天然气法生产二硫化碳主要生产技术与工艺方案
二硫化碳合成工艺研究进展

二硫化碳是一种重要的化工原料,其用途十分广泛。我国 是粘胶纤维生产 大 国,作 为 粘 胶 纤 维 的 生 产 原 料 之 一,二 硫 化 碳的需求量也十分可观。二硫化碳的溶解能力极强,可用作有 机溶剂,用来 萃 取 植 物 油,除 去 设 备 及 管 道 的 涂 蜡,提 取 硫 磺 等。二硫化碳也可用来生产橡胶促进剂,能有效改善硫化橡胶 的外观及机械性能。在农业上,二硫化碳可用做农药中间体的 原料,生产杀虫 剂、灭 鼠 剂 等。 用 二 硫 化 碳、强 碱、脂 肪 醇 类 生 产的黄原酸盐,可用做矿石的浮选剂,航空的加速剂,航空煤油 添加剂等。在化学 工 业 上,可 用 二 硫 化 碳 生 产 四 氯 化 碳、二 甲 基亚砜、二甲基硫醚、高纯度金属硫化物等[1-3]。
炉法。其原理是在石墨电极和钢电极之间设置木炭层,木炭层 作为电阻器存在,硫磺蒸气从外部引入反应器内与木炭反应生 成二硫化碳[8]。
木炭法生产工艺是连续通入硫磺,间歇加入木炭的间歇式 生产工艺。该工 艺 优 点 是 设 备 简 单,投 资 少,操 作 费 用 低。 缺 点是生产规模 小,不 能 够 连 续 生 产 [9]。 在 加 入 木 炭 的 间 隙,反 应炉内的有毒气体会不经意间溢出对人体造成伤害。木材和 电能消耗巨 大,对 环 境 有 一 定 的 破 坏,并 且 产 生 硫 化 氢 气 体。 随着国家“退耕还林”政策的出台,木炭法逐渐被淘汰 。 [10]
·42·
山 东 化 工 SHANDONGCHEMICALINDUSTRY 2019年第 48卷
二硫化碳合成工艺研究进展
刘 潇,李天文
(烟台大学 化学化工学院,山东 烟台 264005)
摘要:介绍了二硫化碳合成发展史。总结了二硫化碳的生产工艺,生产过程中的注意事项,对二硫化碳的发展提出了意见。 关键词:二硫化碳;发展史;生产工艺;安全;意见 中图分类号:TQ127.1+21X(2019)03-0042-02
二硫化碳国内外工艺技术概况

( 辽宁省石油化工规划设计 院 . 辽宁 沈 阳 1 04 1 0) e
摘
关 键
要 : 介绍 了以天然气 和硫 为原料 生产 c 的 3 技术 , 是 种 即美 国 的 F c技术 、 ̄ fr M Sue技术 和 a
词: 天 然气; 硅胶 ; 催化剂 ; 硫化氢 文献标识码 : A 文章编号 : 10 一 95 2o ) 一 —2 04 o 3(o2m 昕8 0
采用 Safr t e技术 的生 产 能力为 3 u 02万 t占 2 . , 56 %。此技术 具 有生 产操 作安全 、 稳定 、 能耗 较低 的
产厂 家 3 5个 , 大 装 置 能力 为 500t , 般 能 最 0 / 一 a 力 为 200—300t 。这种工 艺用 间 歇方式 加木 0 0 a / 炭, 采用外 部加 热反应 甑 或 电炉 反应 器 , 反应 物 间 歇精 馏得 到成 品 。此种 工 艺 技 术 不但 规 格小 、 效 率低 、 耗高 、 术 落后 , 能 技 而且操 作 条件 差 , 重污 严
P G技术 , I 并对 国内 c 生 产现状进行了概述 。
中图分 类号 : T 2 .4 Q 17 1
1 前
言
