一步法连续生产二甲基二硫的工艺及设备制造技术

本发明专利技术公开了一步法连续生产二甲基二硫的工艺及设备，原料甲醇、硫化氢在预热器内混合预热至200℃～400℃后，以气态从反应器顶部通入反应器；原料硫在加热至445℃～450℃后，以气态从反应器上方硫进料口进入反应器；原料甲醇、硫化氢与硫在反应器内由换热盘管加热至反应温度400℃～500℃，在压力50kPa～200kPa条件下，原料由上至下通过反应器内催化剂床层，一步反应生成二甲基二硫和水。合成尾气不凝气为硫化氢，可直接回收作为原料重复利用；精馏尾气不凝气量极小，正常生产时无其他三废排放，仅在设备检修清洗时会产生少量废水。因此本发明专利技术所述工艺对原料的利用率接近100%。

Process and equipment for continuously producing two methyl two sulfur by one-step process

The invention discloses a process and equipment for the production of two methyl two sulfur method, methanol and hydrogen sulfide in preheater preheating mixed to 200 to 400 DEG C, in the form of gas from the top of the reactor into a reactor; sulfur in the raw material is heated to 445 DEG C to 450 DEG C, the feed from the reactor top of sulfur to the gas port into the reactor; methanol, hydrogen sulfide and sulfur in the reactor by the heat exchange coil is heated to a reaction temperature of 400 to 500 DEG C, the pressure 50kPa ~ 200kPa under the condition of raw materials in the reactor from top to bottom through the catalyst bed, one-step reaction of two methyl two sulfur and water. Synthesis of non condensable gas and hydrogen sulfide gas can be directly used as raw materials, recycling reuse; noncondensable gas distillation tail gas is extremely small, normal production without other waste emissions, will produce a small amount of water only in the repair and cleaning equipment. Therefore, the utilization rate of the process to the raw material is close to 100%.

