二硫化碳的提纯方法
【专利摘要】本发明涉及一种二硫化碳的提纯方法，其特征是，包括以下步骤：（1）在四口烧瓶内依次加入CS2、浓H2SO4、浓HNO3和玻璃珠或碎瓷片，在四口烧瓶中心口安装搅拌，一侧口插温度计，另两侧口插球形冷凝管，接通冷却水，将四口烧瓶置于恒温水浴锅内，加热同时开搅拌和冷却水，水浴温为450℃～460℃；（2）反应后停止搅拌，撤掉恒温水浴锅，换冷水浴锅或冰水浴锅，冷却至室温或室温以下，将硝化液转入分液漏斗中分出下层的混酸，保留在分液漏斗中的CS2去离子水萃洗，再用NaCO3溶液萃洗；（3）再用去离子水萃洗，分出的CS2经无水CaCl2脱水后于蒸馏瓶中经水浴进行蒸馏，收集馏分得到CS2。本发明使硝化反应平稳安全，消化速度和硝化效率大大提高，硝化时间大大缩短。
【专利说明】
二硫化碳的提纯方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种二硫化碳的提纯方法，属于化学技术领域。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，采用测定CODcr的回流装置提纯CS2,取得了较好的效果。然而，由于提 纯设备的缺陷，也给提纯效果带来一些不足。如仅靠回流过程中硝化剂与CS2的接触，故硝 化效率低，硝化时间长。再如用电炉加热水浴锅，很难控制溫度均恒，稍不留意，水浴溫就可 能超过500°C，容易造成硝化剂和CS2从冷凝管上口冲出而流失，致使CS2的回收率有时还不 到 50 %。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种二硫化碳的提纯方法，使 硝化反应平稳安全，消化速度和硝化效率大大提高，硝化时间大大缩短。
[0004] 按照本发明提供的技术方案，所述二硫化碳的提纯方法，其特征是，包括W下步 骤：
[0005] (1)在四口标准磨口圆底烧瓶内依次加入300mL CS2、30mL浓也S〇4、l〇~20mL浓 hn〇3和几粒玻璃珠或碎瓷片，在四口标准磨口圆底烧瓶中屯、口安装揽拌，一侧口插溫度计， 另两侧口插球形冷凝管，接通冷却水，将四口标准磨口圆底烧瓶置于恒溫水浴锅内，水浴液 面高于四口标准磨口圆底烧瓶内液面，开水浴锅电源加热，同时开揽拌，开冷却水，揽拌速 度由慢逐步加快，将水浴溫调至450°c~460°C ;
[0006] (2)揽拌反应20~30min后，停止揽拌，撤掉恒溫水浴锅，换冷水浴锅或冰水浴锅， 将步骤（1)反应得到的硝化液冷却至室溫或室溫W下，将硝化液转入500mL分液漏斗中，静 置15~20min，分出下层的混酸，保留在分液漏斗中的CS2去离子水萃洗2次，再用质量百分 浓度为5%的NaC〇3溶液萃洗W中和CS2中残存的酸；
[0007] (3)用化C〇3溶液萃洗中和后的CS2再用去离子水萃洗2次，分出的CS2经无水化C12 脱水后再注入蒸馈瓶，在480°C~500°C的水浴中进行蒸馈，收集460°C~470°C的馈分，得到 去除苯系物的CS2。
[000引进一步的，所述步骤(1)中四口标准磨口圆底烧瓶内的液溫恒定在450°C~460°C。
[0009] 进一步的，所述步骤（1)中揽拌速度根据CS2的回流情况进行控制，保持球形冷凝 管内栋黄色^2的高度不超过球形冷凝管高度的2/^3~3/4。
[0010] 进一步的，所述步骤(2)萃洗分出的NaC〇3溶液回收后再次利用。
[0011] 进一步的，所述步骤(2)中去离子水萃洗时去离子的用量为lOOmL。
[0012] 进一步的，所述步骤(2)中NaC〇3溶液萃洗时化C〇3溶液的用量为150血。
[0013] 进一步的，所述步骤(2)经分液漏斗分出的混酸回收后再次利用；当步骤（1)采用 的为回收再次利用的混酸时，向四口标准磨口圆底烧瓶内补加2~3mL的浓HN03。
[0014] 进一步的，还包括化Ch的回收再利用步骤:将步骤(3)脱水后回收的氯化巧置于 8000°C左右的马弗炉中灼烧10~20分钟，得到无水氯化巧，用于下一次二硫化碳提纯过程 中的脱水。
