『壹』 竹碳凈化空氣和活性碳相比怎樣
活性炭:
活性炭是一種非常優良的吸附劑,它是利用木炭、竹炭、各種果殼和優質煤等作為原料,通過物理和化學方法對原料進行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘乾和篩選等一系列工序加工製造而成。它具有物理吸附和化學吸附的雙重特性,可以有選擇的吸附氣相、液相中的各種物質,以達到脫色精製、消毒除臭和去污提純等目的。檢驗標准可按照中國國標,我國粉狀活性炭使用情況如下:
用於醫葯 佔59.8%
用於口服葡萄糖 佔26.6%
用於食品工業 佔10.8%
用於其他方面 佔2.8%
我國顆粒活性炭使用情況如下:
用於合成纖維載體佔51.2%
用於聚氯乙烯載體 佔13.0%
用於空氣、水凈化 佔23.5%
用於合成脫硫 佔7.7%
用於其它 佔4.6%
[編輯本段]活性炭應用
活性炭廣泛應用於工農業生產的各個方面,如石化行業的無鹼脫臭催化劑載體、水凈化及污水處理;電力行業的電廠水質處理及保護;化工行業的化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收及油脂等的脫色、精製;食品行業的飲料、酒類、味精母液及食品的精製、脫色;黃金行業的黃金提取、尾液回收;環保行業的污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化;以及相關行業的香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發污染控制,各種浸漬劑液的制備等。活性炭在未來將會有極好的發展前景和廣闊的銷售市場。
活性碳主要用途:
1.用於液相吸附類活性碳
•自來水,工業用水,電鍍廢水,純凈水,飲料,食品,醫葯用水凈化及電子超純水制備。
•蔗糖、木糖、味精、葯品、化工產品、食品添加劑的脫色、精製和去雜質純化過濾
•油脂、油品、汽油、柴油的脫色、除雜、除味、酒類及飲料的凈化、除臭、除雜
•精細化工、醫葯化工、生物制葯過程產品提純、精製、脫色、過濾。
•環保工程廢水、生活廢水凈化、脫色、脫臭、降COD
2.用於氣相吸附類活性碳
•苯、甲苯、二甲苯、丙酮、油氣、CS2等有機溶劑吸附與回收。
•香煙過濾嘴、裝修除味、室內空氣凈化(甲醛,苯等的去除),工業用氣的凈化(如CO2、N2等)
•石化行業生產、天然氣凈化、脫硫、除臭、廢氣的治理
•生化、油漆工業、地下場所、皮革工廠、動物飼養場所的空氣凈化、脫臭。
•煙道氣的臭氣吸附、硫化物吸附,汞蒸汽的去除,降低戴奧辛的生成。
3.用於高要求領域活性碳
•催化劑及催化劑載體(鈀炭催化劑、釕炭催化劑、銠炭催化劑、鉑炭催化劑),貴重金屬催化劑及合成金剛石、黃金提取。
•血液凈化、汽車炭罐、高性能燃料電池、雙電層超級電容器、鋰電池負極材料、貯能材料、軍事、航天等高要求領域。
活性碳服務:
•活性炭選型:為您的企業量體裁衣,特別定製,即符合本企業的生產需求而同時又能降低企業綜合成本。
•優化設計:我們的應用工程人員將與您的企業一道,對吸附工藝、設備、活性炭品種進行優化設計,使其達到最佳性價比。
•新產品研發:如果您認為現有的活性炭規格品種不能滿足貴方生產應用的需要,請將您的需求告訴我們,我司工程技術人員可與貴方共同開發。
•再生:提供活性碳再生、活性炭裝填、回收更換等服務。
•其它服務:提供應用技術咨詢,活性炭價格查詢,進口高檔活性炭定做等
[編輯本段]原理
活性炭是一種很細小的炭粒 有很大的表面積,而且炭粒中還有更細小的孔——毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力,由於炭粒的表面積很大,所以能與氣體(雜質)充分接觸。當這些氣體(雜質)碰到毛細管被吸附,起凈化作用。活性炭的表面積研究是非常重要的,活性炭的比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法,國內外製定出來的比表面積測定標准都是以BET測試方法為基礎的,請參看我國國家標准(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀表盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb 2400比表面積測試儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb 2400比表面積測試儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精確性。
