通式(nh的製作方法

2023-09-17 19:15:00

專利名稱：通式(nh的製作方法
技術領域：
本發明涉及多硫代鉬酸銨或其水合物的製造方法，特別地但不是僅僅涉及式(NH4)2Mo3S13·nH2O的多硫代鉬酸銨的製造方法。
多硫代鉬酸銨已經在潤滑劑的二硫代氨基甲酸鉬添加劑的製備中用作前體。
美國專利3,764,649公開了通過使鉬酸銨的含氨水溶液與多硫化銨在175-200℃和300-700psig下反應來製備式3MoS4·2NH4OH的多硫代鉬酸銨。美國專利4,604,278描述了通過使含氨的鉬酸鹽溶液與硫化氫氣體在封閉系統中反應來製備四硫鉬酸銨。
迄今為止，商業上用於製造多硫代鉬酸銨的方法都涉及使用硫化銨，這會形成必須去除的不合意雜質硫代硫酸銨。
因此，避免形成硫代硫酸銨的方法是非常合意的，而且是該技術領域中的進步。此外，較簡單地以工業規模經濟地製造多硫代鉬酸銨的方法也是合意的。
本發明提供了一種製造式(NH4)2Mo3S13·nH2O的多硫代鉬酸銨或其水合物的方法，其中n是0、1或2，該方法包括(a)使含氨的鉬酸鹽水溶液與硫化氫氣體在超級大氣壓下反應直至硫化氫不再被溶液吸收，所述溶液和所述氣體在封閉系統中，並將所述氣體流調節到升高的壓力；(b)在存在元素硫的情況下在高於175℃的溫度下，在封閉反應器中，於4-7MPa(600-1000psig)的壓力將步驟(a)的反應產物熱浸(heatsoaking)。
含氨的鉬酸銨溶液優選含有多硫化銨，其包含(NH4)2S和元素硫S8的混合物，並且在該溶液中，鉬的原料源可以是MoO3、(NH4)2Mo2O7或(NH4)6Mo7O24。鉬濃度可以是5至300克鉬/升。
優選地，含氨的鉬酸鹽水溶液與硫化氫氣體在30-350kPa(5至50psig)的壓力下反應。含氨的鉬酸鹽水溶液可以與硫化氫氣體反應1至6小時。含氨的鉬酸鹽溶液與硫化氫氣體之間反應所需的時間長度取決於反應容器尺寸、鉬加入量和硫化氫氣體的壓力。
步驟(a)的產物是由幾乎完全是四硫代鉬酸銨的固體和母液構成的漿料。四硫代鉬酸銨含有一部分原料鉬，母液含有其餘的鉬。
含氨的鉬酸鹽溶液與硫化氫氣體之間的反應是在封閉系統中進行的。因此，只有反應的硫化氫會消耗氣體源，因此沒有氣體被浪費。硫化氫氣體管路上的氣體調節器使密封反應器內部的壓力保持為所需壓力。當反應消耗了硫化氫形成四硫代鉬酸銨時，反應器內部的壓力會有效降低。這使硫化氫氣體調節器開始讓更多氣體進入反應器直至壓力在所需壓力處達到穩定。隨著硫化氫反應，更多的氣體進入反應器。由於形成四硫代鉬酸銨的反應是放熱的，所以在反應過程中溫度升高20℃至30℃。當反應器內的溫度開始下降時，這表明反應已經完成。反應器的內含物因此達到平衡並且硫化氫氣體停止流動。
然後在製成的漿料中加入元素硫，然後將其在高於175℃的溫度和4-7MPa(600至1000psig)的壓力下熱浸。優選地，在175-200℃下將漿料熱浸。熱浸步驟導致鉬的氧化態改變並使四硫代鉬酸銨轉變成所需的式(NH4)2Mo3S13·nH2O的多硫代鉬酸銨。
有利地，步驟(b)是在步驟(a)之後在相同的反應器中進行的步驟(a)的延續過程。
在熱浸步驟，即步驟(b)之後，將反應混合物冷卻，然後分離並洗滌。適當地，將反應混合物冷卻至至少60℃，優選地，冷卻至室溫或環境溫度。
