一种同时生产二硫化碳、硫磺和不溶性硫磺的工艺 

技术领域

[0001] 本发明涉及二硫化碳、硫磺、不溶性硫磺三种化工产品能在一个联合装置同时生产的工艺，属于石油化工领域。 

技术背景

[0002] 二硫化碳应用广泛，可作为化工原料的中间体，也可作为溶剂和萃取剂等；不溶性硫磺主要用于汽车轮胎制造、橡胶合成产品、地毯、胶管、胶带、胶鞋等；硫磺主要用于橡胶轮胎、烟花爆竹、化肥、食品工业、农药(用于花草林木果树消毒)、日化助济、工业制品等。目前，此三种产品的生产大都是在不同的地方分别单独建厂，各有各的场地、厂房、仓储、运输、公用工程、生产装置、人财物产供销等运营体系，它们占地面积大、建设成本高、仓储费用高、运输费用大、公用工程多、生产流程长、工艺复杂、设备多、生产周期长、产品质量难以控制、污染严重、人工成本高、管理费用高。比如，利用硫磺、木炭生产二硫化碳的生产工艺，由于所产的硫化氢气体直接向大气排放，污染严重，此生产方法已经被国家环保部门明令禁止。而国内其它以硫磺、天然气或甲烷乙烷生产二硫化碳的企业，是国家环保部门所认可的，但它的生产装置、热能、电能、冷却水等公用设施都需要新建，原材料全部是外购的，单独生产二硫化碳的企业必须对所产生的硫化氢气体进行无害化处理，其投资和生产成本明显加大。石化企业具有得天独到的优势，具备生产二硫化碳、硫磺和不溶性硫磺的原料，水、电、汽、风充足，系统工程富裕。如果新建或在现有石化企业的硫磺回收装置上嫁接二硫化碳和不溶性硫磺装置，其公用工程、仓储等设施可以共用，比单独投资上马二硫化碳、不溶性硫磺装置至少节省一半的建设费用。

[0003] 目前，国内用木炭法生产二硫化碳的企业大都停产，国内市场因二硫化碳缺货而价格暴涨，导致用二硫化碳生产不溶性硫磺的成本也急剧增高。如果用石化企业的甲烷、乙烷(或天然气)与硫回收装置联合生产二硫化碳，既可降低二硫化碳的生产成本，又可将产生的酸性废气在硫磺回收装置得到增效处理，所产出的液体硫磺也可用高温热聚合的方法来生产不溶性硫磺，它的生产成本要比单独建设的不溶性硫磺装置低三分之一，而市场销售价格却是硫磺价格的十倍以上，潜在着极大的经济效益。

[0004] 利用石化企业的硫磺回收装置同时生产二硫化碳、硫磺和不溶性硫磺，其建设成本和生产成本之低是其他同行企业难以做到的。目前在全世界还没有一家石化企业的硫磺回收装置联合生产二硫化碳、硫磺和不溶性硫磺的生产工艺和方法。若采用本发明的生产工艺同时生产三种产品，其市场竞争力会大大提高，将产生良好的经济效益和社会效益。

发明内容：

[0005] 本发明的内容是在设计新的石化企业时，改变以往单一设计硫磺回收装置、二硫化碳装置和硫磺回收装置的做法，直接设计成硫磺、不溶性硫磺和二硫化碳的联合装置(以下简称三合一装置) ，或利用现有石化企业的硫磺回收装置联合生产硫磺、二硫化碳和不溶性硫磺三种产品。这种三合一的装置降低了建设费用、缩短了工艺流程、简化了操作、降低了生产成本、提高和增加了硫磺回收装置的生产效率和功能，使硫磺回收装置不但能加工和处理来自炼油厂的酸性气体，同时还能处理来自二硫化碳装置的酸性废气，不仅能自己生产硫磺产品，而且也能给二硫化碳装置和不溶性硫磺装置同时提供液体硫磺原料，生产出二硫化碳和不溶性硫磺产品。

[0006] 硫磺回收装置利用二硫化碳装置的废气来生产硫磺，硫磺又去做二硫化碳装置和不溶性硫磺装置的原材料，二硫化碳装置生产的二硫化碳去萃取不溶性硫磺，然后，二硫化碳萃取的废液再回二硫化碳装置蒸馏和精馏，又重新得到纯的二硫化碳产品。这种联合生产工艺环环相扣，工艺简单、流程短、设备少、操作方便。

