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六氟化硫制备工艺,轻松制作六氟化硫气体

[ 发布日期:2019-06-03 09:52:42 点击:244 来源:黎明化工研究设计院有限责任公司营销中心 【打印此文】 【关闭窗口】]
  六氟化硫可用于断路器、变压器、输电管道、避雷器等领域,也可以用于致冷剂,防氧化剂。用途广泛,因此,六氟化硫制备工艺深受关注,今天黎明化工院为您介绍六氟化硫制备工艺,轻松制作六氟化硫气体。

  工业上制备六氟化硫主要采用气态或熔融态的硫磺与氟直接反应的方法。也有少数国家用热解法、电解法等。

六氟化硫制备工艺

  一、热解法

  热解法是将四氟化硫加热到500、 2000C转化成六氟化硫。

  二、电解法

  电解法是在一20、一10。C 下电解液态四氟化硫和氢氟酸而制得六氟化硫。当采用元素氟、硫直接反应法时,首先电解制氟,然后使元素氟与硫直接合成,并净化精制。六氟化硫的制备工艺在不断改进中。

  1.电解制氟

  元素氟的制备仅以电化学方法进行。电解制氟是一项专门技术,与氟的多种用途相关,如用于制造六氟化铀、六氟化硫、氟卤化物、特种氟碳化合物等。电解制氟是工业生产六氟化硫中的第 一步,也是很关键的一步。往往由于电槽的故障迫使六氟化硫的合成中断。合成的六氟化硫常含有杂质如硫的低价氟化物、氧氟化物、氧化硫和氟,其中随原料氟也可能夹带进杂质(HF、OF2、CF4、C2F6、N2、OD。因此,电解制氟直接影响到SF6产品的质量及收率。
  电解制氟依电槽的操作温度分为高温法、中温法和低温法。高温法是以KHF2为电解质,采用石墨阳极,于240、280C下电解。槽体、阴极,隔板、隔膜均用铜镁合金或蒙乃尔合金制作,其优点是在操作温度下HF蒸气压低,产生的氟纯度可高达98 ‰等。其缺点是随着电解的进行,HF不断消耗,造成电解质熔点急剧上升,电解质的组成需要不断调整,电槽的腐蚀尤其阳极部件的腐蚀严重。由于操作温度高,给连续运转带来了困难,这些缺点妨碍了高温法的广泛采用。低温法是将KF • 8、IOHF于室温下进行电解,因低温电解时氟化氢的蒸气压高,电槽各部件腐蚀严重,电流效率也低,不宜推广使用。

  2.中温法制氟

  电解质主要是KF • 2HFCHF含量为40• 8%(质量),熔点71 • 7 ℃ ],在80、110 ℃下进行电解,中温法使用碳阳极,它在KF • 2HF电解 质中腐蝕性小,不容易极化,临界电流密度高。槽体、隔板、隔膜、阴极等材质均可采用软钢,最 好为蒙乃尔合金,尤其对2500A以上的电解槽更是如此,不但能耐腐蚀,而且对减少极化现象有明显作用。在现代工业制氟中,广泛采用的是中温型氟电槽。当今在北美、欧洲和日本运转着大型氟电槽,如5000、 7500A的氟电槽、11000A的氟电槽等,同时在研制更大型的氟电槽,如15000A的氟电槽。

高纯六氟化硫

  三、气态或熔融态的硫磺与氟直接反应法

  工业上六氟化硫气体通常是由电解产生的氟在中高温下与硫反应来制备的, 除六氟化硫外, 还生成少量的四氟化硫( SF4 ) 等副产物。氟硫直接合成六氟化硫的方法可以分为氟气与固体硫磺、与熔融硫磺、与硫磺蒸气三种方式: 氟气与固体硫磺反应,由于氟硫反应是很激烈的放热反应, 其反应温度不易控制, 导致副产物增加而加重后处理负担。另外对密封的反应器来说, 向其内连续地加入固体硫磺也很困难, 故该方法不适用于工业化生产。

  氟气与硫磺蒸气反应, 是将硫磺加热到445 ℃ (沸点)以上, 使硫变成蒸气送入反应器与氟反应, 同样也存在着反应温度很难控制的缺陷, 其反应温度可达600 ℃以上, 必须采用特殊的反应器材质, 这种方法也不适用于工业化生产。氟气与熔融硫磺反应, 是将反应器中的硫磺保持在85~105 ℃的熔融状态下与通入的氟气反应的。此法反应温度较易控制。

电子级六氟化钨

  六氟化硫气体在常温常压下是一种无色、无臭、无毒、不燃、无腐蚀性的气体, 气体密度61139 g/L,其化学稳定性强, 500~600 ℃不分解, 和酸、碱、盐、氨、水等不反应, 在电弧作用下(几千度)分解为S和F的原子气, 但电弧一旦解除, 便在0- 5 ~10- 6 s内复合成SF6。
  六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能, 其耐电强度为同一压力下氮气的215 倍, 击穿电压是空气的215倍, 灭弧能力是空气的100倍, 是一种优于空气和油的新一代超高绝缘介质材料。
  高纯六氟化硫化学性质稳定。微溶于水、醇及醚,可溶于氢氧化钾。不与氢氧化钠、液氨、盐酸及水起化学的反应。300℃以下干燥环境中与铜、银、铁、铝不反应。500℃以下对石英不起作用。250℃时与金属钠反应,-64℃时在液氨中反应。与硫化氢混合加热则分解。200℃时,在特定的金属如钢及硅钢存在下,能促使其缓慢分解。
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