然後通過任何標準方法分離冷卻的反應混合物，以便將固體與大部分母液分離。優選的分離方法是過濾。水洗固體多硫代鉬酸銨，並將晶體真空乾燥至不超過35℃。母液和洗水優選再循環回該過程。
儘管上述工藝概述涉及在四硫代鉬酸銨漿料中加入元素硫，但作為備選方案，元素硫也可以在步驟(a)開始時，也就是在加入硫化氫之前，作為單獨的反應劑加入。在這種情況下，可以在硫化銨溶液或再循環母液加入反應器中以便在步驟(a)中與硫化氫氣體反應之前，將元素硫與其預混。
本發明的方法具有一些優點省略了多個工藝步驟，降低了形成的副產物量，更多的母液再循環回該過程(由此降低了處理費用)，減少了水洗液的量，並且多硫代鉬酸銨的產物收率更高。
實施例該新型方法要求在高壓容器中進行反應。原材料可以全部加入單個反應器中，或者可以將MOX(三氧化鉬)粉末在另一單獨的反應器中與ML(母液)預混，然後加入主反應器(將MOX與ML預加料並混合30-60分鐘，這樣節省了循環時間)。在將進料全部加入主反應器後，將反應器封閉，用惰性氣體(N2)吹掃並將硫化氫氣體加入反應器。保持170-350千帕(25psig至50psig)的壓力，同時對反應器夾套和/或盤管施加冷卻水。一旦放熱反應完成，就停止H2S進料並將內含物加熱。當溫度升高時，反應器壓力隨著內含物蒸汽壓的升高而升高。將反應物料熱浸，然後冷卻。一旦該批處理完成並冷卻，就過濾回收固體，然後乾燥。然後在確定材料乾燥之後將其直接投入或包入超大袋子(super-sacks)中。順序和循環時間參看下表。
反應器的進料使用ML再循環的下列進料每批產生大約1公噸的ATM(多硫代鉬酸銨產物)。
第一批明顯不含原料母液。應該適當地加入多硫化銨。在隨後的批次中，多數濾液或ML被用於溶解必須量的三氧化鉬反應劑。將該溶液與新制多硫化銨混合以構成新的反應溶液。
下面是對ATM工藝的每個步驟的循環時間的保守估計
權利要求
1.一種製造式(NH4)2Mo3S13·nH2O的多硫代鉬酸銨的方法，其中n是0、1或2，該方法包括(a)使含氨的鉬酸鹽水溶液與硫化氫氣體在超級大氣壓下反應直至H2S不再被溶液吸收，所述溶液和所述氣體在封閉系統中，並將所述氣體流調節到升高的壓力；(b)在高於175℃的溫度下，在封閉反應器中，在存在元素硫的情況下且於4-7MPa(600-1000psig)的壓力將步驟(a)的反應產物熱浸。
2.按照權利要求1的方法，其中所獲多硫代鉬酸銨是(NH4)2MO3S13。
3.按照權利要求1或2的方法，其中所述含氨的鉬酸鹽溶液含有MoO3、(NH4)2S和元素硫。
4.按照權利要求1或2的方法，其中在步驟(b)的熱浸開始之前，在步驟(a)的反應產物中加入元素硫。
5.按照權利要求1、2或3的方法，其中步驟(a)中的壓力為30-350千帕(5-50psig)。
6.按照上述權利要求任一項的方法，其中步驟(b)中的溫度為175至200℃。
7.按照上述權利要求任一項的方法製備的式(NH4)2Mo3S13·nH2O的多硫代鉬酸銨，其中n是0、1或2。
全文摘要
公開了一種製造式(NH
文檔編號C01G39/00GK101068749SQ200480031341
公開日2007年11月7日 申請日期2004年10月15日 優先權日2003年10月24日
發明者R·P·旺內爾, J·V·約翰, G·C·吉芬 申請人:英菲諾姆國際有限公司