活性炭對各氣體的吸附能力(單位:ml/cm3):
H2、O2、N2、Cl2、CO2
4.5 、35、11、494、97
[編輯本段]活性炭的用途及種類
1、空氣凈化
2、污水處理場排氣吸附
3、飲料水處理
4、電廠水預處理
5、廢水回收前處理
6、生物法污水處理
7、有毒廢水處理
8、石化無鹼脫硫醇
9、溶劑回收
10、化工催化劑載體
11、濾毒罐
12、黃金提取
13、化工品儲存排氣凈化
14、製糖、酒類、味精醫葯、食品精製、脫色
15、乙烯脫鹽水填料
16、汽車尾氣凈化
17、PTA氧化裝置凈化氣體
[編輯本段]活性炭產品的應用方向及領域
◎石化行業
無鹼脫臭(精製脫硫醇)——重催的精製裝置
乙烯脫鹽水(精製填料)——乙烯裝置
催化劑載體(鈀、鉑、銠等)——苯乙烯、連續重整裝置
水凈化及污水處理——上水及下水的深度處理
◎電力行業
電廠水質處理及保護——鍋爐裝置
◎化工行業
化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收、及油脂等的脫色、精製
◎食品行業
飲料、酒類、味精母液及食品的精製、脫色
◎黃金行業
黃金提取——適用炭漿法、堆浸法提金工藝
尾液回收——金礦的廢物利用及環境保護
◎環保行業
用於污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化
◎相關行業
香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發污染控制,各種浸漬劑液的制備等。
[編輯本段]活性炭產品的再生
活性炭目前在環境保護,工業與民用方面己被大量使用,並且取得了相當的成效,然而活性炭在吸附飽合被更換後,使用單位均將其廢棄,掩埋或燒掉,造成資源的浪費和對環境的再污染。
活性炭吸附是一個物理過程,因此還可以採用高溫蒸汽將使用過的活性炭內之雜質進行脫附,並使其恢復原有之活性,以達到重復使用的目的,具有明顯的經濟效益。
再生後的活性炭其用途仍可連續重復使用及再生
竹炭:
竹炭製品,原材料取自於三年以上毛竹,高溫無氧干餾而成。竹炭用途相當廣泛。用竹炭作燃料,它散發的清香可使滿室芬芳,聞之令人神清氣爽。竹炭不僅易於燃燒,而且用途廣泛。除作燃料外,竹片炭還可廣泛應用於食品烹調、烘烤、儲藏及保鮮。烹制米飯時置入一塊竹片炭,可保護其營養成分不易損失,米飯更是香軟可口;將竹炭放入冰箱內,可去除異味,防止食物變質,延長食物保鮮期;油炸食物時,放入少許竹炭,不但可以省油,而且能保證油質不變;用其燉煮食物,可使食物迅速酥軟。
由於原材料獨特,且經特殊工藝加工而成,竹炭還具有許多令人意想不到的功能:用竹炭浸泡自來水,可去除水中的漂白粉氣味以及各類有害雜質,且水中污物不易粘附衛生潔具;將竹炭置入衛生間或衣櫥內,可去除異味,防止衣物霉蛀;置於魚缸中,可使水質更為干凈,魚類不易受病菌侵害。
[編輯本段]竹炭功能原理
竹炭分子結構呈六角形,質地堅硬,細密多孔,吸咐力強,具有吸附功能;
竹炭空隙度高,非常適合作為土壤微生物和有機營養成份的載體,可以增強土壤活力,是一種良好的土壤改良劑;
竹炭釋放微量元素,改善環境,殺害病菌,無害化釋放空氣;
竹炭具有弱導電性,起到防靜電作用;
竹炭可放射遠紅外線,波長適合人體吸收,加快血液循環,改善人體內環境,應用於保健。
[編輯本段]竹炭的主要特點特性
1、 竹炭的物理性質: 竹炭炭質緻密,比重大,孔隙多,礦物質含量豐富,比表面積達每克 500m2 以上,竹炭是純天然製品,無毒、無味、無副作用,敲擊時能發出清脆的金屬聲,有較好的導電性。