用蒸馏法精制得到二硫化碳成品。转化率最低为 8 % 一9 5 0%( 以甲烷 计) 。该法 副产 H s 0 9t 1( . St )用克劳斯法 回收硫 , /c , . 再作为原料使用。 在上述技术的基础上 ,O 纪 6 年代 ,M 2世 0 FC 公 司提 出改进 技术 , 郎使 甲烷 气 相 压力 提 高 至 1 . 0 . Ma —18 P 。在无催化剂的固定床反应器中进行 反应。用玲凝法除去反应物 中的过硫 , 剩余物直 接进分离塔 分出 S再 用精 馏塔精制 得到二硫 , 化碳成品。其转化率为 9 %( 7 以甲烷计) 。 目前 国外 用 天 然气 生 产 c 2 生 产 装 置 中 , s的 采用 F C M 技术的装置能力为 3 . , 2 、 44t占 9 2%, 其中采用改进的 F C M 技术的装置 能力 为 1, 万 56
二硫化碳生产工艺流程

二硫化碳生产工艺流程
二硫化碳(CS2)是一种常用的有机化工原料,在橡胶、化纤、医药等领域有着广泛的应用。
下面将介绍二硫化碳的生产工艺流程。
首先,二硫化碳生产的原料主要包括硫和甲烷。
硫是一种常见的自然元素,在地壳中含量较丰富。
甲烷则是一种主要成分为碳和氢的天然气。
硫和甲烷是二硫化碳生产的关键原料。
接下来是二硫化碳的生产反应。
二硫化碳的主要生产反应是硫与甲烷的加热反应,即:
CH4 + 4S → CS2 + 2H2S
在反应过程中,硫和甲烷混合物首先被加热至适宜的温度,利用加热反应中的热量激发硫和甲烷的反应能力。
反应发生后,生成的二硫化碳和硫化氢混合物会被冷却,将其中的硫化氢分离出来。
然后是二硫化碳的分离工艺。
由于二硫化碳和硫化氢在物理性质上有所差异,所以可以通过物理分离的方法将它们分离出来。
常用的分离方法是利用二硫化碳和硫化氢的沸点差异,通过升温沸腾和冷却凝华来实现分离。
最后是二硫化碳的纯化与储存。
在分离后的二硫化碳中,可能还会含有少量的杂质,需要通过纯化工艺将其去除,以提高二硫化碳的纯度。
纯化过程一般包括蒸馏、吸附和过滤等步骤。
纯化后的二硫化碳可以通过密封的容器储存,以便后续的使用
和运输。
总结起来,二硫化碳的生产工艺流程可以分为原料准备、加热反应、分离、纯化和储存等步骤。
这一流程能够高效地生产出高纯度的二硫化碳,为相关行业的生产和应用提供了可靠的原料。
二硫化碳生产工艺流程

二硫化碳生产工艺流程
《二硫化碳生产工艺流程》
二硫化碳是一种无色、有刺激性气味的气体,广泛应用于橡胶和化肥等行业。
它的生产工艺流程包括以下几个步骤:
原料采集:生产二硫化碳的主要原料是硫和甲烷。
硫可以从天然硫矿中提取,甲烷则可以从天然气中获得。
这两种原料都需要经过净化和精炼处理,以确保其纯度和质量。
反应制备:原料将被送入反应釜中进行化学反应。
通常,硫和甲烷在高温和高压下反应,生成二硫化碳和水蒸气。
这个反应是一个放热反应,需要严格控制温度和压力,以确保反应的高效进行。
分离提纯:反应生成的混合物需要经过分离和提纯处理。
首先,通过冷凝,将水蒸气分离出来,得到含有二硫化碳的气体。
然后,再通过蒸馏或吸附等过程提纯气体,去除其中的杂质和不纯物质。
储存包装:最后,提纯的二硫化碳将被储存在专门的容器中,并根据需要进行包装和运输。
在储存和包装过程中,需要避免与空气和其他化学物质接触,以确保产品的纯度和稳定性。
总的来说,二硫化碳的生产工艺流程需要严格控制原料质量、反应条件和产品处理过程,以确保产品的质量和安全性。
随着
科学技术的不断进步,对二硫化碳生产工艺的研究和改进将会为相关行业的发展带来更多的机遇和挑战。
二硫化碳的制造工艺流程

二硫化碳的制造工艺流程二硫化碳这玩意儿啊,可有趣啦。
咱先来说说它是怎么制造出来的。
二硫化碳的制造呢,有好几种方法,不过常见的是木炭法。
那这木炭法是怎么个事儿呢?这得有专门的反应炉哦。
就像一个大容器,里面装着木炭。
这木炭可不是普通的木炭,那是经过挑选的,质量得好呢。
然后呢,把硫磺也加进去。
硫磺这东西啊,黄黄的,还有点刺鼻的味道。
当硫磺和木炭在这个反应炉里相遇的时候,就像两个小伙伴要开始一场奇妙的冒险啦。
这个反应的温度很重要哦。
