??????? 工業(yè)晶是磷硫化合物的混合物,以五硫化二磷為主,其他還有三硫化四磷、七硫化四磷、五硫化四磷等。熔點偏低,為265~280℃(純品熔點為285~290℃)。目前有幾種合成方法,但原理相同。現以最常用的方法為例。
反應式
2P + 5S → P2S5
(黃磷) (硫黃) (五硫化二磷)
五硫化二磷的工藝流程如下:
原料熔融? → 反應管中反應? → 反應罐內反應? → 冷卻? → 滾筒壓片? → 包裝
(1)原料熔融? 將黃磷加熱到60℃熔融,硫黃在另一容器中加熱至140℃熔融。
①黃磷極易自燃。熔融罐內應先充二氧化碳氣體,以防自燃起火。熔磷罐應加強維修,嚴防洞穿漏磷。
②熔磷罐上應設噴水管,一旦黃磷自燃可立即放水撲滅。
③硫黃是易燃固體,遇火極易燃燒,投料時應防止硫黃散落在熔融罐外,并嚴防明火。
(2)制五硫化二磷? 熔融的硫和磷分別用液下往復泵輸入有保溫設施的計量槽內,按比例經水蒸氣夾層預熱,流經反應管,進入已預熱至150℃的反應罐中,在攪拌下充分反應生成五硫化二磷。
①硫、磷反應系統(tǒng)應先充二氧化碳氣體保護。
②反應放熱,溫度可自行升到350~400℃,所以投料速度必須嚴格控制,以反應溫度最高不超過350~400℃為準。如發(fā)現過高,應減慢投料速度,否則黃磷大量氣化外逸,將在尾氣出口處遇空氣自燃而冒火星。投料還必須控制到使尾氣不冒火星。硫、磷必須按比例同時投入,如果在有大量黃磷存在的條件下加入硫黃,易因反應猛烈而爆炸。如果先加硫黃、后下黃磷,也有爆炸危險。
③反應罐應預熱至150℃,否則反應太慢或不反應,導致黃磷大量積聚,放料后遇空氣即將引起燃燒。攪拌要有效,不得中斷,這樣可使反應完全,防止黃磷積聚。即使如此,反應罐上仍應裝有防爆膜。
④五硫化二磷在高溫下極易自燃起火,從反應罐放入中間槽冷卻時,溫度已超過300℃,必須通二氧化碳氣體保護,以防自燃。
⑤黃磷計量罐有熱水封住磷面,計量罐應有特殊設計,應使黃磷放到一定高度時與反應管內磷面平衡;操作時也要注意,保證放熔磷時水不進入反應管,以免五硫化二磷遇水分解,產生大量硫化氫氣體,使體積猛增而發(fā)生爆炸。硫化氫劇毒,易燃易爆,如大量逸出后,燃燒爆炸的危險性更大。
(3)滾筒壓片? 物料在冷卻槽冷至300℃以下,經過冷的滾筒壓成片狀,可供包裝。
①滾筒進口處五硫化二磷的溫度仍較高,最好用二氧化碳氣體保護。
②五硫化二磷忌水,所以車間必須防水,避免潮濕。同時要注意,萬一五硫化二磷起火,應該用二氧化碳、干砂或干粉滅火器撲救,不得用水。
[附]黃磷的精制
農藥廠常用濃硫酸在80℃下處理黃磷。溫度過高,濃硫酸也能氧化黃磷,產生五氧化二磷,并放出大量的熱。五氧化二磷遇水反應,則生成磷酸,亦將放出大量的熱。其反應式如下:
5H2SO4 + 2P→ P2O5 +5H2O+ 5SO2 +362.42kJ/mol
(硫酸) (五氧化二磷) (二氧化硫)
P2O5+3H2O→2H3PO4+198.6kJ/mol
(磷酸)
??? 結果引起爆炸。使液態(tài)黃磷四處飛濺,迅速自燃,擴大火勢,撲救困難。因此,在處理時,溫度要嚴加控制,不得超過80℃。