五硫化二磷的制備方法中進料方式的改進技術

本發明專利技術涉及一種液相法生產五硫化二磷的反應釜的進料方法。所述方法包括將熔融的液體硫磺從反應釜頂設置的排空管中心的噴嘴以傘狀液體流噴下，并將黃磷在噴嘴下方反應釜內液面以上的一定高度加入，從而使液體硫磺能充分捕捉進入反應釜后氣化的黃磷，使磷硫比例控制更為精確，提高了產品的純度和收率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及采用液相法生產五硫化二磷的制備方法，特別涉及五硫化二磷反應和 蒸餾段工藝的改進，也涉及進料方式的改進。
技術介紹
五硫化二磷P2S5 (又稱十硫化四磷P4S1(I)為淡黃色和黃綠色結晶物質，有類似于硫 化氫的臭味，具有強吸濕性，是一種重要的化工原料中間體，主要用于生產殺蟲劑、高效有 機磷農藥、高級潤滑油添加劑，可在有機合成中用于制備各種含硫和含磷的化合物，還可用 于制備藥物。近年來，隨著對農藥殘留毒性的認識，有機磷農藥因其固有的特性，其用量正 在逐年下降，相反，隨著汽車、石油、醫藥等行業的發展，高質量的優質五硫化二磷的需求量 卻逐年上升，并對其質量提出了嚴格要求。五硫化二磷的生產方法分為氣相法和液相法兩大類。氣相法的溫度高、反應釜的 排氣管容易堵塞、操作難度大，因而不太常用。工業生產中最為常用的是液相法，液相法的 制備方法為將液態單質硫(硫黃)和磷(黃磷)按化學計量通入反應釜中進行反應，獲得 的反應產物經過蒸餾提純，然后將提純后的液態五硫化二磷在冷卻表面上進行固化從而獲得廣品。其中，反應和蒸餾工藝參數的控制對產品的純度和收率有著密切地影響。現有技 術中已存在多種五硫化二磷的生產工藝。US2794705A公開了將液態磷和液態硫連續引入由五硫化二磷構成的沸騰物料中， 以進行磷和硫之間的連續反應生成五硫化二磷，其反應溫度為505 525°C，反應壓力為常 壓，反應產物從反應器中直接蒸餾出來，并通過冷凝而取出，反應的控制是通過控制反應物 的添加速率和加入比例來實現。總反應進料速率主要通過觀察反應溫度來控制，反應物的 比例控制則源于產物的分析，而根據分析結果來確定和調節進料速率、溫度、停留時間和冷 卻速率通常需要幾小時。DE4032000A1公開了一種連續制備五硫化二磷的方法，分為兩個反應階段，第一階 段形成磷含量為28. 2%的磷的硫化物的熔融物，再添加硫生成五硫化二磷，完成第二階段 的反應，兩個階段分別在兩個反應器中進行。該工藝獲得了高純度的產品，降低了成本，安 全性也得到了提高。SU1058877A1公開了一種高效的生產五硫化二磷的方法，首先，按五硫化二磷產物 的比例形成兩個不同比例的磷和硫的混合物，一個中磷過量，而另一個中硫過量，然后加熱 這兩個混合物，形成磷含量分別為29-30襯％和27-27. 6wt%的兩個半成品，然后，兩個半 成品在300-420°C反應1-2小時即可獲得產品，試驗表明，該方法可使反應時間從24小時降 低為1-2小時。意大利意大麥斯公司(Italmatch)提供的五硫化二磷工藝為將液體硫磺和黃磷 用泵打入反應釜，反應溫度為350 550°C，反應壓力為0. 1 lObar (絕壓)，然后將反應 釜內反應生成的五硫化二磷引入減壓蒸餾釜進行減壓蒸餾，液體五硫化二磷在蒸餾釜與反應釜之間循環，利用反應熱進行蒸餾，并通過循環回反應釜的五硫化二磷調節反應釜的溫 度，蒸餾出來的五硫化二磷通過冷凝成液體，然后經制片工藝獲得五硫化二磷產品。其中， 反應釜中磷硫比例是嚴格自動控制的，磷含量控制在27. 9% -28. 3%的范圍內。可見，已有的五硫化二磷制備工藝，存在制備工藝復雜或者所得產品品質不高等 缺陷。目前，相對先進的五硫化二磷生產工藝為意大麥斯公司(Italmatch)提供的液相法， 但其所獲得的五硫化二磷仍含有0. 155-0. 175%的副產物(P4S7，P4S9等)，終產品的純度不 夠高。
技術實現思路
