[發(fā)明專利]一種用硫氰酸銨連續(xù)化合成和純化硫脲的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110066400.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN112876393A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜曉華;汪美玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C335/02
• 分類號(hào): C07C335/02;C01C3/20
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種用硫氰酸銨連續(xù)化合成和純化硫脲的方法，包括如下步驟：(1)以硫氰酸銨為原料，用連續(xù)流設(shè)備進(jìn)行反應(yīng)，優(yōu)化反應(yīng)條件，反應(yīng)效率高，硫脲的收率提高至48.3％；(2)將反應(yīng)后的溶液倒入離子交換樹脂柱中，洗滌、減壓濃縮、干燥得到高純度的硫脲。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單合理、原料的原子利用率高、對(duì)環(huán)境友好，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)周期短、操作方便、成本較低、適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及化工合成和化合物分離領(lǐng)域，特別涉及硫氰酸銨制備硫脲的連續(xù)化生產(chǎn)方法以及硫氰酸銨和硫脲的分離。

背景技術(shù)

硫脲是白色而有光澤的晶體，味苦。硫脲是一種重要的化工原料，在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有著極為廣泛的應(yīng)用。硫脲是制備磺胺噻唑、蛋氨酸和肥豬片等藥物的原料，也可用于生產(chǎn)氨噻肟酸、美洛昔康、法莫替丁、咪唑斯汀等醫(yī)藥中間體，用作染料、樹脂、壓塑粉的原料。也可用作金屬礦物的浮選劑、橡膠的硫化促進(jìn)劑、制鄰苯二甲酸酐和富馬酸的催化劑、抑制土壤里的亞硝酸細(xì)菌增長(zhǎng)的氮肥增效劑，以及用作金屬防銹蝕劑和清洗緩蝕劑。硫脲還用于重氮感光紙、合成樹脂涂料、陰離子交換樹脂、發(fā)芽促進(jìn)劑、殺菌劑等許多方面。硫脲也作為化肥使用。在照相材料方面，可作為顯影劑和調(diào)色劑。

目前，工業(yè)生產(chǎn)硫脲的方法主要有石灰氮-硫氫化鈣合成法和氰胺-硫化氫合成法。石灰氮-硫氫化鈣合成法以生石灰、氰氨化鈣(石灰氮)、硫化物為原料合成硫脲，先用生石灰和水混合均勻制得石灰乳，再通入用硫化物制備的H₂S氣體，生成的硫氫化鈣和氰氨化鈣反應(yīng)得到硫脲溶液。由于工業(yè)上大都是用電石來生產(chǎn)石灰氮，不僅生產(chǎn)成本比較高，而且電石和石灰氮屬于高能耗、高污染產(chǎn)品，因此，生產(chǎn)成本高，環(huán)境代價(jià)大。而氰胺-硫化氫合成法工藝復(fù)雜、成本高。

用硫氰酸銨異構(gòu)法制備硫脲是比較老的工藝方法，其具體工藝為：將硫氰酸銨原料在反應(yīng)釜中進(jìn)行分壓蒸餾，蒸餾時(shí)通入氮?dú)庾鳛閵A帶劑，帶走蒸餾出的大部分水。然后用二甲苯作夾帶劑進(jìn)行分壓蒸餾直至溶液達(dá)到飽和。繼續(xù)加熱直至幾乎所有的水都蒸出。然后繼續(xù)升溫使反應(yīng)溫度維持在145～155℃之間，直至反應(yīng)達(dá)到平衡。用傾析和蒸餾的方法除去二甲苯，然后通過刨片、噴霧干燥、凝固、研磨將異構(gòu)化產(chǎn)物顆粒化，倒入到母液中，冷卻結(jié)晶，得到硫脲和硫氰酸銨混合晶體，用0℃的冷卻水洗去硫氰酸銨得到硫脲。再用離心機(jī)離心分離析出硫脲固體。析出的硫脲用無水乙醇重結(jié)晶得到硫脲晶體，再經(jīng)烘干得到成品硫脲。該方法存在的問題一是電能消耗大，二是分離硫氰酸銨和硫脲比較困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用硫氰酸銨異構(gòu)成硫脲進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)的方法，然后利用離子交換樹脂吸附硫氰酸銨中的SCN^-，使之與硫脲分離，濃縮提純得到高純度、雜質(zhì)少的硫脲，可以重復(fù)利用樹脂解吸后濃縮提純得到高純度的硫氰酸銨。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，采用以下技術(shù)方案：

一種用硫氰酸銨連續(xù)化合成和純化硫脲的方法，所述包括以下步驟：

(1)濃度為20.0-200.0g/L的硫氰酸銨水溶液連續(xù)注入管式反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，所述的管式反應(yīng)器內(nèi)溫度為40-180℃，停留時(shí)間為10-180min，得到硫氰酸銨和硫脲的混合溶液；

(2)用無機(jī)酸及鹽調(diào)節(jié)步驟(1)得到的硫氰酸銨和硫脲混合溶液的pH值，pH值為2.0-6.5，以0.1-10mL/min注入裝有離子交換樹脂的吸附柱中，柱后流出的溶液即為純化后的硫脲溶液，干燥得到硫脲產(chǎn)品。

進(jìn)一步，在步驟(1)中，所述的硫氰酸銨水溶液中硫氰酸銨的濃度為30.0-160.0g/L。

在步驟(1)中，所述的停留時(shí)間為10-60min。

在步驟(1)中，所述的管式反應(yīng)器內(nèi)溫度為80-160℃。

再進(jìn)一步，在所述步驟(2)中，所述的無機(jī)酸及鹽包括：硫酸、鹽酸、磷酸、硼酸、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鉀或磷酸二氫銨，優(yōu)選鹽酸。