[0015] 本发明所述的二硫化碳的提纯方法，能够保证硝化反应平稳安全进行，消化速度 和硝化效率大大提高，硝化时间大大缩短，CS2达到进口水平，回收率稳定在90 % W上。
【附图说明】
[0016] 图1为分析纯CS2的色谱图。
[0017]图2为进口 CS2的色谱图。
[001引图3为实施例4得到的CS2的色谱图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0020] 本发明实施例中使用的浓出S〇4和浓HN03分别采用市售浓硫酸和市售浓硝酸，市售 浓硫酸的浓度为大于或等于70%的出S化的水溶液，市售的浓硝酸的质量分数约为65%。
[0021] 实施例1: 一种二硫化碳的提纯方法，包括W下步骤：
[0022] (1)在500mL四口标准磨口圆底烧瓶内依次加入300mL分析纯CS2、30mL浓出S〇4、 lOmL浓HN化和几粒玻璃珠或碎瓷片，在四口标准磨口圆底烧瓶中屯、口安装揽拌，一侧口插 溫度计，另两侧口插球形冷凝管，接通冷却水，将四口标准磨口圆底烧瓶置于恒溫水浴锅 内，水浴液面高于四口标准磨口圆底烧瓶内液面，开水浴锅电源加热，同时开揽拌，开冷却 水，揽拌速度由慢逐步加快，将水浴溫调至450°C，四口标准磨口圆底烧瓶内的液溫恒定在 450°C;所述揽拌速度根据CS2的回流情况进行控制，保持球形冷凝管内栋黄色N02的高度不 超过球形冷凝管高度的3/4;
[0023] (2)揽拌反应20min后，停止揽拌，撤掉恒溫水浴锅，换冷水浴锅或冰水浴锅，将步 骤（1)反应得到的硝化液冷却至室溫或室溫W下，将硝化液转入500mL分液漏斗中，静置 15min，分出下层的混酸，经分液漏斗分出的混酸可W回收后再次利用；保留在分液漏斗中 的CS2用lOOmL去离子水萃洗2次，再用150血质量百分浓度为5%的化C〇3溶液萃洗W中和CS2 中残存的酸，萃洗分出的NaC〇3溶液可W回收后再次利用；
[0024] (3)用化C〇3溶液萃洗中和后的CS2再用去离子水萃洗2次，分出的CS2经无水化C12 脱水后再注入蒸馈瓶，在48(TC的水浴中进行蒸馈，收集46(TC的馈分，得到去除苯系物的 CS2 约 280ιΛ;
[0025] 上述步骤(3)回收后的氯化巧置于8000°C左右的马弗炉中灼烧10分钟，得到无水 氯化巧，用于下一次二硫化碳提纯过程中的脱水。
[00%]实施例2:-种二硫化碳的提纯方法，包括W下步骤：
[0027] (1)在500mL四口标准磨口圆底烧瓶内依次加入300mL分析纯CS2、30mL浓出S〇4、 20mL浓HN化和几粒玻璃珠或碎瓷片，在四口标准磨口圆底烧瓶中屯、口安装揽拌，一侧口插 溫度计，另两侧口插球形冷凝管，接通冷却水，将四口标准磨口圆底烧瓶置于恒溫水浴锅 内，水浴液面高于四口标准磨口圆底烧瓶内液面，开水浴锅电源加热，同时开揽拌，开冷却 水，揽拌速度由慢逐步加快，将水浴溫调至460°C，四口标准磨口圆底烧瓶内的液溫恒定在 460°C;所述揽拌速度根据CS2的回流情况进行控制，保持球形冷凝管内栋黄色N02的高度不 超过球形冷凝管高度的3/4;
[0028] (2)揽拌反应30min后，停止揽拌，撤掉恒溫水浴锅，换冷水浴锅或冰水浴锅，将步 骤（1)反应得到的硝化液冷却至室溫或室溫W下，将硝化液转入500mL分液漏斗中，静置 20min，分出下层的混酸，经分液漏斗分出的混酸可W回收后再次利用；保留在分液漏斗中 的CS2用lOOmL去离子水萃洗2次，再用150血质量百分浓度为5%的化C〇3溶液萃洗W中和CS2 中残存的酸，萃洗分出的NaC〇3溶液可W回收后再次利用；
[0029] (3)用化C〇3溶液萃洗中和后的CS2再用去离子水萃洗2次，分出的CS2经无水化C12 脱水后再注入蒸馈瓶，在50(TC的水浴中进行蒸馈，收集47(TC的馈分，得到去除苯系物的 CS2 约 280ιΛ;
[0030] 上述步骤(3)回收后的氯化巧置于8000°C左右的马弗炉中灼烧20分钟，得到无水 氯化巧，用于下一次二硫化碳提纯过程中的脱水。
[0031] 实施例3:-种二硫化碳的提纯方法，包括W下步骤：