【技术实现步骤摘要】
一步法连续生产二甲基二硫的工艺及设备
本专利技术属于有机化工
，具体涉及一种采用甲醇、硫化氢和硫为原料，一步反应生产二甲基二硫的工艺及其配套装置。
技术介绍
二甲基二硫（DMDS）是一种重要的化工产品，有着广泛用途。在农药行业中，用于制取杀虫剂的中间体；在石油工业中，可用作乙烷裂解炉的防腐、防焦剂，油品加氢精制催化剂的硫化剂，苯核脱羟基反应中氢化裂解的抑制剂；在橡胶工业中，可用作溶剂、再生剂、软化剂及增塑剂等；此外，DMDS还可用作燃料、润滑添加剂及一些有机化学反应的抑制剂等。主要使用行业为农药、染料、石油、化工、橡胶等行业，为市场上抢手的精细化工产品。当前，国内的二甲基二硫大都采用硫酸二甲酯法生产，由于硫酸二甲酯为剧毒化学品，该工艺面临着严重的环保、安全风险，同时该方法副产大量硫酸钠溶液难以处理。国外有采用甲硫醇直接氧化法生产二甲基二硫的报道，但由于甲硫醇与氧直接气相混合易形成爆炸混合物，导致该方法存在严重的安全风险，反应条件难以控制，当前该方法仅有少量实验报导，未实现工业化生产。
技术实现思路
本专利技术提供了一种一步法连续生产二甲基二硫的生产工艺及设备。本专利技术所采用的技术方案是：以甲醇、硫化氢、硫单质为原料，在温度400℃～500℃，压力50kPa～200kPa条件下，在反应器内催化剂床层催化作用下反应，生成二甲基二硫和水：2CH3OH+H2S+S→CH3SSCH3+2H2O部分甲醇与硫化氢发生副反应生成甲硫醇：CH3OH+H2S→CH3SH+H2O甲硫醇与硫可继续反应生成二甲基二硫：2CH3SH+S→CH3SSCH3+H2S该工艺中，生成二甲基二硫的理论投料摩尔比为甲醇：硫化氢：硫=2:1:1，实际生产时控制投料摩尔比甲醇：硫化氢：硫=(2.0～2.4)：(1.0～1.2)：1，优选甲醇：硫化氢：硫摩尔比2.1:1.2:1，控制硫化氢相对于甲醇略过量以保证甲醇反应完全；控制甲醇和硫化氢相对于硫略过量以防止二甲基多硫化物生成，同时避免单质硫进入后续工段可能造成的设备管道堵塞。本专利技术所述生产工艺，通过如下装置实现：本装置包含原料预热器、反应器、硫捕集器、合成气冷凝器、冷凝液储罐、分液罐、精馏塔、精馏塔再沸器及冷凝器，及配套的循环泵、物料管线等。反应器b顶部设有甲醇及硫化氢进料口①、硫进料口②、合成气出口③、换热夹套进料口④、出口⑤、换热盘管⑥、换热夹套⑦、催化剂床层⑧。其中，硫进料口②与反应器内硫进料分布器连接，用于混合原料硫和甲醇、硫化氢；进料分布器下部，及两层催化剂床层栅板间设有换热盘管，用于提供反应所需热量并维持反应温度平衡。反应器b顶部进料口①与原料预热器通过物料管线连接，底部合成气出口③与硫捕集器c顶部连接；硫捕集器c中部与合成气冷凝器d顶部进口连接；冷凝器d底部与冷凝液储罐f进口及冷凝器e顶部进口连接；冷凝器e底部与冷凝器g进口连接；冷凝器fg底部出口与分液罐h中部连接；分液罐h底部出口与粗二甲二硫精馏进料泵m进口连接；精馏进料泵m出口与精馏塔i连接；精馏塔i配置有再沸器j、冷凝器k及循环泵n；回流泵n出口与精馏塔i上部回流物料进口及原料预热器a进口连接。通过本专利技术所述工艺及装置，可实现二甲基二硫的连续化生产，其工艺流程简单，反应副产物较少，副产的水可作为工艺软水回收利用；副产的少量二甲基多硫可与甲硫醇继续反应转化为二甲基二硫，或直接作为硫化剂销售；合成尾气不凝气为硫化氢，可直接回收作为原料重复利用；精馏尾气不凝气量极小，正常生产时无其他三废排放，仅在设备检修清洗时会产生少量废水。因此本专利技术所述工艺对原料的利用率接近100%，三废排放少，是一种较为理想的二甲基二硫生产工艺。附图说明图1为本专利技术一步法二甲基二硫连续生产工艺装置结构图。设备名称：a：原料预热器；b：合成反应器；c：硫捕集器；d、e：合成气冷凝器；f、g：冷凝液储罐；h：分液罐；i：二甲基二硫精馏塔；j：精馏塔再沸器；k：精馏塔冷凝器；m：粗二甲基二硫进料泵；n：回流循环泵。图2为本专利技术所采用的合成反应器简图。图中，①甲醇硫化氢进料口；②硫进料口；③合成气出口；④⑤换热夹套进出料口；⑥换热盘管；⑦换热夹套；⑧催化剂床层。具体实施方式下面结合附图来进一步阐述本专利技术所述工艺及设备。本专利技术所述工艺，在包含原料预热器、反应器、硫捕集器、合成气冷凝器、冷凝液储罐、分液罐、精馏塔、精馏塔再沸器及冷凝器，及配套的循环泵、物料管线等设备的装置中实现。其中，反应器b顶部设有甲醇及硫化氢进料口①、硫进料口②、合成气出口③、换热夹套进料口④、出口⑤、换热盘管⑥、换热夹套⑦、催化剂床层⑧。其中，硫进料口②与反应器内硫进料分布器连接，用于混合原料硫和甲醇、硫化氢；进料分布器下部，及两层催化剂床层栅板间设有换热盘管，用于提供反应所需热量并维持反应温度平衡。反应器b顶部进料口①与原料预热器通过物料管线连接，底部合成气出口③与硫捕集器c顶部连接；硫捕集器c中部与合成气冷凝器d顶部进口连接；冷凝器d底部与冷凝液储罐f进口及冷凝器e顶部进口连接；冷凝器e底部与冷凝器g进口连接；冷凝器fg底部出口与分液罐h中部连接；分液罐h底部出口与粗二甲二硫精馏进料泵m进口连接；精馏进料泵m出口与精馏塔i连接；精馏塔i配置有再沸器j、冷凝器k及循环泵n；回流泵n出口与精馏塔i上部回流物料进口及原料预热器a进口连接。实施例1采用本专利技术所述装置生产二甲基二硫时，以甲醇、硫化氢、单质硫为原料，在合成反应器内一步反应生成二甲基二硫。其中，甲醇和硫化氢经预热器a混合、预热至300℃后，由反应器b顶部进料口①进入；单质硫经加热至450℃后，以气态形式经反应器b上部进料口②进入反应器；控制投料摩尔比甲醇：硫化氢：硫2.1:1.2:1。单质硫通过进料分布器与甲醇硫化氢在反应器内混合，被换热盘管加热至450℃，由上至下通过催化剂床层，在催化剂作用下反应生成二甲基二硫，同时副产少量甲硫醇。反应通过自身放热及换热盘管⑥、反应器夹套⑦维持反应温度；合成气由反应器底部出口③引出，采用硫捕集器c脱除未反应的单质硫；再经冷凝器d、e，冷凝回收二甲基二硫、水、甲硫醇、未反应的甲醇等；不凝气主要成分为硫化氢及微量甲硫醇，经压缩后返回至原料硫化氢重复用于合成；冷凝的二甲基二硫、水、甲硫醇、甲醇采用冷凝液储罐f、g收集后进入分液罐h，形成水相和有机相分层；上层水相经精馏回收甲醇后，剩余的水作为工艺软水重复利用；下层有机相主要含二甲基二硫、甲醇、甲硫醇及少量二甲基多硫，由精馏进料泵m打入精馏塔i；在精馏系统中，轻组分甲硫醇及少量甲醇经冷凝回收后，由回流泵n打回原料预热器a；重组分主要为二甲基二硫，由精馏塔底部采出后，进入产品精制工序。实际生产过程中，控制投料摩尔比甲醇：硫化氢：硫2.1:1.2:1，即保持硫化氢略过量以保证甲醇充分反应；保持甲醇与硫化氢相对单质硫过量，以保证单质硫反应完全，同时可避免二甲多硫的生成。控制反应温度450℃，压力50kPa。为防止投料控制不当、硫反应不完全时单质硫堵塞设备管道，反应器出口处设有硫捕集器。合成气经硫捕集器脱硫后，取样进行色谱分析，检测其组分为甲醇3.83%、硫化氢7.52%、水16.58%、甲硫醇2.21%、二甲基二硫67.54%、二甲基多硫2.32%。连续投料反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一步法连续生产二甲基二硫的工艺，其特征在于，原料甲醇、硫化氢在预热器内混合预热至200℃～400℃后，以气态从反应器顶部通入反应器；原料硫在加热至445℃～450℃后，以气态从反应器上方硫进料口进入反应器；原料甲醇、硫化氢与硫在反应器内由换热盘管加热至反应温度400℃～500℃，在压力50kPa～200kPa条件下，原料由上至下通过反应器内催化剂床层，一步反应生成二甲基二硫和水。