2、 吸附分解作用: 由於炭質本身有著無數的孔隙,這種炭質氣孔能有效地吸收空氣中各種浮游物質,對硫化物、氫化物、甲醇、苯、酚等有害化學物質起到吸收、分解異味和消臭作用。
3、自動調濕作用:竹炭細密多孔,比表面積大,若周圍環境濕度大時,可吸收水分,若周圍環境乾燥,則可釋放水分。
4、 遠紅外線作用: 竹炭能產生最適合人體吸收的遠紅外線波長,能使物體產生微熱,促進人體衰老細胞的活化,加快血液循環,改善人體內環境。
5、 負離子作用: 從竹炭中產生的負離子具有穿透作用,能鬆弛神經、消除疲勞。在室內,從竹炭中產生的負離子與空氣中的顆粒物相撞,使其帶電,這些帶電的顆粒物容易附著在牆壁、鏡面、地板上,達到凈化空氣的目的。置身其中,讓人感受徜徉於大自然的森林中一般,心神無限舒暢。
6.吸收微波的作用。竹炭粉製造塗料,可以吸收微波。軍事上可用於目標物隱形。
[編輯本段]竹炭的使用方法
1、將竹炭碎片投入需凈化的水中,可除掉水質中的各種有害物質。
2、將竹炭碎片置於需要除濕、除味之環境中,可去除各種異味,凈化空氣。
3、將洗凈的竹炭碎片同米一起煮飯,可析出礦物質及微量元素,亦可以吸附焦味。
4、將竹炭碎片埋入泥土中,可改善土壤的活性,防止病蟲害的發生,促進植物的生長。
[編輯本段]竹炭生產的現狀
竹炭是竹材熱解得到的主要產品,在熱解過程中還能夠得到大量的副產品——竹醋液,它是水溶性的液體混合物。
竹炭生產工藝目前我國燒制竹炭的方法主要有兩種,干餾熱解法和土窯直接燒製法。
(1)干餾熱解法:其設備從目前看主要是外熱式立式干餾釜,這種干餾釜在燒制竹炭時,既可使用預干至含水率為20%~25%的竹材,也可使用未經預乾的竹材,但以使用經預乾的竹材為佳。由於在燒制過程中基本不存在竹炭氧化問題,因此竹炭得率較高,一般為25%左右,高者可達35%,燒制周期一般在48~72小時。但精煉溫度提不高,影響竹炭密度;干餾釜容積小,竹炭產量低。浙江省有些廠家就採用這種立式干餾釜燒制竹炭。
(2)土窯燒製法:它是採用燃料(木材)直接加熱方式,即窯口由燃料燃燒產生的熱量上升到窯頂後,向窯內擴散,其中大部分熱氣流流動在上層,有小部分熱量向四周輻射,由上往下緩慢乾燥並達到預炭化;燃燒窯內部分竹材使窯內溫度繼續升高,除去揮發性物質,此時窯內煙氣循環流動,各點熱量和溫度基本均勻,完成炭化和精煉階段,得到結構緻密的竹炭。土窯燒製法通常有煙熏預乾燥、乾燥、預炭化、炭化、煅燒(精煉)、自然冷卻等階段。各個階段有不同的溫度,煙熏預乾燥階段為60~100℃,乾燥階段為100~150℃,預炭化階段為150~270℃,炭化階段為270~450℃,煅燒階段為450℃至1000℃左右。從目前土窯燒炭的過程來看,各階段的溫度和炭化速度是通過操作者「眼觀鼻嗅」,一是觀察煙囪及窯門出煙口煙的變化;二是通過聞煙味來確定。土窯用的鮮毛竹,一般在室外放置一周左右,在放入窯中進行煙熏預乾燥,大約要1周,而自然冷卻至窯口溫度50~60℃時也需要一周,出窯一般也要2天。所以從裝窯到出炭一般要25~30天,竹炭得率一般為20%左右。工藝合理,後期氧化燃燒的量少則得率超過20%,否則會低於20%,甚至更低(因空氣漏入或空氣量進入過大)。土窯造價便宜,精煉溫度高,竹炭密度大,但質量穩定性差,得率不高。浙江省遂昌、衢州等竹炭廠家都採用這種土窯燒制竹炭。
[編輯本段]竹炭生產的產品
燒制竹炭的竹材一般用當地老齡竹(5年以上)和竹材加工剩餘物。由於經驗的積累和外銷渠道的暢通,竹炭的質量和產量逐年上升。僅浙江省不完全統計,1999年竹炭產量約4000t,2000年達5000t,預計2001年將突破萬t,出口創匯愈億元。目前,竹炭每噸售價在5000~10000元,竹醋液每噸5000~7000元,燒制6~7t新竹材可熱解成1t竹炭和350~650kg竹醋液,每噸竹材可增值3~4倍。