要把反应炉加热到一定的温度,就好像给这两个小伙伴创造一个合适的玩耍环境一样。
这个温度呢,通常是比较高的。
在这样的高温下,硫磺就会和木炭发生反应。
反应的时候啊,会有很多奇妙的变化。
硫磺的分子和木炭的分子就开始互相作用啦,它们就像在跳一种特殊的舞蹈,然后慢慢地就形成了二硫化碳。
不过这还没完呢。
反应产生的二硫化碳可不是直接就能用的。
它还混着其他的东西呢,就像一锅大杂烩。
这时候就得进行分离提纯啦。
那怎么提纯呢?有一种方法是通过蒸馏。
就像把酒从酒和水的混合液里分离出来一样。
把反应后的混合物放到蒸馏装置里。
这个蒸馏装置啊,有各种管道和容器。
加热这个混合物,因为二硫化碳和其他杂质的沸点不一样,二硫化碳就会先变成气体跑出来。
然后再把这个气体冷却,它又变成液体啦,这样就得到了比较纯净的二硫化碳。
还有哦,在整个制造过程中,安全可重要啦。
二硫化碳这东西是易燃的,就像个小炸弹一样,一不注意就可能出事儿。
所以在工厂里,到处都得有防火的措施。
工人叔叔们也得特别小心,得穿着合适的工作服,戴着防护的东西。
而且啊,这个制造过程对环境也有影响呢。
硫磺燃烧的时候会产生一些废气,如果不处理好,就会污染空气。
所以现在的工厂都会有专门的设备来处理这些废气,让它们变得对环境友好一点。
这二硫化碳制造出来以后啊,它可有用处啦。
可以用在很多工业领域呢。
比如说在生产人造丝的时候,它就像一个小助手一样,能帮助把原料变成漂亮的人造丝。
二硫化碳生产工艺流程

二硫化碳生产工艺流程
二硫化碳生产工艺流程:
二硫化碳是一种无色液态有机化合物,常用于工业领域的溶剂、橡胶和人工纤维的制造等。
以下是二硫化碳的生产工艺流程。
1. 原料准备:二硫化碳的主要原料是甲烷和硫,同时还需要溶剂和催化剂。
甲烷常常通过天然气或石油提取,硫则来自磺矿石。
2. 气化反应:甲烷与氧气反应生成一氧化碳和水蒸气,同时放出热量。
这个反应通常在高温下进行,并在催化剂的作用下加速。
该反应可以通过高温燃烧获得所需的热量。
3. 气体净化:由气化反应得到的气体中含有一氧化碳、二氧化碳、氢气等杂质,需要通过吸附、冷凝等方法进行气体净化。
4. 合成反应:在净化后的气体中加入硫矿石,经过高温和高压的条件下进行合成反应。
其中甲烷与硫反应生成二硫化碳和氢气,同时释放出大量的热量。
5. 冷却和分离:合成反应后得到的热气体需要冷却,通过冷却器和冷凝器将气体冷却成液体。
此时,液态的二硫化碳与未反应的气体和吸附剂进行分离。
6. 再生吸附剂:通过加热的方式将吸附剂中吸附的杂质释放出来,并使吸附剂恢复活性,以便于下一轮的吸附。
7. 产品提纯:分离出的二硫化碳需要进行提纯,通常通过蒸馏的方式进行。
这个步骤可以提高产品的纯度,并去除其中的杂质。
8. 储存和包装:提纯后的二硫化碳需要进行储存,通常选择密封的容器将其储存起来,并进行包装,以便于运输和销售。
以上就是二硫化碳的生产工艺流程。
这个工艺流程需要考虑原料的供应、催化剂的选择、反应温度和压力的控制等因素,以保证高效、安全地生产出优质的二硫化碳产品。
二硫化碳生产工艺流程及应急处置
一 、 CS2生产工艺流程
1 、 CS2粗 精 制 工 段 反应后的混合气在0.4MPa压力下,采用冷却循环水和乙二醇冷
冻水进行换热、冷凝,分级捕集硫、二硫化碳和硫化氢,即利用 沸点的不同,在140℃时分离得到液态硫,在35℃时分离得到液态 二硫化碳,在-9℃时分离得到硫化氢。 分离得到的液态二硫化碳经泵送至精馏工段,分离得到的液态硫 送缓冲罐返回澄清计量槽作为原料回用,分离的硫化氢送硫回收 工段。
一 、 CS2生产工艺流程
4 、 CS2储 存 从二硫化碳生产装置区计量罐来的二硫化碳成品经架
