磷石膏制备硫脲工艺方法的研究

论文摘要

磷石膏是磷酸、磷铵工业生产过程中产生的危险性固体废渣，硫脲是一种重要化工原料和有机化工中间体。通过综合分析磷石膏产生、利用现状，硫脲的发展前景和磷化工产业发展的趋势，提出了用磷石膏制备硫脲。并制定了两条用磷石膏为初始原料制备烧结制备硫化钙，进而合成硫脲的工艺路线。工艺路线一：利用CO2碳酸化硫化钙制备出硫氢化钙，进而利用硫氢化钙合成硫脲。用正交法找出了制备硫氢化钙的优化条件：反应时间为1．5个小时、体系温度为30℃、CO2气速为80个气泡／分。硫化钙的转化率为89％以上，并合成出了纯度为93％的硫脲产品。工艺路线二：利用CO2碳酸化硫化钙制备硫化氢，进而利用硫化氢合成硫脲。用单因素法和正交法，找到制备硫化氢的优化条件：CO2气速为110±10个气泡／分，体系温度为60℃，反应时间为5h。对硫脲合成条件的优化进行了初步探索，得到合成硫脲的工艺参数为：硫化氢与石灰氮的比例在1：1～1．8：1，合成温度70～80℃、时间4h。制备出的硫脲经测定，纯度在91％以上。“磷石膏制备硫脲工艺方法的研究”为磷石膏综合利用找到了一条高附加值出路，也为硫脲工业找到了新的硫源，对发展循环经济、资源利用和环境保护都有重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 磷石膏综合开发利用研究综述
• 1.1 磷石膏的现状
• 1.2 磷石膏的综合利用研究现状
• 1.2.1 作为土壤改良剂
• 1.2.2 直接用作肥料
• 1.2.3 制农用化肥硫酸钾
• 1.2.4 制农用化肥硫铵和碳酸钙
• 1.2.5 制硫脲和碳酸钙
• 1.2.6 制硫酸联产水泥
• 1.2.7 做水泥缓凝剂
• 1.2.8 做石膏建筑材料
• 1.2.9 做建筑胶材料
• 1.2.10 加固软地基
• 1.2.11 其他方面的应用
• 1.3 结语
• 第二章 硫脲的生产现状和生产方法的综述
• 2.1 硫脲及其理化性质
• 2.2 硫脲的用途
• 2.2.1 硫脲直接用作合成精细化学品及化学中间品
• 2.2.2 硫脲在工业上的用途
• 2.3 硫脲生产前景
• 2.4 硫脲的实验室制法
• 2.5 硫脲的工业制法
• 2.5.1 传统的生产工艺
• 2.5.2 改进的生产工艺
• 2.5.3 用尿素代替石灰氮来制取硫脲
• 2.5.4 新原料来源制备硫脲
• 2.6 新路线的提出——磷石膏制硫脲
• 第三章 磷石膏、硫脲及相关物质的测定方法
• 3.1 全硫的测定
• 3.1.1 艾氏卡法的反应原理
• 3.1.2 试验用试剂
• 3.1.3 操作步骤
• 3.2 二价硫的测定
• 3.2.1 碘量法测定流程
• 3.2.2 试剂
• 3.2.3 标准滴定溶液浓度的标定
• 3.2.4 仪器装置
• 3.2.5 操作步骤
• 3.2.6 二价硫测定的条件试验和结果讨论
• 3.3 硫氢化钙的测定
• 3.3.1 EDTA法原理
• 3.3.2 试剂
• 3.3.3 分析步骤
• 3.3.4 分析结果的计算
• 3.4 硫脲测定方法和表征
• 3.4.1 定性测定
• 3.4.2 定量测定
• 第四章 硫脲制备工艺的验证研究
• 4.1 经典老工艺的实验室研究
• 4.1.1 生产原理
• 4.1.2 实验室验证
• 4.2 改进工艺实验室研究
• 4.2.1 生产原理
• 4.2.2 实验室验证
• 4.3 结论
• 第五章 磷石膏制硫脲工艺路线——硫化钙制备硫氢化钙合成硫脲
• 5.1 工艺路线一的流程
• 5.2 原料和仪器
• 5.3 磷石膏制备硫化钙
• 5.4 硫氢化钙的制备和参数优化
• 5.4.1 硫氢化钙的制备流程
• 5.4.2 工艺过程的优化
• 5.4.3 正交实验结果与讨论
• 5.4.4 优化方案的验证和结论
• 5.5 硫脲的合成
• 5.6 结语
• 第六章 磷石膏制备硫脲的工艺路线二——硫化钙制备硫化氢合成硫脲
• 6.1 硫化氢与石灰氮反应制备硫脲的工艺流程
• 6.2 原料和仪器
• 6.3 硫化钙的制备
• 6.4 硫化氢的制备
• 6.4.1 硫化氢传统制备方法
• 6.4.2 硫化氢制备方法的筛选
• 6.5 硫化钙碳酸化制备硫化氢的条件优化
• 6.5.1 硫化氢的制备过程
• 6.5.2 单因素法筛选制备硫化氢的反应条件和结果
• 6.5.3 正交设计试验优化制备硫化氢的反应条件
• 6.5.4 优化方案的验证
• 6.5.5 碳酸化制备硫化氢的结论
• 6.6 硫化氢合成硫脲工艺的验证
• 6.6.1 合成硫脲的实验流程
• 6.6.2 硫脲合成条件的优化
• 6.6.3 验证实验和母液回收对实验产率的影响
• 6.6.4 结论
• 第七章 结语
• 致谢
• 参考文献
• 附录