竹炭產品的分類目前,全國尚無統一的竹炭分類標准,生產上按精煉度,竹炭形狀和導電性分為3種。 (1)按精煉度分 精煉度是日本木炭標准中用來測定木炭的炭化程度的一種方法,此項標准對指導生產與消費具有一定作用,常用精煉計來測定。它的原理是根據木炭電阻測定其炭化度,測定范圍是100~108Ω,其指數0~8稱為精煉度,109Ω以上的稱精煉度為9。炭化度越高,電阻值越小,精煉度值越小。 (2)按竹炭形狀分 (3)按導電性能分 竹炭導電性常與竹炭的密度、精煉度、含水率、灰分含量等因素有關,導電性較好的竹炭要求密度較大,精煉度高,含灰分少,電阻值較小。生產中常用電導率儀來粗略判定竹炭的導電性。按電阻值大小可分高中低三等。
[編輯本段]竹炭的物理化學性質
片炭含水率5%~8%,顆粒炭含水率14%~18%; 固定碳含量85%~88%; 灰分含量2%~4%; 比表面積300~600m2/g; 揮發分6%~8%; 干碳熱值30000~33000kJ/kg: pH值8~9; 氣干密度0.800~1.320/cm3。
[編輯本段]竹炭、竹醋液的應用
1 竹炭應用目前竹炭已開發了許多領域的用途。
(1)燃料:竹炭作為燒烤野炊的燃料清潔而有情趣,它的比表面積大(木炭一般為300m2/g,竹炭最大可達700m2/g),火力是木炭的3成多。
(2)水質凈化:因竹炭是多孔性材料,具有大的比表面積,有很強的吸附性,適合對河水和生活用水的凈化。
(3)居室調濕:將竹炭作為住宅居室床下的調濕劑可以遏制濕度上升和黴菌、微生物的繁衍,同時還可將竹炭放置於地板下,起到防菌、調節濕度的功效。
(4)吸附異味:可將炭放入冰箱中消除食品等的異味,保持食品新鮮不變質;放入米缸可防止彀蟲的生成,保持米缸乾燥確保米質;放入櫥窗、櫃子和鋼琴內,可除濕、防霉、除臭;放在汽車內用可消除異味。在煮飯時放入竹片炭可吸附白米所含的農葯殘留物,且能使米質變軟而不粘;將竹炭放置在電腦、電視和微波爐等旁邊,可遮擋電磁波輻射,有利於健康。
(5)保健產品:利用竹炭的多孔結構和吸附特性,可用於汗水、口水及室內濕氣的吸附,且能釋放出天然的香氣,提高人的睡眠質量。竹炭輻射遠紅外線,能滲透血管,刺激身體各經絡的穴道,改善身體器官機能,所以用竹炭加工成保健炭枕、床墊等床上用品和汽車坐墊。
(6)鮮花水果保鮮:花瓶中放入幾片竹炭,能夠延長鮮花的凋謝期;水果箱中放入幾片竹炭,能起到一定的保鮮效果。
(7)美容美膚:已開發竹炭肥皂和香皂,能使皮膚增白清爽,且對皮膚病有一定的預防和治療作用,目前正在開發牙刷、牙膏等日用品。
補充:(8)食用竹炭粉:據中葯記載,它可以清腸胃,排毒!這幾年來對於竹炭粉的運用非常廣泛,除了民生用品中的牙膏、洗面皂、棉被、衣服等,近年來更將食品級的竹炭粉運用到食物當中。
食品級竹炭粉的應用范圍也很廣泛,所應用的相關產品有竹炭麵包、竹炭芝士蛋糕、竹炭泡芙、竹炭餅干、竹炭瑞士卷、竹炭果凍、竹炭布丁,還有竹炭咖啡、竹炭豆、竹炭飴、竹炭仙貝、竹炭烏龍面、竹炭拉麵、竹炭包子等等非常多種類。
適量的竹炭粉加入菜餚中可以利用竹炭吸附異味的效果,將一些腥味較重的食材搭配竹炭粉,便可以料理出一道道美味的佳餚。
食用竹炭粉的功用: 竹炭凈化牙膏竹炭冰晶白面膜廣州利口福竹炭麵包
1.可將有害物質吸收,並排出體外; 竹炭空氣清新籃
2.能調節拉肚子所產生的不適應症狀;
3.抑制糞便中的臭味;
4.提供腸內弱酸性菌的增生,並讓有害菌減少;
5.提供負離子,可以抑制生病原因之一的活性酵素產生。
竹醋液的應用目前竹醋液已開發的使用領域有:
(1)熏制火腿和香腸:經澄清的竹醋液浸漬的火腿和香腸,再進行煙熏,火腿和香腸不易生蟲,味道更鮮美。
(2)除臭味:將竹醋液噴灑在衛生間等有惡臭的地方,能消除臭味,保持空氣清新,噴灑一次能維持3~5天。夏天還可作為香水消除身上汗臭等氣味,並使人感到涼爽。
(3)醫治腳氣:腳氣經竹醋液清洗能起到止癢治癒功效,一般在竹醋液中浸泡半小時到1小時取出擦乾即可。
從價格使用等方面推薦你使用竹炭,竹炭的推薦使用量是每平方米100-200克,新裝修房略多一些:200-300克竹炭.在如汽車、冰箱、衛生間、辦公室、櫥櫃等,應該把炭包小型化,並在不同的方向放置炭包,多點布置,以加快竹炭的吸附速度。
另外你可以買幾盆植物,如綠蘿、龜背竹、吊蘭等好多綠植都可以吸收甲醛,還可以美化居室!
