[發明專利]一種硫化氫合成裝置

無效

• 申請號: 201110343103.4
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102500285A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 李天文;尚念剛;劉坤;孫烈剛;丁海燕;張天來
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04;C01B17/16
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及一種硫化氫合成裝置。

背景技術

硫化氫是一種重要的化工原料，其主要是用于精細有機化學品和無機鹽的合成，如農藥、醫藥品的制造、金屬的精制及各種工業試劑的制造等。

由硫磺和氫氣兩種元素合成硫化氫最為直接，硫化氫純度最高，適用于合成蛋氨酸的甲硫醇等精細化學品的應用。其方法有兩種：一種方法是將液體硫磺溶于溶劑中，后向其中通入氫氣，反應生成硫化氫氣體。另一種方法是用硫磺蒸汽與氫氣直接合成硫化氫氣體。

液體硫磺溶于溶劑中與氫氣反應生產硫化氫的方法前期反應良好，但隨反應進行，溶劑產生結焦現象，反應效率降低，難以工業化運行。

用硫磺蒸汽與氫氣直接合成硫化氫氣體的方法需要解決的問題：一是需要將液體硫磺加熱汽化至300℃以上，因而存在硫磺的蒸發效率低和蒸發器、合成塔耐溫抗硫材質選擇的困難；二是硫磺蒸汽與氫氣反應是強放熱反應，現行反應器對溫度難以有效控制，導致硫化氫的轉化率低、反應熱不能充分回收利用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種硫磺蒸發效率高，蒸發溫度及合成塔內溫度易于控制的硫化氫合成裝置。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種硫化氫合成裝置，包括硫磺蒸發器及硫化氫合成塔，所述硫磺蒸發器的外側設有電感應加熱裝置，所述硫磺蒸發器上設有硫磺進料口、氫氣進料口及硫磺蒸汽與氫氣混合氣體出口；所述硫化氫合成塔內設有至少2段以上的催化劑床層，所述硫化氫合成塔上設有硫磺蒸汽與氫氣混合氣體入口、合成氣體出口，所述合成氣體出口位于所述催化劑床層的最后一段的下部，所述硫磺蒸發器及所述硫化氫合成塔通過所述硫磺蒸汽與氫氣混合氣體出口和硫磺蒸汽與氫氣混合氣體入口相連接。

本發明的有益效果是：利用電感蒸發器對液體硫磺進行蒸發，溫度易于控制，蒸發效率高。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述硫磺蒸發器包括硫磺進料管、蒸發器列管，所述硫磺進料管與所述硫磺進料口相連通，且所述硫磺進料管的末端設有噴淋管；所述蒸發器列管的頂端為鋸齒狀豁口，所述蒸發器列管的內部為2個具有相同圓心但直徑大小不相等的管。

采用上述進一步方案的有益效果是：采用噴淋管，可使液體硫磺均勻分布到蒸發器截面上。蒸發器列管環形排布，其頂端為鋸齒狀豁口，使液體硫磺溢流入管，列管中液體硫磺處于膜狀蒸發狀態，增大了傳熱面積，提高了傳熱效率。所述列管內裝填φ25×25的陶瓷鮑爾環，有利于氫氣與硫磺蒸汽的混合。列管環繞的內部空間是兩同心異徑管，氫氣由內管通到蒸發器底部，再由外管返回到蒸發器的頂部，有利于對原料氫氣預熱，提高能量利用率。

進一步，所述每段催化劑床層內均設有至少2層以上的換熱盤管，所述換熱盤管的一端連接換熱盤管換熱介質入口，另一端連接換熱盤管換熱介質出口，所述換熱盤管換熱介質入口與所述換熱盤管換熱介質出口設在所述硫化氫合成塔上。

進一步，所述每層換熱盤管均為獨立結構，相鄰兩層換熱盤管之間均設有測溫孔。

采用上述進一步方案的有益效果是：合成塔內催化劑床層設置兩段或多段，每段床層內均埋設換熱盤管，用以移除反應放熱。換熱盤管蛇形彎曲，平均分布在合成塔的截面上，其在床層高度上平均分布多層，且每層為單獨互不影響，利于控制床層不同高度的溫度。盤管各層間設置溫度孔，實時觀察各層溫度。另外，每段床層內埋設換熱盤管可回收利用反應熱，將移出的熱量用作其他熱源。

進一步，所述硫化氫合成塔上設有硫磺冷激口、氫氣冷激口、備用口；所述硫磺冷激口及氫氣冷激口位于每段催化劑床層上部，且在所述硫化氫合成塔的軸向上，硫磺冷激口位于氫氣冷激口上部；所述備用口靠近所述氫氣冷激口。

采用上述進一步方案的有益效果是：冷激硫磺入塔后通過一個分布裝置塔盤，在塔盤作用下平均分布到合成塔截面。冷激氫氣入塔后通過支管狀分布器分布到合成塔截面上。硫磺、氫氣冷激用以對床層冷激降溫，防止發生飛溫現象，減少對催化劑及設備的不利影響。

進一步，所述硫磺蒸發器的硫磺蒸汽與氫氣混合氣體出口上部，及所述每段催化劑床層的上部，及靠近所述合成氣體出口處均設有視鏡。

采用上述進一步方案的有益效果是：設置視鏡，用以觀察液體硫磺蒸發、混合氣體反應情況。

進一步，所述硫化氫合成塔上還設有卸料口，所述卸料口位于所述每段催化劑床層的最底層上設有的柵板處。

進一步，所述硫化氫合成塔上還設有人孔，所述人孔位于每段催化劑床層上部及最底層床層下部。