硫化氢的性质及应用

硫化氢的性质及应用

广泛应用于焦洗剂、石油开采、金属开采、天然气处理、天然气生产、，制气、制甲、制酸、制酸、制甲、制甲、制甲、制甲、制甲、制甲、，等装置。它不仅是环境污染的有害气体，也是硫资源可以转化为多种化工用途的资源硫资源。当前全国硫化氢排放超过1000万t/a,合理地利用这部分硫化氢,对环保及整体效益都是非常重要的。随着我国农用化学产品、医药、饲料、化妆品以及聚合、选矿工业的发展,对相关硫化物的需求逐年增加,因而对硫化氢进行分离提纯,开发硫化氢下游产品,才能达到最佳的经济效益。以硫化氢为原料可以开发几十种附加值较高的有机硫化物产品,并可深加工制备数百种精细化工产品,用于合成甲硫醇、蛋氨酸、巯基乙醇、巯基乙酸、环丁砜、二甲硫醚及硫脲等精细含硫化合物,也可用于高纯硫氢化钠、硫化钠及液体硫化氢的生产,有着十分诱人的应用前景1水生成氢硫酸盐as硫化氢是一种无色、有恶臭味(臭鸡蛋味)的剧毒气体,分子量34.08,蒸气密度1.19(15℃,相对于空气),略重于空气,21℃时蒸气压1.73MPa,能溶于水和乙醇,熔点-85.5℃,沸点-60.4℃,临界温度100.4℃,临界压力9.0MPa,自燃点为260℃,溶于水生成氢硫酸,具有可燃性,遇火星能引起爆炸燃烧,与空气相混时,能引发爆炸,爆炸极限为4%~44%(体积)。能与多种离子起化学作用,生成不溶于水的硫化物,对金属有腐蚀性,可经呼吸道进入人体,主要损害中枢神经、呼吸系统,刺激黏膜。工作场所空气中最大容许浓度(MAC)为10mg/m2用硫酸处理产生的有机配合物2.1空气与硫化氢的比例当前国内大中型炼油厂主要是采用传统的克劳斯(Claus)法制取硫磺来治理回收硫化氢,将硫化氢制成硫磺。将含硫化氢的气体与适量的空气在制硫炉内进行部分燃烧,发生反应,空气的量仅够硫化氢部分氧化,然后与未氧化的硫化氢一起进入转化器,进行催化转化。自转化器出来的反应物经冷凝冷却,即可得到硫磺。若空气与硫化氢混合比例适当,可使所有的硫化氢变成硫磺和水。该方法只回收了硫化氢中的硫,而且硫的回收率不高,回收硫的品质也不高,其中的氢并没有得到回收利用2.2磺和氢将硫化氢分解同时制取硫磺和氢气的工艺引起了国内外工业界及学术界的关注,目前主要有以下几种方法。1.含硫化氢废水的处理方法,指连续加氧液的氧化液和三价铁离子的氢电化学分解硫化氢是在电解槽中利用电化学的方法直接或间接电解硫化氢,从而得到硫和氢气。罗文利等研究了氧化吸收硫化氢反应与电解制氢相结合从硫化氢中回收氢气和硫磺的方法。富含二价铁离子的氧化液采用微孔过滤器抽滤脱硫后,在电解反应器的阳极再生为富含三价铁离子的氧化液循环使用,同时在电解反应器的阳极析出氢气。电解制氢和氧化液再生反应能在低电压(1.2V)下进行,氧化液可循环使用,阳极再生二价铁为三价铁的效率与阴极析氢效率均接近100%。因此该法制氢可大幅降低电能的消耗。在实验条件下,硫化氢的吸收率可达85%左右。氧化吸收硫化氢的反应方程式为:电极反应为:阳极:2Fe阴极:2H总反应:2Fe2.光化学法可用于分解硫和氢光催化分解硫化氢不仅可以同时回收氢和硫,还可以以氢的形式来收集和储存太阳能,从而实现自然资源的综合利用,对环境保护具有重要意义2.3利用硫酸生成三氧化硫含硫化氢的气体喷入硫化氢焚烧炉内与空气混合燃烧产生二氧化硫,经降温、除雾后,进入干燥循环系统用硫酸脱除水分,将二氧化硫气体经换热设备升温后转化生成三氧化硫,使二氧化硫尽量转化成三氧化硫,用硫酸吸收其中的三氧化硫,三氧化硫被吸收后生成硫酸。目前市场上硫酸价格持续低迷,企业的经济效益得不到保证。2.4在其他方面的用途硫化锌具有优良的荧光效应及电致发光功能,纳米硫化锌更具有独特的光电效应,在电学、磁学、光学、力学和催化等领域表现出优异的性能,可用于制备白色颜料及发光粉,发光油漆等。国内外都以高纯度硫化氢(含量大于99.8%)为原料生产高纯度的硫化锌。随着电子工业的发展,硫化锌的用量迅速增大,市场前景广阔2.5在采矿业、制革业、化肥和人造纤维工业中的应用硫氢化钠是生产染料、助剂、农药和其它有机产品的原料,在采矿业、制革业、化肥工业及人造纤维工业中也有广泛的用途。目前国内外均采用氢氧化钠水溶液吸收硫化氢来生产,是硫化氢的又一个重要用途。3用硫化作物产生的有机废水3.1蛋氨酸饲料添加量将增甲硫醇作为一种重要的有机化工产品,主要用于合成农药、医药、合成材料、饲料等。由于近年来蛋氨酸合成工业的快速发展,甲硫醇的工业生产也逐渐引起人们的注意。