從煤氣化工藝中的酸性氣中回收硫的方法和系統的製作方法

2023-05-09 14:31:31

從煤氣化工藝中的酸性氣中回收硫的方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種從煤氣化工藝中的酸性氣中回收硫的方法，首先將煤氣化工藝中的酸性氣在200～400℃的溫度下通入含有吸水材料和催化劑的反應器中進行反應生成羰基硫；然後將所得羰基硫進行歧化反應以二硫化碳的形式回收硫。本發明還涉及了一種從煤氣化工藝中的酸性氣中回收硫的系統。本發明提供的回收方法以富含硫化氫和二氧化碳的煤氣化工藝中的酸性氣作為起始原料，以二硫化碳的形式對酸性氣中的硫進行了有效回收。該方法無需從外界引入原料，對酸性氣進行了有效的再利用。本發明提供的系統對現有化工設備進行了組合，得到了適合本發明回收方法的工藝系統，成本低、安全性高，具有大規模工業化應用前景。
【專利說明】從煤氣化工藝中的酸性氣中回收硫的方法和系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及化工領域，具體涉及一種從煤氣化工藝中的酸性氣中以二硫化碳形式 回收硫的方法以及相應的系統。

【背景技術】
[0002] 煤氣化工藝中的酸性氣中，主要組分是約為30%的硫化氫、約50%的C02、10%的C0 和約10%的其他氣體，如羰基硫C0S等。酸性氣中含有大量的硫，如果不進行回收直接排放， 會對大氣造成嚴重汙染。現有的硫回收工藝有多種，如克勞斯工藝、生物脫硫工藝以硫磺的 形式回收硫、或氨法脫硫工藝以硫酸銨的形式回收硫等等。儘管如此，目前酸性氣中回收硫 的形式仍然較少，回收硫的工藝、設備等都受到了很大的限制。
[0003] 二硫化碳是一種重要的化工原料，在人造纖維、農藥、橡膠、冶金選礦等生產領域 都有廣泛的應用。目前生產二硫化碳的方法主要有：木炭硫磺法，甲烷硫磺法，還有硫磺與 焦炭、丙烷、丙烯、褐煤、廢橡膠等含碳物質反應進行生產。
[0004] 木炭硫磺法是採用木炭硫磺為原料，將灼紅後的木炭和硫磺蒸汽在830_920°C的 高溫下進行反應，得到的二硫化碳氣體經過除硫、冷卻、精餾等工序得到精製液體二硫化 碳。中國專利200810055158. 3公開了以焦炭和硫磺為原料、在低溫轉化催化劑作用下生成 羰基硫並使羰基硫部分分解為二硫化碳和二氧化碳的技術方案。這種方法電能耗高、勞動 強的大、生產效率低、環境汙染嚴重等缺點，屬於將要被淘汰的生產路線。
[0005] 天然氣為原料的合成路線如：
[0006] CnH2(n+1) + (3n+l)S ^ nCS2+(n+1) H2S
[0007] 中國專利200610127375中公開了一種由天然氣和硫磺在550-800°C、0. 3-1. OMPa 下進行反應而生成二硫化碳的方法。GB1，173, 344中公開了一種在不存在催化劑的條件下、 在不超過10個大氣壓的壓力下、於溫度維持在550-850°C的反應區中使氣相硫和丙烷反應 的方法。由於這種方法的缺點是產生大量有毒氣體硫化氫，必須通過克勞斯系統回收硫，且 硫回收尾氣的治理難度大，投資高，對設備腐蝕嚴重。此外，由於上述方法中木炭和硫磺都 是固體，接觸面積不夠，反應速度嚴重受到影響。甲烷硫磺法反應速率有所提高，但提高的 程度有限，仍然不夠理想。
[0008] 中國專利200780034425. 2提出了一種製備二硫化碳的方法，這種方法通過使一 氧化碳和硫化氫反應形成羰基硫和氫，隨後使形成的羰基硫歧化成二硫化碳和二氧化碳。 與烴作為碳源的常規二硫化碳的製備方法相比，該方法優點是沒有形成必須再循環至克勞 斯裝置以被轉化成硫的硫化氫。反應分兩步進行。
[0009] (1) C0+H2S - C0S+H2

【權利要求】
1. 一種從煤氣化工藝中的酸性氣中回收硫的方法，其特徵在於，包括如下步驟： (1) 將煤氣化工藝中的酸性氣在200?400°C的溫度下通入含有吸水材料和催化劑的 反應裝置中反應生成羰基硫； (2) 將步驟（1)所得羰基硫進行一次或多次歧化反應以二硫化碳形式回收硫； 其中，步驟（1)中所述的催化劑為碳酸鈉或硫酸鉀。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟（1)所述的吸水材料為分子篩。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟（1)所述反應的反應時間為20? 60s。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟（2)所述歧化反應的反應溫度為 100 ?350。。。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述步驟（2)中的歧化反應過程為：羰基 硫在催化劑存在下進行歧化反應0. 5?2min生成二硫化碳和二氧化碳，然後進行冷凝以分 離回收液態二硫化碳。
6. 根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述催化劑為氧化鋁、二氧化鈦、二氧化 矽、二氧化鋯、石英、高嶺土、硅藻土中的一種或多種。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述催化劑的比表面積為50?800m2/g， 優選為100?600m 2/g，更優選為200?500m2/g。
8. 根據權利要求1-7所述的方法，其特徵在於，所述步驟（2 )完成後，在0. 25?0. 6Mpa 的壓力、-30?-10°C的溫度下進行加壓冷凝分離回收未反應的羰基硫並返回所述步驟（2) 重新進行歧化反應。
9. 一種從煤氣化工藝中的酸性氣中回收硫的系統，其特徵在於，包括依次串聯的羰基 硫反應裝置、一個或多個歧化反應子系統和加壓冷凝裝置，其中所述歧化反應子系統包括 歧化反應器和冷凝器，所述冷凝器連接在所述歧化反應器的下遊。
10. 根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述歧化反應子系統的數量為1?3個。
【文檔編號】C01B17/04GK104291275SQ201310296097
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月15日 優先權日:2013年7月15日
【發明者】王威, 宋夕平 申請人:北京豐漢工程技術有限公司