『貳』 檸檬酸鈉可以作為硫化劑使用嗎
不可以。檸檬酸鈉又名枸櫞酸鈉;檸檬酸三鈉。是一種有機化合物,本品為白色立方晶系結晶或粒狀粉末。無嗅、清涼、有鹽的鹹味並略帶辣,在1.5ml水中可溶解1g(25℃)。易溶於水、可溶於甘油、難溶於醇類及其他有機溶劑。無熔點,無沸點。常溫及空氣中穩定, 在濕空氣中微有溶解性, 在熱空氣中產生風化現象。加熱至150℃失去結晶水,過熱分解,其溶液 pH 值約為8。優點:檸檬酸鈉是目前最重要的檸檬酸鹽,主要由澱粉類物質經發酵生成檸檬酸,再跟鹼類物質中和而產生,具有以下優良性能:(1)安全無毒性能:由於制備檸檬酸鈉的原料基本來源於糧食,因而絕對安全可靠,對人類健康不會產生危害。聯合國糧農與世界衛生組織對其每日攝入量不作任何限制,可認為該品屬於無毒品。(2)具有生物降解性:檸檬酸鈉經自然界大量的水稀釋後,部分變成檸檬酸,兩者共存於同一體系中。檸檬酸在水中經氧、熱、光、細菌以及微生物的作用,很容易發生生物降解。其分解途徑一般是經烏頭酸、衣康酸、檸康酸酐,轉變為二氧化碳和水。(3)具有金屬離子絡合能力:檸檬酸鈉對Ca2+、Mg2+等金屬離子具有良好的絡合能力,對其他金屬離子,如Fe2+等離子也有很好的絡合能力。(4)極好的溶解性能,並且溶解性隨水溫升高而增加。(5)具有良好的pH調節及緩沖性能:檸檬酸鈉是一種弱酸強鹼鹽,與檸檬酸配伍可組成較強的pH緩沖劑,因此在某些不適宜pH大范圍變化的場合有其重要用處。另外,檸檬酸鈉還具有優良的緩凝性能及穩定性能。主要用途:本品可用作酸度調節劑,緩沖劑、乳化劑、穩定劑,是我國GB2760—1996規定允許使用的食品用酸度調節劑,可用於各類食品,最大使用量視正常生產需要而定。按美國FAO/ WHO(1984)規定,可用於人造奶油、嬰兒食品、熟肉末、午餐肉、罐裝嬰兒食品、食用油脂,熟火腿、食用酪蛋白酸鹽等,限量按GMP規定;低倍濃縮乳、甜煉乳、稀奶油(單用為2g/kg,與其他穩定劑合用量為3g/kg,以無水物計);奶粉、奶油粉5g/kg(單用或與其他穩定劑合用量,以無水物計);加工乾酪40g/kg(單用或與其他乳化劑、酸化劑合用量,以無水物計);果醬、果凍、橘皮果凍,使pH值保持在2.8~3.5;成熟豌豆罐頭150mg/kg(單用或與碳酸氫鈉合用量,以鈉計,可不添加固化劑和軟化劑)。如用於清涼飲料等,可緩和檸檬酸的酸味;也用作乳製品的防止酸敗劑;加工乾酪、魚肉糜製品等的增粘劑;冰糕、冰淇淋等的乳化劑和穩定劑(用量0.2%~0.3%)。用於培養甜酒的液體曲時,具有促進糖化作用的效果(用量約0.3%)。也用於甜味劑矯味,但如用量過多則呈苦味。除用於食品外,德晟生產的本品還可在醫葯工業中用作抗血凝劑、化痰葯和利尿葯;在洗滌劑工業中,可替代三聚磷酸鈉作為無毒洗滌劑的助劑;在化學上是優良的螯合劑/絡合劑,在工業上對檸檬酸鈉的應用都是利用此一特性。還用於釀造、注射液、攝影葯品和電鍍等。①用碳酸鈉溶液中和檸檬酸,脫色,過濾,使濾液蒸發、濃縮,最後結晶。②使檸檬酸鈣與碳酸鈉進行置換反應,過濾分離不溶物,移出碳酸鈉與檸檬鈉溶液後,用鹽酸中和,蒸發至干,再用25%的食鹽水進行再結晶。
硫化劑
化學物質
科普中國 | 本詞條由「科普中國」科學網路詞條編寫與應用工作項目審核
審閱專家 蒲富永