蛋氨酸作为一种重要的氨基酸品种,在食品、饲料、医药、化学工业等领域都有极其重要的用途。蛋氨酸作为强化饲料的营养,弥补氨基酸平衡的饲料添加剂,在配合饲料中的添加量已从0.02%增加到0.04%,因此今后蛋氨酸市场需求将会不断增大。按原料和合成路线分,目前合成甲硫醇主要有以下几种方法:甲醇-二硫化碳法、硫脲-硫酸二甲酯法、氯甲烷-硫化碱法、高硫合成气法、硫化氢-甲醇法。结合目前化工厂以及石油提炼等排放出大量的硫化氢气体对环境造成严重污染和国内甲醇市场严重饱和的现状,硫化氢甲醇法合成甲硫醇工艺成为当前领域研究热点。硫化氢与甲醇在载有钨酸钾的活性氧化铝催化下,反应生成的甲硫醇再与丙烯醛加成反应后水解可得DL-蛋氨酸,具有原料易得、收率高、三废容易处理、生产成本低、产品竞争力强等特点。用硫化氢与甲醇反应生成甲硫醇来生产蛋氨酸,可降低蛋氨酸的成本,缩短生产过程3.2天然气及油气的保护硫化氢与乙醇气相催化反应生成乙硫醇,是重要的农药中间体,可用于生产有机磷农药异丙磷、甲拌磷、乙拌磷、内吸磷等。空气中含乙硫醇仅五百亿分之一浓度时,其臭味就能觉察,因此可用作天然气及石油气的警告剂、试剂的加臭味剂。以乙硫醇为原料生产的乙基硫代氨基甲酯是广泛用于水稻、小麦及玉米的除草剂;巯基乙酸则广泛应用于化妆品之中,其盐类是配制冷烫发水及脱毛剂的重要原料。乙硫醇还可用于医药等有机合成。目前工业上采用乙醇与硫化氢经气相催化反应制得乙硫醇,反应在常压下进行,催化剂采用活性氧化铝为载体浸渍钨酸钾或钨酸钠,反应温度为360~380℃,乙硫醇收率可达70%~79%。3.3料、涂料工业β-巯基乙醇是有机中间体,用于合成农药,医药和染料等,在橡胶、纺织、塑料、涂料工业中亦可用作助剂,用途广泛。高纯度的β-巯基乙醇可作高分子聚合物的调聚剂以及链转移剂,现在以硫化氢和环氧乙烷为原料来生产,将二者按一定比例混合后在装有催化剂和溶剂的常压反应器中即可合成β-巯基乙醇3.4选择性好、毒性低的药剂的选择硫化氢与正辛醇合成的辛硫醇可制备多种选择性好、毒性低的杀虫剂,而以辛硫醇为原料生产的辛基硫代氨甲酸盐又是一种选择性好、毒性低的杀虫剂。3.53在洗涤剂方面的应用3-巯基丙酸(3-MPA)是一种重要的工业原料和药物中间体,可用于工业除垢、洗涤、防锈等。3-巯基丙酸具有一定的酸性,对碳酸钙、硅化合物等具有很好的溶解能力,非常适合锅炉的清洗,还可以应用于机械等金属加工领域的洗涤剂。3-巯基丙酸作为洗涤剂有很多优点,比如操作易于进行,洗涤液易于回收,可以循环使用,无污染,用量少,在洗衣粉中添加少量的3-巯基丙酸就可以明显降低洗衣粉的粉尘和泡沫浮渣,提升洗衣粉的低温溶解性能。3-巯基丙酸还可用于半导体纳米晶体的制备,在自组装膜方面也有广泛的应用。以丙烯酸(AA)和硫化氢为原料合成3-巯基丙酸与其他合成方法相比具有很多的成本优势3.6纺织印染原料硫脲用途十分广泛,是医药(如磺胺噻唑及抑制甲状腺病患的药物等)原料,纺织印染工业中漂白剂、染色助剂和防氧化剂,合成树脂涂料,阴离子交换树脂,电镀清洗剂,重氮感光纸,金属防锈防蚀剂等。采用硫化氢与石灰浆作用生成硫氢化钙,再与石灰氮(分子式为CaCN3.7聚树脂的聚合二甲基亚砜是一种重要的溶剂,被称为“万能溶剂”,广泛应用于医药、农药、石油加工、有机合成等行业,例如丙烯酸树脂及聚砜树脂的聚合或缩合,聚丙烯腈及醋酸纤维聚合抽丝,乙炔等的吸收剂和防冻剂等。世界二甲基亚砜的产量以年均17%的速度递增,随着我国经济的快速发展加上出口前景看好,其市场潜力巨大。硫化氢与甲醇为原料生产二甲基亚砜,主要包括二甲硫醚的合成和二甲硫醚的氧化两个过程,此工艺生产二甲基亚砜,其转化率可达92%~96%,反应中生成的NO与O4两级吸收-两级再生工艺高纯硫化氢是一种重要的电子气体,主要用于国防化工、电子工业半导体元件的生产以及金属表面改性处理等。随着高科技的日益发展,其应用的领域越来越广。硫化氢提纯装置主要有吸收塔、换热器、吸收塔底泵和再生塔等几部分组成。采用两级吸收-两级再生的工艺,含硫化氢的原料气在一定温度(40℃)、一定压力(0.06MPa)下与一定浓度的甲基二乙醇胺(MDEA)在吸收塔中发生吸收反应,吸收了硫化氢的富液再进入再生塔进行再生。再生塔顶气再进入二级吸收,吸收了硫化氢的富液再进入二级再生塔进行再生,经过两级吸收-两级再生后硫化氢含量可以达到98%左右,通过模拟优化分析得到最优的工况参数:一级吸收塔的塔顶压力为30kPa,贫胺液量为7m5硫化氢利用深加工的前景充分利用合成氨或甲醇生产、石油炼制、天然气净化等工业过程中大量含有硫化氢的尾