专利名称：一种二氧化硫脲的生产方法
技术领域：
本发明涉及到一种以水作溶剂，用硫脲晶体和较低浓度过氧化氢溶液为原料的二氧化硫脲生产方法。属于一般氧化物的制备方法。
在水溶液中，伴随着硫脲与过氧化氢作用生成二氧化硫脲，还有一些较复杂的副反应发生，使产品纯度和原料收率受到影响，为了抑制副反应的发生，二氧化硫脲的现有生产技术均向反应体系中加入各种辅助剂，如碳酸氢铵、醋酸钾等，这些辅助剂用量一般占硫脲总量的5-15%，并且需要采用高纯试剂，费用昂贵。此外，为了减少二氧化硫脲在结晶母液中的溶解损失，已有技术均采用较高浓度50%的过氧化氢溶液为原料一次性投料，也导致了生产成本的提高。
本发明的目的在于提供一种不需向反应体系中加入任何辅助剂，使用较低浓度过氧化氢投料也能获得较高的原料收率和较好的产品纯度的生产方法，从而使生产成本明显降低。
本发明采用小批量，多批次地分批向反应器内轮番加料的技术手段，通过大幅度减少预置水量有效地控制了反应液量，从而使本发明可采用较低浓度(低于30%)的过氧化氢溶液与硫脲水溶液或悬浊液作用，减少目标产物二氧化硫脲在结晶母液中的溶解损失。
本发明还根据反应物硫脲和目标产物二氧化硫脲在不同温度下的溶解度的差别，确定了在高温点加入硫脲晶体，在低温点加入过氧化氢溶液的技术措施，使反应物硫脲在反应液中较快地分散溶解并保持较高的浓度，使目标产物二氧化硫脲随时从溶液中结晶分出，沉积在反应器底部，从而减少了二氧化硫脲在液相中发生以其分解反应为主的种种副反应的可能性。
本发明还将全部物料投加完毕后二氧化硫脲的结晶温度降低到-1～-2℃，进一步减少了目标产物在结晶母液中的溶解损失。
本发明的另一个积极效果是由于在每轮加料时反应体系都在合理范围内的温度波动，在升温过程中目标产物的细小结晶溶解，在降温过程中，液相中的目标产物分子附着在未溶解的较大晶粒中结晶析出，使产品结晶粒度有明显增大，便于后续的分离及干燥处理。
此外，由于予置水量的减少，生产过程中的污水排放量也相应减少。
下面结合实施例说明本发明的详细内容。
序号指标实施例1实施例2实施例3反应器内予置水量(克)181818硫脲总加料量(克)252525过氧化氢(27.5%)总加料量(克)85.874.877.0硫脲与过氧化氢摩尔比1∶2.111∶1.841∶1.89二氧化硫脲产量(克)31.931.631.3原料收率(以硫脲计)89.889.088.1原料收率(以过氧化氢计)85.296.893.2平均收率87.592.990.7实施例操作过程先向反应器中预置少量蒸馏水，预置水量与反应过程中硫脲投加总重量之比为1∶0.8～1∶1.2，最好为1∶1，然后向反应器中分3-5批轮番加入硫脲晶体和过氧化氢溶液(浓度为27.5%)每轮加料的硫脲加入量与反应器内已有总水量(包括反应器内预置水，过氧化氢溶液带入水和反应生成水)的重量比为1∶5～1∶15，最好为1∶10～1∶12。硫脲加入量过多则由于大部分未溶解，以悬浮颗粒存在于固相中，在其后加入过氧化氢溶液时由于局部反应过于激烈，造成局部过热。硫脲加入量过少，则由于其在液相中的浓度偏低而影响反应速度。
在每轮加料进行时，利用设备的冷却能力和硫脲与过氧化氢反应所放出的热量，使反应体系发生温差在5～15℃范围内的温度波动。低温点控制在-2～+5℃范围内，最好为-1～+2℃;温度过低会在热交换面上结冰，影响热交换效果。高温点控制在+5～+15℃范围内，最好为+8～+10℃;温度过高加速二氧化硫脲分解。在高温点加入硫脲晶体，以便使其尽快分散溶解;在低温点加入过氧化氢溶液，以便保证反应体系温度上升到不超出合理的高温点范围。
每轮加料的硫脲加入量与过氧化氢加入量的摩尔比为1∶1.5～1∶2.1，最好为1∶1.85～1∶1.95。每轮加料均先加入硫脲，然后根据升温情况加入相应量的过氧化氢溶液。全部物料投加完毕，硫脲总量与过氧化氢总量也应保持上述摩尔比。任何一种物料偏多或偏少均会造成实际收率降低。尤其是过氧化氢加入量偏多还会造成目标产物二氧化硫脲进一步被氧化。
在整个轮番加料的过程中，进行不间断的冷却和搅拌操作，加料结束后，继续搅拌并使体系温度保持在-1～-2℃，20-30分钟，然后滤出二氧化硫脲晶体，在50℃下干燥3小时。
实施例1、2、3产品纯度均高于99%，实施例1表明，当硫脲加入量与过氧化氢加入量的摩尔比超出本发明提出范围时，虽然其中一种原料的收率很高，但另一种原料的收率明显下降，故平均收率不高。
权利要求
1.一种以水作溶液，以硫脲晶体和过氧化氢溶液为原料的二氧化硫脲的生产方法，其特征在于a、控制反应体系有规律地发生-2～+15℃的温度波动。采用分批轮番加料的方法，在高温点时加入硫脲晶体，低温点时加入过氧化氢溶液；b、反应器内预置水量与投入硫脲总重量之比为0.8∶1～1.2∶1，每轮加料的硫脲加入量与反应器内已有总水量(包括反应器内预置水，过氧化氢溶液带入水和反应生成水)的重量比为1∶5～1∶15；c、在整个加料过程中进行不间断的冷却和搅拌操作，并在加料结束后使整个体系温度保持在-1～-2℃，20-30分钟，再进行结晶和母液分离操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于使用浓度低于30%的过氧化氢溶液投料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应体系的低温点最好控制在+1～+2℃，高温点最好控制在+8～+10℃时投料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应器内预置水量与硫脲投入总重量的最好比例为1∶1，每轮加入硫脲与反应器内已有总水量最好重量比为1∶10～1∶12。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于每轮加料的硫脲加入量与过氧化加入量的最好摩尔比为1∶1.85-1∶1.95。
全文摘要
本发明涉及到一种以水作溶剂的二氧化硫脲生产方法，其特征是不需要向反应体系中加入任何辅助剂，通过控制反应液量与硫脲的比例分批投料和利用设备的冷却能力和反应放出热量造成反应体系有规律的温度波动，在高温点投入硫脲晶体和在低温点投入较低浓度(低于30％)过氧化氢溶液的方法，获得较高原料收率和较好的产品纯度，从而简化了操作条件，降低了生产成本。
文档编号C07C335/04GK1041584SQ8910741
公开日1990年4月25日 申请日期1989年9月19日 优先权日1989年9月19日
发明者张海峰, 侯钰, 刘享远, 高银萍 申请人:张海峰