【技术特征摘要】
1.一步法连续生产二甲基二硫的工艺，其特征在于，原料甲醇、硫化氢在预热器内混合预热至200℃～400℃后，以气态从反应器顶部通入反应器；原料硫在加热至445℃～450℃后，以气态从反应器上方硫进料口进入反应器；原料甲醇、硫化氢与硫在反应器内由换热盘管加热至反应温度400℃～500℃，在压力50kPa～200kPa条件下，原料由上至下通过反应器内催化剂床层，一步反应生成二甲基二硫和水。2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，原料投料摩尔比为甲醇：硫化氢：硫=(2.0～2.4)：(1.0～1.2)：1，优选甲醇：硫化氢：硫摩尔比2.1:1.2:1，即控制硫化氢相对于甲醇略过量；甲醇和硫化氢相对于硫略过量。3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，未反应完全的原料甲醇，及副产物甲硫醇，经冷凝、精馏、轻组分回收后返回反应器重复利用；未反应完全的硫化氢，由冷凝尾气不凝气出口压缩回收后返回反应器重复利用。4.一步法连续生产二甲基二硫的装置，其特征在于，二甲基二硫生产工艺通过如下装置实现：本装置包含原料预热器a、合成反应器b、硫捕集器c、合成气冷凝器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，田云清，敖含，
申请(专利权)人：湖北兴发化工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42