[发明专利]一步法制备硫氢化钠的方法

说明书

本发明涉及的是以硫化氢、氢氧化钙和硫酸钠为原料制备硫氢化钠的方法。

硫氢化钠是继硫化钠之后的一种新型化工原料，它不仅具有硫化钠的基本特性和功能，而且由于它在水中几乎都以HS^-离子存在，水溶液的碱度比硫化钠低，该离子浓度相应比硫化钠高，因此在轻工、化工等领域的多种行业中有着更优越的应用性能。硫氢化钠的制备方法已有报道，其中《湖南化工》1984（2）中介绍了一种新制法，以硫化氢、氢氧化钙和硫酸钠为原料分两步反应完成。第一步由氢氧化钙与硫化氢制备硫氢化钙，分离后，第二步再由硫氢化钙与硫酸钠反应得到硫氢化钠。其反应过程为

这一方法虽然较为简单，该文献报道的实验室结果也尚能令人满意，但在放大至工业规模生产时却遇到了困难。除在两个相分离的体系中进行的反应及其后处理所带来的操作上的复杂和繁锁不便外，反应过程本身也存在着一些不利因素。首先由第一步反应过程可知，由于该反应是一个可逆反应，不可能定量完成。实验表明，无论所用的石灰乳浓度多高这一反应一般只能进行60%，硫氢化钙的浓度较低，多在120克/升左右，与该文献报道的结果相一致，硫氢化钙浓度很难提高。当所用的H₂S原料气中有CO₂存在时，对硫氢化钙的收率更会有严重的干扰。因为CO₂可与钙离子，特别是与硫氢化钙中的钙离子反应生成CaCO₃沉淀。这也就解释了有CO₂存在时，持续通入H₂S气体，何以反应液中硫氢化钙浓度先上升而后又下降这一实验现象的原因。若为提高硫氢化钙浓度而增加石灰乳浓度时，同时增大的反应物粘稠度又反而会影响H₂S的吸收和反应。因此该文献方法只有在保持H₂S原料气的足够纯度条件下才能保证有相应较好的效果。在上述第二步反应中，虽然该文献报道所用Na₂SO₄可以采用溶液或固体的形式，但在工业化规模生产时则只能采用前者的均相条件反应，否则反应中成的CaSO₄沉淀会迅速将未反应的固体Na₂SO₄包裹住使反应无法进行。以Na₂SO₄溶液反应的结果则是反应物被稀释，体积增大，给后处理带来不便，产物损失率也增高。

鉴于上述原因，本发明的目的之一是提供一种可提高硫氢化钠收率的更好的制备方法，特别是可应用于工业化规模生产的硫氢化钠的制备方法。本发明的另一个目的是提供一种可避免二氧化碳干扰因而可与含H₂S的废气、原料气的气体脱硫处理相配合而制备硫氢化钠的方法，使本发明方法具有更广泛的应用范围。

本发明的制备方法同样以硫化氢、氢氧化钙和硫酸钠为原料，与上述文献方法最大的不同在于采用的是“一步法”，即：在持续搅动的条件下，将硫化氢气体通入同时含有石灰和硫酸钠成分的含固浆液中进行反应，反应完毕按常规方法分离除去沉渣后即得到所需的硫氢化钠。其反应为：

这里所使用的硫化氢原料气可以是纯净的形式，也可以是存在有二氧化碳的混合形式。与上述文献所述相似，搅动对非均相应反是必要的。这种搅动可以包括有机械搅拌及气体通入时的鼓泡等多种形式。由于有气体成分存在，这种搅动只须持续保持而并不要求过于激烈。

本发明方法中所使用的含石灰和硫酸钠的含固浆液可以为含有固体硫酸钠的石灰乳形式，即，可以使用固体硫酸钠原料进行反应。

由本发明上述方法可以看出，虽然就反应的顺序和过程的本质而言仍是由上述反应（1）和反应（2）组成，但由于此二步反应是在同一个反应系统中一步完成，而不是在相互分离的两个系统中分别进行，因此反应过程和结果就有了很大的变化。

首先，由于两步反应不间断地连续完成，打破了反应（1）的可逆平衡，使整个反应成为由直接生成硫氢化钠的反应（2）控制的不可逆反应而进行完全。实验证明此时反应（1）的反应程度可达98%，接近定量反应。