硫化碱生产工艺与设备样本.docx

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硫化碱生产工艺与设备样本

硫化碱生产工艺与设备

培训讲义

内部资料

第一章:

硫化碱简介

一、基本概况

硫化碱作为一种基本化工原料、国计民生的必须品,广泛用于用造纸、皮革、有色金属选矿、纺织、印染、染料、颜料、聚硫橡胶、聚苯硫醚、医药、有机化工中间体、立德粉制造等行业,在中国已有近80年的发展历史,产品己由普通桶装固碱发展为袋装普通红片碱、袋装低铁黄片碱、袋装低铁低硫粉片碱、袋装低铁低硫精制白片碱、袋装粒状硫化碱、结晶碱、无水碱等品种;产地已由最早的东北、天津河北等地转移到山西、内蒙、新疆、甘肃、四川等产区,产点在全国许多省份均有分布。

二、硫化碱的理化性质:

1.物理性质:

化学名称:

硫化钠（俗称:

硫化碱）

英文名称:

sodiumsulphide（alkalisulphide）

分子式:

Na2S.xH2O

分子量:

78.04

执行标准:

GB/T10500-无水硫化钠密度1.86g/cm3

工业硫化钠密度1.56～1.66g/cm3

熔点:

1180℃（即由固态转变或熔化为液态的温度）

颜色:

红色;粉红色;黄色;鲜红色;竭色。

（铁含量高低）

型态:

固状;片状;粒状

结晶水:

温度在48℃以下9H2O温度在48℃以上6H2O一般在空气中吸潮,显强碱性,

溶解度:

t↑→溶解度↑

180℃为60%,10℃为13.4%,28℃为17.7%,90℃为36.4%

微溶于醇,不溶于醚。

2.化学性质:

（1）水解性:

冷水:

Na2S+H2O→NaOH+NaHS

热水:

2NaHS→H2S+Na2S

（2）在空气中吸潮

（3）在空气中可与氧气、水发生作用

2Na2S+O2+H2O→Na2S2O3+2NaOH

（4）与CO2、H2O发生反应

Na2S+CO2+H2O→Na2CO3+H2S

（5）容易氧化生成硫酸钠

Na2S+O2→Na2SO4

三、硫化碱的危险性

1.危险性概述:

主要成分:

Na2S

含量:

工业级一级≧60.0%。

CAS号:

7757-83-7

危险性类别:

第8.2类碱性腐蚀品

危险性综述:

本品易燃,具强腐蚀性、刺激性,可致人体灼伤,对环境有危害。

侵入途径:

吸入、食入。

健康危害:

本品在胃肠道中能分解出硫化氢,口服后能引起硫化氢中毒。

对皮肤和眼睛有腐蚀作用。

2.急救措施

皮肤接触:

立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟,就医。

眼睛接触:

立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟,就医。

吸入:

迅速脱离现场至空气新鲜处。

保持呼吸道通畅。

如呼吸困难,给输氧,如呼吸停止,立即进行人工呼吸。

就医。

食入:

用水漱口,给饮牛奶或蛋清,就医。

3.消防措施

燃烧型:

易燃

闪点（℃）:

无意义引燃温度（℃）:

无资料

爆炸下限[%（V/V）]:

无资料爆炸上限[%（V/V）]:

无资料

最小点火能（Mj）:

无资料最大爆炸压力（MPa）:

无资料

危险特性:

无水物为自然物品,其粉尘易在空气中自然。

遇酸分解,放出剧毒的易燃气体。

粉体与空气可形成爆炸性混合物。

其水溶液有腐蚀性和强烈的刺激性。

100℃时开始蒸发,蒸汽可侵蚀玻璃。

灭火方法:

采用水、雾状水、砂土灭火。

4.泄漏应急处理

隔离泄漏污染区,限制出入。

建议应急处理人员带防尘面具（全面罩）,穿防酸碱工作服。

从上风处进入现场。

小量泄漏:

