硫化钠制备及工艺.doc

硫化钠设计专篇

一、 性质
1、 化学分式Na2S
2、 化学分子量 78.04
3、 结构组织
纯品硫化钠为无色结晶粉末, 工业品是带不一样结晶水混合物, 并含有杂质, 其色泽呈粉红色、 棕红色、 土黄色等, 密度、 熔点、 沸点也因组成不一样而异。
硫化钠吸潮性强。易溶于水, 微溶于乙醇, 不溶于醚。其水溶液呈强碱性反应, 触及皮肤和毛发时会造灼伤。故硫化钠俗称硫化碱。在空气中易氧化, 遇强酸会产生硫化氢。可与多个重金属盐溶液反应生成难溶于水金属硫化物沉淀。
二、 用途
硫化钠在工业用途中十分广泛, 在染料工业中用以制造硫化染料, 硫化青、 硫化蓝或染料中间体还原剂、 媒染剂等。在有色冶金工业中用作矿石浮选剂。制革工业中生皮脱毛剂。造纸工业中纸张蒸煮剂。硫化钠还用于硫化硫酸钠, 多硫化钠, 硫氢化钠等产品制造。在电镀中用于氰化镀锌, 镀银镉合金电解液中以及回收银。也广泛用于颜料、 橡胶等工业中。并在很多日用化工, 水处理中使用。
三、 生产方法
碳还原法: 将硫酸钠溶解用白煤或白煤替换物还原而得。该工艺成熟, 生产设备及操作简单, 原料价廉且起源方便。
四、 关键制法步骤 （附图）

将Na2SO4用自动上料机打入料斗, 送入燃烧室内, 用煤气进行吹烧, 当温度达成884°d时硫酸钠变成液态物质。溶解后硫酸钠化学物质变得不稳定, SO4很轻易被分解。用黄磷煤气中一氧化碳对原子进行化学置换, 其反应以下:
Na2SO4+4CO Na2S+4CO2
当炉内火焰从兰色火焰变成红色火焰时, 一氧化碳置换反应就进入终止, 这时一氧化碳只能作为燃料对炉内深入升温。当温度升至1100°d时加入少许白煤, 观察炉内, 当炉内有黄色烛炪现即为反应终点。其化学反应以下:
Na2SO4+2C Na2S+2CO2
反应好含Na2S70%左右黑灰熔体出料, 稍经冷却后放入化碱器内, 用5-8°Be´碱化液注入化碱器, 让NasS大量溶入水中。当水到一定量时浸泡30分钟, 即放入洗渣器内。把炉后经过余热加热水第二次放入化碱器内, 每分钟放水量不得超出5公升, 浸泡30分钟, 边搅拌边放入洗渣器内。
当稀卤在洗渣器内沉淀20分钟后, 就可反稀卤打入到浓卤器内进行稀浓卤置换, 并在浓卤器内过滤部分渣泥, 并在浓卤器内加热后就能够将浓卤打入到浓缩锅内。这时浓卤浓度可达成35°Be´。
在浓缩锅内经过两种加热方法对浓卤进行加热让其快速蒸发多出水分, 并边加热边搅拌。一个方法用炉后余热蒸发充足利用余热, 第二种方法用火加热让其充用受热蒸发。当去掉多出水份后当卤水达成56-60%硫化钠时, 即可将Na2S用离心泵打入成品桶内, 假如注入200kg白铁皮桶内即得到了硫化桶碱。假如注入制片机内就得到25kg包装硫化片碱。
五、 关键设备
1、 平式气化沸腾炉 N360×1200 3台 2、 化碱器 N230×100 3套
3、 洗渣器3套 N230×100 4、 浓卤器 ∠150×180 3套
5、 浓缩锅3套 N220×450 6、 制片桶 ∠1800×140 3涛
7、 制片机 D320 3台
六、 辅助设备
1、 水冷式助渣板阀 2台 2、 循环水助冷装置 3套
3、 煤气助燃装置 3套 4、 煤气自动控制装置 3套
5、 出料车 3台 6、 上料装置 6套
7、 卤水专用运输泵阀 3套 8、 制片机水冷自动装置 3台
因为Na2S很多装置和设备需一定抗腐性, 含有易换易购性。我们通常选择钢板, 有部分材料如制片机采取不锈钢, 刀片选择聚四氟乙烯, 炉内选择高铝质耐火材料等。
七、 三废治理
用煤作为燃料来制造硫化钠, 被称做化工生产上污染大户。三废治理工作量非常大。而我企业采取煤气来作为燃料, 就大量降低了污染。现就我企业所使用煤气进行分析。
1、 煤气起源: 川投化学工业企业黄磷尾气
2、 煤气成份: CO NH4 H2 SO2 P 共五种成份
3、 所占百分比: CO 70% NH4 21% H2 8%
SO2 0.7% P 0.1% 其它0.2%
4、 热值: 2800大卡
一氧化碳、 甲烷、 氢气、 作为燃料使用, 二氧化硫作为原料使用, 磷可进入产品提升硫化钠纯净度。我企业在生产过程中因使用是攀钢新钒股份有限企业攀虹集团所生产五氧化二矾所产生副产品硫酸钠。现就硫酸钠进行分析。
硫酸钠, 又名芒硝
化学分子式: Na2SO4·10H2O
分子量: 322.19
性质·无色单斜晶体, 有苦咸味。100℃时失去结晶水。在空气中快速风化而变为白色粉末无水物, 溶于水、 甘油, 不溶于乙醇。水中溶液呈中性PH6~7.5
成份: Na2SO4 70%
H2O 28%
铬化合物 0.2%
钒化合物 0.01%
杂质（硅化合物为主）1.79%
我企业在生产过程中将排出Na2SO4·10H2O中水份, 将重金属煅烧后化合进入产品, 而钒则沉入炉料中以保护煅烧炉使用寿命。
终上所述在我企业生产过程中所使用原料为1、 黄磷煤气; 2、 Na2SO4·H2O; 3、 白煤。在生产过程中所排放气体为1、 水蒸气; 2、 CO2; 3、 SO2。所排放废渣为: 硫化碱渣。
治理方法为: 1、 将硫化钠生产后碱渣进行堆放氧化, 一个月后将碱渣送入化渣器加热至80~100℃进行溶解。把溶解后卤水打入“湿式除尘器”内吸收SO2, 吸收5小时后将卤水打入蒸发锅内, 蒸发至58-62%时放至冷却槽。边冷却边搅拌, 在47℃左右加入晶种, 经18-20h后就在结晶大量析出, 即可分离, 筛选后即得到了“硫化硫酸钠”。其反应化学方法以下:
Na2S+SO2 Na2SO3
分离出水又可做硫化钠浸泡液使用
2、 将NaOH母液配成含NaOH3%溶液经过加压成雾状, 喷入湿式除尘器, 吸收SO2, 吸收72小时后将水用于浸泡硫化钠或蒸发到70%制成NaOH粗片出售。其反应化学方法以下:
NaOH+SO2 Na2SO3+NaOH
八、 关键三废治理设备
1、 湿式除尘器 D130×2180
2、 烟道
3、 堆渣槽
4、 蒸发锅 D4500
5、 离心机 S2800
6、 泄漏水回收池
7、 循环卤水池
8、 循环水泵（高压）
九、 关键技术指标
消耗定额t/t
硫酸钠 1.729
煤气 800~1000立方
固定碳 0.05
十、 产量质量
指标项目
指标
标准
硫化钠（Na2S）含量 ≥
60%
54%
亚硫酸钠（Na2SO3） ≤
2%
2%
硫化硫酸钠（Na2SO3）≤
2%
2%
铁（Fe） ≤
0．04%
0．04%
碳酸钠（Na2CO3） ≤
3．00%
5．0%
水不溶物 ≤
0．5%
0．2%
物理化学数据
浓度%
（质量）
D
浓度%
（质量）
D
浓度%
（质量）
D
1
1.00982
6
1.0672
12
1.1390
2
1.0121
8
1.0910
16
1.1880
4
1.0440
10
1.1150
18
1.2140

