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硫酰氯

【概述】

硫酰氯为无色具刺激臭味的液体,有毒,毒性较亚硫酸强。由干燥的二氧化硫和氯气的混合物通过活性炭或樟脑等催化剂而制得,也可由氯磺酸与催化剂共热来制取。(反应式如下:)用作有机合成的氯化剂、磺化剂、氯磺化剂,以及溶剂和催化剂。也用于制造药物、染料、塑料等。
反应式

【理化性质】
硫酰氯亦称“二氯二氧化硫”。化学式SO2Cl2。分子量134.97。无色流动性液体。有强烈刺鼻气味。可腐蚀皮肤。熔点-54.1℃,沸点69.1℃,相对密度1.667。能溶于冰醋酸、苯、甲苯、乙醚及其他有机溶剂中。长期放置时微有分解,产生二氧化硫和氯气而转变成黄色。遇水缓慢分解,并生成硫酸和氯化氢,遇热水,分解速度加快;遇冰水生成外观类似樟脑的 SO2Cl2·15H2O物质。遇碱起反应。液体及蒸气可腐蚀人体皮肤和粘膜。

【用途】
用作有机合成的氯化剂、磺化剂、氯磺化剂,以及溶剂和催化剂。也用于制造药物、染料、塑料等。

【制备方法】
1.以二氧化硫和氯气为原料,先使二者通过浓硫酸干燥后,使混合气通过催化剂床层(催化剂可用活性炭、樟脑或其他),反应后的产物经冷却冷凝后,再精馏精制,收集68~ 70℃的馏分,可制得。
2.在氯磺酸中加入硫酸汞或四氯化锡为催化剂,加热煮沸,使氯磺酸分解,可制得。

【危险性】
浸入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:对眼和上呼吸道粘膜有强烈的刺激性,重者可引起肺水肿。可致皮肤严重灼伤。
环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染。
燃爆危险:本品助燃,具有腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
有害燃烧产物:氯化氢、氧化硫、硫化氢。
遇水发生剧烈反应,散发出具有刺激性和腐蚀性的氯化氢气体。对很多金属,尤其是潮湿空气存在下有腐蚀性。

【硫酰氯作氯化剂的尾气回收利用】
硫酰氯作为氯化剂的主要反应式如下:
反应式
可见,硫酰氯作为氯化剂的尾气主要组成是二氧化硫和氯化氢的混合气体。每生成1mol的氯代产品,就有1mol的氯化氢气体和1mol的二氧化硫气体生成。硫酰氯作为氯化剂产生的混合尾气对环境和人体危害很大。氯化氢形成的酸雾,会严重污染环境,腐蚀设备和建筑物。氯化氢对人体有很强的刺激性,能腐蚀皮肤和黏膜,致使声音嘶哑,眼角膜混浊,严重者出现肺水肿以致死亡。而产生的尾气二氧化硫是大气的主要污染物之一,可以导致酸雨污染。二氧化硫对金属,特别是对钢结构的腐蚀,给国民经济带来很大的损失。二氧化硫进入人体呼吸道后,因其易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道,在湿润的黏膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐,有强烈刺激。二氧化硫被吸收进入血液,对全身产生毒副作用,它能破坏酶的活力,从而影响蛋白质的代谢。因此,如何对硫酰氯作为氯化剂的尾气加以回收和利用,成为研究的当务之急。

1.利用两者物理性质差异的处理方法根据氯化氢和二氧化硫的物理性质差异,处理方法的主要步骤为:氯化反应所产生的二氧化硫和氯化氢混合气体,先从排气管引入缓冲罐,再经干燥罐用浓硫酸干燥后,送至压缩机压缩至0.5~0.6MPa冷却后,二氧化硫即液化,而氯化氢气体在此条件下仍为气体。气液混合物送至精馏塔进行加压分馏,控制系统压强,塔底排出的液体二氧化硫引入储罐。塔顶排出的氯化氢气体在降膜吸收塔中用水吸收,生产工业盐酸,见图1。
废气治理工艺流程
图1为废气治理工艺流程该废气治理工艺的特点:二氧化硫和氯化氢废气的回收系统是全封闭操作,具有回收率高,对环境污染小,明显改善周围大气及水体环境的优点,此外,减少资源浪费,有潜在的经济效益。但此方法暴露的缺点:气体干燥不充分、不均匀会造成设备腐蚀,缩短设备的使用寿命,增加设备维修费用。

2.生产氯代烷尾气吸收系统改进工业生产氯代烷尾气吸收系统的原工艺是:根据酸碱中和反应原理,用氢氧化钠碱溶液对氯代反应过程中产生的二氧化硫和氯化氢气体进行处理。首先氯化氢气体和氢氧化钠反应直接生成氯化钠和水,而二氧化硫气体和氢氧化钠作用生成亚硫酸氢钠,亚硫酸氢钠在碱性条件下进一步分解成亚硫酸钠和水。生产实践中进行工艺的改进:二氧化硫相对于氯化氢可看作惰性气体,不被水吸收,而氯化氢气体被选择吸收。因此,我们选择的工艺路线是首先用水吸收氯化氢气体,通过循环吸收获得氯化氢溶液,制得工业盐酸,净化后的二氧化硫气体仍然采用碱吸收法,通过酸碱中和反应制得亚硫酸钠(见图2)。
改造后工艺流程示意
图2为改造后工艺流程示意该改造工艺的特点:经济性提高,氯化氢气体不再采用碱液吸收,减少了30%氢氧化钠碱液的使用,环保性提高,没有中和废水排放。

 3.把尾气与氯气混合后, 通过活性炭催化作用生成硫酸氯。这是一举两得的最佳方案。

参考资料
1.李娄刚,张汉杰编硫酰氯作氯化剂的尾气回收利用
2.申泮文,王积涛主编.化合物词典.上海:上海辞书出版社
3.安家驹主编,包文滁,王伯英,李顺平合编实用精细化工辞典
4.http://wenku.baidu.com/link?url=jtfSLRkyTSDlSEw7o716gO3jbwCP5_I53thjklcpFCR8J02Gpq5jeYsNA5-HUoklo4FrVEI1nCKlEncjkzToVdU79__VXLvQAobSsiJrdzu

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硫酰氯2015/10/23 22:25:31
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