【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备硫化氢的反应器和方法
本专利技术涉及用于在升高的压力和升高的温度下由单质硫和氢气合成硫化氢的反应器和方法。本专利技术还涉及所述反应器用于以高产率和低H2Sx含量制备硫化氢的用途。
技术介绍
硫化氢是工业上重要的中间体,例如用于合成甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫化物、磺酸、二甲基亚砜、二甲基砜,以及用于许多硫化反应。迄今,其主要由矿物油和天然气加工以及通过硫和氢气的反应获得。通常通过以下方式由单质制备硫化氢:将气态氢引入硫熔体中,将硫转化为气相并在与氢气的放热反应中将其中的硫转化为硫化氢(Ullmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry,第六版,1998年,Wiley-VCH)。为了获得令人满意的反应速率和高的硫化氢产率,反应必须在相对于标准条件升高的温度下进行。根据预期的进一步使用,可能需要提供在大于5巴的压力下制备的硫化氢。在这种情况下,有利的是在所需的压力下直接进行硫化氢的合成。这就需要温度的进一步升高,以确保足够的硫被转化为气相。然而,在高于450℃的温度下进行硫化氢的合成的缺点在于,在这些条件下,硫化氢会对反应器的材料造成腐蚀损坏。因此,需要可实现高的转化率,同时避免至少对反应器的承压元件的损坏的反应器构造。一种提高硫化氢产率的方法是延长氢气在硫熔体中的停留时间。这例如在US2876070和DE102008040544A1中通过使用具有布置在硫熔体内的呈中间塔盘或杯形式的气体收集区的反应器进行。然而,这种类型的构造仅实现了大于96%的氢气转化率。增加气体收集区的数量也许可以提高转化率,但这将导致需要更大的 ...
【技术保护点】
反应器(1),其适于在相对于标准条件升高的温度和升高的压力下通过硫和氢气的放热反应连续制备硫化氢以形成包含硫化氢和硫的最终产物气体混合物P最终,所述反应器(1)包括:‑适于容纳硫熔体(3)的下部反应器区(2),‑一个或多个非承压第一洞穴(4)和对于每个第一洞穴至少一个适于受控地供应加压气态氢的供应装置(5、5a),所述洞穴(4)适于至少临时容纳在放热反应中形成的并且包含硫化氢、硫和氢气的产物气体混合物P1,‑一个或多个非承压第二洞穴(8),所述第二洞穴(8)被布置在所述第一洞穴(4)的上方,并且适于至少临时容纳在所述第一洞穴(4)中形成的所述产物气体混合物P1以及适于通过硫和氢气的放热反应形成另外的硫化氢以形成产物气体混合物P2,以及‑适于在相对于标准条件升高的温度和升高的压力下容纳所述产物气体混合物P最终的气体收集区(6),其特征在于,至少一个所述第二洞穴(8、10)的容积大于每个所述第一洞穴(4)的容积,和/或至少一个所述第二洞穴(8、10)由于构造原因具有比每个所述第一洞穴(4)更低的排热。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.22 EP 12173217.61.反应器(1),其适于在相对于标准条件升高的温度和升高的压力下通过硫和氢气的放热反应连续制备硫化氢以形成包含硫化氢和硫的最终产物气体混合物P最终,所述反应器(1)包括:-适于容纳硫熔体(3)的下部反应器区(2),-一个或多个非承压第一洞穴(4)和对于每个第一洞穴至少一个适于受控地供应加压气态氢的供应装置(5、5a),所述洞穴(4)适于至少临时容纳在放热反应中形成的并且包含硫化氢、硫和氢气的产物气体混合物P1,-一个或多个非承压第二洞穴(8),所述第二洞穴(8)被布置在所述第一洞穴(4)的上方,并且适于至少临时容纳在所述第一洞穴(4)中形成的所述产物气体混合物P1以及适于通过硫和氢气的放热反应形成另外的硫化氢以形成产物气体混合物P2,以及-适于在相对于标准条件升高的温度和升高的压力下容纳所述产物气体混合物P最终的气体收集区(6),其特征在于,至少一个所述第二洞穴(8、10)由于构造原因具有比每个所述第一洞穴(4)更低的排热。2.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述反应器具有一个或多个适于供应液体硫的供应装置。3.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述洞穴被硫熔体包围,以使在洞穴中释放的反应热消散到硫熔体中。4.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,第一洞穴是收集在所述洞穴中的气体混合物尚未预先流动通过其它洞穴的洞穴。5.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,第二洞穴是收集在所述洞穴中的气体混合物的至少一部分刚刚预先流动通过至少一个第一洞穴的洞穴。6.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,洞穴采取罩形安装装置的形式,在其下方,特定的气体体积可以收集并从向下方向上开口的罩形状的外边缘溢出至更高的反应器区。7.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,洞穴由具有一个或多个孔口的水平中间塔盘组成,气体可通过所述孔口流入更高的反应器区中。