Способ получения полисульфидов натрия

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДОВ НАТРИЯ(57) Изобретение относится к химической технологии получения сульфидов щелочных металлов, в частности, к способам получения полисульфидов натрия. Цель изобретения состоит в интенсификации и упрощении процесса. В реактор с мещалкой, футерованный сплавом А 1 М 83, содержащим расплав полисульфида с температурой -300 Спод давлением аргона -50 Па вводят попеременно эквивалентные количества серы и натрия в жидком или твердом состоянии. Затем в течение 2 ч скорость перемещивания уменьшают с 200 до 100 об/мин при поддержании давления в реакторе-50 Па. Полученный однородный расплав полисульфида натрия сливают из реактора в изложниЦЫ и оставляют остывать в токе аргона до затвердевания.Изобретение относится к химической технологии получения сульфидов щелочных окислов, в частности, к способам получения полисульфидов натрия.Способ осуществляют следующим образом.В лабораторный реактор, футерованный сплавом А 1 М 53, загружают расплав полисульфидов натрия с температурой ы 300 С и выдерживают под давлением аргона ы 50 Па в течение некоторого времени. Далее через загрузочньй патрубок в потоке аргона в реактор впрыскивают небольщими порциями жидкий натрий с температурой ы 110 С с помощью стеклянной пипетки. После введения определенного количества натрия в реактор через воронку вводят серу в эквивалентном для получения требуемого полисульфида количестве.Во время загрузки скорость перемещивания составляет ы 200 об/мин. В следующие 2 ч скорость перемещивания снижают до 100 об/мин. Давление в реакторе при этом поддерживают ы 50 Па. В результате дросселирования или выключения нагрева во время подачи натрия и серы в реактор температура реакции не .поднимается выще 350 С. Готовый продукт реакции не в полном объеме с помощью сифона сливают из реактора в ванны и в атмосфере аргона оставляют для отверждения. Способом предусмотрена загрузка в реактор натрия и серы как в виде расплава, так и в твердой форме, например, в форме прессованной проволоки. При этом температуру расплава полисульфидов в реакторе поддерживают выще точки плавления полисульфидов в интервале 200-600 С.Пример 1. Получение тетрасульфида натрия 8284.Процесс проводят в лабораторном реакторе,футерованном стойким к реакционной среде сплавом А 1 М 33. Реактор снабжен крыщкой с патрубками для загрузки натрия и серы и лопастной мещалкой и сливной трубой, выполненными из того же сплава. Объем реактора м 4 л.В реактор загружают 2,970 кг расплава с температурой ы 300 С в качестве остатка от предыдущей операции. Реактор выдерживают под давлением аргона ы 50 Па. Перед открыванием загрузочного патрубка поток аргона увеличивают и нагретый до 110 С жидкий натрий впрыскивают порциями ы 3 г с помощью стеклянной пипетки. После введения ы 30 г натрия через воронку в реактор вводят эквивалентное для образования полисульфида количество серы 83,48 г. Затем снова вводят ы 30 г натрия и т. д.Количества введенных поочередно натрия и серы можно удваивать и далее утраивать. В целом общее количество натрия составляет 1,176 кг, а серы 3,281 кг.Во время загрузки скорость перемещивания составляет ы 200 об/мин, в следующие 2 ч скорость перемещивания снижают до 100 об/мин вусловиях поддерживания давления в реакторе ы 50 Па.Температуру в реакторе поддерживают равной ы 350 С путем дросселирования или выключения нагрева во время загрузки натрия и серы. После перемещивания в течение 2 ч из полученного однородного расплава отбирают пробу для анализа, а затем через сливной трубопровод из реактора сливают 4,565 кг расплава полисульфида натрия в плоские ванны с крыщками и в атмосфере аргона оставляют для отверждения.По анализу целевой продукт содержит 26,25 мас. , На (теоретически 26,39 .) 73,67 мас. 8 (теоретически 73,61 ).В реакторе оставляют 2,862 кг тетрасульфида натрия для следующего процесса.Пример 2. Получение трисульфида натрия Ма 23.Так же, как в примере 1, в реактор, содержащий 3,105 кг остаточного расплава с температурой 300 С под давлением аргона 50 Па поочередно порционно загружают жидкий натрий в количестве ы 30 г и 62,609 г серы при перемещивании.Количества загружаемых серы и натрия могут быть удвоены или утроены.После перемещивания в течение 2 ч в условиях уменьщения оборотов мещалки с 200 до 100 об/мин из реактора сливают 4,483 кг расплава полисульфида натрия, оставляя в реакторе 2,947 кг расплава для нового процесса .По анализу полученный продукт содержит 32,20 мас. На (теоретически 32,34 ) 67,67 мас. 8 (теоретически 67,66 ).Пример 3. Получение пентасульфида натрия Ма 25.В реактор объемом ы 300 л, содержащий 185 кг расплава полисульфида от прежней загрузки с температурой ы 200 С, впрыскивают в течение 39 с 1,45 кг расплава натрия с температурой ы 110 С. Скорость вращения мещалки при этом поддерживают 170 об/мин.За время введения натрия в расплав полисульфида температура его повыщается до 230 С.После охлаждения расплава теплоносителем до ы 200 С в реактор выпрыскивают в течение 240 с 5,05 кг расплава серы с температурой 140 С. При этом температура расплава в реакторе практически не изменяется.Аналогичным образом попеременно в реактор вводят в течение 8 ч 29 кг натрия и 101 кг серы, получая при этом 130 кг пентасульфида натрия Ма 25.Благодаря термостатированию реактора температуру расплава в нем поддерживают в течение всего процесса ы 200 С.По окончании реакции расплав полисульфида перемешивают еще ы 2 ч, затем сливают в атмосфере аргона для охлаждения в ванну, после чего измельчают и упаковывают герметично в бочки.Пример 4. Получение дисульфида натрия Ма 2 З 2.Аналогично примеру 1 реактор с теплоизолированным корпусом заполняют 4,162 кг расплава дисульфида натрия, нагретого до -550 С.Затем в реактор впрыскивают порциями по 3 г ы 30 г расплава натрия с температурой ы 120 С.Скорость перемешивания расплава полисульфида при этом составляет ы 200 об/мин.Аналогичным образом попеременно в реактор загружают 450 г натрия и 627 г серы, после чего в течение 2 ч скорость перемешивания расплава может быть снижена до 100 об/мин при давлении аргона в реакторе ы 50 Па.За счет дросселирования давления во время ввода в реактор расплавов серы и натрия температура процесса не превышает 600 С.Общее количество полученного целевого продукта составляет 1239 г.Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать полисульфиды натрия разного со 1200става за несколько часов (вместо десятков часов по известному способу), при этом упрощается процесс введения реагентов в экзотермическую реакцию.1. Способ получения полисульфидов натрия,включающий взаимодействие элементарных натрия и серы в расплаве при нагревании в инертной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и упрощения процесса, взаимодействие осуществляют в расплаве полисульфидов натрия с температурой 200 - 600 С при перемешивании в реакторе, выполненном из сплава А 1 М 33.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что натрий и серу вводят в виде расплава или в твердом состоянии.3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что в качестве инертной атмосферы используют аргон.тк птнт иплнитль имв Ве с аКаз а е , с о е Люб о ИЮ Корректор Вышкварко А.Б. тв т тв нный вып к и в . . Оесе за сФазоаЭ 3