[發明專利]一種生產二硫化碳的方法

有效

• 申請號: 200910247210.X
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101811698A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 莊叔賢;孔慶然;王捷
• 申請（專利權）人: 上海百金化工集團有限公司;孔慶然
• 主分類號: C01B31/26
• 分類號: C01B31/26
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所 14100
• 代理人: 溫彪飛;王瑞玲

技術領域

本發明涉及一種含碳和硫的化合物的生產方法，具體為一種生產二硫化碳 的方法。

背景技術

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 產部門都有廣泛應用。目前干法生產二硫化碳的工藝路線：一是傳統的以硫磺 和焦炭為原料的甑式間歇法生產路線、能耗高、勞動強度大、生產效率低，設 備腐蝕和環境污染嚴重，屬于被淘汰的生產路線，目前國內還有約55％的生產 能力采用該工藝；二是較先進的以天然氣為原料的合成路線，即 CH₄+4S→CS₂+2H₂S，其硫的單程轉化率不足50％，副產大量有毒氣體硫化氫， 必須通過克勞斯系統回收硫，投資高，含硫尾氣治理難度大；其反應溫度超過 600℃，設備腐蝕亦很嚴重。此外，廠址受天然氣源的限制，增加了CS₂產品長途 輸運的危險性和成本。因此，開發低溫和環境友好型的二硫化碳生產新工藝， 具有重要意義。

以CO和硫蒸汽為原料合成羰基硫的反應CO+S＝COS(1)，國內外已有 較多的研究，COS收率可達到95％以上，并有實現了小量工業生產的報道。由 于該反應的目的是制備COS，其選用的催化劑及反應條件均有利于羰基硫的合 成，而不具備進一步催化羰基硫歧化分解反應2COS＝CS₂+CO₂(2)以制備二 硫化碳的功能。關于COS的歧化分解反應(2)的研究，采用非催化直接熱分 解反應時，在600℃以上生成CO₂和CS₂，在900℃以上則生成CO和元素S， 反應過程難以控制。文獻中尚未見有較詳細的研究結果，更無有關該反應工業 化的報道。COS歧化分解反應(2)屬可逆反應，在標準狀態下平衡常數為0.22， 平衡轉化率應接近50％，由于反應熱接近于零，故平衡常數隨溫度改變亦較小。 專利US7090818采用SO₂和CO為原料制備COS，再設想用COS歧化分解生產 CS₂。為提高COS的歧化轉化率，該專利設想采用相轉移的方法突破熱力學平 衡的限制，將反應和吸收合并為一個三相催化反應器，在50-250℃和0.1-1.0MPa 條件下，使COS和溶劑同時通過岐化催化劑，岐化產物CS₂被溶劑吸收，而不 溶于溶劑的CO₂則以氣體產物放出，達到COS完全轉化為CS₂的目的。但該反 應器相當復雜，尋找合適的溶劑實現該設想的難度極高。因此該專利并未給出 相應的實施例和具體的實驗結果，沒有實際應用的價值。

專利CN101289186(CN200810055159.3)首次將反應(1)和(2)聯合起 來用于制備二硫化碳，提供了一種由CO和硫磺蒸汽為原料生產CS₂的新方法。 該方法是將CO和硫蒸汽引入裝有低溫合成催化劑的反應塔生成COS，該催化 劑還能使小量的COS分解為CO₂和CS₂，所以是一種雙功能催化劑，總反應為： CO+S＝xCOS+(1-x)(0.5CO₂+0.5CS₂)(3)；再將混合產物通過裝有COS歧化催 化劑的歧化反應塔，使COS進一步分解為CO₂和CS₂，生成的混合氣體通過冷 凝器分離出CS₂粗品；最后將含CO₂和未分解的COS混合氣用溶劑進行吸收分 離，分離出的產物COS再次送入歧化反應塔進行重新分解，而CO₂則返回CO 造氣爐重新利用。該方法雖然解決了現有技術中存在的諸多問題，具有原料易 得且不受地域限制、反應和分離過程簡單、減少了反應過程的廢棄物排放等優 勢，但是經生產實踐證明，上述工藝路線還是不太合理，羰基硫和二氧化碳的 分離效率相對不是很高，使得羰基硫的轉化率相對較低，最終導致二硫化碳的 收率較低。

發明內容

本發明為了解決現有將上述反應(1)和(2)聯合用以制備二硫化碳的工 藝存在羰基硫的轉化率較低，羰基硫和二氧化碳的分離效率相對不是很高，導 致二硫化碳的收率較低的問題，提供一種生產二硫化碳的方法。