本专利申请是专利号为：201410025752.3，申请日为：2014年01月21日，名称为：一 种高纯度固体福美钠的合成方法的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及化工新材料领域，尤其涉及一种低杂质固体福美钠生产工艺。
背景技术
福美钠用作重金属沉淀剂、乳聚丁苯橡胶、丁苯胶乳的终止剂、工业杀菌剂、橡胶 制品的硫化促进剂及农业杀虫剂等。福美钠是杀生性能良好的有机硫化合物，其功能与二 硫氰基甲烷相似，易溶于水，在PH≥7.0时效果最好。因此，适宜在碱性条件下运行的冷却水 系统中应用。在工业水处理中用作杀菌灭藻和粘泥防止剂，该药剂与2-巯基苯并噻唑复配 成30%的水溶液，用于工业循环冷却水塔中细菌、真菌和粘泥的控制，还可在石油和造纸工 业中用作杀菌灭藻剂。福美钠是制农药福美双、福美锌的中间体，也用于橡胶工业促进剂， 农药杀菌剂和涂料防霉剂，还可作消毒杀菌剂制成其含量占1%的药皂。
目前，国内固体福美钠含量一般为95%左右，且有少量二甲基二硫代氨基甲酸钠二 聚物等，在部分应用领域如用作分析试剂、医药合成、特种化纤材料处理、耐高温材料合成 等受限制很大，用户希望生产纯度99.5%以上的固体福美钠满足特种行业的需求。
我公司于2013年04月26日申请提交了一篇公开号为“CN103214450A”，名称为 “一种液体福美钠的生产装置及其生产方法”的发明专利，该专利中涉及的液体福美钠的生 产方法，随着我公司内部科研机构的不断研发，结合现有的技术中固体福美钠的生产方法， 发现国内现有固体福美钠生产方法一般都是采用很以下工艺方法：在合成釜中加入水，在 搅拌下投入碱液、40％二甲胺溶液，冷却到10℃左右滴加二硫化碳，控制滴加反应温度不超 过30℃，二硫化碳滴加完毕后，继续反应1～2h，然后静置，分出不溶的残渣，得到福美钠溶 液，然后减压浓缩析晶得到固体福美钠。
上述工艺中制备固体福美钠过程中主要有以下不足：（1）耗能高；（2）二硫化碳与 二甲胺损耗高；（3）二甲胺反应不完全，在母液中残留量较多导致后处理过程生产操作环境 较差；（4）福美钠收率低，含量低，纯度仅为95%左右。
针对以上不足，我公司科研机构开发一种纯度高、生产成本低，并能改善工作环境 的福美钠合成方法，该方法能够满足特种行业需要，促进行业发展，意义重大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种低杂质固 体福美钠生产工艺，该方法制备的固体福美钠具有纯度高、生产成本低，并能降低母液中二 甲胺含量，改善工作环境的优点。
本发明的技术解决方案是，提供如下一种低杂质固体福美钠生产工艺，所述合成 方法如下：
（1）将软化水加入合成釜内，开启搅拌器搅拌，在20~40分钟内加入固体氢氧化钠，待固 体氢氧化钠全部溶解后，控制釜内物料温度为10~25℃；
（2）将二硫化碳用氮气从贮罐压入二硫化碳高位槽；
（3）从合成釜底部通入气体二甲胺，同时从合成釜上部加入二硫化碳，并伴随搅拌器的 搅拌，且控制反应温度为20~35℃；
（4）二硫化碳和气体二甲胺在80~120分钟内加入合成釜，该过程中保持釜内温度为20~ 35℃；
（5）二硫化碳和气体二甲胺加毕，伴随着搅拌器的搅拌继续反应40~60分钟，且控制反 应温度为20~35℃；
（6）将合成釜内物料放入真空抽滤器，开启真空喷射泵抽真空，并保持真空度为0.07~ 0.09MPa，得到福美钠固体。
作为优选，将上述合成方法步骤（6）中所生产的福美钠固体放入烘房，在102~105 ℃的温度下烘干。
作为优选，所述合成方法中用到的反应物料是重量比为1：0.92~1.05：2.01~2.09： 1.19~1.23的氢氧化钠、软化水、二硫化碳和二甲胺。
作为优选，所述步骤（3）中搅拌器的搅拌速度为60~80rpm。
作为优选，所述步骤（5）中搅拌器的搅拌速度为100~130rpm。
作为优选，所述步骤（6）中通过真空喷射泵抽真空，真空抽取时间为25~40分钟。
