本發明專利技術涉及一種將甲烷法二硫化碳生產工藝中的副產物硫化氫進行提純的方法以及對副產物進行綜合利用的方法，將脫硫后的產物混合物通過硫化氫蒸餾塔初步分離后，進一步對氣相產物進行提純：先通過初級冷凝器和終極冷凝器將硫化氫蒸餾塔塔頂的氣相餾出物進行兩級冷凝，再經由精制給料罐和硫化氫精制塔進一步提純，最終得到高純硫化氫。本發明專利技術采用恒壓二級冷凝，不僅可以達到更低的冷凝溫度，利于酸氣中惰性氣體的分離除去，還減少了設備件數，增強安全性，同時降低了設備投資；同時本發明專利技術實現了提純全過程廢氣和廢液的最低排放，清潔環保。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種將甲烷法二硫化碳生產工藝中的副產物硫化氫進行提純的方法以及對副產物進行綜合利用的方法。
技術介紹
甲烷法是目前比較成熟并且應用比較廣泛的生產二硫化碳的方法，其主要工藝過程為使用以甲烷為主成分的天然氣與硫磺反應合成二硫化碳，生成的副產物硫化氫氣體通過克勞斯裝置轉化回收為硫磺作為二硫化碳合成的原料循環使用。回收后的少量硫化氫通過焚燒爐轉化為二氧化硫排放。這種處理方式不僅對空氣會造成一定的污染，而且對于硫化氫資源也是一種浪費。現有技術中針對上述二硫化碳生產工藝得到的產物混合物進行硫化氫提純的研究較少，在很多文獻中都是僅僅提到可以采用精餾等方式將硫化氫和二硫化碳進行分離， 但是對具體的工藝步驟并沒有涉及。眾所周知，精餾是一類常規的分離操作，可以根據物質沸點的不同將混合物分成輕重兩相，但是同時，精餾也是一類非常精細的單元操作，待分離體系的成分或者組分的含量發生變化時，都要重新對精餾操作的工藝條件進行設置，否則無法達到最佳的分離效果。而這些參數的設置雖然可以參考化工原理等工具書的指導，但是在實際操作過程中，由于待分離體系的成分過于復雜，特別是一些反應產物，其中的一些組分很可能都不能完全確定，就更談不上根據組分的氣液平衡常數和濃度來計算精餾操作的工藝參數了 ；而且實際的操作過程也與理想條件相去甚遠，有的組分濃度過高、有的體系高溫高壓，這些影響都讓理論計算在精餾參數的設計中僅能作為一種參考，最佳條件的獲得更多的需要依靠大量的實驗、艱苦的摸索和創造性的思維。因此，現有技術中的這類文獻對于實際的硫化氫提純過程指導意義很小。有部分文獻通過化學吸收二硫化碳的方式將其與硫化氫分離。例如USM92719A 公開的二硫化碳制備工藝，反應產物混合氣在冷凝器中進行硫分離后，氣相進入冷凝器使二硫化碳液化并進入汽提塔使二硫化碳和硫化氫分離，分離出來的硫化氫進入硫化氫洗滌塔用再生劑二乙醇胺將其吸收，甲烷從洗滌塔的頂部回收進行循環利用，最后通入解吸塔將硫化氫解吸出來從塔頂流出，可用于生產硫磺或作其他用途。該方法需要引入二乙醇胺進行化學吸收，后期還要進行解吸，工藝比較復雜、成本偏高。也有一些文獻報道可以通過二硫化碳的吸收來提純硫化氫。例如，US2568121A公開的二硫化碳制備工藝，反應產物混合氣從反應器出來被冷凝，進入硫-氣分離裝置，液體硫從底部流出進入閃蒸罐以將其中混有的少量二硫化碳分離出來，二硫化碳和硫化氫氣相從分離裝置頂部流出進入氣體洗滌器下部，用洗滌油除去殘余的硫，從洗滌器出來后被冷卻后進入吸收器用庚烷或石腦油將二硫化碳吸收，未被吸收的氣體(主要是硫化氫)從吸收塔頂部排出，既可以用于硫的回收，也可以用于硫化鈉等其他化學產品的生產。該方法使用二硫化碳吸收劑，目標實際是二硫化碳的回收，硫化氫只是該回收過程的副產物，純度也不高，而且整個工藝流程比較復雜，對環境有污染。還有文獻采用蒸餾和精餾相結合的方式對甲烷法生產二硫化碳的副產物進行硫化氫的提純，一般包括以下步驟由反應器出來的包括硫磺、二硫化碳和硫化氫的產物混合物首先進行脫硫處理，得到的二硫化碳和硫化氫混合氣體經降溫加壓，除去低沸點的甲烷和氮氣，再通過蒸餾或閃蒸步驟將硫化氫和二硫化碳分離，得到的硫化氫通入精餾塔進一步純化。該方法在除去甲烷和氮氣等惰性氣體時需要對系統加壓，這對后續的蒸餾或閃蒸步驟要求較高，而且整體成本顯著增加。同時對中間步驟分離出來的含硫化氫的惰性氣體沒有綜合利用，成為廢氣污染環境，也造成了資源的浪費。針對現有技術的上述缺陷，本專利技術提出了一種全新的、在甲烷法生產二硫化碳的工藝中進行硫化氫提純精制的方法，采取兩級冷凝工藝，且兩級冷凝的壓力與上游CS2合成裝置的壓力相同。在提純過程中產生的含有硫化氫的惰性氣體以及高純硫化氫都得到了綜合利用，其中得到的高純硫化氫可作為二甲基亞砜、蛋胺酸、硫脲等的原料使用，該循環工藝使尾氣得到綜合利用，設備結構簡單，操作方便，無三廢產生，杜絕了環境污染。
