氯化亚砜生产工艺技术特点探究范文

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摘要：氯化亚砜生产工艺技术中，因工艺方法不同，可以分为氯磺酸法、联产法、二氧化硫气相法、三氧化硫气相法。以上技术在原料选择、反应控制等方面要求各不相同，通过对以上工艺进行比较，选出更优工艺方案。

关键词：氯化亚砜；氯磺酸法；联产法；二氧化硫气相法；三氧化硫气相法

1.概述

氯化亚砜又称氯氧化硫或亚硫酰氯，其分子式为SOCl2，分子量为118.97，在常温常压下为无色或淡黄色的液体，有刺激性气味，其相对密度为1.676，熔点为-104.5℃，沸点为78.8℃，遇水容易分解为氯化氢和二氧化硫。氯化亚砜能溶于苯、氯仿和四氯化碳，其能与醇或者酚反应生成氯化物。氯化亚砜是一种非常重要的精细化工产品和中间体，用途广泛，主要应用于医药、农药、颜料、染料、食品添加剂、电镀、感光材料和电池等行业。目前，国内的氯化亚砜主要应用于医药、农药、染料等行业。在医药行业，氯化亚砜的消费比例较大，主要用于布洛芬、脑复新、环丙沙星等药物的生产。在农药行业，主要用于甲氰菊酯、水胺硫磷、溴氨菊酯、硫丹、杀鼠剂等的生产。在染料行业，主要作为氯化剂使用，用于活性翠兰K-GP、K-GL、KM-GB、硫化艳绿，以及其它染料、染料助剂等的生产。在食品行业，氯化亚砜作为三氯蔗糖的主要原料使用。三氯蔗糖是以蔗糖为原料，经过氯代制得，是一种非营养型的甜味剂，极易溶于水，呈白色粉末状，甜度是蔗糖的600到800倍左右。

与传统的甜味剂相比，其优点为：甜度高，味道正，物性与蔗糖相似，没有不愉快的苦后味及其他的怪味；安全性高，无副作用，已使用20余年，未发现不良反应；有非常好的溶解性和稳定性，高温环境下甜味不会改变，其结晶物在20℃的干燥环境下可储存4年之久，其水溶液在常温环境下可储存至少1年以上；其在人体内几乎不会被吸收，不会引起肥胖等问题，摄入后也不会影响血糖，在口腔内也不会被微生物代谢、酶解，所以不会引起龋齿，能保护牙齿健康，是肥胖人群、老年人以及心血管病患者非常理想的甜味替代品。在电池行业，氯化亚砜主要应用于高性能电池的生产制造，其与四氯化铝锂等配置而成的电解液所制造的电池，存储温度高，放电时间长，其与十氯十硼二锂配置制造的电池，使用性能也非常好。氯化亚砜还可以用于表面活性剂、纤维素、阳离子淀粉的合成；作为溶剂和脱水剂，大量应用于间苯二酰氯和对苯二酰氯的合成，进而用于热塑性工程塑料等的生产。

2.工艺生产技术路线选择

根据工艺生产技术路线的不同，主要分为氯磺酸法、联产法、二氧化硫气相法、三氧化硫气相法。(1)氯磺酸法：我国已于较早时间研发了氯磺酸法，过去此方法作为主要生产方法使用。该方法以硫磺粉、氯气、氯磺酸为主要原料，主要反应步骤为：①将硫磺粉与液氯输送至合成反应器反应生成二氯化二硫，反应温度为50℃至80℃；②在催化剂氯化亚铁或三氯化铁的作用下，氯气与二氯化二硫反应生成二氯化硫；③在催化剂三氯化锑的作用下，二氯化硫和氯磺酸反应生成氯化亚砜，生成后的物料经精馏后得到最终产品。优缺点：该方法成本较高，技术较落后，副产物较多，三废中污染物含量较高，最终产品质量较差（纯度≥80%），总收率仅为41%左右，虽然目前国内适用此方法的厂家比例较大，但是该工艺技术方法正逐渐被市场淘汰。(2)联产法：此方法又称为五氯化磷法，该方法以三氯化磷、二氧化硫、氯气为原料，主要反应步骤为：①将三氯化磷与氯气输送至合成反应器，反应生成五氯化磷，反应温度为45℃至60℃，反应时间约为5至6小时；②继续加入二氧化硫，反应生成氯化亚砜和三氯氧磷，生成后的物料经精馏后，从塔顶得到最终产品，产品纯度在95%以上，塔底得到的副产物为三氯氧磷，纯度在98.5%以上。

