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CN1684905A - 用于多硫烷转化的方法 - Google Patents

用于多硫烷转化的方法 Download PDF

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Abstract

发明提供一种用于从H2S合成过程中所形成的气流中去除多硫烷的方法。

Description

用于多硫烷转化的方法
技术领域
本发明涉及一种用于从H2S合成过程中所形成的气流中去除多硫烷的方法。
背景技术
在由氢和硫制备H2S的合成过程中，多硫烷(H2Sn)通常作为副产物以≥400vpm(百万分之体积)的数量级出现在粗气体中，并且当气流被压缩时，会以不能控制的方式趋向于分解成H2S和硫。这样会导致在整个压缩区域、包括外围管道和阀门中所不希望的硫沉积物。
众所周知，多硫烷在热力学上是不稳定的，并且存在分解的趋向，尤其是在加热的时候(见M.Schmidt，W.Siebert：“Sulfane”inComprehensive Inorganic Chemistry，第2卷，2.1部分，Pergamon出版社，Oxford，1973，826-842)。
玻璃容器表面痕迹量的碱会导致硫元素的沉积。
然而，这些结论来自于以或多或少纯的形式存在的多硫烷的研究结果。
当然，原则上它们也适用于以高度稀释形式存在的多硫烷。
然而，假如这样的话，必须考虑浓度比率的影响。
在上述情形下，多硫烷在硫化氢中以高度稀释的形式存在，与此同时，与多硫烷的分解产物达成热力学平衡：
Figure A0382302400031
高的H2S浓度使平衡向左手边方向移动，而多硫烷变成氢硫化物和硫的分解反应是非优选的反应。
本发明的目的是提供一种几乎全部去除多硫烷的方法，以此防止设备管道中硫沉积物的产生。
发明内容
本发明提供一种从硫化氢的制备过程中所形成的粗气体(crudegas)中去除多硫烷的方法，其特征在于将含量＞80vol.％、优选＞95vol.％的H2S和＞100-2000vpm、特别是＞400-1500vpm的多硫烷(H2Sn：n为2-8)的粗气体，通过一个任选的多级洗涤装置，使其与水和/或甲醇接触，优选与碱性的水和/或甲醇体系接触，这样可以得到纯气体，其中多硫烷以基于起始值来说消耗掉＞50-＞99.5％的量存在。
多硫烷的量也可以任选超过2000vpm。
具体实施方式
优选使用喷射洗涤器，与其他洗涤器一样，可以在1.05-10巴的压力下操作，优选在1.05-2巴的压力下操作。
然而，不加压的操作也是可选的。特别地，使用0.5-20wt.％、优选为0.5-10wt.％的碱金属氢氧化物或氧化物的水和/或甲醇溶液、特别是KOH/KHS或NaOH/NaHS的溶液作为洗涤流体。
当气流通过洗涤流体时会形成硫化氢。
也可以使用适当的其他碱性氧化物或氢氧化物，特别是碱土金属优选为钙的氢氧化物或氧化物的浓溶液。
多硫烷也可以通过1-20％、优选为1-10wt.％的氨、通式(CnH2n+1)xNHy的有机胺(n＝1，2，3；x＝2，3；y＝0，1)或通式(CnH2n+1O)xNHy的氨基醇(n＝1，2，3；x＝2，3；y＝0，1)的碱性的水和/或甲醇溶液从气流中去除。
适宜的温度范围通常在0-150℃，特别是在10-60℃。
在要被纯化的粗气体通常为0.1-25m/s、特别是10-22m/s的气体速度下，多硫烷从气流中去除的损耗度基于在粗气体中的起始含量为＞50-＞99.5％，优选为＞70-＞99.5％。
对于在粗气体中含量＞500vpm的多硫烷，这相应于损耗至在纯气体中含量＜10vpm。
在多硫烷的转化过程中形成的硫进入溶液中，尤其是由于形成相应的多硫化物的结果。以固体形式沉淀的硫可以任选借助于适宜的过滤装置排出。洗涤溶液循环并且随着多硫化物/硫载荷而排出。洗涤流体的注满随排出速率以及可蒸发溶剂的量而变。为了除去在喷射洗涤器洗涤之后存在的多硫烷的残余量(通常＜起始量的20％)，通常将包含H2S的气体在逆流形式的洗涤塔或填充床(逆流洗涤器)中用上述溶液进行后处理。带走的液滴通过去雾器装置分离。残存在纯化的H2S气流中的任何量的硫烷也可以在下游吸附器床(活性碳，沸石)中分解，并且可以分离所形成的硫。
分析
在粗气体和纯气体中硫烷浓度分析的获得通过联机的紫外测量法进行。与此类似，洗涤溶液中的硫含量以及含H2S的气流中硫烷和硫的浓度通过所必需的湿化学手段确定。
借助于本发明的方法，可以将多硫烷耗尽到这样一个程度，即在后续加工中，例如压缩物阶段，可以避免所不希望的硫的沉积。
实施例
使用多硫烷含量＞400-2000vpm的粗气体。
多硫烷的浓度取决于H2S反应器中的反应条件。
比较例1
将H2S粗气体以20Nm3/h的速度通过填充有约7升被侵蚀的腊希圈(Rashing rings)的吸附塔。通过多硫烷分解所形成的硫沉积在填充物的表面。可达成25％的损耗度。吸附塔床的使用寿命为20h。
比较例2
将H2S粗气体以20Nm3/h的速度通过填充有约7升SiO2载体(粒子大小3-5mm)的吸附塔。通过多硫烷分解所形成的硫沉积在填充物的表面。可达成50％的损耗度。吸附塔床的使用寿命为48h。
实施例1
将H2S粗气体以200Nm3/h的速度首先通过只用水运转的喷射洗涤器装置，然后通过填充有约12升活性炭(粒子大小5-6mm)的吸附塔60小时。在进入吸附塔之前，测量的损耗度为75％，进入塔后的测量值为＞99％。
实施例2
将H2S粗气体以200Nm3/h的速度通过用甲醇供给的喷射洗涤器装置48小时。可达成基于粗气体＞50％的损耗度。
实施例3
将H2S粗气体以10Nm3/h的速度通过用甲醇/三乙醇胺混合物(5％三乙醇胺)运转的洗涤塔24小时。由多硫烷分解所形成的硫溶解在洗涤溶液中。可达成80％的损耗度。
实施例4
将H2S粗气体以200Nm3/h的速度通过用甲醇/NaOH的混合物(5％NaOH)供给的喷射洗涤装置400小时。可达成99％的损耗度。
运行时间约200h后所沉积的硫借助于串联过滤从洗涤器循环中去除。
实施例5
将H2S粗气体以200Nm3/h的速度通过用水/KOH的混合物(12％KOH)供给的喷射洗涤装置200小时。可达成99.5％的损耗度。