技術實現思路
本專利技術的第一個目的是提供一種二硫化碳生產工藝中副產物硫化氫的提純方法。以主成分為甲烷和乙烷的天然氣和硫磺為原料在合成裝置中合成二硫化碳， 同時副產硫化氫，反應生成的產物混合物經過脫硫處理，得到含二硫化碳和硫化氫的混合物料，先將該混合物料送入硫化氫蒸餾塔初步分離，然后再對硫化氫蒸餾塔塔頂的氣相餾出物進行提純，并且該提純過程主要包括如下步驟先通過初級冷凝器和終極冷凝器將硫化氫蒸餾塔塔頂的氣相餾出物進行兩級冷凝，再經由精制給料罐和硫化氫精制塔進一步提純，最終得到高純硫化氫。本專利技術的提純方法采用先蒸餾、再兩級冷凝、最后精餾提純的全新工藝，克服了現有技術中先加壓冷凝再蒸餾和精餾的方法存在的設備數量多、運行不穩定、投資成本高等缺陷，在實際生產中取得了良好的效果。本專利技術具體的工藝步驟為初級冷凝器中的液相經由精制給料泵送入硫化氫精制塔，氣相流入終極冷凝器進一步冷凝，在終極冷凝器中冷凝后的物料送到精制給料罐，精制給料罐中冷凝的液相與從初級冷凝器中冷凝的液相在進入精制給料泵之前匯合，然后送往硫化氫精制塔，實現和H2S的進一步分離。本專利技術的第二個目的是為上述二硫化碳生產工藝中副產物硫化氫的提純方法提供優選的操作條件，以進一步優化硫化氫的提純效果，提高工藝的穩定性。本專利技術中，以主成分為甲烷和乙烷的天然氣和硫磺為原料在(^2合成裝置中合成二硫化碳的反應壓力為0.8 1. OMPa(G)，優選0.9Mpa(G)；溫度為650°C 700°C，優選 6800C ；反應生成的混合物經冷卻到160°C 180°C，優選170°C，進入脫硫塔進行脫硫處理； 脫硫塔塔頂流出的二硫化碳和硫化氫冷卻到30°C 40°C，優選35°C，進入硫化氫蒸餾塔初步分離，得到的氣相餾出物進入初級冷凝器。本專利技術中的“ (G) ”指表壓。本專利技術中，硫化氫蒸餾塔塔頂的氣相餾出物中硫化氫純度為93-97mol %。初級冷凝器的氣相產物為硫化氫與甲烷和氮氣等惰性氣體的混合物，被送入終極冷凝器進一步分離，而液相產物為含有少量二硫化碳的硫化氫，通過精制給料泵被送入硫化氫精制塔，以實4現二硫化碳和硫化氫的分離，從而得到高純硫化氫。本專利技術初極冷凝器的溫度一般為_6°C -12°C，優選-10°C。終極冷凝器的溫度控制在操作壓力下的硫化氫露點以下，一般為-12°C -38°C，優選_20°C -30°C，更優選-23°C 。從終極冷凝器流出的產物全部被送入精制給料罐，并在精制給料罐中實現惰性氣體的進一步分離。本專利技術的初級冷凝器和終極冷凝器在“恒壓”下運行，即恒壓冷凝。該“恒壓”是指初級冷凝器和終極冷凝器操作壓力與合成裝置壓力相同。合成裝置壓力控制在0.8 1. OMPa(G)范圍內，由于實際操作過程可能會存在壓力波動，所以壓力數值在上述范圍內小幅波動都可以被稱為“恒壓”。本專利技術精制給料罐的操作溫度與終極冷凝器的操作溫度一致。精制給料罐的溫度一般為-12°C _38°C，優選-20°C _30°C，更優選_23°C 。。精制給料罐流出的液相與初級冷凝器得到的液相在精制給料泵前匯合，共同被送入硫化氫精制塔中。精制給料罐分離出來的氣相為含有少量硫化氫的惰性氣體，被送入回收系統，實現綜合利用。本專利技術從生產裝置到初級冷凝器、再到終極冷凝器、最本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種甲烷法二硫化碳生產工藝中副產物硫化氫的提純方法，以主成分為甲烷和乙烷的天然氣和硫磺為原料在ＣＳ２合成裝置中合成二硫化碳，同時副產硫化氫，反應生成的產物混合物經過脫硫處理，得到含二硫化碳和硫化氫的混合物料，其特征在于先將該混合物料送入硫化氫蒸餾塔初步分離，然后再對硫化氫蒸餾塔塔頂的氣相餾出物進行提純，并且該提純過程主要包括如下步驟：先通過初級冷凝器和終極冷凝器將硫化氫蒸餾塔塔頂的氣相餾出物進行兩級冷凝，再經由精制給料罐和硫化氫精制塔進一步提純，最終得到高純硫化氫。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李剛，
申請(專利權)人：遼寧瑞興化工集團有限公司，
類型：發明
國別省市：21
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