空管道送至二硫化碳储罐,储罐东侧设有二硫化碳装车平 台,使用1组装车鹤管,装车采用定量装车系统, 设有2台 功率为11KW的二硫化碳装车泵。
二、生产过程中存在的危险有害因素及采取的预防措施
序号 1 2
二硫化碳生产工艺流程 及应急处置
CS2生产工艺流程
生产过程中存在的危险有 害因素及采取的预防措施 事故应急处置对策
典型事故案例
目录
CONTENTS
一 、 CS2生产工艺流程 • 工艺概述
二硫化碳生产采用甲烷硫磺法,即以天然气和硫磺为原料非 催化生产二硫化碳。该工艺在压力为0.4MPa、温度约720~800℃、 硫过量的条件下进行加热反应,在等压条件下捕集过量的硫和 二硫化碳。粗品二硫化碳与硫化氢分离后进行精馏得到高纯度 的二硫化碳。分离出来的硫化氢和精馏不凝气进入克劳斯燃烧 炉、一级、二级、三级反应器进行三级催化反应和四级冷凝及 四级除沫和二级捕硫器捕硫硫回收装置,使硫化氢还原成高纯 度的液硫,直接回用于生产。
3 4 5
主要场所
二硫化碳 粗精制工
段
硫回收工 段
尾气处理 工段
储罐区及 装车处
二硫化碳课程设计
摘要二硫化碳在工业生产中是一种重要的化工原料,主要用于化学纤维、玻璃纸、四氯化碳的制造,也可用作油漆和清漆脱膜剂,还可用来制造农药、橡胶助剂、溶剂等。
但同时在性质上它又是易燃有毒液体,具有很强的危险性。
目前国内很多化工企业都已采用先进的高压非催化合成二硫化碳生产工艺,传统的木炭硫磺法将被淘汰已成必然的历史。
根据变化失误理论,由传统工艺向先进工艺的转变将有可能导致事故的发生,针对这种工艺详细分析其工艺流程,找出防火防爆重点部位,划分生产区、储存区、生活区等,确定建筑物耐火等级,确定防火间距,选择防爆电气及灭火器的配置等等。
从多方面来降低生产二硫化碳所带来的火灾爆炸危险性,使整个大系统的安全性达到最好的状态。
关键词:二硫化碳;生产工艺;耐火等级;防火间距;灭火器配置--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------目录摘要 (I)1 前言 (1)2 工程概况 (2)3 工程项目分析 (3)3.1 工艺流程介绍 (3)3.1.1 生产工艺简述 (3)3.1.2 安全防火重点部位 (4)3.1.3 安全工作重点 (4)3.2 工艺环节的划分 (4)3.2.1 生产区 (4)3.2.2 仓储设施 (5)3.2.3 其他设施 (6)4 区域划分 (8)5 总平面的布置 (10)5.1 分区布置 (10)5.2 火灾危险类别的确定 (10)5.2.1 二硫化碳及生产原料的理化性质简介 (10)5.2.2 生产工艺火灾危险分类 (11)5.2.3 储存区火灾危险分类 (11)5.3 耐火等级的确定 (11)5.3.1 生产区 (11)5.3.2 储存区 (12)5.3.3 生活区 (12)5.3.4 附属设施区 (12)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5.4 防火间距 (13)5.4.1 防火间距设计原则 (13)5.4.2 防火间距的确定 (14)6 防爆电气的设计 (15)6.1 划分爆炸危险区域 (15)6.2 防爆电气选择 (15)6.2.1 爆炸性混合物分级、分组 (15)6.2.2 防爆电气选择 (16)7 泄爆方式确定及泄爆面积计算 (18)7.1 泄爆方式 (18)7.2 泄爆面积的计算 (18)8 灭火器的配置 (20)8.1 灭火器的选择 (20)8.2 灭火器设置与配置 (21)9总结 (24)参考文献 (25)附录Ⅰ火灾危险类别划分 (26)附录Ⅱ防爆电气选型 (30)附录Ⅲ灭火器的配置 (32)附录Ⅳ爆炸危险性区域划分 (35)附录Ⅴ防火间距 (36)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 前言据国家安全生产监督管理总局公告:2009年全国共发生重特大生产安全事故67起,死亡1128人,其中关于火灾事故6起,各类爆炸事故13起。
