二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的方法及装置

摘要

本发明公开了一种二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的方法及装置，包括如下步骤：将二硫化碳制备过程中产生的含有二硫化碳的硫化氢尾气引入到废气收集器中；将废气收集器中的含二硫化碳的硫化氢尾气通入硫化氢压缩机，经增压后的含尾气通入冷凝器冷凝，液体二硫化碳得以回收，气体硫化氢送入硫化氢输送管进入硫化氢处理工序；该装置中包括废气收集器、压缩机、冷凝器、二硫化碳收集器和硫化氢输送管，整个工艺系统不产生任何废气和污水，使得二硫化碳工业生产达到完全清洁生产的工艺条件，同时最大限度降低生产消耗。

说明书

技术领域

本发明涉及回收硫化氢气体中的二硫化碳的技术领域，具体涉及利用天然气制备二硫化碳过程中，从含二硫化碳的硫化氢尾气中回收二硫化碳的方法。

背景技术

二硫化碳作为粘胶生产不可或缺的重化工原材料，随着我国化纤工业迅速发展，二硫化碳产能需求也越来越大，但现有二硫化碳生产工艺过程中会产生大量有害气体，如二氧化硫和水体污染，二硫化碳生产国家专门制订相关行业标准，目的在于监控或减少对环境污染相关工作。

二硫化碳生产过程中，来自制备工序的二硫化碳分离、脱硫、精留等多个系统单元的尾气产生含有CS₂的硫化氢尾气，现有工艺是采取水封器收集CS₂，水封器回收二硫化碳将产生污水，气体硫化氢因经水接触后含有大量水份，不利于压缩回收，且硫化氢含水成份具有较强的腐蚀性，二硫化碳制备副产物硫化氢通过系统压力送至经克劳斯工艺回收成硫磺，而制备过程中的废气基本没有压力的或表压接近于0，不能送入克劳斯进行回收，因此最后采用不回收的办法，排放到加热炉烟道出口进行焚烧的方法，焚烧后产生的二氧化硫对大气造成污染，即工业尾气污染，不利于环保，同时对硫化氢气体的排放也是一种源料浪费，影响产品消耗。

现有尾气处理系统存在如下缺陷：所述尾气即二硫化碳制备过程中的分离、脱硫、精留多个工艺点环节会产生少量含二硫化碳的硫化氢气体，该尾气不能有效地回收，焚烧产生二氧化硫对环境造成污染，回收二硫化碳过程将产生工业污水，此外，焚烧硫化氢气体本身也是一种浪费，直接影响产品消耗。现有工艺采用水封器的方法回收尾气中二硫化碳时，水封中装有2/3的清水，尾气经过清水，二硫化碳沉淀于低部，硫化氢仍然为气体从水封顶部排出。此水封需要定期换水，同进回收二硫化碳，该过程生产污水。

中国专利公开号为：CN1919733A，公开日为：2007.2.28，公开了一种二硫化碳制备中回收硫化氢气体中二硫化碳的设备及方法，解决现有二硫化碳生产过程中分离出的含二硫化碳的硫化氢气体直接进入克劳斯回收系统，而且降低克劳斯反应器内催化剂活性等问题，将初分离塔分离出来的含有二硫化碳的硫化氢气体送入至少吸附反应器内分别交替进行吸附、解吸操作，解吸后的二硫化碳混合气体进入精制单元回收二硫化碳，本发明采用变压吸附方式将硫化氢气体中的0.5-8%二硫化碳回收，不仅提高了经济效益，而且去除了硫化氢气体中的有机硫，增加了反应器内催化剂活性，非常有利于克劳斯反应的进行，从而提高了硫磺回收率，而且减少最终排放尾气中的二氧化硫浓度，保护了环境。其主要是对大量副产物硫化氢气体中二硫化碳的回收，通过变压吸附的方法降低二硫化碳的含量。而本文是针对废气进行回收，回收气体的来源均不同。