作为优选，所述烘干时间为60~80分钟，并取出包装。
作为优选，所述生产的高纯度固体福美钠的含量为99.06~99.18%、游离碱为0.16~ 0.26%、PH值为10.2~10.8。
所述合成方法中的反应原理如下化学分子式中所示：
。
采用本发明所述的低杂质固体福美钠生产工艺的有益效果：
使用高浓度氢氧化钠溶液，相同条件下比低浓度氢氧化钠反应速度加快，且促进生成 的福美钠晶体的析出。
与使用普通压缩空气相比，使用氮气基本上能够杜绝输送二硫化碳时，空气中有 氧的存在加上速度较快，能够使二硫化碳发生氧化等反应生成其它化合物，从而在合成釜 内进一步与二甲胺、氢氧化钠反应生成其它化合物影响最终福美钠固体的纯度。
使用气体二甲胺作为原料，二甲胺气体从合成釜底部加入，二甲胺几乎全部参入 反应，残留在反应体系中的二甲胺量很少；与此同时二硫化碳从合成釜上部加入，由于二硫 化碳比重较大，自然向合成釜底部沉降，与从合成釜底部向上扩散、溶解的二甲胺接触，在 液碱中迅速反应。加上搅拌的作用，氢氧化钠、二甲胺与二硫化碳三者得以充分反应。
在反应前期、后期采用不同的搅拌转速。反应前期，物料相对浓度较高，反应速度 较快，可以用较低的搅拌转速；反应后期，物料浓度减少，需要加快搅拌速度以强化物料的 传热传质，促进反应速度加快。
采用真空抽滤的方式分离生成的福美钠固体与液体，即使合成釜放出的物料中存 有少量未反应的二甲胺，在真空条件下二甲胺也会被抽入水力喷射泵水中，溶有二甲胺的 水可以回到合成釜继续使用，避免了因为操作现场有胺的味道造成操作环境差等。
真空抽滤得到的母液继续回到合成釜中使用，整个系统无任何三废排放。
在反应前期、后期采用不同的搅拌转速。反应前期即步骤（3）阶段，主要反应物料 氢氧化钠相对浓度较高，二甲胺和二硫化碳加入合成釜后，反应速度较快，较低的搅拌转速 也能保证反应在短时间内完成；反应后期即步骤（5）阶段，主要反应物料氢氧化钠相对浓度 变低，二甲胺和二硫化碳加入合成釜后，参入反应的三种原料分子碰撞几率减少，需要提高 搅拌速度以强化合成釜内物料的传热传质增加接触机会，加快反应进程，缩短反应时间。
由于使用氢氧化钠碱液的质量分数在50%左右，加上分别从合成釜底部、上部加入 二甲胺、二硫化碳，物料一边加入一边反应，且反应速度比其它加料方式加快，单台设备生 产能力提高35%，产品综合成本降低3%，生产出纯度99%以上的固体福美钠，进一步扩大了福 美钠的应用领域。
具体实施方式
为便于说明，下面结合具体实施例对发明的低杂质固体福美钠生产工艺做详细说 明。
实施例1：
选取容积为2000L的合成釜，并准备重量比为525：525：1060：635的固体氢氧化钠、软化 水、二硫化碳和二甲胺。
1.将软化水525Kg加入合成釜内，开启搅拌器搅拌，在30分钟内加入固体氢氧化 钠525Kg，向合成釜夹套通入冷却介质冷冻盐水，温度一般为3~10℃，并控制釜内物料温度 为20~25℃，使固体氢氧化钠全部溶解氢氧化钠完全溶解后的质量分数略低于50%，一般为 49.5%；
2.将1060Kg二硫化碳用氮气从贮罐压入二硫化碳高位槽；
3.从合成釜底部通入气体二甲胺635Kg，同时从合成釜上部加入二硫化碳，调节搅拌 器的搅拌速度为63rpm，并控制反应温度为25~30℃；
4.二硫化碳及气体二甲胺在90分钟内加入合成釜，该过程中保持釜内温度为25~30 ℃；
5.二硫化碳及气体二甲胺加毕，控制调节搅拌器的搅拌速度为100rpm的情况下继续 反应50分钟，控制反应温度为25~30℃；,
6.将合成釜内物料放入真空抽滤器，开启真空喷射泵抽真空，并保持真空度为0.07～ 0.08MPa，真空抽取时间为30分钟，操作中要及时放出真空抽滤器下部内的母液，同时得到 福美钠固体。
最后将真空抽滤器内福美钠固体放入烘房，调节烘房温度为102~105℃，烘干60分 钟，包装。
通过实施例1所制备的固体福美钠的质量指标见如表1中所示。
表1：
指标名称 指标 检测结果 外观 白色结晶体或固体 白色结晶体 含量%，≥ 99 99.12 游离碱（以NaOH计），%，≤ 0.5 0.26 PH 值 9.5~11.5 10.2
