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硫磺的用途与合成方法

作者:本站 来源:本站 日期:2018-5-11 13:42:23 人气:5

硫磺 性质
熔点 114 °C
沸点 445 °C
密度 2.36
蒸气密度8.9 (vs air)
蒸气压1 mm Hg ( 183.8 °C)
闪点 168 °C
溶解度 carbon disulfide: in accordance1g/5mL
形态powder
颜色Yellow
水溶解性 Insoluble
Merck 13,9059 / 13,9067
CAS 数据库7704-34-9(CAS DataBase Reference)
NIST化学物质信息Sulfur atom(7704-34-9)
EPA化学物质信息Sulfur(7704-34-9)

非金属元素


硫磺又称硫黄、土硫磺、石硫磺,简称“硫”,包括硫磺块、硫磺粉。是一种非金属元素。元素符号S。呈浅黄色结晶,主要产自天然硫矿、硫铁矿、有色金属硫化物矿,在焦化厂是焦炉煤气净化产品之一。有好几种同素异构体,有正交硫、单斜硫、弹性硫、紫硫、液体硫、气体硫、无定形硫等。通常得到的固体硫有斜方硫,单斜硫和弹性硫。它们的色泽稍有不同,一般不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。有特殊臭味,易燃,燃烧时产生有强烈刺激性和窒息性的气体。与大多数氧化剂如氯酸盐、硝酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐等能形成爆炸性的混合物。

硫磺是一种比较活泼的非金属元素,能与金属、氢、氧等反应生成硫的化合物。硫主要用于制造硫酸、硫化橡胶、黑色火药、火柴药料和杀虫农药等。在医药上主要用于治疗皮肤病,硫磺燃烧时发出有毒的二氧化硫气体,人体吸入后中毒,中毒患者首先要脱离污染区,眼部和皮肤受接触时,先用水冲洗,如入口内立即漱口,饮水及镁乳,再送医院救治。

硫在焦炉煤气中主要以硫化氢的形式存在,通过焦炉煤气脱硫脱氰即可脱除。当用吸收法脱硫脱氰时,煤气中硫化氢转入解吸塔排出的酸气中,可用以制取元素硫;当用氧化法脱硫脱氰时,煤气中的硫化氢转化为硫泡沫,从再生塔顶流出,可用以制取熔融硫。

硫磺受潮后会产生酸性,易腐蚀包装麻袋。如发现硫磺冒烟,应及时用水扑救。受潮的硫磺如长期与铁接触,可能会产生自燃,发现有小火也应立即用水扑救。在搬运中要加强注意。对逸出物须立即清除,可用不燃性分散剂制成乳液刷洗,如无分散剂可用沙土混合。倒至指定的空旷地方掩埋或烧掉,对污染的地方用肥皂水或洗涤剂刷洗。

我国硫磺主产地有山西、山东、河南、湖南、湖北、江西、四川、广东等地方,主销中东地区。


橡胶硫化机


硫磺在橡胶硫化剂中占首要地位,其价格低廉,应用广泛。适用于天然橡胶和二烯类合成橡胶。在软质橡胶制品中,一般用量为0.3~4份;在硬质制品中的用量 一般为 30~60份。硫化时需配合硫化促进剂和促进助剂(如活性剂)。酸会迟延硫化,故硫磺中不应含酸。硫磺在胶料中的溶解度随胶种而异,温度升高,溶解度增大。用量过多时,易发生喷硫,影响制品的老化性能和其它物理性能。对于未硫化胶料来说,喷硫还会破坏硫磺在胶料中的分布均匀性,降低表面粘着力,给加工造成困难。为防止未硫化胶的喷硫,硫磺宜在低温下混入。加硫磺之前先加入软化剂、使用槽法炭黑、掺入再生胶等均能减少喷硫现象。采用不溶性硫磺也是消除喷硫的主要方法。

胶工业中使用的硫磺主要有六种:

1,硫磺粉:由精制块状硫磺经粉碎筛选而得。是橡胶最主要的硫化剂。

2,沉淀硫磺:在橡胶中的分散性好。适用于高级制品及胶乳薄膜制品等。

3,胶体硫磺:将硫磺粉或沉淀硫磺与分散剂一起在球磨机或胶体磨中研磨,制成糊状物即为胶体硫,也可干燥成固体状物。粒子极细,粒径1~3μm。主要用于胶乳制品,分散均匀,沉降速度慢。

4,不溶性硫磺:因本品不溶于二硫化碳,故称不溶性硫磺。本品在硫化前的加工操作温度下不溶于胶料,在硫化温度下溶于胶料而发挥硫化作用。可防止混炼胶喷硫、粘着性下降等弊害。也不易产生早期硫化现象。适用于钢丝帘线轮胎等重要的橡胶制品,用量与普通硫磺相同。