二硫化碳制造工艺流程
二硫化碳制造工艺流程二硫化碳可是个很有趣的东西呢,那咱们就来唠唠它的制造工艺流程。
一、原料准备。
制造二硫化碳得先把原料准备好呀。
它的主要原料是木炭和硫磺呢。
木炭得是那种质量还不错的,就像是挑选食材一样,要精心挑选。
硫磺也得是纯度比较高的,这样才能保证后面制造出来的二硫化碳质量好。
二、反应炉。
有了原料就该把它们放到反应炉里啦。
这个反应炉就像是一个神奇的魔法盒子。
把木炭和硫磺按照一定的比例放进去,然后呢,就开始加热。
加热这个过程可讲究啦,温度得控制好,就像炒菜的时候火候要掌握得刚刚好一样。
要是温度太高了,可能就会出问题,要是温度太低呢,反应又不能很好地进行。
三、反应过程。
在反应炉里呀,木炭和硫磺就开始它们的奇妙反应啦。
硫磺开始融化,然后和木炭相互作用。
这个时候会产生好多复杂的化学反应,各种分子就像是一群小舞者,在反应炉这个大舞台上欢快地跳动着。
它们相互结合、分解,最后就生成了二硫化碳。
这个过程中会有一些气体产生,还得小心地处理这些气体呢,不能让它们随便跑出去,不然可能会污染环境或者造成危险。
四、分离和提纯。
反应生成的二硫化碳可不是纯净的就可以直接用啦。
里面还混合着其他的一些物质呢。
这就需要进行分离和提纯。
就像是从一堆杂物里把宝贝挑出来一样。
可以利用二硫化碳和其他物质不同的物理和化学性质,比如说沸点不一样,就可以用蒸馏的方法把二硫化碳分离出来。
经过提纯后的二硫化碳就比较纯净啦,可以用来做很多事情呢。
五、储存和运输。
制造好的二硫化碳得好好地储存起来。
它可是个比较调皮的家伙,储存的容器得是特制的,要能够防止它泄漏,还得保证它不会和容器发生反应。
在运输的时候更是要小心翼翼的,就像护送一个珍贵的宝贝一样。
要遵守各种安全规定,不能让二硫化碳在路上出什么岔子。
二硫化碳的制造工艺流程虽然看起来有点复杂,但是只要每个环节都做好了,就能顺利地制造出这个有用的东西啦。
不过在整个过程中,安全可千万不能忽视哦,毕竟二硫化碳要是不小心泄漏或者操作不当,可能会带来一些危险呢。
天然气法生产二硫化碳主要生产技术与工艺方案
天然气法生产二硫化碳主要生产技术与工艺方案、设备方案、工程方案主要生产技术与工艺方案、设备方案、工程方案(一)、技术方案1、概述:传统的二硫化碳生产工艺,大多采用的是木炭法。
即木炭加硫磺在反应釜内用煤或电加热使其产生化学反应,再通过冷凝精馏完成生产过程。
每生产1吨二硫化碳大约需用木材1.1吨。
从20世纪50年代起,我国就拥有以木炭和硫磺为原料生产二硫化碳的小型工业生产装置。
据统计,目前国内大小生产厂家有一百多处,生产能力45万吨左右(不完全统计)。
其中最大的有两大公司:上海百金化工集团有限公司和辽宁瑞兴集团有限公司,分别拥有15万吨和12万吨二硫化碳生产能力,占据全国生产能力的60%,其它企业规模较小,大部分企业年产量不超过3000吨。
两家均称是中国最大的二硫化碳生产企业。
在我国生产二硫化碳的企业中,除辽宁瑞兴集团有限公司用天然气法外,其余大多用木炭法,瑞兴化工集团采用的是高压非催气化法新工艺,比国际化工行业实施的天然气法更为先进。
2、二硫化碳生产技术状况:二硫化碳生产方法有:1、木炭硫磺法;2、天然气硫磺法;3、半焦硫磺法;4、丙烯法2.1二硫化碳的工艺路线2.1.1木炭—硫磺外加热法。
