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1、。.2Vol43N达2第43卷第期化工学报一992年礴月o哥之na了C)nll`aIn`lustIyanl汇n只nn只Ch:na)APl992拨基硫在氢氧化钠水溶液中的水解动力学***刘润静张成芳钦淑均郑志胜,华东化工学院无机化工研究所上海200237)、,..温度2050℃测定T鼓泡反应器中淡基硫(cos)在13150``o3smolL摘要常压下~~/,,.NaOH获得一级快速不可逆反应的水解速率表达式5963水溶液中的水解速率其表观活化能为o。kJ/m一关盆词裁基硫氢氧化钠水溶液水解动力学1引言、-,淡基硫(C05
2、)是存在于石油炼制气裂解气和煤气化气中的少量有毒硫化物由于它,,。〔`一3,,在水中溶解度很小且不易水解因而较难以清除人们考虑以胺类溶液洗涤但胺类,。a,价贵且形成硫代碳酞胺裂解气和合成气常用NOH溶液洗涤国内外有关苛性碱水溶液(`,`,。水解COS的研究尚不多见a1.31304.4o38L、,本文在鼓泡反应器中研究了NOH浓度为~mof/温度为20~50℃下,,。COS的水解速率并以气液反应的理论进行数据整理获得COS水解动力学的定量关系2理论部分NaOH水溶液水解的反应为+4一)2一+32一+ZZCOSOH-5CO
3、HO(1):,COS在水中溶解度系数较CO低一些如`“,。a表1所示在NOH溶液中由于电解质离子表1cos在水中的溶解度系数〔“J,对溶解度的影响COS的物理溶解度将更低,温度℃203040。一些因此NaOHOS的吸收主要依赖溶液对C。1)02。。。。于式(的水解过程HX10249817971313997一ol3Pamm/(nt)由实验初步测定可得COS水解时的吸收增,大因子在10一10之间因此它属于快速反应。a,,、吸收过程同时由于液相NOH过量可以认为其在液膜中并无降落则仍。级快速不可〔。」逆反应双膜论的增大因子解
4、为尽一杯厉/th侧厉(2),。,,l。)目一+z)〕无一eoSLe、kL式中丫府斌〔2/(而D屯曹石少二;不/=、,、,。s,LH,`一当,1二1斌而>3时月~斌后二丫无{刀乙如,/板Ncos。s,则=co斌从万赢万石二孤万(3)x99o一20一32,29,z一06一。?.收到初稿收到修改稿.。通讯联系人.,。现在河北轻工学院992一16.1年月6、、3,eo;,L当仍二1外斌丽>时尽~斌厕二斌万D/kco,二。Co,,;N斌石瓦蔽万(4)。水解反应级数和反应速率常数需由实验测定加以确定3实验装置和鼓泡反应器特性螃、来
5、自高位瓶体积分率为50%浓硫酸和饱和硫氰酸按溶液在气体发生器中进行化学反应,,、(温度约为40℃)生成戮基硫气体经稳压瓶并通过盛有氢氧化钠及醋酸锌溶液的洗气,。、瓶以除去其中的杂质净化后的气体经过硅胶干燥器由流量计计量后经水饱和器进入鼓,,.。抱反应器鼓泡反应器置于恒温槽内温控精度在士。2℃以内(实验流程见图1)抽真空图1流程图1;2;3;4Z`;5;6;7;一高位瓶一水饱和器一鼓泡器一浓HOS贮瓶一NH荞NS贮瓶一皂膜流量计一气体发生器8;gNaOH;10Zn(Ac):;一废液瓶一洗气瓶一洗气瓶1一硅胶干燥器、ln,
6、鼓泡反应器系直径47mm高23Om(液体容积285ml)的玻璃容器气体分布器采用燕,,,a劝25mm的2砂芯鼓泡反应器在正式使用以前在3个不同气体流量下用NOH水溶液:,,吸收CO的化学法侧定比表面积(见图2)用蒸馏水吸收氧测定了液相传质系数(见图3)。N、OH实验发现实验反应器的比表面积并不依赖于溶液的浓度,a2。鼓泡反应器中COS气体连续鼓泡而NOH溶液’dJ歇取出分析其5一离子浓度COS在a2一。“一NOH溶液中的水解速率由溶液中5离子浓度的提高来确定实验已证明了液相S离子浓,。度的提高和气相COS的吸收量处于物
7、料平衡状态其误差在3%以内第43卷第期碳基硫在氢氧化钠水溶液中的水解动力学又曰卜戈邀愁`洲`,日D“`4_飞份爪态一斌劝!卜青.Q乃m!;Q/图2比表面积与气量的关系图3液相传质系数与气量的关系4实验结果和数据整理.8l,52一在COS流量为。48ms/的条件下由电位滴定分析测定了鼓泡反应器内离子浓度随,。时间的变化实验结果示于图4~图7从图4~图7,在一定的NaOH溶液起,液相中硫离子浓度随时间的变化呈可见始浓度下0.,NaOH溶液中C。2直线关系(相关系数均在9以上)而其斜率即为OS的水解速率表列。出了上述实验条件
8、下COS的水解速率一,,由图4一图7还可以看到在确定的NaOH溶液起始浓度及温度下随着吸收反应的进,,一。行吸收速度基本上保持不变而溶液中OH离子浓度却随着吸收进行而逐步降低由此,。一,水解速率与OH一因此可以认为水解是对OH离子浓度为零级可见离子浓度的高低无关、。即可按、二1,二o的速率式(4)来整理数据san一ntirCOs的
