焦化黑硫磺制备多硫化钠*

黎景平 ，蔡新安 ，章慧芳 ，陈绪军 ，王凯凯

（1.景德镇高等专科学校 生物与化学工程，江西 景德镇 333000；2.景德镇焦化工业集团有限责任公司，江西 景德镇 333000）

多硫化钠（Na2Sx）随着x值的变化，外观由黄色逐渐加深至深红色，主要用于丁苯胶聚合的终止剂，聚硫胶的生产，橡胶促进剂M的中间体，硅烷偶联剂双-丙基三乙氧基硅烷四硫化物（Si-69）[1]，石油化工加氢的缓蚀剂[2]，也是分析化学常用的试剂，农业上也用作杀菌剂，杀虫剂的合成。根据含量不同，可用作蒸煮助剂[3]，水处理，金属制造，机加工等，工业一般用硫化钠与硫磺粉反应制备。

焦化黑硫磺（以下称黑硫磺）是炼焦过程脱硫的产物，黄黑色，有异味，污染环境，目前一般采用精制方法制备硫磺，附加值低且在精制过程中会产生大量污染环境的废气。由黑硫磺制取多硫化钠国内尚未见报道，本文对用黑硫磺制备多硫化钠的工艺进行研究，在硫化钠与黑硫磺的摩尔比1∶1.2；反应温度80～85℃；反应2h的条件下，取得较好的效果。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

HSB-3循环水式多用真空泵（郑州杜甫仪器厂）；NP-5002电子天平（上海恒平仪器有限公司）；国华JJ-1电动搅拌机（常州国华电器公司）。

黑硫磺（固体颗粒，含量95%）（景德镇焦化工业集团有限责任公司）；硫化钠（A.R.上海久亿试剂厂）。

1.2 实验方法

在100mL三颈烧瓶中，加入50mL水及24g（0.1mol）结晶硫化钠，搅拌溶解。在N2保护下，升温至80～85℃，再按一定配比加入计算量的黑硫磺粉（按硫磺含量计）。随着反应不断进行，黑硫磺量逐渐减少，溶液颜色逐渐变为红褐色，溶液呈透明状态。反应2h后停止反应。将反应液抽滤，滤渣是未反应的黑硫磺及杂质，滤液即为目标产品多硫化钠溶液。

滤液转入到100mL容量瓶中定容，准确称取10mL多硫化钠液，按文献[2]测定多硫化钠的含量，以计算反应产率。

2 结果与讨论

2.1 原料配比对产率的影响

当反应体系中加入24g硫化钠（0.1mol）、反应温度为80～85℃时，反应2h，改变黑硫磺的加入量，考察原料配比对反应产率的影响，结果见表1。

表1 原料配比对产率的影响Tab.1 Effect of material ratio for yield

由表1数据可知，随着硫磺的量增加，反应产率增加，但增加到1∶3.2倍时，继续增加黑硫磺的量，产率增加不大，故取反应物摩尔比为1∶3.2。

2.2 反应温度对产率的影响

当硫化钠/黑硫磺的摩尔比为1∶3.2，反应时间为2h时，改变反应温度，考察反应温度对反应产率的影响，其实验结果见表2。

表2 反应温度对产率的影响Tab.2 Effect of temperature for yield

由表2数据可知，随着反应温度的升高，多硫化钠产率增加，但增加到80～85℃时，继续增加反应温度产率反而下降，这是由于温度升高副反应增加的缘故。故取反应温度为80～85℃。

2.3 反应时间对产率的影响

硫化钠/黑硫磺的摩尔比为1∶3.2倍时反应温度为80～85℃、，改变反应时间，考察反应时间对产率的影响，其结果见表3。

表3 反应时间对产率的影响Tab.3 Effect of time for yield

从表3数据可知，随着反应时间增加，多硫化钠收率提高；当反应时间超过2h时，多硫化钠收率变化很小，表明硫化钠反应趋于完成。故取反应时间为2h。

3 结论

（1）采用黑硫磺与硫化钠制备多硫化钠，工艺简单，投资少，易于生产，可实现废弃物资源化，具有较大的经济与社会效益。

（2）以硫化钠和黑硫磺为原料制备多硫化钠，反应条件温和，操作方便，产品的收率高。

（3）制备多硫化钠较适宜的反应条件:黑硫磺/硫化钠的摩尔比为1∶1.2，反应温度为80～85℃，反应时间为2h，在此条件下产率可达93.5%。

［1］殷树梅，陈为新，等.硅烷偶联剂Si_69的工艺优化［J］.有机硅材料，2006，20（5）：249-251.

［2］张玉英.Q_s缓蚀剂中多硫化钠的测定方法［J］.石油化工腐蚀与防护，1996，13（4）：44-45.

［3］时留新,翟华敏,李忠正.高稳性多硫化钠蒸煮药液的制备［J］.南京林业大学学报（自然科学版），2004，28（6）：52-54.