Claims (8)

1.用于从硫化氢的制备过程中所形成的粗气体中去除多硫烷的方法，其特征在于将具有含量＞80vol.％的H2S和＞100-2000vpm、特别是＞400-1500vpm的多硫烷(H2Sn：n为2-8)的粗气体通过洗涤器装置，与水和/或甲醇接触，并得到纯气体。
2.权利要求1的方法，其特征在于使用0.5-20wt.％的碱金属或碱土金属的氢氧化物或氧化物的水和/或甲醇溶液作为洗涤流体。
3.权利要求1的方法，其特征在于使用1-20wt.％的以下物质的水和/或甲醇溶液作为洗涤流体：通式(CnH2n+1)xNHy的有机胺，其中n＝1，2，3，x＝2，3，y＝0，1；通式(CnH2n+1O)xNHy的氨基醇，其中n＝1，2，3，x＝2，3，y＝0，1；或氨。
4.权利要求1-3之一的方法，其特征在于使用喷射洗涤器。
5.权利要求1-4之一的方法，其特征在于预纯化的气体在逆流洗涤器中用水或甲醇溶液进行后处理。
6.权利要求1-4之一的方法，其特征在于将多硫烷被消耗的气体通过吸附塔床。
7.权利要求1-6之一的方法，其特征在于在纯气体中包含在粗气体中的多硫烷的消耗率基于粗气体为＞50-＞99.5％。
8.权利要求1-7之一的方法，其特征在于所述方法在0-150℃的温度下进行。
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