流程简图如下:原辅材料为木炭、硫磺、煤、汽等,(年产4000吨)年需量分别为:2.1.2半焦-硫磺法:专利号】CN02147678.0将半焦按照不同粒度配比加入反应炉内,与炉内经过气化的气态硫在850~1000℃的温度下进行化学反应,生成二硫化碳气体,二硫化碳气体从反应炉顶部气体出口排出,进入冷凝系统;生产过程中采用半流动床式加料法,反应后产生的炉渣清理时间间隔为48~72小时,炉渣清理后及时补充加入半焦,以保证反应连续进行。
本发明用半焦代替木炭作为生产二硫化碳的原料,产品性能稳定,质量可靠,符合国家标准,完全可取代木炭生产二硫化碳。
采用本发明生产二硫化碳将会节约大量木材,这对保护森林,保持生态平衡,保护环境起到积极作用,同时还可大大降低生产成本,具有显著的社会效益和经济效益。
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天然气法生产二硫化碳主要生产技术与工艺方案、设备方案、工程方案
主要生产技术与工艺方案、设备方案、工程方案
(一)、技术方案
1、概述:
传统的二硫化碳生产工艺,大多采用的是木炭法。
即木炭加硫磺在反应釜内用煤或电加热使其产生化学反应,再通过冷凝精馏完成生产过程。
每生产1吨二硫化碳大约需用木材1.1吨。
从20世纪50年代起,我国就拥有以木炭和硫磺为原料生产二硫化碳的小型工业生产装置。
据统计,目前国内大小生产厂家有一百多处,生产能力45万吨左右(不完全统计)。
其中最大的有两大公司:上海百金化工集团有限公司和辽宁瑞兴集团有限公司,分别拥有15万吨和12万吨二硫化碳生产能力,占据全国生产能力的60%,其它企业规模较小,大部分企业年产量不超过3000吨。
两家均称是中国最大的二硫化碳生产企业。
在我国生产二硫化碳的企业中,除辽宁瑞兴集团有限公司用天然气法外,其余大多用木炭法,瑞兴化工集团采用的是高压非催气化法新工艺,比国际化工行业实施的天然气法更为先进。
2、二硫化碳生产技术状况:
二硫化碳生产方法有:1、木炭硫磺法;2、天然气硫磺法;3、半焦硫磺法;4、丙烯法
2.1二硫化碳的工艺路线
2.1.1木炭—硫磺外加热法。
流程简图如下:
原辅材料为木炭、硫磺、煤、汽等,(年产4000吨)年需量分别为:
2.1.2半焦-硫磺法:
专利号】
CN02147678.0
将半焦按照不同粒度配比加入反应炉内,与炉内经过气化的气态硫在850~1000℃的温度下进行化学反应,生成二硫化碳气体,二硫化碳
气体从反应炉顶部气体出口排出,进入冷凝系统;生产过程中采用半流动床式加料法,反应后产生的炉渣清理时间间隔为48~72小时,炉渣清理后及时补充加入半焦,以保证反应连续进行。
本发明用半焦代替木炭作为生产二硫化碳的原料,产品性能稳定,质量可靠,符合国家标准,完全可取代木炭生产二硫化碳。
采用本发明生产二硫化碳将会节约大量木材,这对保护森林,保持生态平衡,保护环境起到积极作用,同时还可大大降低生产成本,具有显著的社会效益和经济效益。
2.1.3流态化工艺生产二硫化碳的方法
将粉状原料入加热炉加热至750-1100℃导入反应炉内并通入惰性气体使之流态化,同时加入硫磺反应生成二硫化碳。
本发明具有原料来源广,价格低,反应效率高,占地面积小,环境污染少等优点。
2.1.4天然气法
1)利用甲烷和乙烷混合的天然气制造二硫化碳及硫化氢的方法,它包括选取甲烷和乙烷的摩尔含量为97%以上的混合气,按照该混合气中的碳与硫磺的摩尔比为1∶2-6的原料配比进行配料;将配料在反应炉内预热至300-500℃后,在表压压力为2-13Kg/Cm条件下,将甲烷和乙烷混合的天然气与液体硫磺进行混合,温度控制在500-750℃条件下进行反应,然后全部工艺物料进入绝热反应器内,反应停留时间为1.5-5秒;将反应生成的气体再经过硫分离和精馏,分别得到纯净的二硫化碳及硫化氢。