通过表1可知，该实施例所生产的固体福美钠符合行业指标，并且生产出的固体福美钠 纯度高达99.12%，高于行业标准。
实施例2：
选取容积为2000L的合成釜，并准备重量比为475：475：970：578的固体氢氧化钠、软化 水、二硫化碳和二甲胺。
1.将软化水475Kg加入合成釜内，开启搅拌器搅拌，在25分钟内加入固体氢氧化 钠475Kg，向合成釜夹套通入冷却介质，控制釜内物料温度为10~20℃，使固体氢氧化钠全部 溶解；
2.将970Kg二硫化碳用氮气从贮罐压入二硫化碳高位槽；
3.从合成釜底部通入气体二甲胺578Kg，同时从合成釜上部加入二硫化碳，调节搅拌 器的搅拌速度为63rpm，控制反应温度为25~30℃；
4.二硫化碳及气体二甲胺在100分钟内加入合成釜，该过程中保持釜内温度为25~30 ℃；
5.二硫化碳及气体二甲胺加毕，控制调节搅拌器的搅拌速度为110rpm的情况下继续 反应60分钟，控制反应温度为25~30℃；
6.将合成釜内物料放入真空抽滤器，开启真空喷射泵抽真空，并保持真空度为0.08～ 0.09MPa，真空抽取时间为30分钟，同时得到福美钠固体。
最后将真空抽滤器内福美钠固体放入烘房，调节烘房温度为102~105℃，烘干70分 钟，包装。
通过实施例2所制备的固体福美钠的质量指标见如表2中所示。
表2：
指标名称 指标 检测结果 外观 白色结晶体或固体 白色结晶体 含量%， ≥ 99 99.18 游离碱（以NaOH计），%，≤ 0.5 0.22 PH 值 9.5~11.5 10.4
通过表2可知，该实施例所生产的固体福美钠符合行业指标，并且生产出的固体福美钠 纯度高达99.18%，高于行业标准。
实施例3：
选取容积为3000L的合成釜，并准备重量比为750：775：1530：900的固体氢氧化钠、软化 水、二硫化碳和二甲胺。
1.将软化水750Kg加入合成釜内，开启搅拌器搅拌，在40分钟内加入固体氢氧化 钠775Kg，向合成釜夹套通入冷却介质，控制釜内物料温度为20~25℃，使固体氢氧化钠全部 溶解；
2.将1530Kg二硫化碳用氮气从贮罐压入二硫化碳高位槽；
3.从合成釜底部通入气体二甲胺900Kg，同时从合成釜上部加入二硫化碳，调节搅拌 器的搅拌速度为80rpm，控制反应温度为25~35℃；
4.二硫化碳及气体二甲胺在110分钟内加入合成釜，该过程中保持釜内温度为25~35 ℃；
5.二硫化碳及气体二甲胺加毕，控制调节搅拌器的搅拌速度为100rpm的情况下继续 反应50分钟，控制反应温度为25~35℃；
6.将合成釜内物料放入真空抽滤器，开启真空喷射泵抽真空，并保持真空度为0.08～ 0.09MPa，真空抽取时间为40分钟，同时得到福美钠固体。
7.将真空抽滤器内福美钠固体放入烘房，调节烘房温度为102~105℃，烘干80分 钟，包装。
通过实施例3所制备的固体福美钠的质量指标见如表3中所示。
表3：
指标名称 指标 检测结果 外观 白色结晶体或固体 白色结晶体 含量，%，≥ 99 99.06 游离碱（以NaOH计），%，≤ 0.5 0.16 PH 值 9.5~11.5 10.8
通过表3可知，该实施例所生产的固体福美钠符合行业指标，并且生产出的固体福美钠 纯度高达99.06%，高于行业标准。
综上所述，实施例1~3所述生产制备的固体福美钠经检测，均符合目前行业规定的 质量指标，并且通过本发明所述的方法所述制备的固体福美钠纯度最高可达99.18%，而国 内现有固体福美钠纯度一般低于95%，纯度高出目前行业指标4%以上，PH值均大于7.0，产品 质量高，实用性能好，并且实施例2是一种最优的技术方案。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构 思下，仍可做出很多变化。在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将 落入本发明的保护范围内。