优缺点：该生产技术方法由我国自主研发，并已用于实际生产，此方法工艺较简单，技术成熟可靠，生成过程容易控制，运行稳定性高，投资较少，收率较高（约85%），并且此方法生产的产品质量好（纯度≥95%），污染小，副产物三氯氧磷的价值也较高。因此，使用此生产技术方法对改变国内生产状况，替代进口，具有非常重要的意义，尤其适用于中小企业。但因产品中的磷含量较高，使得产品质量欠佳，反应过程中生成的氯化氢对环境影响大、腐蚀严重。以上因素制约了该生成技术方法的发展。(3)二氧化硫气相法：二氧化硫气相法主要以硫磺、二氧化硫、氯气为原料，反应温度≥200℃，在催化剂活性炭的作用下，生成氯化亚砜，反应后的物料再经精馏后得到最终产品。

优缺点：该方法原料成本低，产品纯度高（≥95%），收率较高（约65%）。但是，此方法投资较大，需要具备一定的经济规模才适用。此技术方法实现了气相连续合成，其中不完全反应的二氧化硫经分离后可以循环使用。该方法技术先进，产品稳定性高，生产的产品无色透明，生产过程基本无“三废”产生。此工艺方法以拜耳（德国）、朗莎（瑞士）为代表，现国内已有多家企业引进了该技术，此技术逐步成为我国氯化亚砜的主要生产工艺方法。(4)三氧化硫气相法：三氧化硫气相法主要以三氧化硫、硫磺粉、氯气为原料，催化剂为SbCl，主要反应步骤为：①由硫磺与氯气反应生成二氯化二硫；②由二氯化二硫与氯气反应生成二氯化硫；③二氯化硫与三氧化硫反应生成氯化亚砜，反应温度约为40℃至60℃，反应后的物料经精馏得最终产品；④反应过程中，控制三氧化硫、氯气稍微过量，这样可以使得残余的二氯化硫减少。

优缺点：该方法工艺生产技术较先进，产品质量好，纯度高(≥99.6%)，无“三废”排放，副产的二氧化硫可循环使用，但是生产成本较二氧化硫法高，投资较大，需要具备一定的经济规模才适用。原料三氧化硫当温度超过30℃时有爆炸危险，故三氧化硫的输送、存储要求也较高。此生产方法以拜耳（德国）为代表，目前国内暂无此工艺，想要达到大规模生产还不成熟，并且国外对此技术还实行封锁。

3.综述

通过以上分析可以看出：⑴氯磺酸法已逐步被淘汰；⑵联产法的投资最少，投资回收期较其他方法短，比较适用于中小型企业，但是其所面临的问题主要是产品质量欠佳，环境影响较大；⑶二氧化硫气相法和三氧化硫气相法的生成成本相对其他方法较低，所得产品质量好，纯度高，但是总投资较高，适用于较大规模的生产，但是三氧化硫法因国外技术封锁原因，国内暂无使用此工艺生产氯化亚砜的装置。因此，目前国内生产氯化亚砜的几种方法中，二氧化硫气相法优于其他方法，可实现气相连续合成，不完全反应的二氧化硫可循环使用，基本无“三废”，转化率较高，产品品质好，是国内氯化亚砜发展的方向。

作者：娄哲翔 单位：中国化学赛鼎宁波工程有限公司