分無機和有機兩大類。前一類有硫黃、一氯化硫、硒、碲等。後一類有含硫的促進劑(如促進劑TMTD)、有機過氧化物(如過氧化苯甲醯)、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯、馬來醯亞胺衍生物等。
橡膠硫化劑包括元素硫、硒、碲,含硫化合物,過氧化物,醌類化合物,胺類化合物,樹脂類化合物,金屬氧化物以及異氰酸酯等。用得最普遍的是元素硫和含硫化合物。
中文名
硫化劑
外文名
Vulcanizing agent
簡述硫化原理合成路線橡膠硫化劑TA說
簡述
分無機和有機兩大類。前一類有硫黃、一氯化硫、硒、碲等。後一類有含硫的促進劑(如促進劑TMTD)、有機過氧化物(如過氧化苯甲醯)、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯、馬來醯亞胺衍生物等。
橡膠硫化劑包括元素硫、硒、碲,含硫化合物,過氧化物,醌類化合物,胺類化合物,樹脂類化合物,金屬氧化物以及異氰酸酯等。用得最普遍的是元素硫和含硫化合物。用得最普遍的是元素硫和含硫化合物。[1]
硫化原理
催化劑器內干法硫化是在加氫裂化的加熱、反應、換熱、冷卻、高壓分離、循環氫壓縮機及物流管線構成的高壓循環迴路內進行的。其程序包括:用經過加熱爐加熱的循環氫,按最大的循環氫流率和要求的升溫速度加熱催化劑,並按嚴格控制的流率將硫化劑(DMDS)注入到反應加熱爐的入口,用硫化劑在氫氣存在的條件下分解生成的H2S硫化催化劑。 催化劑預硫化時,在反應器內會發生下述兩個主要反應:
(1)硫化劑(DMDS)首先和氫氣反應,產生硫化氫和甲烷,此反應為放熱反應。該反應一般發生在精製反應器R101的入口處,反應速度較快。
(2)氧化態的催化劑活性組分(氧化鎳、氧化鉬等)和硫化氫反應變成硫化態的催化劑活性組分,該反應是放熱反應,發生在反應器內的各個催化劑床層上。預硫化時出現的溫升現象即是此反應所致。
(3)根據上述化學反應方程式及催化劑中活性金屬組分含量可計算出單位催化劑硫化完全所需硫化劑的理論量和生成水理論量。
硫化過程中還可能有不希望發生的副反應:氧化態的催化劑活性組分(氧化鎳、氧化鉬、氧化鎢)被氫氣還原,生成金屬單質和水,這會極大損害催化劑的活性。該反應危害極大,應盡量避免發生。這個副反應在有氫氣存在,無硫化氫的條件下,溫度越高(大於230℃),越容易發生。
硫化過程主要經過230℃和370℃兩次恆溫階段。硫化完成程度,一般以全程硫化劑加入量達到催化劑按金屬計算理論硫含量的120%為准。恆溫時問可通過測定反應器出口硫化氫濃度來確定。在230℃恆溫前必須要求硫化氫完全穿透催化劑床層(以循環氫中開始出現大量硫化氫為標志)。硫化最終溫度一般為360℃-370℃。事實上,在每一個溫度下都有一個平衡極限值,即使再延長硫化時間,硫含量也不再增加,溫度達300℃以上時硫化反應速度已經很快,可以達到硫化完全。[2]
合成路線
以硫醇為原料