另有中国专利公告号：CN101912718B，公告日为：2012.5.23公开了一种用溶剂吸收硫化氢气体中二硫化碳的装置及方法，属于制备硫化氢气体和二硫化碳技术领域。本发明装置主要包括吸收塔、解析塔、气液分离器、换热器、冷却器、加热器、泵及阀门等；本发明方法是利用本发明装置，通过溶剂及传质动力学控制过程进行吸收、分离而得H₂S和CS₂产品。该方法采用吸收法回收二硫化碳，对不带压的的尾气回收难度较大，且投入设备成本过高，控制难度大的特点，不适用于对本系统尾气或废气进行回收。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的方法，该方法是针对二硫化碳制备过程中分离、脱硫、精留的环节中，从含二硫化碳的硫化氢尾气中回收二硫化碳的方法，其目的是实现硫化氢尾气中二硫化碳的高效回收，有效解决二硫化碳工业生产产生污水的工艺环节，使二硫化碳生产达到清洁生产的工艺条件，同时最大限度降低生产消耗。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的方法，其特征在于：包括如下步骤：

A．将二硫化碳制备过程的分离、脱硫、精留环节中产生的含有二硫化碳的硫化氢尾气引入到废气收集器中；

B．将废气收集器中的含二硫化碳的硫化氢尾气通入硫化氢压缩机，并增压至0.4MPa—0.6MPa；二硫化碳液化温度为46度，随压力升高变化，提高液化温度，更利于二硫化碳的回收，同时，备制工序硫化碳主管道系有一定压力进入燃烧炉，收集的硫化碳气体必须要带有一定压力后才能通过管道进入克劳斯硫化氢主管道系统；

C．将步骤B中经硫化氢压缩机增压后的含二硫化碳的硫化氢尾气通入冷凝器、通过冷凝，液体二硫化碳得以回收，气体硫化氢送入硫化氢输送管进入硫化氢处理工序。

所述步骤C中的冷凝器为二硫化碳冷凝器，其冷凝温度为-15℃。

所述步骤C中还包括在冷凝过程中，通过硫化氢压缩机向废气收集器通入含二硫化碳的硫化氢尾气，以增加废气收集器内的压力的步骤。

一种二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的装置，其特征在于：包括废气收集器、压缩机、冷凝器、二硫化碳收集器和硫化氢输送管，所述废气收集器用于收集二硫化碳制备过程的分离、脱硫、精留环节中产生的含有二硫化碳的硫化氢尾气；所述废气收集器与压缩机的进气端连接，压缩机的出气端与冷凝器的进口连接，冷凝器的出液口与二硫化碳收集器连接，冷凝器的出气口与硫化氢输送管连接，所述冷凝器的出气口与硫化氢输送管之间的连接管道上设有压力控制阀。

所述冷凝器的出气口与硫化氢输送管之间的连接管道上还设有旁通调节阀，所述旁通调节阀与压力控制阀并联，所述旁通调节阀为安全阀。

所述压缩机的出气端还通过管道与废气收集器连接，且该管道上设有用于增加废气收集器内气体压力的压力平衡调节阀。

所述压缩机为硫化氢压缩机，所述冷凝器为二硫化碳冷凝器。

本过程主要为通过封闭的收集器收集气体，经增压、冷凝法回收二硫化碳，硫化氢进入克劳斯硫化氢主管道系统，进行处理并回收硫磺。

本发明具有以下优点：

1、本发明是二硫化碳在制备生产过程中各环节中，如分离、脱硫和精馏过程中者会产生含二硫化碳的硫化氢尾气，其处理较为分散，现有技术中一般采取水封器收集CS₂，然后再排放到加热炉烟道出口进行焚烧的方法，产生二氧化硫对环境造成污染，回收二硫化碳过程将产生工业污水。而本方法是将各环节中的二硫化碳的硫化氢尾气收集在一收集器中（或收集罐中），在压缩机的作用下将所收集的尾气加压后，再通入冷凝器中深度冷凝，进而分离出二硫化碳和硫化氢，整个工艺系统不产生任何废气和污水，使得二硫化碳工业生产达到完全清洁生产的工艺条件，同时最大限度降低生产消耗。

