一种利用等离子合成二硫化碳的方法和系统技术方案

一种利用等离子合成二硫化碳的方法和系统，步骤一，将硫化氢和甲烷进行预混合；步骤二，将步骤一所得的混合气体通入等离子反应器，将混合气体电离，激发等离子体；步骤三，将步骤二所得产物中的固体单质粉末分离收集；步骤四，将步骤三分离固体单质粉末分离后所得的CS2及H2S混合气体中的CS2与H2S分离，得到CS2产品。其系统包括依序连接的包括依序连接的预混合管道、等离子反应器、增压风机、除尘装置、CS2吸附收集器和H2S吸附装置。其优点是利用等离子技术采用甲烷与硫化氢合成二硫化碳与目前天然气和硫磺反应制成的工艺技术相比，具有设备投入和能源投入低、反应条件宽松、在常压常温下即可反应、危险因素大大降低等优势。

Method and system for synthesizing carbon disulfide by plasma

A method and system using plasma to synthesize carbon disulfide, step 1, premixing hydrogen sulfide and methane; step two, pass the mixed gas in the step one into the plasma reactor, ionize the mixture and excite the plasma; step three, separate the solid powder from the product of step two. Step four: step three separate the CS2 from CS2 and H2S mixture gas separated from solid solid powder by step three and get CS2 products. The system includes premixed pipeline, plasma reactor, turbocharging fan, dust removal device, CS2 adsorption collector and H2S adsorption device connected in sequence. The advantages of this technology are the use of plasma technology to synthesize carbon disulfide from methane and hydrogen sulfide to the process of natural gas and sulfur, with low equipment input, low energy input, loose reaction conditions, reaction at normal atmospheric temperature, and greatly reduced risk factors.