硫醇是合成硫化劑的主要原料之一,硫醇可以在鹼金屬、鹼土金屬的氫氧化物的作用下與氧氣反應得到硫化劑。也可與單質硫混合作為原料,在鹼性催化劑的作用下合成有機硫化劑。該合成路線最早使用的催化劑是胺、烷醇胺、硫醇鹽、醇化物和無機鹼等,但使用這些催化劑存在產率低、產品純度不高、氣味難聞等缺點別。因此,新型催化劑的研究是該合成路線的重點。用環氧烷代替組合物中的烯烴氧化基,使得多硫化物的產率進一步提高,色度變得更低色度小於或等於,而且產品無難聞的氣味,也不渾濁。一些學者開始採用樹脂作為催化劑。提出使用含有氫氧化季胺基團或叔胺基團的有機陰離子交換樹脂作為催化劑,這種樹脂在反應體系中以珠粒或雙齒狀存在,溶解度小且易循環使用,但有機硫化劑的產率不高。針對這一問題進行了研究一,並提出採用具有一或一形式的樹脂作為催化劑。這種樹脂具有高度交聯的大孔性結構,與凝膠型樹脂相比,在反應過程中具有更大的催化活性,可有效地提高有機硫化劑產率。阿雷茨提出使用包含肌基和眯基的聚苯乙烯一二乙烯苯一樹脂作為催化劑,該樹脂可使低級的有機二硫化物和多硫化物與硫單質反應,得到高級的多硫化物。此外,該樹脂還可使高級有機硫化劑與硫醇反應,得到較低級的多硫化物。該樹脂以粒狀或珠狀形式存在於反應液中,反應結束後易於分離。弗雷米研發出一種以乙二胺或多乙烯多胺基團化的以聚苯乙烯一二乙烯苯一為主的樹脂,該催化劑能有效地提高反應物的轉化率。這些新型催化劑的應用不僅有效地提高了硫化劑的含硫量,而且擴寬了原料的范圍,更重要的是克服了傳統催化劑產率低、產品純度不高、氣味難聞等缺點。但新型催化劑的合成復雜,原料成本過高,而且有些原料不易得到,不易於工業化應用。[1]
以烯烴和硫
硫與烯烴合成有機硫化劑的反應機理,是分子在催化劑存在下,在一定溫度下,環斷裂形成線性分子,以自由基形式存在於體系內,與烯烴反應生成有機硫化劑。以硫單質和烯烴為原料合成有機硫化劑應用最為廣泛,也得到了廣大學者的高度重視。專利公開了用硫和異丁烯為原料合成有機硫化劑,該方法合成的有機硫化劑氣味小、副產物少、無污染。但該方法對反應條件要求較苛刻,成本過高,不適合工業化應用。專利公開了用單質硫和烯烴直接反應合成硫化劑,該法合成有機硫化劑工藝簡單,但副產物較多,有難聞的臭味,而且有的副產物帶有腐蝕性,對設備造成嚴重的損害。針對以上問題,孫來銀提出使用異丁烯為原料,在高壓條件下合成有機硫化劑,該法副產物少、氣味小,對環境幾乎無污染,硫含量高,但異丁烯不易得到,且價格較高。汲永鋼提出採用分離一丁烯工藝中利用率較低的的副產物一丁烯作為合成硫化劑的原料,該法合成工藝簡單、原料廉價易得,大大降低了生產成本。以單一烯烴為原料合成有機硫化劑雖然可以得到幾種含硫量不同的化合物,但在對催化劑進行預硫化時仍然存在放熱過於集中的問題。為了解決這一問題,許多學者提出採用混和硫化劑對催化劑進行預硫化,但混合硫化劑的各組分比例不易確定,費用較高,預硫化時產生的副產物多。於守智採用蠟裂解生成的餾分油作為合成有機硫化劑的原料,該法解決了單一多硫化物在預硫化時集中放熱的問題,但產物砧度大,流動性差,預硫化前需要對其進行稀釋。王德秋提出使用餾分油為原料合成有機硫化劑,該法合成的有機硫化劑硫含量高、毒性低、豁度小、流動性好。硫、硫化氫和烯烴為原料的合成路線以單質硫、烯烴和硫化氫為原料制備有機硫化劑。[1]
烯烴、鹵化硫
以烯烴和鹵化硫為原料合成硫化劑是我國工業上較為常見的方法。鹵化硫和烯烴在催化劑存在的條件下生成含鹵素的有機硫化劑,然後經過脫鹵素工藝得到有機硫化劑。世紀年代初,我國學者黃錦霞就提出使用氯化硫和異丁烯為原料合成有機硫化劑,用該方法合成的有機硫化劑硫含量可達,穩定性高,腐蝕性小但該方法在合成有機硫化劑的生產過程中會產生大量的廢氣、廢水和廢液污染環境。近年來有許多文獻相繼報道該合成路線的改進方法,例如楊景培提出在密閉管路下分兩步合成含有雜質的有機硫化劑,然後經過分離、脫水、精製等步驟得到純凈的有機硫化劑。