CN105883808A - 一种二硫化碳的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工原料合成技术领域，公开了一种二硫化碳的制备方法，其过程为：将熔融的硫磺和有机焦油按照一定的比例分别(或混合后)经过高压泵及预热器后连续喷入高温反应器，雾化的有机焦油在高温下与硫磺蒸汽充分接触反应，生成的二硫化碳、硫化氢、副产硫化物和残余的硫磺、灰渣一起连续离开反应器，经冷却分离后得二硫化碳成品，硫化氢等不凝气去氧化回收硫磺。本发明解决了部分有机废焦油的处理问题，又适合二硫化碳的连续化生产，自动化程度高，安全环保，节能降耗，质量好成本低，能用于工业化生产。

Description

一种二硫化碳的制备方法
一、技术领域：本发明属于化工原料合成技术领域。尤其是一种二硫化碳的制备方法。
二、背景技术：二硫化碳，英文名称Carbon disulfide。无色或淡黄色透明液体，有刺激性气味，易挥发，沸点46.5℃。不溶于水，溶于乙醇、***等多数有机溶剂。二硫化碳用途较广，作为工业上一种良好的溶剂，又是生产橡胶硫化剂促进剂、农药、医药及化工中间体的基本原料等。
二硫化碳传统生产方法是在铁增(或电炉)内加入木炭，然后连续加入硫磺，直到木炭反应完的间歇制备方法；然后延续到用焦炭、石油焦、半焦等固体碳源代替木炭，扩大了原料来源，又降低了成本，但是仍然改变不了间歇化生产的本质，间歇生产二硫化碳存在较大的安全隐患和操作繁琐、成本较高；国内外又有天然气、低级烃类化合物法合成二硫化碳，实现连续化合成，自动化控制，但是天然气或低级烃类是一种基础化工原料，价格较高，同时又副产较多硫化氢需要回收，是对能源的较大浪费，成本较高。
木炭法合成二硫化碳主要反应方程式如下：
C+2 S-→CS2
天然气法合成二硫化碳主要反应方程式如下：
CH4+4 S-→CS2+2 H2S
2 H2S+O2-→2 H2O+2 S
三、发明内容：
(1)发明目的：本发明的目的就是为了提供一种能应用可液化的有机化工废弃焦油来连续化生产二硫化碳的清洁生产工艺，该方法解决了部分有机废弃焦油的处理问题，又适合二硫化碳的连续化生产，自动化程度高，安全环保，节能降耗，质量好成本低，能用于工业化生产。
(2)技术方案：本发明的一种二硫化碳的制备方法是将熔融的硫磺和有机焦油按照一定的比例分别(或混合后)经过高压泵及预热器后连续喷入高温反应器，雾化的有机焦油在高温下与硫磺蒸汽充分接触反应，生成的二硫化碳、硫化氢、副产硫化物和残余的硫磺、灰渣一起连续离开反应器，经冷却分离后得二硫化碳成品，硫化氢等不凝气去氧化回收硫磺。
本发明应用的有机焦油包括：促进剂M精制时产生的废弃焦油、4-氨基二苯胺精馏渣油、沥青等，它们的含碳量都比较高，含氢量都比天然气少得多，而且促进剂M焦油还含有较多的硫，它们特别适合应用于生产二硫化碳。生产二硫化碳几个主要原料的元素成分近似含量比较如下表：
从上表的各原料的主要元素成分及含量比较来看，利用这些化工生产中产生的有机废焦油来生产二硫化碳是可行的。
下面具体结合工艺条件、物料配比、操作方法，详述工艺流程如下：
将熔融的硫磺和有机焦油按照一定的比例分别(或混合后)经过高压泵及预热器后连续喷入高温反应器，雾化的有机焦油在高温下与硫磺蒸汽充分接触反应，生成的二硫化碳、硫化氢、副产硫化物和残余的硫磺、灰渣一起连续离开反应器，经冷却分离后得二硫化碳成品，硫化氢等不凝气去氧化回收硫磺。
(3)技术效果：
本发明的优点在于，以可液化的有机焦油和稍过量的硫磺预先熔融，经过高压泵及预热器后连续喷入高温反应器，雾化的有机焦油在高温下与硫磺蒸汽充分接触反应，生成的二硫化碳、硫化氢、副产硫化物和残余的硫磺、灰渣一起连续离开反应器，经冷却分离后得二硫化碳成品，硫化氢等不凝气去氧化回收硫磺。本发明解决了部分有机废焦油的处理问题，又适合二硫化碳的连续化生产，自动化程度高，安全环保，节能降耗，质量好成本低，能用于工业化生产。
具体体现在一下几方面：
1、本发明采用化工副产的有机焦油为原料生产二硫化碳，可以解决很大一部分废焦油的处理问题，又创造了经济效益。
2.本发明采用可以液化的有机焦油，使得混合进料方便。
3.本发明的有机焦油以喷雾的形式进料，加快了反应速度和提高了转化率。
4.本发明的连续化工艺过程，易于实现自动化控制。
5.本发明的工艺方法，高温反应阶段不存在灰渣分离，提高了生产的安全性。
6.本发明的二硫化碳的制备方法使得单套装置生产能力做得比较大。
7.本发明的优点还体现在由于对以上各优化过程的共同使用，使得该二硫化碳的制备方法非常适合于工业连续化生产，并且成本很低。
四、本发明具体实施方式如下：
例1、常压下，于300L的配制釜内加入300kg硫磺，开夹套蒸汽升温到130-140℃熔融，启动搅拌，逐步加入95kg促进剂M焦油，搅拌一定时间，混合料浆均匀后通过夹套保温管、硫磺计量泵增压，以300ML/分钟的速度，沿着内径为10mm的伴热管逐渐预热到400℃左右，最后从一端的喷嘴喷入预先加热到750-850℃的内径为15mm长150米的管形反应器，通过接触反应10-20秒后，反应完全，合成气离开反应器，经热交换逐渐降温到200℃以下，再送入冷凝器完全冷凝，尾气用碱液吸收，经过约10小时左右，进料完毕，共收集冷凝液325kg，取800g均匀冷凝液于1000ml烧瓶内，通过刺型分馏柱分馏，收集45.5℃-46.6℃馏分665.5g，计算总收率87.5％。
例2、常压下，于300L的配制釜内加入300kg硫磺，开夹套蒸汽升温到130-140℃熔融，启动搅拌，逐步加入51.7kg 4-氨基二苯胺渣油，搅拌一定时间，混合料浆均匀后通过夹套保温管、硫磺计量泵增压，以280ML/分钟的速度，沿着内径为10mm的伴热管逐渐预热到400℃左右，最后从一端的喷嘴喷入预先加热到750-850℃的内径为15mm长150米的管形反应器，通过接触反应10-20秒后，反应完全，合成气离开反应器，经热交换逐渐降温到200℃以下，再送入冷凝器完全冷凝，尾气用碱液吸收，经过约10小时左右，进料完毕，共收集冷凝液251kg，取800g均匀冷凝液于1000ml烧瓶内，通过刺型分馏柱分馏，收集45.5℃-46.6℃馏分721g，计算总收率86.5％。
例3、常压下，于300L的配制釜内加入300kg硫磺，开夹套蒸汽升温到130-140℃熔融，启动搅拌，逐步加入49kg沥青，搅拌一定时间，混合料浆均匀后通过夹套保温管、硫磺计量泵增压，以280ML/分钟的速度，沿着内径为10mm的伴热管逐渐预热到600℃左右，最后从一端的喷嘴喷入预先加热到750-850℃的内径为15mm长150米的管形反应器，通过接触反应10-20秒后，反应完全，合成气离开反应器，经热交换逐渐降温到200℃以下，再送入冷凝器完全冷凝，尾气用碱液吸收，经过约10小时左右，进料完毕，共收集冷凝液294kg，取800g均匀冷凝液于1000ml烧瓶内，通过刺型分馏柱分馏，收集45.5℃-46.6℃馏分736g，计算总收率86.0％。