避免扬尘,用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。

也能够用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。

大量泄漏:

收集回收后运至废物处理场所处理。

5.操作处理与储存

操作处理注意事项:

密闭操作。

操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。

建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。

远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。

使用防爆型的通风系统和设备,避免产生粉尘。

避免与氧化剂、酸类接触。

搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。

配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:

储存于阴凉、通风的库房。

远离火种、热源。

库内湿度最好不大于85%。

包装密封。

应于氧化剂、酸类分开存放,切忌混储。

不宜久存,以免变质。

配备相应品种和数量的消防器材。

储区应备有合适的材料收容泄漏物。

6.暴露控制/个体防护

中国MAC（mg/m3）:

未制定标准

前苏联MAC（mg/m3）:

0.2

美国TLV-TWA:

未制定标准

美国TLV-STEL:

未制定标准

监测方法:

工程控制:

密闭操作。

提供安全淋浴和洗眼设备。

呼吸系统防护:

可能接触其粉尘时,必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。

必要时,佩戴空气呼吸器。

眼睛防护:

戴化学安全防护眼镜。

身体防护:

穿橡胶耐酸碱服。

手防护:

戴橡胶耐酸碱手套。

其它防护:

工作场所禁止吸烟、进食和饮水,饭前要洗手。

工作完毕,淋浴更衣。

注意个人清洁卫生。

第二章:

硫化碱的质量标准及用途

硫化碱是一种基本化工原料,其用途主要有:

Ø染料工业中用于生产硫化染料,是硫化青和硫化蓝的原料;

Ø印染工业中用作溶解硫化染料的助染剂;

Ø制革工业中用于水解使生皮脱毛,还用以配制多硫化钠以加速干皮浸水助软;

Ø造纸工业中用作纸张的蒸煮剂;

Ø纺织工业中用于人造纤维脱硝和硝化物的还原,以及棉织物染色的媒染剂;

Ø制药工业中用于生产非那西丁等解热药;

Ø另外还可用于制硫代硫酸钠、多硫化钠、硫氢化钠等。

各品种硫化碱产品的质量标准和用途范围如下:

1.普通硫化碱

性状:

棕红或红色,25公斤袋装片状、粒状固体或150公斤桶装固体。

用途:

主要用于制革、造纸、选矿、染料生产、印染生产、制硫氢化钠、多硫化钠等行业

理化指标:

执行中华人民共和国国家标准GB/T10500-一类品标准:

指标项目

指标（%）

1类

2类

3类

优等品

一等品

合格品

一等品

合格品

硫化钠（Na2S）含量≥

60.0

60.0

60.0

60.0

60.0

65.0

亚硫酸钠（Na2SO3）含量≤

2.0

—

—

—

—

—

硫代硫酸钠（Na2S2O3）含量≤

2.0

—

—

—

—

—

铁（Fe）≤

0.03

0.12

0.20

0.003

0.005

0.08

碳酸钠（Na2CO3）≤

3.5

5.0

—

2.0

3.0

4.0

水不溶物≤

0.20

0.40

0.80

0.05

0.1

0.3

标准将工业硫化钠产品分为三类:

1类为普通硫化钠（俗称红碱）;

2类为低铁硫化钠（俗称黄碱）;

3类为高含量硫化钠

2.低铁硫化碱

性状:

黄色片状固体,25公斤袋装。

用途:

主要用于制药、味精、高档皮革、染料生产、印染、人造纤维等行业。

理化指标:

执行中华人民共和国国家标准GB/T10500-二类品标准:

指标项目

指标（%）

优等品

一等品

合格品

硫化钠（Na2S）含量≥

60.0

60.0

60.0

亚硫酸钠（Na2SO3）含量≤

2.0

—

—

硫代硫酸钠（Na2S2O3）含量≤

2.0

—

—

铁（Fe）≤

0.001

0.003

0.005

碳酸钠（Na2CO3）≤

1.5

2.0

3.0

水不溶物≤

0.01

0.05

0.1

外观

黄色片状、颗粒

黄色片状、颗粒

黄色片状、颗粒

企业标准:

指标项目

指标（%）

150ppm

120ppm

100ppm

80ppm

硫化钠（Na2S）含量≥

60.0

60.0

60.0

铁（Fe）≤

0.015

0.012

0.010

0.008

碳酸钠（Na2CO3）≤

2.0

2.0

2.0

2.0

水不溶物≤

0.2

0.2

0.2

0.2

外观

黄色片状

黄色片状

黄色片状

黄色片状

3.低铁、低硫白片硫化钠

性状:

白色片状固体,25公斤袋装。

用途:

主要用于颜料、高档特种工程塑料、聚苯（芳）硫醚、聚硫橡胶的生产机其它高、精、尖行业使用。

理化指标:

指标项目

指标（%）

硫化钠（Na2S）含量≥

60.0

亚硫酸钠（Na2SO3）含量≤

0.5

硫代硫酸钠（Na2S2O3）含量≤

0.5

铁（Fe）≤

0.001

碳酸钠（Na2CO3）≤

1.0

水不溶物≤

0.05

溶解硫（S）

产品无硫磺色

外观

白色片状

4.聚苯（芳）硫醚专用硫化碱

性状:

粉红色片状固体,25公斤袋装

用途:

主要用于特种工程塑料、聚苯（芳）硫醚、聚硫橡胶的生产、亦可替代低铁黄硫化钠、普通硫化钠使用。

理化指标:

指标项目

指标（%）

硫化钠（Na2S）含量≥

60.0

亚硫酸钠（Na2SO3）含量≤

0.5

硫代硫酸钠（Na2S2O3）含量≤

0.5

铁（Fe）≤

0.0015

碳酸钠（Na2CO3）≤

2.0

水不溶物≤

0.05

外观

粉红色片状固体

第三章:

硫化碱的生产技术

一、中国硫化碱生产技术

硫化碱的生产方法:

1.碳还原法

该方法是以煤炭作为还原剂,还原芒硝制得硫化碱。

反应式:

Na2SO4+2C＝Na2S+2CO2－225.15KJ/mol

Na2SO4+4C＝Na2S+4CO－569.99KJ/mol

Na2SO4+4CO＝Na2S+4CO2－118.85KJ/mol

CO2+C＝2CO－172.42KJ/mol

该工艺成熟,生产设备及操作简单,原料廉价且开源方便。

2.硫化氢法

当前美国、英国、日本等国家多采用此方法生产硫化碱。

该方法是以氢氧化钠溶液吸收工业硫化氢废气后,可综合利用各工业生产的副产硫化氢气体,经蒸发后,制得硫化碱。

反应式为:

2NaOH+H2S＝＝Na2S+2H2O

3.硫酸钡副产品法

该方法用煤还原硫酸钡制取硫化钡,再加入硫酸钠溶液处理,生成硫化钠和沉淀硫酸钡,经抽滤分离,蒸发浓缩而得。

4.气体还原法用氢气、一氧化碳、发生炉煤气、甲烷气在沸腾炉中还原硫酸钠,反应温度控制在600-640℃,用铁催化剂催化,可制得优质无水颗粒状硫化钠（Na2S:

95—97%）。

还原芒硝制得硫化碱,可作为还原剂的气体有:

天然气、石油裂解气、焦炉煤气、工业氢气及合成氨生产中的原料气（即精炼气）和排空尾气等。

以气体还原芒硝的反应式为:

Na2SO4+4H2＝＝Na2S+4H2O

Na2SO4+CH4＝＝Na2S+2H2O+CO2↑

Na2SO4+4CO＝＝Na2S+4CO2↑

当前,硫化碱的生产方法主要有煤（碳）高温还原芒硝法、硫