[发明专利]一种低温合成硫脲的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学品合成技术，具体提供了一种高效的硫脲合成方法，特别涉及在低温环境下合成硫脲的技术。

背景技术

硫脲是硫氰酸铵的同分异构体，是尿素中的氧被硫替代后形成的化合物，属于硫代酰胺（RC(S)NR₂，R为烃基）。由于电负性差异，尽管结构类似，硫脲和尿素的性质很不相同。硫脲在有机合成中有广泛应用。

硫脲用作合成磺胺噻唑、蛋氨酸和肥猪片等药物的原料，用作染料及染色助剂、树脂及压塑粉的原料，也可用作橡胶的硫化促进剂、金属矿物的浮选剂、制邻苯二甲酸酐和富马酸的催化剂，以及用作金属防锈蚀剂。在照相材料方面，可作为显影剂和调色剂。还可用于电镀工业。硫脲还用于重氮感光纸、合成树脂涂料、阴离子交换树脂、发芽促进剂、杀菌剂等许多方面。硫脲也作为化肥使用。

关于硫脲的合成，多数文献报道是利用石灰氮水溶液在微负压下吸收酸性气中的H₂S，生成硫氢化钙，然后在80±5℃的环境下硫氢化钙再与石灰氮反应3-5小时，得到硫脲的溶液。该合成方法中反应温度高，反应时间长，副反应多，收率较低。而其他合成方法中，合成所需要的温度更高，收率也难以达到预期，因此需要开发一条副反应少，收率高，操作简单安全的合成工艺，这样将能带来具大的经济和社会价值。

发明内容

本发明针对上述技术存在的不足，提供了一种全新的低温合成硫脲的方法，该方法以石灰氮和酸性气为原料，在低温环境下合成硫脲。其反应温度远低于现有技术，且整个合成条件也未见报道，该方法不仅能耗低，而且产品的收率高，适用于工业级规模化生产硫脲，采用本发明生产出的硫脲含量在99%以上，满足市场对工业硫脲的技术要求。

本发明实施的具体技术方案是：

一种低温合成硫脲的方法，其特征在于：其具体步骤如下：

（1）混合将石灰氮和水按比例进行混合；

（2）吸收10-50℃的环境下迅速向上述混合溶液中通入酸性气体，反应0.5-2小时，直至混合溶液中生成的硫氢化钙的含量达到90-130g/L；

（3）合成向步骤（2）所得溶液中加入步骤（1）中2-3倍重量的石灰氮，在50-60℃的环境下搅拌反应2-3小时，得到含有硫脲的固液混合物；

（4）后处理将步骤（3）所得固液混合物进行过滤，滤液降温结晶，经过滤、水洗、干燥，得到硫脲产品；

本发明的具体化学反应方程式为：

步骤（1）中：

2CaCN₂+2H₂O=Ca(HCN₂)₂+Ca(OH)₂

Ca(HCN₂)₂+2H₂O=2H₂CN₂+Ca(OH)₂

这样，该步骤中，石灰氮水解生成了氢氧化钙，为后部反应提供了条件。

步骤（2）中：

2H₂S+Ca(OH)₂=Ca(SH)₂+2H₂O

H₂CN₂+H₂S=CS(NH₂)₂

在该步骤中氢氧化钙与迅速通入并溶解的硫化氢反应生成硫氢化钙，为下一步投入石灰氮与硫氢化钙反应生成硫脲提供了充足的原料，同时也产生了少量的硫脲；

步骤（3）中：

Ca(SH)₂+2CaCN₂+6H₂O=2CS(NH₂)₂+3Ca(OH)₂

在该步骤中，石灰氮与硫氢化钙反应生成硫脲，加之上步中获得的硫脲，最终获得了高纯度的产品。

其中所述步骤（1）中石灰氮与水的质量比为1:10-15；所述步骤（2）中的酸性气体中H₂S含量大于70vt%；所述步骤（4）中降温结晶时，结晶终点温度为8℃-12℃。