本发明专利技术涉及一种由硫和氢气生产硫化氢的反应容器，其中该反应容器部分或整体地由对反应混合物、化合物及其成分有抵抗力的材料制成，所述容器在高温下也保持所述的抵抗力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种反应容器，其适合用于进行液体反应物与气体反应物在高温和高 压下形成气体反应产物的放热反应，其中使用不承受压力的内部构件来增加气体反应物在 反应容器中的停留时间。优选使用这种反应容器来由硫和氢气制备硫化氢。该反应容器包括用来增加氢气 在液体硫内的停留时间的内部构件，并且将气体收集在这些内部构件的一部分内、随后再 次将其分散在液体硫中。
技术介绍
特别地，硫化氢是工业上重要的中间物，例如用于合成甲硫醇、二甲硫、二甲基二 硫化物、磺酸、二甲基亚砜、二甲砜以及用于许多硫化物的反应。现今主要由石油和天然气 的精炼以及通过硫和氢气的反应来获得硫化氢。通常通过将氢气引入液体硫中并且随后在下游的反应空间内在气相中由单质氢 和硫合成硫化氢。这里催化和非催化方法是已知的。通常在300到600°C的温度和1到30 巴的压力下在气相中进行硫化氢的合成。根据Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH，2002，在450°C的温度和7巴的压力下由这些成分进行硫化氢的工 业生产。GBl 193040说明了在400到600°C相对较高的温度和4到15巴的压力下硫化氢的 非催化合成。其指出由进行合成的压力来确定需要的温度。根据该文献，在9巴的压力下 需要约500°C。由硫和氢气制备硫化氢的一个尤其重要的因素是温度条件。为了实现平衡状态， 高温是必需的，在平衡状态中确定在气相中约1 1的氢气与硫的摩尔比率。只有这样才 能合成纯的硫化氢。当压力增加时，为了实现气相中所要求的1 1的摩尔比率，不得不大 大增加对应于硫的蒸气压曲线的温度，。甚至细微的压差例如1巴或更小的压差也具有显 著的重要性。CSSR 190792说明了制备硫化氢的方法变型，其中通过相对复杂地布置多个串联 的反应器来避免高的反应温度。由于腐蚀问题明确地避免了高温。CSSR 190793报导了在 4000C以上的温度下装置的严重腐蚀。US 4094961也报导了在硫化氢合成过程中在440到540°C的温度下的严重腐蚀。 因此在440°C以下的温度下进行该合成。B. Glaser、M. Schutze、F. Vollhardt 的"Auswertung von Datenzum H2S-Angriff aufStahlebei verschiedenen Temperaturenund Konzentrationen“ ,Werkstoffe und Korrosion 42，374-376，1991的论文陈述了担心高温下由引起的腐蚀(这会显著阻碍 这种装置的进一步发展)的装置的情况。特别地，由于在这种情况下惊人的腐蚀损坏以及 因此甚至在短时间之后发生工厂的停产时间，移至较高温度和由此的相应过程的经济改善 至今已被排除。温度和H2S浓度被认为是影响腐蚀的主要因素。取决于硫化氢的进一步利用，非常有利的是可以在比较高的压力下提供硫化氢， 而无须单独地对其进行压缩。该方法的经济状况需要极低的资金和生产费用。这里主要的成本因素尤其是设备 和机器的费用以及合成和处理起始气体混合物的能量消耗。例如，压缩机及加热和冷却回 路的运行消耗了大量的电能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种反应容器和一种由硫和氢气在> 5巴的压力下制备硫 化氢的方法，其在高温下没有发生承受压力(pressure-bearing)部件的严重腐蚀。本专利技术提供一种反应容器，其适合于进行液体反应物与一种或多种气体反应物、 尤其是一种气体反应物在高温和高压下形成气体反应产物的放热反应，其中通过不承受压 力的内部构件来增加一种或多种气体反应物在该反应容器内的停留时间。对于本