2、本发明的回收方法中采用二硫化碳冷凝器，其冷凝温度为-15度，温度越低，对二硫化碳冷凝效果越好，回收率更高。

3、本发明回收方法中，步骤C的冷凝过程中，还包括通过硫化氢压缩机向废气收集器通入含二硫化碳的硫化氢尾气，以增加废气收集器内的压力的步骤，起到收集器稳压的作用。

4、本发明二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的装置，包括废气收集器、压缩机、冷凝器、二硫化碳收集器和硫化氢输送管，废气收集器用于收集二硫化碳制备过程的分离、脱硫、精留环节中产生的含有二硫化碳的硫化氢尾气；压缩机对来自废气收集器中的含有二硫化碳的硫化氢尾气进行压缩，压缩后的尾气进再进入冷凝器进行冷凝，冷凝下来的液体二硫化碳进入二硫化碳收集器，气体硫化氢经压力控制阀进入硫化氢主管送至硫化氢处理后工序，达到回收二硫化碳的同时回收硫化氢，整个过程无污水产生，无有害气体排放，该装置中取消了水封器，在正常生产过程中，整个系统不产生废气和污水，使得二硫化碳工业生产达到完全清洁生产，同时最大限度降低生产消耗。

5、本发明中气体硫化氢经压力控制阀进入硫化氢主管送至硫化氢处理后工序，由于实际生产中为了防止压力控制阀工作失效，在其管道上与压力控制阀并联了一个旁通调节阀（即安全阀），当压力控制阀失效时，气体硫化氢通过旁通调节阀进入硫化氢处理后工序，防止不安全事故的发生。

6、本发明中压缩机的出气端还通过管道与废气收集器连接，且该管道上设有用于增加废气收集器内气体压力的压力平衡调节阀，由于压缩机对来自废气收集器中的含有二硫化碳的硫化氢尾气进行压缩，当废气收集器中的尾气压力减小到表压为0时，废气收集器中的尾气降量进入压缩机，因此通过压力平衡调节阀，让压缩机出气端排出的一部分尾气通过压力平衡调节阀进入废气收集器，供装置正常工作，以便有效的对废气收集器尾气中的二硫化碳进行回收。

附图说明

图1为本发明二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的装置结构示意图；

图2为本发明的工作流程图；

图中标记 ：1、废气收集器，2、压缩机，3、冷凝器，4、二硫化碳收集器，5、硫化氢输送管，6、压力控制阀，7、压力平衡调节阀，8、旁通调节阀。

具体实施方式

实施例1

二硫化碳在制备生产过程中各环节中，如分离、脱硫和精馏过程中者会产生含二硫化碳的硫化氢尾气，其处理较为分散，现有技术中一般采取水封器收集CS₂，然后再排放到加热炉烟道出口进行焚烧的方法，产生二氧化硫对环境造成污染，回收二硫化碳过程将产生工业污水。

本发明提供一种二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的方法，包括如下步骤：

A．将二硫化碳制备过程的分离、脱硫、精留（等）环节中产生的含有二硫化碳的硫化氢尾气引入到废气收集器中；就是将所述各环节中产生的含有二硫化碳的硫化氢尾气通过管道引入废气收集器中（或尾气收集罐中）。

B．将制备过程中各环节收集在废气收集器中的含二硫化碳的硫化氢尾气通入硫化氢压缩机，并增压至0.4MPa—0.6MPa。其增压的目的其一是为了提高二硫化碳的沸点，便于准确；其二是为了给后续步骤C中的硫化氢提供压力，能让硫化氢顺利进入硫化氢输送管进入硫化氢处理工序。