本專利技術是對意大麥斯公司(Italmatch)五硫化二磷工藝的改進。因此，本專利技術的 目的在于提供一種五硫化二磷的制備方法，包括如下步驟1)將熔融的液體硫磺和熔融的 黃磷按化學計量比例連續輸送到反應釜中，在攪拌的條件下進行液相反應，反應釜內反應 溫度恒定在410-430°C，反應壓力恒定在17-21毫巴(表壓，微正壓)，所述壓力由充入的氮 氣產生；2)反應后的物料連續不斷地被抽到減壓蒸餾釜中，利用反應熱在減壓蒸餾釜中進 行減壓蒸餾，蒸餾溫度恒定在390-395°C，蒸餾真空度恒定在80-95毫巴(絕壓)；3)經過 減壓蒸餾形成的五硫化二磷蒸汽經冷凝器冷凝成液態五硫化二磷，集中到五硫化二磷成品 儲罐中，并在氮氣保護下從成品儲罐由泵輸送到制片機進行制片；其中，減壓蒸餾釜中的部 分物料返回反應釜中。成品儲罐中的部分物料也返回蒸餾釜中；整個工藝過程在氮氣保護 下進行。優選所有參數均采用自動控制系統進行控制，更優選采用日本橫河的CS-3000 集散控制系統，對所有參數實現自動控制，使原料黃磷和硫磺的溫度控制偏差小于等于 士 1 °c，保證了物料磷硫密度恒定，配比更精確。本專利技術五硫化二磷的制備方法中，反應釜內的液位優選保持在70_90V%，更優選 為80V% ；減壓蒸餾釜內的液位優選保持在70-90V%，更優選為80V%。反應釜溫度的恒定，優選通過調節減壓蒸餾釜物料的返回量并輔助電加熱及冷卻 風機進行；減壓蒸餾釜溫度的恒定，優選通過調節成品儲罐的返回量并輔助電加熱及輔助 風機進行。優選蒸餾釜的進料，在蒸餾釜液位以上200mm高度，此處進料與減壓蒸餾釜中上 升氣流迅速閃蒸成氣態五硫化二磷。本專利技術的五硫化二磷制備方法，優選還另設一個殘渣蒸餾釜，用于定期對反應釜 底和蒸餾釜底的殘渣進行蒸餾處理，蒸餾出的五硫化二磷經冷凝后進入受槽，該受槽中的 五硫化二磷可進入五硫化二磷蒸餾釜進行蒸餾，且殘渣蒸餾釜也在真空狀態下操作。優選當殘渣蒸餾釜中的廢渣積存到一定數量時清出，經粉碎到規定粒度后進入混 合機中與預先充好的氫氧化鈣水溶液反應，產生的硫化氫氣體經洗滌塔用氫氧化鈉溶液循 環吸收，塔頂廢氣經風機引出達標排放，反應產生的磷酸鈣和硫酸鈣經干燥后作為副產品 出賣，這樣改進使廢渣得到合理利用，全流程無廢渣排放，實現環保生產。廢渣處理過程如下P2S5+H20 = H3P04+H2S04+H2SH2S+NaOH = NaHS+H202H3P04+3Ca (OH) 2 = Ca3 (P04) 2+6H20H2S04+Ca (OH) 2 = CaS04+2H20本專利技術還提供一種五硫化二磷工藝中硫和磷的進料方法，包括如下步驟1)熔融 的液體硫磺從反應釜頂排空管中心的噴嘴以傘狀液體流噴下，黃磷在噴嘴下方反應釜內液 面以上的一定高度加入，優選在反應釜內液面以上300mm處加入；2)在排氣管的上部設置 了液封，具體可采用一個液封罐，采用液封結構可以通過排氣管來恒定反應釜內的壓力，便 于氮氣的排出并防止空氣中氧進入反應釜，從而實現所述的微正壓。本專利技術的制備方法，設定了特定的反應條件和蒸餾條件，反應和蒸餾參數之間的 協同配合，使反應向有利于生成五硫化二磷的方向進行，減少副反應的發生，降低了 P4S7和 P4S9的含量，同時由于控制蒸餾溫度和蒸餾壓力，使蒸餾速度不至于太快，避免了蒸餾過程 中夾帶雜質，從而獲得了更高純度的產品，且產量也得到了提高，并降低了整體能耗。此外， 由于產品溫度較低，也減少了后續制片系統中冷卻水的用量，節省了能量的消耗，使整個工 藝達到了 一個預想不到的最佳效果。經改進后的工藝參數，大大減少了反應產物中的副產物，通過美國路博潤公司檢 測，副產物P4s7和P4S9的含量由原來的0. 155-0. 175%本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種五硫化二磷反應釜的進料方法，所述方法包括：將熔融的液體硫磺從反應釜頂設置的排空管中心的噴嘴以傘狀液體流噴下，并將黃磷在噴嘴下方反應釜內液面以上的一定高度加入，從而使液體硫磺能充分捕捉進入反應釜后氣化的黃磷。

【技術特征摘要】
一種五硫化二磷反應釜的進料方法，所述方法包括將熔融的液體硫磺從反應釜頂設置的排空管中心的噴嘴以傘狀液體流噴下，并將黃磷在噴嘴下方反應釜內液面以上的一定高度加入，從而使液體硫磺能充分捕捉進入反應釜后氣化的黃磷。2.根據權利要求1所述的進料方法，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李剛，
申請(專利權)人：遼寧瑞興化工集團有限公司，
類型：發明
國別省市：21[中國|遼寧]