8.根据权利要求7所述的反应器,其特征在于,沿所述孔口的边缘,所述中间塔盘具有垂直向下延伸的堰,其在洞穴中保留一定的气体体积。9.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述反应器(1)包括至少两个非承压第一洞穴(4)和对于每个第一洞穴(4)至少一个适于受控地供应加压气态氢的供应装置(5、5a),所述第一洞穴(4)适于至少临时容纳所形成的所述产物气体混合物P1。10.根据权利要求9所述的反应器,其特征在于,所述反应器对于每个第一洞穴,具有数个供应装置,其中的一些供应装置将氢气引入硫熔体中,并且其它的供应装置将氢气直接引入到所述洞穴的气体空间中。11.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,至少一个所述第二洞穴(8)包括至少一个适于受控地供应加压气态氢气的供应装置(9、9a)。12.根据权利要求11所述的反应器,其特征在于,所述供应装置被构造为可将氢气引入位于第二洞穴下方的硫熔体中,或者直接引入第二洞穴的气体空间中。13.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述反应器(1)还包括一个或多个布置在所述第二洞穴(8)上方的非承压第三洞穴(10)和任选的其它相应合适的洞穴。14.根据权利要求13所述的反应器,其特征在于,第三或其它的洞穴是收集在所述洞穴中的气体混合物的至少一部分刚刚预先流动通过至少一个第二或更高序数的洞穴的洞穴。15.根据权利要求13所述的反应器,其特征在于,至少一个第三或更高序数的洞穴(10)的容积大于每个所述第一洞穴(4)的容积,和/或至少一个第三或更高序数的洞穴(8、10)由于构造原因具有比每个所述第一洞穴(4)更低的排热。16.根据权利要求15所述的反应器,其特征在于,使用具有更低的热传导率的材料实现更低的排热。17.根据权利要求16所述的反应器,其特征在于,所述洞穴由所述具有更低的热传导率的材料制成,或者至少其部分表面由所述材料进行内衬。18.根据权利要求15所述的反应器,其特征在于,通过使用具有更大材料厚度的材料实现更低的排热。19.根据权利要求15所述的反应器,其特征在于,通过使用阻止排热的洞穴几何结构实现更低的排热。20.根据权利要求19所述的反应器,其特征在于,通过洞穴表面积与洞穴容积的更低的比率实现更低的排热。21.根据权利要求20所述的反应器,其特征在于,所述第一洞穴的洞穴表面积与洞穴容积的比率为1.5-30m-1,和/或其高度与宽度的比率为0.02-5,和/或其堰长与通过量的比率为0.1-10m*h/tH2S。22.根据权利要求20所述的反应器,其特征在于,所述第一洞穴的洞穴表面积与洞穴容积的比率为3-9m-1,和/或其高度与宽度的比率为0.05-1,和/或其堰长与通过量的比率为0.2-1.8m*h/tH2S。23.根据权利要求20所述的反应器,其特征在于,所述第一洞穴的洞穴表面积与洞穴容积的比率为4-6m-1,和/或其高度与宽度的比率为0.08-0.12,和/或其堰长与通过量的比率为1.0-1.2m*h/tH2S。24.根据权利要求20所述的反应器,其特征在于,至少一个所述第二洞穴的洞穴表面积与洞穴容积的比率为1.5-30m-1,和/或其高度与宽度的比率为0.02-5,和/或其堰长与通过量的比率为0.1-10m*h/tH2S。25.根据权利要求20所述的反应器,其特征在于,至少一个所述第二洞穴的洞穴表面积与洞穴容积的比率为2.8-9m-1,和/或其高度与宽度的比率为0.05-2,和/或其堰长与通过量的比率为0.15-1.8m*h/tH2S。26.根据权利要求20所述的反应器,其特征在于,至少一个所述第二洞穴的洞穴表面积与洞穴容积的比率为3-5m-1,和/或其高度与宽度的比率为0.1-1,和/或其堰长与通过量的比率为0.2-1.1m*h/tH2S。27.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述气体收集区布置在下部反应器区的上方。28.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述气体收集区布置在下部反应器区的下方、在下部反应器区内或在下部反应器区的侧面。29.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述反应器(1)还包括一个或多个非承压安装装置(7),所述安装装置(7)适于将在所述下部反应器区(2)中形成的产物气体混合物Pu的总量连续传送到所述气体收集区(6),以及在所述安装装置(7)中存在催化剂的情况下,适于使仍然存在于所述产物气体混合物Pu中的硫和氢气反应成硫化氢。30.根据权利要求29所述的反应器,其特征在于,所述一个或多个安装装置采取U形管的形式。31.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:C·H·芬克尔代,C·K·张,R·马森,S·文纳,M·克费尔,
申请(专利权)人:赢创工业集团股份有限公司,
类型:发明
国别省市:德国;DE
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