溶解度
温度℃
溶液中
Na2S%
固相
-9.5℃（低共熔点）
7.5
Na2S·9H2O
0
8.8
Na2S·9H2O
10
10.8
Na2S·9H2O
20
13.6
Na2S·9H2O
30
17.0
Na2S·9H2O
40
21.0
Na2S·9H2O
50（转变点）
28.0
Na2S·9H2O+Na2S·5 1/2H2O
70
32.5
Na2S·5 1/2H2O
90
39.5
Na2S·5 1/2H2O
97.5（融点）
45
Na2S·5 1/2H2O
90
52.5
Na2S·5 1/2H2O+ Na2S·H2O
86（低共融点）
54.5
Na2S·H2O
90
57.8
Na2S·H2O
95
60.1
Na2S·H2O
硫化钠水溶液PH值与氧化关系15℃Na2S浓度~3.9g/L
水PH值
7
5
3
Na2S氧化%
41.5
53.7
77.5
硫在硫化钠熔液中之溶解度
25℃
Na2S, 质量%
0.86
1.38
1.97
1.98
3.19
3.51
4.17
7.42
S, 质量%
1.33
2.11
3.03
3.05
4.98
5.45
6.45
11.48
50℃
Na2S, 质量%
0.63
0.71
1.56
2.64
4.17
6.00
6.41
S, 质量%（斜方结晶）
1.15
1.30
2.70
4.39
6.55
8.94
9.47
十一、 安全方法
1、 安装隔离设施, 安装防护栏。专员管理。
2、 煤气用专用阀门, 并派专员学习培训后上岗管理。
3、 设置安全生产管理办公室, 设置专取安全管理人员一名, 负责全厂安全生产管理工作。
4、 建立巡检制度。
5、 对硫化钠（乙类危化品）接触后用清水冲冼习惯要求。
6、 气体泄漏应急预案: 关闭总阀, 清空作业面人员, 通风处理。对吸入气体人员通风并送至安全区。
7、 煤气有安全警示设备, 专用防泄感应设施一套, 气管有止回阀, 防爆阀。
8、 硫化钠属非易燃品, 但我厂备有专用清水池300立方, 可防火用。
9、 有安全警示牌悬挂。
十二、 安全设施
1、 防泄探头（煤气泄漏感应装置）
2、 止回阀R1.5
3、 防爆阀R350
4、 安全帽, 工作服, 防护口罩, 专用手套。
5、 抢救药品, 器材
6、 专用水池300立方
7、 防护栏200米
8、 电子控气阀（安装在进气口）