的技术人员来说，在反应之前通常将液体反应物转变成气态是清 楚的。用液体反应物环绕不承受压力的内部构件。在制备硫化氢的本文中，该内部构件增加停留时间、尤其是氢气在液体硫中的停 留时间。一种或多种气体反应物至少部分地被收集在这些内部构件中并且随后被再次分散 在该液体硫中，如果它们还没有转化为硫化氢的话。在将氢气起泡到液体硫内的期间，氢气变得用气态硫饱和并且在气相中在强烈的 放热反应下转变成硫化氢。这可以通过催化剂来加速或还可以在没有催化剂的情况下在显 著高的温度下进行。为了使足够的硫甚至在高压下也能转变成气相并且实现氢气的完全转 化，高温、优选400°C以上是必要的。然而，放热特性的该反应产生这么多热量，以致于根据 现有技术在约400°C的液体硫的温度下，在液体硫之上的反应器区域内局部出现450°C以 上的温度。这导致对材料巨大的压力和腐蚀并且必需进行在技术上复杂的冷却。现已发现反应器概念，其对于高压下上述放热的合成法而言有助于避免对承受压 力的部件产生高的过热温度。同时，能够以在高的时空产率下使氢气快速和完全反应的方 式来利用在内部构件区域中的局部过热温度。另外，这个反应器概念允许利用反应热用于 加热和气化原材料，在这里指硫。这样，可以原材料本身可用于热量汇集。由于本专利技术布置了不承受压力的内部构件，因此在那里再次以连接的气相形式收 集了被精细分散于液体硫相的、硫饱和的氢气。与上升气泡在没有内部构件的反应器内的 停留时间相比，气体反应物在这些气体收集区域或气体捕获结构内的停留时间显著增加了 约3到20倍、尤其是5到15倍。如果氢气在液体硫中的停留时间太短，则富含有气态硫的 氢气被收集在反应器内的液体硫上面的区域内，并且反应形成硫化氢。由此可以得出，因为 不能令人满意地移去能量，因而没有本专利技术内部构件的反应容器在液体硫的上方通过放出 的热量被强烈地加热。根据本专利技术，由于在充满液体硫的反应器区域中增加的停留时间，因 此没有反应混合物进入液体硫上方的空间。根据本专利技术，因此放出的热量导致仅仅在气体 收集区域或气体捕获结构内的温度增加到450°C以上，而在这些区域或结构内上升的温度 促进了反应和硫的气化。由于该反应的局部限制和由此在内部构件区域内出现的过热温 度，因此不会将整个承受压力的反应容器并且尤其是在液体硫上方的区域加热到> 450°C 的温度，并由此避免了由这些高温所引起的对材料的损害。根据本专利技术，由于布置了内部构件，因此在反应容器内可以收集和分散气相一次或优选一次以上。尤其是，在彼此之上布置 3到100、优选3到50个气体收集区域。可以在之间安装气体分配器。气体反应物氢气和硫、尤其是氢气在充当气体收集区域或气体捕获区域的内部构 件中的停留时间优选是> 0. 5s到60s、特别优选2到60s、尤其是3到30s。在气体收集区 域或内部构件中主要的温度可以为550°C以上。对于承受压力的外壁而言，由于腐蚀和安全 原因，这些温度是不能容许的。如果在反应容器内布置许多气体捕获结构，则优选在氢气上 升的流向上布置它们。单个内部构件的气体收集容量或气体捕获体积可以增加、减少、或保 持不变。优选增加在流向上的收集体积，以便补偿例如由增加的停留时间而使氢气在氢气 /硫气体混合物中的浓度减少所引起的变慢的反应时间。为了避免由于该反应的放热特性而使承受压力的容器壁的温度高于450°C，可用 液体硫环绕该内部构件。通过环绕液体硫来冷却气体收集区域和相关联的内本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种反应容器，其适合于在高温和高压下进行液体反应物与一种或多种气体反应物形成气体反应产物的放热反应，其中，通过不承受压力的内部构件来增加所述一种或多种气体反应物在所述反应容器内的停留时间，并且用所述液体反应物围绕所述不承受压力的内部构件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·雷德林绍弗尔，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：DE
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