焦化黑硫磺制備多硫化鈉*

黎景平 ，蔡新安 ，章慧芳 ，陳緒軍 ，王凱凱

（1.景德鎮(zhèn)高等?？茖W(xué)校 生物與化學(xué)工程，江西 景德鎮(zhèn) 333000；2.景德鎮(zhèn)焦化工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

多硫化鈉（Na2Sx）隨著x值的變化，外觀由黃色逐漸加深至深紅色，主要用于丁苯膠聚合的終止劑，聚硫膠的生產(chǎn)，橡膠促進(jìn)劑M的中間體，硅烷偶聯(lián)劑雙-丙基三乙氧基硅烷四硫化物（Si-69）[1]，石油化工加氫的緩蝕劑[2]，也是分析化學(xué)常用的試劑，農(nóng)業(yè)上也用作殺菌劑，殺蟲劑的合成。根據(jù)含量不同，可用作蒸煮助劑[3]，水處理，金屬制造，機(jī)加工等，工業(yè)一般用硫化鈉與硫磺粉反應(yīng)制備。

焦化黑硫磺（以下稱黑硫磺）是煉焦過程脫硫的產(chǎn)物，黃黑色，有異味，污染環(huán)境，目前一般采用精制方法制備硫磺，附加值低且在精制過程中會產(chǎn)生大量污染環(huán)境的廢氣。由黑硫磺制取多硫化鈉國內(nèi)尚未見報道，本文對用黑硫磺制備多硫化鈉的工藝進(jìn)行研究，在硫化鈉與黑硫磺的摩爾比1∶1.2；反應(yīng)溫度80～85℃；反應(yīng)2h的條件下，取得較好的效果。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

HSB-3循環(huán)水式多用真空泵（鄭州杜甫儀器廠）；NP-5002電子天平（上海恒平儀器有限公司）；國華JJ-1電動攪拌機(jī)（常州國華電器公司）。

黑硫磺（固體顆粒，含量95%）（景德鎮(zhèn)焦化工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司）；硫化鈉（A.R.上海久億試劑廠）。

1.2 實驗方法

在100mL三頸燒瓶中，加入50mL水及24g（0.1mol）結(jié)晶硫化鈉，攪拌溶解。在N2保護(hù)下，升溫至80～85℃，再按一定配比加入計算量的黑硫磺粉（按硫磺含量計）。隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，黑硫磺量逐漸減少，溶液顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，溶液呈透明狀態(tài)。反應(yīng)2h后停止反應(yīng)。將反應(yīng)液抽濾，濾渣是未反應(yīng)的黑硫磺及雜質(zhì)，濾液即為目標(biāo)產(chǎn)品多硫化鈉溶液。

濾液轉(zhuǎn)入到100mL容量瓶中定容，準(zhǔn)確稱取10mL多硫化鈉液，按文獻(xiàn)[2]測定多硫化鈉的含量，以計算反應(yīng)產(chǎn)率。

2 結(jié)果與討論

2.1 原料配比對產(chǎn)率的影響

當(dāng)反應(yīng)體系中加入24g硫化鈉（0.1mol）、反應(yīng)溫度為80～85℃時，反應(yīng)2h，改變黑硫磺的加入量，考察原料配比對反應(yīng)產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表1。

表1 原料配比對產(chǎn)率的影響Tab.1 Effect of material ratio for yield

由表1數(shù)據(jù)可知，隨著硫磺的量增加，反應(yīng)產(chǎn)率增加，但增加到1∶3.2倍時，繼續(xù)增加黑硫磺的量，產(chǎn)率增加不大，故取反應(yīng)物摩爾比為1∶3.2。

2.2 反應(yīng)溫度對產(chǎn)率的影響

當(dāng)硫化鈉/黑硫磺的摩爾比為1∶3.2，反應(yīng)時間為2h時，改變反應(yīng)溫度，考察反應(yīng)溫度對反應(yīng)產(chǎn)率的影響，其實驗結(jié)果見表2。

表2 反應(yīng)溫度對產(chǎn)率的影響Tab.2 Effect of temperature for yield

由表2數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，多硫化鈉產(chǎn)率增加，但增加到80～85℃時，繼續(xù)增加反應(yīng)溫度產(chǎn)率反而下降，這是由于溫度升高副反應(yīng)增加的緣故。故取反應(yīng)溫度為80～85℃。

2.3 反應(yīng)時間對產(chǎn)率的影響

硫化鈉/黑硫磺的摩爾比為1∶3.2倍時反應(yīng)溫度為80～85℃、，改變反應(yīng)時間，考察反應(yīng)時間對產(chǎn)率的影響，其結(jié)果見表3。

表3 反應(yīng)時間對產(chǎn)率的影響Tab.3 Effect of time for yield

從表3數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)時間增加，多硫化鈉收率提高；當(dāng)反應(yīng)時間超過2h時，多硫化鈉收率變化很小，表明硫化鈉反應(yīng)趨于完成。故取反應(yīng)時間為2h。

3 結(jié)論

（1）采用黑硫磺與硫化鈉制備多硫化鈉，工藝簡單，投資少，易于生產(chǎn)，可實現(xiàn)廢棄物資源化，具有較大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

（2）以硫化鈉和黑硫磺為原料制備多硫化鈉，反應(yīng)條件溫和，操作方便，產(chǎn)品的收率高。

（3）制備多硫化鈉較適宜的反應(yīng)條件:黑硫磺/硫化鈉的摩爾比為1∶1.2，反應(yīng)溫度為80～85℃，反應(yīng)時間為2h，在此條件下產(chǎn)率可達(dá)93.5%。

［1］殷樹梅，陳為新，等.硅烷偶聯(lián)劑Si_69的工藝優(yōu)化［J］.有機(jī)硅材料，2006，20（5）：249-251.

［2］張玉英.Q_s緩蝕劑中多硫化鈉的測定方法［J］.石油化工腐蝕與防護(hù)，1996，13（4）：44-45.

［3］時留新,翟華敏,李忠正.高穩(wěn)性多硫化鈉蒸煮藥液的制備［J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2004，28（6）：52-54.