具有延长生产周期,减少维修时间和降低产品成本的效果。
以天然气为原料代替木炭生产二硫化碳是目前国内外首选的先进的生产路线。
工艺技术包括:
a.低压催化油吸收工艺
b.低压非催化油吸收工艺
c.加压非催化蒸馏工艺。
(见附件:专利)
CH4+4S─→CS2+2H2S
2)将甲烷与硫磺蒸气混合,在有硅胶、氧化铝或铝矾土(见固体酸催化剂)催化剂存在下加热到 580~635℃(或无催化剂作用时加热到1000~1200℃),即得到含二硫化碳的混合气体,回收未反应的硫磺、甲烷以及杂质硫化氢后,冷凝得二硫化碳产品。
硫磺用量一般过量5%。
需防止甲烷热裂解产生炭黑,使催化剂中毒。
目前最先进的是高压非催化天然气法制造二硫化碳,也是国鼓励的工艺路线。
木炭法能耗高、污染大,是国家限制淘汰的工艺。
半焦-硫磺法目前也可盈利,但生产规模较小。
3、基本原理
1)、CS2反应原理
天然气中的甲烷与硫在700℃高温条件下非催化绝热反应生成CS2,并附产H2S,其主要反应如下:
CH4+4S─→CS2+2H2S
该反应转化率以碳计为98%。
2)、硫磺回收原理
通过自动控制空气投配量及反应温度可以将附产的H2S转化为硫,从而实现硫的回收和循环利用。
3)、尾气处理的化学过程
未转化的硫化氢以及残留在尾气中的其他硫化物在克劳斯炉中高温烧可以几乎全部转化为毒性较小的SO2,含SO2的尾气通过80m烟囱排放。
4、工艺流程简述:
1)、熔硫系统
固体硫磺通过皮带机输送至熔为液体硫磺,经澄清过滤后得到纯净的液态硫,经硫计量泵加压送入加热炉气化及过热。
2)二硫化碳反应系统
天然气经天然气平衡罐调压后分三路在加热炉不同部信加入,与过热的硫蒸气反应生成二硫化碳。
由于天然气的加入及化学反应的进行,降压,高硫分子离解,混合气出炉后进入反应炉后进入反应器继续反应。
使出口达到98%的转化率。
3)、分离及物料回收系统
过程气经调节阀减压进入硫冷凝器,冷却到一定温度到硫分离器,除去液态硫后,进入硫磺蒸馏塔,塔顶出来的过程气进入CS2冷却器,分离的大量H2S从冷却塔经调节进入克劳斯炉。
冷却塔的CS2分两步走:
(1)进入硫磺蒸馏塔,洗涤除去过程气中的微量矿硫磺。
洗涤液在塔釜被加热蒸出CS2,釜底的液体硫磺回收;
(2)部分含微量H2S的液体CS2进入H2S蒸馏塔,在低压50℃的条件下分离去除了微量H2S。
尾气从塔顶冷凝出的CS2又回到塔内,H2S 到克劳斯炉,塔釜内去除了微量H2S的精CS2,经冷却器冷却到常温后到成品库。
(二)、主要专业设备(设备的先进性、适用性、可靠性和重要性的性能指标,以及设备来源)。
1、主要设备清单(略)
2、主要设备来源(外购)
(三)、工程方案
1、建构筑物的特征、结构及面积方案(见附件平面图、规划图)
框架及砖混结构,一期面积20亩,二期12亩。
2、主要建、构筑物工程一览表(利用一CMS一厂老厂房)
六、原料、辅助材料及动力供应
1、原料、辅助材料消耗及动力供应
建设10000t/a二硫化碳装置,采用天然气硫磺法。
七、节能
1、能耗指标及分析
本项目以天然气和硫磺为原料生产二硫化碳,其单位产品综合能耗如下:
二硫化碳单位产品能耗以天然气占的比例最大。
甲烷法与木炭法相比较,具有边疆生产、装置规模大、便于集中控制和自动化程度高,能耗低、经济效益好等优点。
由于冷凝效果差异,不凝气中CS2的含量升高,造成物料人为流失,产品产率下降,也是造成单位能耗高的一个重要原因。
2、节能措施:
1)、结合地形特点,优化总图布置,使物料输送基本依靠信位差自流进入下一工序,降低动力消耗。
2)、反应炉余热进行回收利用,副产蒸气用于精馏、管道保温,节约能源。
3)、对工艺尾气中的CS2采用深冷法进行回收,提高产品收率,从而相应降低产品能耗。