的冷卻能力和反應放出的熱量造成反應體系有規律的溫度波動,在高溫點(3~10℃)投入硫脲晶體,在低溫點(-1~2℃)滴加過氧化氫。也有文獻要求將整個反應過程的溫度控制在5±1℃。另外,應盡量使硫脲均勻投入反應釜各處,原料的顆粒也盡量小些。

              反應時間

              如果整個反應時間過短,過氧化氫與硫脲反應不完全;而反應時間過長,易使產品深度氧化且增加能耗。不同裝置,受設備換熱能力的影響,最佳反應時間也各不相同。工業裝置通常在2~3.5h。一般在保證體系溫度的情況下,可盡量縮短反應時間,同時適當延長陳化時間(通常>30min),對提高收率有益。

              過程添加劑選擇和pH值控制

              過程添加的穩定劑有脂肪酮、仲醇和叔醇類化合物,它們能促進二氧化硫脲的生成,同時還能抑制有害的副反應。穩定劑丙酮添加質量分數為2.5%~5.5%(相對于硫脲質量,下同)。碳酸氫銨在系統中主要起調節pH值作用,添加的質量分數為3%~12%。通常碳酸氫銨的加入質量分數為6.7%。

              其他的添加劑有碳酸鋇、醋酸鉀等。促進劑醋酸鹽一方面能加快主反應速度,另一方面也起穩定作用,控制副反應發生,添加質量分數一般為3%~15%。

              葛廣海等發現,質量分數10%左右的硫脲水溶液其pH值為6.4~6.9。二氧化硫脲是一種弱酸,為了防止副反應發生,在初始硫脲水溶液中加入少量二氧化硫脲,使反應液的pH值在2~6內。反應過程的pH值可控制在3~5。有資料報道,體系酸度增加會促使生成三氧化硫脲的副反應速度常數增加。

              陶華西等還預加晶習改進劑(如聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚馬來酸、聚馬來酸鈉等),以提高結晶粒度,加入的質量分數為0.005%~2%。

              反應母液回收

              反應結束過濾后的母液中含有的副產物和添加劑等,若直接循環使用,盡管可提高二氧化硫脲收率,但隨著重復使用次數增加,產品純度和收率均下降。此情況下,二氧化硫脲合成母液最多可重復使用2次。

              文獻報道,用碳酸鋇處理母液,生成的硫酸鋇沉淀雖經過濾,但母液返回使用后得到的產品純度和收率不理想。而采用適當的調節劑,使母液的pH值調到最佳值后直接返回使用,每次所取的母液量與第一次反應的水量相同(約有1/3的母液循環排放)。這樣母液循環法制二氧化硫脲的收率可提高,而純度不受大的影響(見表1)。

              Osami等提出,反應母液可用陰、陽離子交換樹脂處理,再經乙烯基纖維素反滲透膜提濃、結晶,回收母液中的二氧化硫脲。Osami等還提出,反應母液可先用陰、陽離子交換樹脂處理后,多次重復使用,產品質量和收率均很好。

              此外,為提高二氧化硫脲的熱穩定性和長期穩定性,滿足出口的需要,馬敬環等研究了在反應完成后,加入含穩定劑的冷凍液處理產品,使產品的保質期由原來的1~3個月延長至18~24個月。衣守志等又發現加入CaCO3微粒能明顯延長產品的保質期。

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