1、工程实践训练合 肥 学 院HEFEI UNIVERSITY2014-2015年第2学期工程实践训练报告评 分姓 名潘 荧学 号1203022034系 别化学与材料工程系专 业化学工程与工艺班 级12级化工（2）班二零一五年 12 月 28 日目 录1.概 述 31.1巯基乙酸的性质与用途 31.2巯基乙酸的生产和消费情况 31.3巯基乙酸的合成工艺简介 31.3.1 海波法 41.3.2 硫氨酯法 41.3.3 硫服法 41.3.4 硫氢化钠法 42. 巯基乙酸钠的合成 52.1实验原料与仪器 52.2 工艺路线 62.3 实验步骤 62.4 产物照片 73. 产品分析检测 93.1试剂和溶液
2、 93.2测定方法 93.3结果表示和计算 94 实验总结 105 个人感想 10参考文献 111.概 述1.1巯基乙酸的性质与用途 巯基乙酸钠(SodiumThioglyeolate,简称sTo),又名硫代乙醇酸钠,是一种微黄色液体,显碱性,有特殊硫化物气味,分子式为HScHZCOONa,分子量为114.11,凝固点一16.5e,熔点大于300e,密度为1.3259/cm。可溶于甲醇、乙醇、甲苯和水中,不溶于脂肪烃。 巯基乙酸钠在空气中氧化成双巯基乙酸钠,是一种较强的还原剂。当溶液中存在铁、铜、锌和锰等金属离子时对氧化反应起催化作用。1.2巯基乙酸的生产和消费情况 (l)国外生产及消费情况2
3、0世纪80年代以来,由于TGA的用途不断地被研究开发,工业需求日益扩大。1984年美国M&T化学品公司建设了500内的TGA工业化装置后,日本的信越工业株式会社!电气化学株式会社相继建设千吨级工业装置,西欧的荷兰、德国等也建有大小不等的TGA装置。目前国外生产TGA的厂家主要有法国的阿科玛、美国的陶氏、意大利的Esperis、德国的Brun Boek和Dr.Spiess等。2004年美国TGA的产量为1.24万t/a,西欧为1.4万t/a,日本为0.33万t/a,其中占80%的TGA产品用于PVC稳定剂,其余主要用于个人功能性化妆品领域。预计这些地区在未来5年TGA的消费增长率将保持在3%22
4、。 (2)国内生产及消费情况 我国20世纪80年代初开始进行工业化生产TGA,多是小企业小规模生产,产品质量较差,不能满足下游产品需求,多数厂家处于停产或半停产状态。2002年我国TGA年产量不超过6O0t,主要生产厂家有天津市津东化工厂、淄博惠华化工有限公司、潍坊市寒亭区医药化工厂、湖北省化学工业研究设计院实验厂、青岛澳通矿业化工有限公司、常州市龙城药物原料厂和常州市元通精细化工有限公司等。2004年中国TGA生产能力约为2000t/a,而需求量在5000t/a以上,其中仅用于生产PvC加工稳定剂就需近2000t,而用于化妆品生产等领域所需高纯度的TGA几乎全部依赖进口,供需矛盾突出。1.3
5、巯基乙酸的合成工艺简介介绍巯基乙酸的合成工艺. 巯基乙酸钠的合成一般是用含硫的亲核试剂与氯乙酸(盐)的溶液发生取代反应而得,根据选用的巯基化试剂不同而有不同的工艺路线,巯基乙酸钠的合成方法主要有四种:海波法、硫氨酷法、硫脲法和硫氢化钠法。 1.3.1 海波法 海波法是西北有色金属研究院开发的一种合成方法。氯乙酸与碳酸钠进行中和反应,在适当温度下加入硫代硫酸钠进行缩合,然后加入硫化钠溶液进行巯化反应得到巯基乙酸钠。主要化学反应如下: 中和: 2CICHZCOOH+NaCO32CICHZCOONa+CO2+HZO (1.1) 缩合: CICHZCOONa+NH2C(S)NH2H2NCSNHCH2C