[0007]具体实施方案如下：

[0008]一种可同时生产二硫化碳、硫磺和不溶性硫磺的工艺方法，其特征在于：包含以下步骤：

[0009] 1)、将硫磺回收装置的液硫分别通往2个管道，管道a和管道b；其中管道a与硫磺造粒机相连，终得到硫磺产品；管道b与不溶性硫磺的加热炉相连，经加热生成的气化硫磺又分成2个管道，管道c和管道d；管道c与不溶性硫磺反应器相连，用于生产不溶性硫磺；管道d与二硫化碳反应器相连，用于生产二硫化碳； 

[0010] 2)、将甲烷、乙烷加热，通往二硫化碳反应器，经催化、洗涤、蒸馏、精馏，得到成品二硫化碳；将精馏塔顶分离出的酸性气体送入硫磺装置的克劳斯炉；

[0011] 3)、气化硫经管道c进入不溶性硫磺反应器，经催化、淬冷罐淬冷、成型、粉碎、萃取、充油等步骤得到不溶性硫磺产品；其中萃取剂为二硫化碳，来自步骤2)的二硫化碳产品罐，萃取罐与二硫化碳产品罐相连。

[0012] 所述步骤3)中萃取后的废液送入二硫化碳装置的蒸馏塔，经蒸馏和精馏合格后重新回到二硫化碳产品罐。

[0013] 所述步骤3)在不溶性硫磺反应器中，经初步催化、萃取得到含量为大于60％的不溶性硫磺产品IS-60；在IS-60产品中加入萃取剂和稳定剂后经水浴、烘干，得到含量为大于90％的不溶性硫磺产品IS-90；IS-90产品再经充油搅拌后得到OT-20和OT-33型不溶性硫磺产品。

[0014]所述步骤3)中不溶性硫磺反应器中含有分子筛催化剂，其中分子筛催化剂含有1-10％卤化钾。

[0015] 所述步骤3)中淬冷罐的淬冷液里含有0 .5-3％的双二硫代苯甲酰和1-5％聚乙二醇稳定剂，保持萃冷液温度30-60℃。

[0016] 所述步骤3)中不溶性硫磺用二硫化碳萃取到90％以上后，不溶性硫磺∶二硫化碳∶双二硫代苯甲酰按1∶1∶0 .005～1∶1∶0 .03的重量比配成混合液，加入到不溶性硫磺反应釜，经60℃水浴、烘干、充油搅拌得到高抗热的不溶性硫磺。

[0017]经本工艺方法，能够达到以下技术效果：

[0018] 1 .二硫化碳生产装置所产生的酸性废气送到石化企业的硫磺回收装置中的克劳斯炉进行处理，省去因生产二硫化碳而需要再建硫磺回收装置，既解决了废气污染问题又充分利用了硫磺回收装置，使其生产效率得到提高。

[0019] 2 .利用石化企业的甲烷、乙烷和硫磺回收装置的液体硫磺生产二硫化碳，可省去二硫化碳的采购、运输、储存等，省去原料硫磺堆放的库房、熔融炉、蒸汽、液硫计量泵等。

[0020] 3 .利用硫磺回收装置的液体硫磺去生产不溶性硫磺，省去了原料硫磺的运输、堆放的库房、熔融炉、加热的蒸汽等。

[0021] 4 .利用二硫化碳生产装置的蒸馏、精馏、储罐等设备，省去了不溶性硫磺装置重建的二硫化碳及废二硫化碳的仓储、蒸馏、回收设备。

[0022] 5 .三合一装置只需要一套水、电、汽、风等公用工程，省去两套装置的公用工程建设费用。

[0023] 6 .甲烷、乙烷、二硫化碳、硫磺等主要原材料就地取材，不需要外购，内部结算省去二次税收和运输费用。

[0024] 7 .把由三个企业的单一产品复合为一个企业的三个高附加值产品，实现了企业的效益更大化。

[0025] 8 .由于三合一装置工艺的简化，使三个产品的生产周期，都明显缩短，较大的提高了产品的生产效率。

[0026] 9 .由于原材料自给自足，原材料产品质量在可控范围内，加之流程的缩短、操作的简便，提高了产品的合格率。

[0027] 10 .由单一产品生产需要三套生产操作人员和管理人员，变为三套装置只需一套人马，有效的降低了生产成本。

[0028] 综上所述：三合一装置的发明，实现了投资减少、产品增加、附加值增高、流程缩短、工艺简化、设备减少、成本降低、质量提高、效率提高等目标，充分体现了联合装置的技术先进性。