氯乙酸副产盐酸中硫化物的脱除方法

氯乙酸副产盐酸中硫化物的脱除方法目录一、课题背景二、实验部分三、结果与讨论四、结论化学试剂其他化工产业医药日化氯乙酸香料1.1氯乙酸简介氯乙酸为无色或白色晶体，是一种有机中间体，年产量大，应用广泛，具体应用有以下几方面：一、课题背景近几年氯乙酸的市场需求量图标氯乙酸合成方法以酸酐为催化剂三氯乙烯硫酸水解法

以硫为催化剂合成现在我国普遍采用以硫为催化剂合成氯乙酸的方法。

反应机理：2S+Cl2=S2Cl2,S2Cl2+3CH3COOH=3CH3COCl+3S+HCl+H2SO3CH3COCl+Cl2=ClCH2COCl+HClCH3COOH+ClCH2COCl=ClCH2COOH+CH3COCl故副产盐酸中含有二氧化硫等杂质。年产2.5万吨氯乙酸副产3万吨盐酸含硫杂质，销路窄，售价低盐酸滞销对氯乙酸行业竞争极不利1.2副产盐酸的产量不提纯的副产盐酸仅用在酸洗除锈中，或是作为废酸中和，所以销路极其窄，出售价格很低。但经过脱硫提纯的盐酸应用广泛，销路也将会扩大。盐酸化学试剂化肥有机合成1.3本课题的研究方案实验方案为：1、将副产盐酸中的二氧化硫氧化成硫酸根2、选择适宜的沉淀剂，使硫酸根生成沉淀3、过滤，提纯1.3本课题的研究方案氧化剂的选择氧化剂优点缺点选择双氧水无污染易分解，成本高，含水氯气高锰酸钾氧化性强成本高，其它杂质氧气无污染，成本低反应速度慢氯气易得，成本低，无杂质引入有毒，规范使用，防护健全沉淀剂的选择沉淀剂钙盐CaCl2CaCO3钡盐BaCl2BaCO31.3本课题的研究方案搭建装置反应氧化加副产盐酸，通氯气加碳酸钡分离抽滤磁力搅拌取滤液二、实验部分2.1实验步骤国标号为GB/T3286.7-1998的硫酸钡检测方法反复称重沉淀和滤纸热蒸馏水加硫酸滤液是否有钡无再洗3次铂坩埚沉淀滤纸灼烧800~850℃30min干燥器灰化冷至室温至恒重二氧化硫使高锰酸钾褪色的反应式：2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4酸碱性还原剂高锰酸钾是否褪色酸性氯气是二氧化硫是中性或碱性氯气否二氧化硫是2.2二氧化硫氧化程度的检验：在中性或碱性下滴加高锰酸钾可判断二氧化硫是否氧化完全序号通入氯气时间/h滤液中二氧化硫11.0有22.0有33.0有43.5有53.75几乎无64.0无74.5无85.0无3.1氯气通入时间确定流量10ml/min三、分析与讨论序号通入氯气流量（ml/min）滤液中有无二氧化硫15有27有38有49稍有59.5无610无711无812无3.2氯气通入流量确定通入4小时结论:氯气通入时间为4小时，流量为9.5ml/min时，氧化效果最好。解决方案：BaSO4的溶解度（Ksp）最小，尝试采用钡盐作沉淀剂。沉淀剂时间碳酸钙与硫酸根比例（mol/mol）脱硫效果脱硫率%滤液中钙离子氯化钙4h1.0:183.35.4%4h1.2:185.86.9%碳酸钙4h1.0:184.75.1%4h1.2:187.46.4%结果：钙盐脱硫效果不彻底，钙离子残存较多，且速度很慢，故钙盐不宜作沉淀剂。3.3硫酸根的脱除沉淀剂反应时间碳酸钙与硫酸根比例（mol/mol）脱硫效果脱硫率%滤液中钡离子氯化钡2h1.0:135.002h1.2:138.70碳酸钡2h1.0:193.6102h1.2:110073ppm结论：优选碳酸钡钡盐的选择序号碳酸钡与硫酸根比例（mol/mol）脱硫效果脱硫率%滤液中有无钡离子10.8:187.29无21.0:192.83无31.05:196.02无41.1:110050ppm51.2:110073ppm61.5:1100129ppm72.0:1100200ppm3.4碳酸钡与硫酸根的比例确定反应时间100min序号反应时间/min滤液中有无硫酸根130有260有390有4110有5115有6120无7130无8150无3.5反应时间的确定1.05:1结论：碳酸钡和硫酸根摩尔为1.05:1，反应时间为120min时，脱硫效果最好。序号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盐酸酸度测定求得平均酸度为31.84%

原硫含量后硫含量脱硫率酸度1%0.0293%96.85%31.84%3.7实验结果所有数值均是通过多组实验后求得平均值3.8经济核算年产3万吨副产盐酸，脱硫前处理价80元/吨，脱硫后300元/吨。盐酸年利润为30000*（300-80）=660万元硫酸钡3000元/吨，碳酸钡2500元/吨年利润317.87-242.4=75.47万元总年利润：660+74.94=735.47万元四、结论⑴氯气可以完全氧化二氧化硫，而且在中性或碱性条件下，可用高锰酸钾判断二氧化硫是否氧化完全。⑵用碳酸钡作沉淀剂，脱除副产盐酸中的硫化物是经济可行的。⑶本实验的脱硫方案是合理的，氯气通入时间4h，通入流量9.5ml/min，加入碳酸钡与硫酸根摩尔比为1.05:1，搅拌反应120min时，脱硫效果最好，脱硫率可达到96.85%。[1]崔咪芬,乔旭,王龙恩,黄莉,乙酸光氯化反应制备氯乙酸工艺研究[J],化学工程与工艺,2002,18（1）：53-57;[2]李涛.乙酸催化氯化法合成氯乙酸的工艺发展现状及其对策[J].精细化工原料及中间体.2011（5）:13-15[3]章思规.实用精细化学品手册有机卷(上)[M].北京:化学工业出版社,1996,601-602.[4]周学永.乙酸氯化合成氯乙酸反应机理研究进展[J].武汉科技大学学报:自然科学版,200