5,表面处理硫磺:将粉末硫磺或沉淀硫磺用对硫化无影响的处理剂(如聚异丁烯等)进行表面附着处理而得。其特点是混炼容易,分散性好,焦烧性小,操作安全性大。

6,硫磺混合物:由硫磺粉与聚合物或其它添加剂混合而成。其目的是改善硫磺的分散性,防止硫磺凝集结晶等。


无机硫杀菌剂


硫磺是一种无机硫杀菌剂,具有杀菌和杀螨作用,对小麦、瓜类白粉病有良好的防效,对枸杞锈螨防效也很高。硫磺其杀菌机制是作用于氧化还原体系细胞色素b和c之间电子传递过程、夺取电子、干扰正常的 “氧化—还原”。一定细度的硫磺粉可直接撒粉,防治各种作物上的白粉病、锈病。但更多地是配制成悬浮剂,烟剂等多种剂型,用于植物病害和叶螨防治。对植物安全,但在敏感植物上如黄瓜、大豆、马铃薯、桃、李、梨、葡萄等要慎用,高温季节要避免中午用药。对人畜低毒,但粉末对眼结膜和皮肤有一定刺激作用,对蜜蜂几乎无毒,对水生生物低毒。

硫磺还可用作硫肥。颗粒很细的硫磺施入土壤后在土壤微生物参与下迅速氧化为硫酸盐,被植物吸收利用。为了及时发挥肥效,故宜早施。一般用作基肥,每公顷施用量为7.5~15 kg。也可将硫磺拌入细肥土中作成泥浆,供水稻沾秧根用。或者用硫磺包膜尿素颗粒,制成硫衣尿素施用。作碱土化学改良剂时,一般要求100%的硫磺通过0.95 mm筛,其中50%应通过0.152 mm筛,以增加肥料与土壤接触面,加快转化率,提高脱碱改土效果。

按我国农药毒性分级标准,硫磺属低毒杀菌剂。人每日口服500~750mg/kg体重未发生中毒。硫粉尘对眼结膜和皮肤有一定的刺激作用。对水生生物低毒,鲤鱼和水蚤LC50(48h) >0.1%。对蜜蜂几乎无毒。


消毒杀菌作用

升华硫磺又称为硫华,与皮肤及组织接触,在其分泌物的作用下生成硫化物,有使皮肤软化及杀菌作用。沉降硫磺又称为硫乳,与皮肤接触在其分泌物的作用下可产生硫化氢及五硫磺酸,有杀菌、杀疥的作用。

缓泻作用

硫磺本身作用不活泼,内服后变成硫化物及硫化氢,刺激胃肠粘膜,使之兴奋蠕动,导致下泻。此过程需要有碱性环境、大肠杆菌,特别是脂肪分解酶的存在。肠内容中,脂肪性物质较多时,易产生大量的硫化氢而致泻。空气中硫化氢浓度过高,可以直接麻痹中枢神经细胞而导致死亡。


克劳斯法制元素硫

用酸气制元素硫的方法是1883年英国人克劳斯(C.F.Claus)发明的,称为克劳斯法。该法首先应用于石油化工和天然气化工,当移植到焦化工业时曾因酸气中含有氰化氢和氨的问题而未被采用,后来德国开发了专门分解上述组分的镍系催化剂,才使克劳斯法在焦化工业中得以广泛应用。

克劳斯法的工艺流程:从吸收法脱硫脱氰装置来的酸气中约有1/3的硫化氢,在克劳斯炉上部的燃烧器内与煤气一起燃烧,其余2/3的酸气则从克劳斯炉上部进入,经氧化铝球层和催化剂填料层,在1100~1150℃条件下与燃烧后生成的二氧化硫进行催化反应,生成元素硫和水,其反应式为:H2S+3/2O2—→SO2+H2O和2H2S+SO2—→3S+2H2O。另外,酸气中所含的氰化氢和氨,在炉内设置的镍系催化剂的作用下,分解为氮气、氢气和一氧化碳,其反应式为:HCN+H2O——催化剂—→3/2H2+CO+1/2N2和NH3——催化剂—→3/2H2+1/2N2 ,上述反应均为放热反应,产生的大量热量,通过余热锅炉加以回收,能产生0.5MPa饱和蒸汽。硫在余热锅炉中被冷凝,经硫磺分离器、硫封槽排入硫坑。炉内催化反应的硫化氢转化率为60%。从余热锅炉排出的过程气仍含有硫化氢和二氧化硫。通过装有氧化铝催化剂的一、二段反应器和一、二段余热锅炉,硫化氢和二氧化硫中的硫被冷凝下来,并分别经一段二段硫磺分离器和硫封槽排入硫坑。在一、二段余热锅炉内产生的0.5MPa饱和蒸气并入蒸气管网。硫坑中的液态硫用硫泵送至硫结片机,冷却成片状硫,包装后出厂。酸气中硫化氢的总转化率为97%,生产的元素硫纯度为99.8%。分离硫磺后的150~200℃废气借自身的压力排入吸煤气管道,以防止污染大气,并回收利用可燃成分。该废气属于低热值可燃气体,发热量为2090~2512MJ/m3。其组成(%(体积))为:二氧化碳15.5,一氧化碳4,氢3.4,硫化氢0.4,二氧化硫0.2,氮45.3,水30.8。





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