[0032] (1)在500mL四口标准磨口圆底烧瓶内依次加入300mL分析纯CS2、30mL浓出S〇4、 15mL浓HN化和几粒玻璃珠或碎瓷片，在四口标准磨口圆底烧瓶中屯、口安装揽拌，一侧口插 溫度计，另两侧口插球形冷凝管，接通冷却水，将四口标准磨口圆底烧瓶置于恒溫水浴锅 内，水浴液面高于四口标准磨口圆底烧瓶内液面，开水浴锅电源加热，同时开揽拌，开冷却 水，揽拌速度由慢逐步加快，将水浴溫调至455°C，四口标准磨口圆底烧瓶内的液溫恒定在 455°C;所述揽拌速度根据CS2的回流情况进行控制，保持球形冷凝管内栋黄色N02的高度不 超过球形冷凝管高度的2/3;
[0033] (2)揽拌反应25min后，停止揽拌，撤掉恒溫水浴锅，换冷水浴锅或冰水浴锅，将步 骤（1)反应得到的硝化液冷却至室溫或室溫W下，将硝化液转入500mL分液漏斗中，静置 15min，分出下层的混酸，经分液漏斗分出的混酸可W回收后再次利用；保留在分液漏斗中 的CS2用lOOmL去离子水萃洗2次，再用150血质量百分浓度为5%的化C〇3溶液萃洗W中和CS2 中残存的酸，萃洗分出的NaC〇3溶液可W回收后再次利用；
[0034] (3)用化C〇3溶液萃洗中和后的CS2再用去离子水萃洗2次，分出的CS2经无水化C12 脱水后再注入蒸馈瓶，在49(TC的水浴中进行蒸馈，收集465Γ的馈分，得到去除苯系物的 CS2 约 280ιΛ;
[0035] 上述步骤(3)回收后的氯化巧置于8000°C左右的马弗炉中灼烧15分钟，得到无水 氯化巧，用于下一次二硫化碳提纯过程中的脱水。
[0036] 实施例4: 一种二硫化碳的提纯方法，包括W下步骤：
[0037] (1)在500mL四口标准磨口圆底烧瓶内依次加入300血分析纯CS2、45mL回收再利用 的混酸、2~3mL的浓HN03和几粒玻璃珠或碎瓷片，在四口标准磨口圆底烧瓶中屯、口安装揽 拌，一侧口插溫度计，另两侧口插球形冷凝管，接通冷却水，将四口标准磨口圆底烧瓶置于 恒溫水浴锅内，水浴液面高于四口标准磨口圆底烧瓶内液面，开水浴锅电源加热，同时开揽 拌，开冷却水，揽拌速度由慢逐步加快，将水浴溫调至460°C，四口标准磨口圆底烧瓶内的液 溫恒定在460°C ;所述揽拌速度根据CS2的回流情况进行控制，保持球形冷凝管内栋黄色N02 的高度不超过球形冷凝管高度的3/4;
[0038] (2)揽拌反应30min后，停止揽拌，撤掉恒溫水浴锅，换冷水浴锅或冰水浴锅，将步 骤（1)反应得到的硝化液冷却至室溫或室溫W下，将硝化液转入500mL分液漏斗中，静置 20min，分出下层的混酸，经分液漏斗分出的混酸可W回收后再次利用；保留在分液漏斗中 的CS2用lOOmL去离子水萃洗2次，再用150血质量百分浓度为5%的化C〇3溶液萃洗W中和CS2 中残存的酸，萃洗分出的NaC〇3溶液可W回收后再次利用；
[0039] (3)用化C〇3溶液萃洗中和后的CS2再用去离子水萃洗2次，分出的CS2经无水化C12 脱水后再注入蒸馈瓶，在50(TC的水浴中进行蒸馈，收集47(TC的馈分，得到去除苯系物的 CS2 约 280ιΛ;
[0040] 上述步骤(3)回收后的氯化巧置于8000°C左右的马弗炉中灼烧20分钟，得到无水 氯化巧，用于下一次二硫化碳提纯过程中的脱水。
[0041] 如图1所示为分析纯CS2的色谱图，如图2所示为进口CS2的色谱图，如图3所示为实 施例4得到的CS2的色谱图。实施例4采用的硝化剂化2S化+HN03)为第35次回收再利用的硝化 剂，由图1~图3所示可知，加收再利用的硝化剂的对CS2的提纯效果仍然很好。虽然硝化剂 使用的量不大，但在批量提纯CS2时，其废酸的处置仍不可小视，废弃的混酸不仅污染环境， 同时也增加了 CS2的损失。根据微量芳控的硝化原理，本发明将分出的硝化剂进行回收再利 用，取得了与加入新的硝化剂同样好的硝化效果。考虑到硝化过程中此S化不会损失，硝酸的 损失也较少，因此，回收再用时只需补加2~3mL的浓HN03。
[0042] 本发明具有W下优点：
