[发明专利]一种二硫化碳生产过程中过量硫磺的分离方法及系统

说明书

本发明属于硫磺分离技术领域，公开了一种二硫化碳生产过程中过量硫磺的分离方法及系统，在高温下实现过量液硫的分离，确保液硫中较低含量的二硫化碳，通过低温冷却分离器得到的含硫较高的二硫化碳与二硫化碳精馏过程中产生的含少量硫的二硫化碳返回至高温冷却分离器，实现在高温条件下分离过量液硫。本发明不仅保证了回收液硫的纯度，从而不用深度脱出二硫化碳直接分离液硫中的碳泥，避免了后续常压下液硫过滤中因二硫化碳释放需深度后处理或存在安全、环保等问题，而且也保证了二硫化碳中液硫的高效脱除，保证产品二硫化碳高品质，同时充分利用反应器出口过程气温度较高的能量，避免使用精馏方法降温又升温的能量浪费。

技术领域

本发明属于硫磺分离技术领域，尤其涉及一种二硫化碳生产过程中过量硫磺的分离方法及系统。

背景技术

二硫化碳是一种重要的有机溶剂,还可用来制造杀虫剂、杀菌剂、有机医药中间体等。

目前工业化比较成熟的二硫化碳生产技术按照原料来源划分有甲烷法与焦炭法两种。由于生产工艺原因，甲烷法自动化程度高，装置密封性好，连续操作，正常操作基本对环境没有污染，而焦炭法由于间歇操作，自动化程度低，环境污染严重且安全隐患较大。

低碳烃为原料生产二硫化碳使用气态低碳烃类与硫磺作为原料，在加热炉中预热至600～700℃，经过反应后得到含有二硫化碳、硫化氢、过量硫磺、未反应天然气等物质的混合原料气。为尽量避免甲烷在高温下分解为碳和氢气，一般甲烷法生产二硫化碳都要求硫磺过量10～100％(摩尔分数)，根据工业运行经验硫磺过量数量越大，甲烷的分解程度就会越低。

二硫化碳反应完成后原料气中过量硫磺的分离文献研究较少，CN1919732提到以后二硫化碳初步分离塔只能保证塔的二硫化碳中硫的含量低于1％，没有提到回收硫中二硫化碳的含量。另外，虽然理论上可以通过精馏的方法实现硫磺与二硫化碳、硫化氢等轻组分的分离，但精馏需要的操作温度高达500℃以上，同时精馏塔无法避免在硫磺的高粘度区操作，因此实际生产中实现较为困难。

二硫化碳反应器出来的过程气通常的工艺是直接冷却至160～180℃分离过量的硫磺，为了过滤掉其中少量的反应杂质(主要是炭黑)必须减压至常压送至液硫池，使用液硫过滤机在常压条件下进行过滤。液硫池一般为常压操作，并且与空气直接接触。在0.6～1.2MPa的反应压力下冷却至160～180℃直接分离硫磺，得到硫磺中溶解的二硫化碳的含量高达20～30％，经过减压至常压后就会释放出部分二硫化碳，由于二硫化碳的燃点为90℃，从高于120℃的液体硫磺中释放出来的二硫化碳气体与空气接触后就会迅速燃烧，进而引燃液体硫磺燃烧，不仅安全隐患巨大而且燃烧后生成的二氧化硫也污染环境。

常压下液硫不释放二硫化碳的最高浓度17％左右，为了保证液体硫磺中二硫化碳的含量低于释放浓度，可以通过降低液硫温度或降低液硫中二硫化碳含量两种方式。由于液硫在常压下熔点为119℃，为保证液硫不发生冷凝，正常的操作温度在130～160℃，因此为保证液体硫磺中二硫化碳含量低于最低释放浓度，通常采用蒸汽、克劳斯过程气、氮气等气体进行汽提液硫，该方法虽然可以降低液硫中二硫化碳的含量，但装置投资大操作复杂，同时汽提后的二硫化碳送入克劳斯系统或焚烧系统，是对二硫化碳的损失。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有技术中，由于液体硫磺不是高温分离，液体硫磺中的二硫化碳含量过高，液体硫磺过滤过程中会释放出来，会引起安全和环保问题；为了避免二硫化碳从液体硫磺中逸出，采用汽提方式降低液硫中二硫化碳的含量，汽提后的二硫化碳送克劳斯系统或焚烧系统，这样造成产品二硫化碳损失、公用工程消耗高、投资大，操作复杂。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种二硫化碳生产过程中过量硫磺的分离方法及系统。