【技术实现步骤摘要】
一种利用等离子合成二硫化碳的方法和系统
本专利技术涉及硫化合物，涉及气相方法，尤指一种利用等离子合成二硫化碳的方法和系统。
技术介绍
二硫化碳(CS2)是一种重要的化工原料，一般由含碳物质与硫磺蒸汽在高温下反应合成。主要应用于人造纤维、玻璃纸、农药、四氯化碳、橡胶、冶金选矿、石油冶炼等生产部门。目前的主要作用是用作溶剂和一些精细化工产品合成原料，还可以用作杀虫剂和谷物熏蒸剂。传统上，二硫化碳采用古老的电炉法，以木炭和硫磺作为原料，这种工艺消耗森林资源巨大，且在生产过程中产生有毒有害的硫化氢气体、工艺古老、落后、生产效率低、条件差，不利于环境保护，属于被淘汰的生产路线。目前，二硫化碳生产采用天然气为主，国内外普遍采用三种技术，即美国的FMC技术，Stauffer技术和PPG技术。此外，还有法国公布的洛吉公司以丙烯为原料的生产技术。现有技术的这些方法设备投入和能源投入高、反应条件苛刻、在常压常温下不可反应、危险因素大。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种利用等离子合成二硫化碳的方法和系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种利用等离子合成二硫化碳的方法和系统，其特征在于包括如下步骤：步骤一，将硫化氢和甲烷进行预混合；步骤二，将步骤一所得的混合气体通入等离子反应器，将混合气体电离，激发等离子体，等离子体内包含大量活性粒子，CHx和HxS在电场和电弧提供的能量下合成CS2和H2，反应中伴随产生一定量碳单质和硫单质；步骤三，将步骤二所得产物的固体单质粉末分离收集；步骤四，将步骤三分离固体单质粉末分离后所得的CS2及H2S混合气体中的CS2与H2S分离，得到CS2产品。本专利技术还可以包括步骤五：步骤五，将剩余尾气中包含的H2S和H2分离，完善本专利技术。进一步地，本专利技术提供利用等离子技术采用甲烷与硫化氢合成二硫化碳的系统，其特征在于：包括依序连接的预混合管道、等离子反应器、增压风机、除尘装置、CS2吸附收集器和H2S吸附装置。还可以包括H2收集罐7，所述H2收集罐7与H2S吸附装置6连接。所述等离子反应器是阵列式圆柱套管等离子发生器。所述除尘装置是旋风分离器。本专利技术的有益效果是：利用等离子技术采用甲烷与硫化氢合成二硫化碳与目前天然气和硫磺反应制成的工艺技术相比，具有设备投入和能源投入低、反应条件宽松、在常压常温下即可反应、危险因素大大降低等优势。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。图1是本专利技术的工艺系统示意图。图中：1为预混合管道、2为等离子反应器、3为增压风机、4为除尘装置、5为CS2吸附收集器、6为H2S吸附装置、7为H2收集罐。具体实施方式参见附图，本专利技术一种利用等离子合成二硫化碳的方法和系统实施例，其特征在于包括如下步骤：步骤一，在隔绝大气的预混合管道1内，首先将硫化氢和甲烷预混合；步骤二，将步骤一所得的混合气体通入阵列式圆柱套管等离子反应器2，给等离子反应器2输入高频高压交流电，在等离子反应器2内将混合气体电离，激发等离子体，等离子体内包含大量活性粒子，CHx和HxS在电场和电弧提供的能量下合成CS2和H2，反应中伴随产生一定量碳单质和硫单质；步骤三，将步骤二所得产物经过除尘装置4将固体单质粉末收集，控制供气比例，确保固体单质绝大部分为硫单质，收集后可提纯为硫磺二次使用；步骤四，经步骤二所得的CS2及H2S的混合气体经过吸附收集器5(或者冷凝器)将CS2吸附，与H2S分离，吸附饱和后再进行脱附，多套吸附收集器5并联使用，保证吸附不间断工作，得到产品CS2。在本专利技术的实施例中，包括如下步骤五：步骤五，剩余尾气中包含H2S和H2，再使用吸附装置6吸附H2S，再脱附循环利用H2S；将H2收集成为工业气体。在本专利技术的实施例中，进一步细化为如下步骤：步骤一，在整个系统内部输入N2，将空气排出(除氧，避免燃烧风险)，再将CH4和H2S以1:2～2.5的比例，通入预混合管道1；步骤二，将步骤一所得的混合气体输入阵列式等离子反应器2，启动输入高频高压交流电，在等离子反应器2内激发等离子体，混合气体在等离子反应器2内发生解离化合反应，并伴随产生黑色和黄色的粉末；步骤三，合成反应完成的气体，通入旋风分离器除尘装置4除尘，将副反应产物碳单质和硫单质粉末收集，收集的粉末可重复利用；步骤四，反应产物除尘后含有CS2、H2S、H2等气体，经增压风机3加压，进入活性炭CS2吸附收集器5，当CS2吸附收集器5饱和后，采用蒸汽分离法，将CS2脱附收集，由多组吸附器构成CS2吸附收集器5，保证吸附不间断进行，得到CS2产品。本专利技术实施例包括如下步骤五：步骤五，经过CS2吸附后，混合气体主要包含H2S、H2，通入H2S吸附装置6，将H2S与H2分离，分离收集的H2S可循环利用，进入二次合成反应，剩余尾气为纯度99.9％的H2，经H2收集罐7收集作为工业气体使用。进一步地，本专利技术提供利用等离子合成二硫化碳的系统，其特征在于：包括依序连接的预混合管道1、等离子反应器2、增压风机3、除尘装置4、CS2吸附收集器5和H2S吸附装置6。在本专利技术的实施例中，还包括有H2收集罐7，所述H2收集罐7与H2S吸附装置6连接。所述等离子反应器2是阵列式圆柱套管等离子发生器。所述除尘装置4是旋风分离器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用等离子合成二硫化碳的方法和系统，其特征在于包括如下步骤：步骤一，将硫化氢和甲烷进行预混合；步骤二，将步骤一所得的混合气体通入等离子反应器，将混合气体电离，激发等离子体；步骤三，将步骤二所得产物中的固体单质粉末分离收集；步骤四，将步骤三分离固体单质粉末分离后所得的CS2及H2S混合气体中的CS2与H2S分离，得到CS2产品。

【技术特征摘要】
1.一种利用等离子合成二硫化碳的方法和系统，其特征在于包括如下步骤：步骤一，将硫化氢和甲烷进行预混合；步骤二，将步骤一所得的混合气体通入等离子反应器，将混合气体电离，激发等离子体；步骤三，将步骤二所得产物中的固体单质粉末分离收集；步骤四，将步骤三分离固体单质粉末分离后所得的CS2及H2S混合气体中的CS2与H2S分离，得到CS2产品。2.根据权利要求1所述的利用等离子合成二硫化碳的方法，其特征在于步骤四后还包括步骤五：将剩余尾气中包含的H2S和H2分离。3.根据权利要求1所述的利用等离子合成二硫化碳的方法，其特征在于所述四个步骤可细化为：步骤一，在整个系统内部输入N2，将空气排出，再将CH4和H2S以1:2～2.5的比例，通入预混合管道(1)；步骤二，将步骤一所得的混合气体输入阵列式等离子反应器(2)，启动输入高频高压交流电，在等离子反应器(2)内激发等离子体，混合气体在等离子反应器(2)内发生解离化合反应，并伴随产生黑色和黄色的粉末；步骤三，合成反应完成的气体，通入旋风分离器除尘装置(4)除尘，将副反应产物碳单质和硫单质粉末收集；步骤四，反应产物除尘...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱远斌，章劲松，
申请(专利权)人：山西铁峰化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14