[0043] (1)本发明采用带揽拌的四口标准磨口圆底烧瓶、恒溫水浴锅、双球形冷凝管，在 揽拌和回流过程中硝化剂与CS2接触反应，加热设备采用恒溫水浴锅，溫度控制稳定，硝化 时间《30min，CS2回收率稳定在90%W上。由于在揽拌过程中大大增强了混酸硝化剂与CS2 中杂质苯系物的接触，硝化效率大大提高，硝化时间显著缩短;双球形冷凝管保证了硝化过 程中CS2不损失，因此CS2的回收率得到大幅度提高。
[0044] (2)由于本发明带有揽拌，反应液内亦插有溫度计，因此可根据反应液溫来控制水 浴溫度。试验表明：当反应液溫达CS2沸点附近，硝化反应就能正常进行，运时，双球形冷凝 管内CS2的回流高度在管高的2/3~3/4,控制运一溫度，既保证了硝化反应较快进行，又避 免反应过分激烈而造成CS2的损失。
[0045] (3)为了尽可能减少二硫化碳提纯过程中对环境的不良影响，本发明将脱水后回 收的氯化巧置于马弗炉中灼烧，即可重新制得无水氯化巧，用于下一次二硫化碳提纯过程 中脱水。吸附在氯化巧上的少量二硫化碳在灼烧中成为C〇2和S〇2,对环境的影响明显低于二 硫化碳。
[0046] 分别采用实施例4提纯的CS2和进口低苯CS2作标准苯系物的稀释剂，进行苯系物的 测定，测定结果如表1所示。由表1可知，（1)硝化剂回收再利用达35次，CS2的提纯效果仍然 很好；（2)按本发明所述方法提纯的CS2完全可W替代进口CS2作气相色谱法测定苯系物的溶 剂和萃取剂。
[0047] 表 1
[004引
【主权项】
1. 一种二硫化碳的提纯方法，其特征是，包括以下步骤： (1) 在四口标准磨口圆底烧瓶内依次加入300mL CS2、30mL浓H2S〇4、10~20mL浓HNO3和几 粒玻璃珠或碎瓷片，在四口标准磨口圆底烧瓶中心口安装搅拌，一侧口插温度计，另两侧口 插球形冷凝管，接通冷却水，将四口标准磨口圆底烧瓶置于恒温水浴锅内，水浴液面高于四 口标准磨口圆底烧瓶内液面，开水浴锅电源加热，同时开搅拌，开冷却水，搅拌速度由慢逐 步加快，将水浴温调至450 °C~460 °C ; (2) 搅拌反应20~30min后，停止搅拌，撤掉恒温水浴锅，换冷水浴锅或冰水浴锅，将步 骤（1)反应得到的硝化液冷却至室温或室温以下，将硝化液转入分液漏斗中，静置15~ 20min，分出下层的混酸，保留在分液漏斗中的CS 2去离子水萃洗2次，再用质量百分浓度为 5%的NaCO3溶液萃洗以中和CS2中残存的酸； (3) 用NaCO3溶液萃洗中和后的CS2再用去离子水萃洗2次，分出的CS2经无水CaCl 2脱水后 再注入蒸馏瓶，在480 °C~500 °C的水浴中进行蒸馏，收集460 °C~470 °C的馏分，得到去除苯 系物的CS2。2. 如权利要求1所述的二硫化碳的提纯方法，其特征是:所述步骤（1)中四口标准磨口 圆底烧瓶内的液温恒定在450°C~460°C。3. 如权利要求1所述的二硫化碳的提纯方法，其特征是:所述步骤（1)中搅拌速度根据 CS2的回流情况进行控制，保持球形冷凝管内棕黄色NO2的高度不超过球形冷凝管高度的2/3 ~3/4〇4. 如权利要求1所述的二硫化碳的提纯方法，其特征是:所述步骤(2)萃洗分出的NaCO3 溶液回收后再次利用。5. 如权利要求1所述的二硫化碳的提纯方法，其特征是:所述步骤(2)中去离子水萃洗 时去呙子的用量为100mL。6. 如权利要求1所述的二硫化碳的提纯方法，其特征是:所述步骤(2)中NaCO3溶液萃洗 时NaCO 3溶液的用量为150mL。7. 如权利要求1所述的二硫化碳的提纯方法，其特征是:所述步骤(2)经分液漏斗分出 的混酸回收后再次利用；当步骤(1)采用的为回收再次利用的混酸时，向四口标准磨口圆底 烧瓶内补加2~3mL的浓HNO 3。8. 如权利要求1所述的二硫化碳的提纯方法，其特征是:还包括CaCl2的回收再利用步 骤:将步骤(3)脱水后回收的氯化钙置于8000°C左右的马弗炉中灼烧10~20分钟，得到无水 氯化钙，用于下一次二硫化碳提纯过程中的脱水。
【文档编号】C01B31/26GK105905901SQ201610188927
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】徐秋军
【申请人】江阴秋毫检测有限公司