C．将步骤B中经硫化氢压缩机增压后的含二硫化碳的硫化氢尾气通入冷凝器、通过冷凝，由于二硫化碳的沸点相比于硫化氢的沸点要高得多，因此二硫化碳凝固成液体二硫化碳得以回收，而气体硫化氢送入硫化氢输送管进入硫化氢处理工序。

上述方法中的冷凝器为二硫化碳冷凝器，其冷凝温度为-15度。

上述方法步骤C的冷凝过程中，还包括通过硫化氢压缩机向废气收集器通入含二硫化碳的硫化氢尾气，以增加废气收集器内的压力的步骤。在回收过程中，当废气收集器中的压力降至低于0时，其中的硫化氢尾气通过压力平衡调节阀保持收集器内压力稳定。

其工艺流程如图2所示，废气收集器用于收集二硫化碳制备过程的分离、脱硫、精留环节中产生的含有二硫化碳的硫化氢尾气；压缩机对来自废气收集器中的含有二硫化碳的硫化氢尾气进行压缩，压缩后的尾气进再进入冷凝器进行冷凝，冷凝下来的液体二硫化碳进入二硫化碳收集器，气体硫化氢经压力控制阀进入硫化氢主管送至硫化氢处理后工序，达到回收二硫化碳的同时回收硫化氢，整个过程无污水产生，无有害气体排放。

本发明中还提供了利用上述方法的二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的装置。如图1所示：

一种二硫化碳制备过程中从硫化氢尾气中回收二硫化碳的装置，包括废气收集器1、压缩机2、冷凝器3、二硫化碳收集器4和硫化氢输送管5，所述废气收集器1用于收集二硫化碳制备过程的分离、脱硫、精留环节中产生的含有二硫化碳的硫化氢尾气；所述废气收集器1与压缩机2的进气端连接，压缩机2的出气端与冷凝器3的进口连接，冷凝器3的出液口与二硫化碳收集器4连接，冷凝器3的出气口与硫化氢输送管5连接，所述冷凝器3的出气口与硫化氢输送管5之间的连接管道上设有压力控制阀6。压缩机2对来自废气收集器中1的含有二硫化碳的硫化氢尾气进行压缩，压缩后的尾气进再进入冷凝器3进行冷凝，冷凝下来的液体二硫化碳进入二硫化碳收集器4，气体硫化氢经压力控制阀6进入硫化氢输送管5送至硫化氢处理后工序。设定压力控制阀6，用以控制冷凝器3内的含有二硫化碳的硫化氢尾气的压力，上述的连接均采用管道连接。

进一步，所述冷凝器3的出气口与硫化氢输送管5之间的连接管道上还设有旁通调节阀8，所述旁通调节阀8与压力控制阀6并联，所述旁通调节阀8实则为一安全阀，在该装置中为了防止压力控制阀工作失效，即达到压力控制阀工作值时，压力控制阀不开启正常工作，会使冷凝器3内的压力不断增加，造成不安全隐患；因此在其管道上与压力控制阀并联了一个旁通调节阀8（即安全阀），当压力控制阀失效时，气体硫化氢通过旁通调节阀进入硫化氢处理后工序，防止不安全事故的发生。

更进一步的，由于压缩机对来自废气收集器中的含有二硫化碳的硫化氢尾气进行压缩，当废气收集器中的尾气压力减小至低于0时，废气收集器中的尾气通过调节压力平衡调节阀，让压缩机出气端排出的一部分尾气通过压力平衡调节阀进入废气收集器，形成一定压力，供装置正常工作，以便有效的对废气收集器尾气中的二硫化碳进行回收。因此在所述压缩机2的出气端还通过管道与废气收集器1连接，且该管道上设有用于增加废气收集器1内气体压力的压力平衡调节阀7。

上述压缩机2为硫化氢压缩机，所述冷凝器3为二硫化碳冷凝器。