6、OOH+NaCI (1.2) 巯化: NaSO3SCHZCOONa+NaZS一HSCHZCOONa+Na2S2O3 (1.3) 用海波法合成巯基乙酸钠质量稳定,含杂质少,成本低。缺点是产品有效含量低,运输成本高,不适合大规模推广。 1.3.2 硫氨酯法 硫氨酷是一种国际通用的高效捕收剂,广泛应用于铜!钻!镍!金等有色金属矿山,但在生产过程中有大量废水产生,严重污染环境,废液中主要含有巯基乙酸钠刘明友提出了一种从硫氨醋生产过程中回收巯基乙酸钠的方法,该方法就是将生产硫氨酷过程产生的含巯基乙酸钠的废水加盐酸进行酸化,然后用乙醚进行萃取,有机相中加入氢氧化钠进行反萃,静置即得巯基乙酸钠产品硫氨酷法既
7、消除了环境污染,又大大降低了巯基乙酸钠的生产成本。但是该法得到的巯基乙酸钠产品杂质成分复杂,主要杂质硫氨酷是硫化矿的捕收剂,不利于进行铝浮选时作铜矿物和黄铁矿的抑制剂。 1.3.3 硫服法 氯乙酸钠与硫脲在水中加热发生缩合反应,生成异硫脲代乙酸盐,经碱性水解得巯基乙酸钠。 该法容易操作,投资少,适合矿山企业和中小企业生产,污染少,产品收率较高。但由于硫脲价格比较昂贵,生产成本较高。 1.3.4 硫氢化钠法 CarinS运用硫氢化钾和氯乙酸钠反应合成巯基乙酸以后,人们在此基础上研究了用硫氢化钠和氯乙酸钠合成巯基乙酸钠,并得到了不断改进和完善该法用氯乙酸钠水溶液与硫氢化钠水溶液相混合,控制一定压力
8、!温度和pH值,就可以反应生成巯基乙酸钠50。 硫氢化钠法在工业上应用较广,是大规模生产巯基乙酸钠的主要方法,其原料来源广,生产成本低,仅为硫脲法的一半左右该法的主要缺点是副反应多,操作过程较难控制。 硫氢化钠法合成巯基乙酸钠的关键是抑制副反应的发生我国在巯基乙酸钠合成研究中,对副反应发生条件的研究不够充分,因而不能有效地阻止副反应,使产品收率仅为60%左右。在工艺过程中.,严格控制反应条件如反应的温度、压力和pH值等,可减少副反应的发生,提高巯基乙酸钠的收率。2. 巯基乙酸钠的合成2.1实验原料与仪器列出实验过程中的原料与仪器本实验主要原料、药品的规格及来源见表2一1,实验所用仪器设备及厂家
9、见表2一2。表2一1原料及化学试剂一览表原料及试剂名称规格来源氯乙酸(ClCH2COOH）TeCh常州市新都化工有限公司碳酸钠(Na2CO3)A.R天津市福晨化学试剂厂氢氧化钠(NaOH)A.R西安化学试剂厂碘(I2)A.R天津市河车区红岩试剂厂碘化钾(KI)A.R四川西陇化学品有限公司硫代硫酸钠Na2S2O5)A.R天津市瑞金特化学品有限公司硫脲(NH2C(S)NH2 )TeCh河南宏业化工有限公司可溶性淀粉A.R四川省彭州市军乐化工厂盐酸(HCl)A.R西安化学试剂厂表2一2实验所需仪器设备仪器厂家三口烧瓶巩义市予华仪器有限责任公司AE24O双量程电子分析天平MITTLER一TOLEDO公
10、司DW-1型无极恒速搅拌器巩义市予华仪器有限责任公司SHZ一D(III型循环水式真空泵)巩义市予华仪器有限责任公司PHS一3C数字酸度计金坛市亿通电子有限公司HH一601型恒温水浴锅金坛环宇科学仪器厂2.2 工艺路线硫脲法合成巯基乙酸钠工艺流程见图2一1。氢氧化钠溶液 水 硫脲氯乙酸中和巯基乙酸钠水解过滤水洗缩合碳酸钠 水尿素溶液氯化钠溶液图2一1硫脲法合成巯基乙酸钠工艺流程图2.3 实验步骤(1)称取一定量的氯乙酸,加水溶解;称取一定量碳酸钠,缓慢加入氯乙酸溶液中进行中和反应；(2)称取一定质量硫脲,常温下连续缓慢加入中和液中,升温,进行反应；(3)将反应产物抽滤!水洗,排掉滤液,收集滤饼；