Claims (8)

1.一种二硫化碳的制备方法其特征在于将熔融的硫磺和有机焦油按照一定的比例分别(或混合后)用高压泵经过预热器和雾化喷嘴连续喷入高温反应器，雾化的有机焦油在高温下与硫磺蒸汽充分接触反应，生成的二硫化碳、硫化氢、副产硫化物和残余的硫磺、灰渣一起连续离开反应器，经冷却分离后得二硫化碳成品，硫化氢等不凝气去氧化回收硫磺。
2.根据权利要求1所述的一种二硫化碳的制备方法其特征在于其使用的有机焦油为化工生产过程中副产的高沸点液体(或可加热熔化的)有机杂质，其中包括但不仅限于促进剂M提纯时产生的废焦油、对氨基二苯胺精馏渣油、沥青等以及它们的混合物，本发明优选促进剂M的废焦油。
3.根据权利要求1所述的一种二硫化碳的制备方法其特征在于配入硫磺的量为根据有机焦油的化学成分理论反应所需硫磺量的1-10倍，其中优选1.1-1.5倍。
4.根据权利要求1所述的一种二硫化碳的制备方法其特征在于所描述的雾化喷嘴为1个或分散的多个喷射嘴。
5.根据权利要求1和4所述的一种二硫化碳的制备方法其特征在于，所述喷射嘴为具有旋转、撞击等雾化作用的雾化喷嘴。
6.根据权利要求1所述的一种二硫化碳的制备方法其特征在于所述的高温反应器为管式、循环管式、串联容器式等。
7.根据权利要求1所述的一种二硫化碳的制备方法其特征在于所述的高温反应器内控制温度为600-1200℃，其中优选700-900℃。
8.根据权利要求1所述的一种二硫化碳的制备方法其特征在于所述的流体进入反应器后与周围高温气体和器壁接触后，形成携带雾化焦油及其碳化粉末的高速气流、以提高反应速度和防止积碳堵塞。
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