Спосіб отримання полімерної сірки

Спосіб отримання полімерної сірки розкладом натрію тіосульфату сильною мінеральною кислотою, зокрема хлоридною, який відрізняється тим, що розклад здійснюють у герметичному реакторі за мольним співвідношенням: хлоридна кислота:натрію тіосульфат 2,0:(1,2...1,5) і при температурі 25...80°С. (19) (21) u200703263 (22) 27.03.2007 (24) 25.07.2007 (46) 25.07.2007, Бюл. № 11, 2007 р. (72) Яворський Віктор Теофілович, Знак Зеновій Орестович, Баранович Дмитро Сергійович (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" 3 25127 го розкладу натрію тіосульфату в герметичному реакторі в ньому зростає тиск: по-перше, внаслідок фізичного зменшення вільного об'єму над реакційним розчином при введенні розчинів реагентів у реактор; по-друге, внаслідок виділення газоподібного SO2 як одного з продуктів реакції (1). Збільшення тиску в реакторі сприяє зміщенню рівноваги реакції SO2+Н2ОÛH++HSO3(2) праворуч, тобто збільшенню кількості поглинутого SO2 і, як наслідок, утворенню кислоти в реакційному розчині. Абсорбований SO2 у ви гляді HSO3взаємодіє із непрореагованим натрію тіосульфатом, внаслідок чого утворюється сірка та натрію сульфат за сумарним рівнянням 2Na2S2O3+Н++HSO3→3S+2Na 2SO4+Н2О. (3) При цьому сумарний вихід сірки зростає і є більшим, ніж розрахований за рівнянням (1). Утворення в процесі розкладу натрію тіосульфату кислоти дає змогу зменшити витрату розчину хлоридної кислоти, необхідної для розкладу натрію тіосульфату за рівнянням (1) і відповідно зменшити об'єм утвореного маточного розчину. У свою чергу, зменшення об'єму маточного розчину сприяє збільшенню концентрації реагентів і відповідно швидкості реакцій (1-3). Внаслідок цього зростає концентрація проміжних продуктів розкладу, наприклад, атомарної сірки, що сприяє збільшенню швидкості їх взаємодії між собою з утворенням довгих макромолекул сірки, тобто полімерної сірки. Отже, проведення процесу в герметичному реакторі забезпечує збільшення вмісту полімерної сірки у продукті. З часом концентрації реагентів у реакторі зменшуються, внаслідок чого умов для формування макромолекул сірки немає, а тому утворюється 4 дрібнодисперсна сірка у вигляді ромбічної модифікації як додатковий продукт з розмірами частинок 2...10мкм. Для отримання полімерної сірки використовували сильну мінеральну кислоту - НСl (ГОСТ 311877) з концентрацією 35,5% і розчин натрію тіосульфату з концентрацією 390г/л. Теоретичний вихід продукту (сірки) розраховували за стехіометричним рівнянням (1). Фактичний вихід кожного з видів сірки (полімерної та дрібнодисперсної) визначали гравіметрично. Для цього здійснювали такі послідовні операції: осадження полімерної сірки відстоюванням; декантування маточного розчину, що містить завис дрібнодисперсної сірки; виділення полімерної сірки та дрібнодисперсної сірки фільтруванням. Як фільтр використовували фільтруючий матеріал на основі поліаміду з діаметром пор 0,2мкм (ТУ 6-05-И14386). Полімерну та дрібнодисперсну сірку промивали на фільтрі дистильованою водою і висушували. Вміст полімерної сірки визначали за ТУ 11323-01-7-87. Приклад 1 Розкладання натрію тіосульфату проводили в герметичному термостатованому реакторі объемом 0,5дм 3 , в який з відповідних напірних ємностей вводили 0,12дм 3 розчину НС1 і 0,34дм 3 розчину Na2S2O 3. При цьому в реакторі забезпечується мольне співвідношення HCl:Na2S2O3=2,0:1,2. За температури 50°С отримали такі результати: сумарний вихід сірки -106% від стехіометрії реакції (1), вміст полімерної сірки - 48% (таблиця 1). Приклади 2-7 Результати досліджень розкладу натрію тіосульфату хлоридною кислотою за інших температур та співвідношень реагентів наведено в таблиці 1. Таблиця 1 Умови та результати розкладу натрію тіосульфату хлоридною кислотою № прикладу Мольне співвідношення HCl:Na2S2O3 1 2,0:1,2 2 2,0:1,2 3 2,0:1,2 4 2,0:1,3 5 2,0:1,2 6 2,0:1,4 7 2,0:1,5 Температура, °С 50 25 60 50 80 50 50 За мольного співвідношення HCl:Na2S2O3 меншого ніж 2,0:1,2, вихід сірки практично дорівнює стехіометричному, а за більшого ніж 2,0:1,5 різко зменшується вихід полімерної сірки, хоча загальний вихід продукту зростає. За температури ниж Комп’ютерна в ерстка А. Рябко Сумарний вихід продукту (сірки) 106 104 115 109 108 114 120 Вміст полімерної сірки у продукті, % 48 44 54 51 45 54 44 чої, ніж 25°С загальний вихід сірки дорівнює стехіометричному, а за вищої 80°С вміст полімерної сірки у продукті не перевищує цього значення для прототипу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601