11、(4)称取适量烧碱溶于水,加入滤饼,调整温度反应一段时间即得产品。2.4 产物照片称量好物品，并按照实验步骤加入溶液溶解，放在反应装置上加热30min；加热结束后冷却一会后抽滤，得到的白色固体再加入NaOH溶液溶解；用硫代硫酸钠滴定碘液，颜色逐渐变浅；继续用硫代硫酸钠滴定，溶液变为无色。3. 产品分析检测3.1试剂和溶液硫代硫酸钠标准液:0.IN(GB6001一72)；碘标准液；盐酸溶液:1+3；可溶性淀粉；溶液:0.5%。3.2测定方法（1）用移液管移取50mLO.IN的碘液于500mL(I)碘量瓶中,加入1+3盐酸溶液5mL,用移液管移取试样原液5mL于50mL容量瓶中,稀释至刻度摇匀。再
12、用移液管移取10mL该溶液于上述碘量瓶中,用已标定的硫代硫酸钠标液滴定,待溶液颜色变浅,加入5mL淀粉溶液,不断摇动,继续滴入硫代硫酸钠标液至蓝色消失变为无色,即达到终点。（2）按上述同样方法做空白试验,记下50mL碘液所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的毫升数。（3）硫代硫酸钠标准溶液消耗数N1=(A一B)*N式中: Nl一硫代硫酸钠标准溶液消耗数； A一空白所消耗硫代硫酸钠标准溶液的毫升数； B一试样所消耗硫代硫酸钠标准溶液的毫升数； N一硫代硫酸钠标准溶液的当量数；3.3结果表示和计算(l)产品含量计算 式中, X一巯基乙酸钠质量百分含量； 114.11一巯基乙酸钠克当量数； 一巯基乙酸钠溶液密
13、度。(2)产品收率计算 式中,V一产品体积； m一原料氯乙酸钠质量； M一氯乙酸钠克当量数。4 实验总结 氯乙酸钠硫脲摩尔比的选择设计实验条件为：反应时间30min,反应温度80,加料时间20min,水解反应配料比1:1,水解反应温度70,水解反应时间100min,氢氧化钠浓度6.0mol/L,以不同的原料摩尔比进行缩合反应实验,所得实验结果见表2-4。表2-4原料摩尔比对合成疏基乙酸钠收率的影响实验号原料摩尔比巯基乙酸钠收率/%11:0.972.9421:0.9580.6531:183.0341:1.0583.1551:1.183.19 由表2-4可知,原料硫脲的用量增加,巯基乙酸钠收率提高
14、,但达到一定值时增速因硫脲价格昂贵,从经济性考虑,选择原料配比范围为1:0.95-1:1.1.05。5 个人感想通过这个实验，对巯基的性质及用途有了基本了解，合成方法较为简单，实验过程只需要了解基本的原理及步骤，再加上一定的时间去观察并拍摄图片。在这次实验中，我学到很多东西，加强了我的动手能力，并且培养了我的独立思考能力。特别是在做实验报告时，因为在做数据处理时出现很多问题，如果不解决的话，将会很难的继续下去。我们做实验不要一成不变和墨守成规，应该有改良创新的精神。实际上，在弄懂了实验原理的基础上，我们的时间是充分的，做实验应该是游刃有余的，如果说创新对于我们来说是件难事，那改良总是有可能的。参考文献1 杨江海琉基乙酸钠代替氰化钠选铝生产实践J中国钼业.1998,22(1):30-332 符剑刚,钟宏,欧乐明琉基乙酸在铜铝分离中的应用J,矿产保护与和用.2002,(6):38-413 牟晓伟,郭小宏疏基乙酸钠选矿机理与应用J中国铝业.1995,19(5):3-54 陈建华,卢毅屏,冯其明琉基乙酸抑制黄铜矿的化学竞争吸附和电化学还原协同作用机理研究J.国外金属矿选矿.1998(5):18-215 符剑刚,钟宏,欧乐明琉基乙酸在铜铝分离中的应用J矿冶工程.2002,22(4):36-38