該過程是在密閉管路中進行的,避免了廢氣和廢液對環境的污染。但該方法合成工藝復雜,對設備要求高,不適合於工業化應用。周波提出使用兩次加硫脫氯的方法處理含有氯原子的硫化異丁烯, 該方法簡化了工藝步驟,節約了成本,但生產周期長。齊向陽提出將第二步硫化脫氯反應產生的含硫廢液回收,用於下一次的第一步硫化脫氯反應,這樣既減少了廢液的排放,又節約了生產成本。新的合成工藝解決了「三廢」問題,降低了生產成本,但設備投資大,生產周期長,操作工藝復雜,難以實現工業化應用。[1]
橡膠硫化劑
能在一定條件下使橡膠發生硫化的物質統稱為硫化劑,所謂硫化是使橡膠線性分子結構通過硫化劑的「架橋」而變成立體網狀機構,從而使橡膠的機械物理性能得到明顯的改善。
1、硫磺:黃色固體物質,廣泛應用於天然橡膠及部分合成橡膠中。常用的硫磺有硫磺粉、升華硫磺(又稱硫磺華)和沉澱硫磺三種。硫磺不溶於水,稍溶於乙醇和乙醚,溶於二硫化碳和四氯化碳。它的特點是硫化橡皮耐熱性低、強度高、對銅線有腐蝕作用,適用於天然橡膠和某些合成橡膠。在電線電纜橡皮配方中,硫磺用量大約在0.2份到5份之間,但由於促進劑的加入,可使硫磺用量相應減少。
2、金屬氧化物:金屬氧化物主要用於氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯等的硫化劑。常用的有氧化鋅、氧化鎂、氧化鉛、四氧化三鉛等。
氧化鋅比重為5.6,是一種白色粉末,無毒、無味。氧化鋅在橡膠中應用比較廣泛,在通用型氯丁橡膠中常與氧化鎂並用作為主硫化劑。在天然橡膠及其他烯烴橡膠中它可作為促進劑的活化劑。除此之外它還兼有補強作用。在耐日光老化的橡皮中起屏蔽紫外線的作用。氧化鋅在天然橡膠和丁基橡膠中用量為5~10份,在氯丁橡膠中與氧化鎂並用一般用量 為5份。
氧化鎂在氯丁橡膠中作為副硫化劑使用,混煉時能防止氯丁橡膠先期硫化。本品能提高氯丁橡膠的抗拉強度、定伸強度和硬度。能中和鹵化橡膠等在硫化期間或在其他氧化條件下所產生的少量硫化氫。對氯磺化聚乙烯橡膠能賦予其良好的物理機械性能,特別是永久變形比較小。但耐水性較差。一般用量為3~7份。氧化鎂為白色疏鬆粉末,比重為3.2,在空氣中能逐漸吸收水分和二氧化碳變成鹼或碳酸鎂而使活性降低,故應嚴格密封保管。
3、樹脂類硫化劑:樹脂類硫化劑主要是一些熱固性的烷基酚醛樹脂和環氧樹脂。用烷基酚醛樹脂硫化不飽和碳鏈橡膠和丁基橡膠可顯著提高硫化膠的耐熱性。常用的主要品種是苯酚甲醛樹脂,如叔丁基苯酚甲醛樹脂和叔辛基苯酚甲醛樹脂等。環氧樹脂對羧基橡膠及氯丁橡膠均有較好的硫化效果,其硫化橡皮耐屈繞性好。
4、秋蘭姆:全名為二硫化四甲基秋蘭姆,商品名為TMTD。是電線電纜橡皮中使用比較廣的硫化劑,又可作硫化促進劑。純品熔點為147℃~148℃,比重為1.29,為灰白色粉末。它是天然橡膠的超速促進劑,在100℃時可分解生成自由基 ,故可進行橡膠交聯。使用秋蘭姆作硫化劑可改善橡皮的耐熱性和耐老化性能。硫化曲線平坦,不易燃燒。適用於天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠以及一切含有雙鍵的不飽和橡膠。在一般的耐熱橡皮中,秋蘭姆的用量為2~3份,而在連續硫化橡皮配方中用量為2~5份,作促進劑用時用量為0.3~0.5份。