[發明專利]一種利用高濃度二氧化硫與天然氣制備硫化氫的方法

有效

• 申請號: 201910565883.3
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110357043B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 晏乃強;瞿贊;馮圣君;馮杰;殷祿華;孫小明
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;南通三圣石墨設備科技股份有限公司
• 主分類號: C01B17/16
• 分類號: C01B17/16;C01B32/50
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種利用高濃度二氧化硫與天然氣制備硫化氫的方法，包括如下步驟：首先適量的甲烷與高濃度二氧化硫在合適溫度反應生成二硫化碳、硫化氫、二氧化碳和水。生成的產物進入二級反應器催化水解二硫化碳轉化為硫化氫，最終殘留的二硫化碳和水經過冷卻分離得到高濃度硫化氫和二氧化碳混合氣，所得到的高濃度硫化氫氣體通入污酸處理裝置。與現有技術相比，本發明具有原料經濟易得、既解決了二氧化硫污染問題、又回收了寶貴的硫資源、符合可持續發展的要求、適合于冶煉行業污酸處理的工藝需求等優點。

技術領域

本發明涉及硫化氫制備領域，尤其是涉及一種利用高濃度二氧化硫與天然氣 制備硫化氫的方法。

背景技術

有色冶煉行業中的重金屬經降溫洗滌后主要存在于污酸廢水中，治理污酸廢水對于治理有色冶煉行業重金屬污染是至關重要的。硫化法是去除污酸中重金屬非常 有效的方法，一般常采用向含重金屬污酸中直接通入硫化氫的處理方法。但是硫化 氫的來源和保存問題制約了該方法的應用推廣。目前，硫化氫的制備方法可分為： 硫磺加氫法、硫化法、副產物回收利用法和二硫化碳水解法等。

其中硫磺加氫制備硫化氫工藝復雜，初始投資高，且過量的硫磺會堵塞管路， 導致工況波動大及勞動強度大，更適宜于大規模的硫化氫生產，并且由于硫化氫為 劇毒氣體，為了避免長距離運輸，一般將硫磺加氫生產硫化氫工藝廠建在硫化氫使 用地旁邊，這就造成了無法兼顧其它對硫化氫有需求但需求不大的企業的使用。

硫化法的原理是使用硫化物和硝酸等物質反應，生成硫化氫氣體收集應用。此 法所需硫化物及酸類物質價格貴，導致經濟性差，并且產生的芒硝等廢渣需處理， 因此只適合于少量硫化氫使用場所的應用。而副產物回收主要集中于黏膠、石油化 工等行業產生的大量硫化氫經分離精制收集應用。由于需額外投資硫化氫分離精制 等設備，提高了初始投資，并且一般較硫化氫應用地較遠導致其經濟性較差。

二硫化碳水解制備硫化氫工藝操作簡單，但是由于二硫化碳較貴導致其經濟性較差，只適合于中小規模應用。有色金屬冶煉過程中常產生大量含有高濃度二氧化 硫的煙氣，如果能將煙氣中的二氧化硫為作為原料就地制備硫化氫，那么既解決了 含重金屬污酸處理過程所需的硫化氫來源問題，又實現了有色金屬冶煉煙氣高濃度 二氧化硫的治理問題。

因此，開發一種直接轉化高濃度二氧化硫為硫化氫來直接硫化處理污酸對于冶煉行業污酸的治理具有十分重要的應用價值。本發明基于冶煉行業現狀，提出了高 濃度二氧化硫和天然氣反應制備硫化氫來滿足冶煉行業對于硫化氫源的需求。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種利用高濃度 二氧化硫與天然氣制備硫化氫的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現

一種利用高濃度二氧化硫與天然氣制備硫化氫的方法，該方法分為兩級，具體 包括以下步驟：

(1)在一級反應器中以高濃度SO₂為原料，以天然氣為還原劑，經高溫催化 還原反應，產生含生成二硫化碳和硫化氫的一級混合氣體；所述的反應式為： 3CH₄+4SO₂→CS₂+2H₂S+2CO₂+2H₂O；

(2)將一級混合氣體在二級反應器中與水蒸氣進行水解反應，使其中的CS₂繼續轉化為H₂S，產生二級混合氣體；所述的反應為，CS₂+2H₂O→CO₂+2H₂S；

(3)將二級混合氣體繼續降溫冷卻分離，分離得到的氣體(硫化氫與二氧化 碳混合氣體)作為污酸硫化處理的原料；分離后殘留液體(二硫化碳組分)經過氣 化后重新返回二級反應器，與一級混合氣體混合后，再在二級反應器中進行水解。