CN101397127B - 一种粗硫磺提纯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粗硫磺提纯的方法，特别涉及用真空蒸馏的方法提纯焦化厂焦炉煤气副产粗硫磺的方法，属于煤化工技术领域。采用真空蒸馏的方法，在外热式真空炉内，控制系统压力为5～400Pa，蒸馏温度在50℃～100℃，蒸馏时间15～120分钟的条件下进行真空蒸馏，得到纯度达到国标一级品纯度的硫磺。还可根据原料成分及产品纯度要求选择一步蒸馏，两步蒸馏或多步蒸馏来提纯原料，得到所需品质的硫磺产品。该法具有工艺流程简单、提纯硫磺成本低、对环境污染小、产业化前景好等优点。
Description
一、技术领域：本发明涉及一种粗硫磺提纯的方法，特别涉及用真空蒸馏的方法提纯焦化厂焦炉煤气副产粗硫磺的方法。属于煤化工技术领域。
一、背景技术：
硫磺是一种重要的化工原料，肥料工业是硫的最大用户，目前全世界硫磺产量的80％以上用于硫酸生产，其次是各类专用硫磺和特种硫磺。硫磺的用途还包括炸药、钢铁酸洗、医药食品工业、安全剥离、水处理、电解工业、催化剂、颜料、化学品、醇类、黏合剂、农药等。
世界硫资源比较丰富，硫来源主要有两个方面：其一是天然硫磺矿开采的硫磺；其二是从石油、天然气、酸性气体、硫铁矿及有色金属冶炼烟气中回收的硫磺。近年来，由于天然硫的资源量相对较少，并且生产成本较高，产量有所下降。目前世界硫磺的主要来源是从天然气和石油炼制过程中回收的硫磺，各种回收硫磺占硫磺总产量达到98％以上。随着，我国煤化工的大力发展，煤中硫的回收将在硫来源中占有日益增多的份额。
焦化厂焦炉煤气副产粗硫磺是在焦炉煤气净化的脱硫工段中得到的，主要的生产原理是焦炉煤气中的硫化氢经催化氧化得到单质硫。由于焦炉煤气中含有大量的煤焦油、粉尘等，这些物质会进入粗硫磺中，导致得到的粗硫磺颜色不好，呈现黑色或黑黄色，同时粗硫磺的含硫量不高，根据生产状况，一般为30～60％，最高只能到90％左右，从而影响了该硫磺的用途，焦化厂粗硫磺的销售也因此大受影响，只能以很低的价格(低于200元/吨)出售，甚至有时由于颜色较差或纯度较低，无法使用，只能以固体废弃物的形式堆放，随着我国煤化工的大力发展，如果不能采取有效的技术手段将这些粗硫磺及时回收，则将造成大量硫资源的浪费，并严重污染环境。
对此，济南钢铁集团总公司朱玉廷等在其专利1554572A中采用有机溶剂来萃取粗硫磺中的硫，以达到提纯硫磺的目的，所使用的有机溶剂主要是对硫磺溶解性能较好的非极性有机溶剂，如：CS2、C2HCl3、CCl4等，具体过程如下：
将粗硫磺粉碎后，用80℃的温水在常压下搅拌2小时，溶解去除水溶性大的无机杂质，采用普通的液固分离技术进行分离，得到去除水溶性大的无机杂质的粗硫磺，将此粗硫磺用上述的有机溶剂在0.3～0.8Mpa、110～140℃的条件下溶解5～10小时，之后滤去不溶解的有机杂质，将上述得到的滤液冷却到20～30℃，使滤液中的硫磺结晶出来，通过上述的工艺过程可以得到纯度为95～99％的硫磺产品。
朱玉廷等采用有机溶剂萃取法提纯粗硫磺可以得到较为纯净的硫磺，但从对工艺的介绍中可以了解到上述工艺存在下属的缺点：所使用的有机溶剂毒性较大，挥发性较大，且都属于易燃易爆之物；工艺过程较为繁琐，要反复的溶解、过滤，对上述这些挥发性较大的有毒有机溶剂来说回收率较低，而且会导致工作环境变差，甚至会导致工作人员中毒；由于最终的纯硫磺是从CS2、C2HCl3、CCl4等饱和溶液中冷却结晶吸出，因此，从理论上看，硫磺的收率不会太高，因为还有较多的硫磺仍然留在上述的有机溶剂中。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种焦化厂粗硫磺的提纯方法。采用真空蒸馏法处理粗硫磺，通过控制真空蒸馏炉的压力、蒸馏温度、蒸馏时间，通过增加蒸馏次数，可得到GB/T2499-2006优等品硫磺。
选择用真空蒸馏法提纯焦化厂富产粗硫磺主要是基于下述的原理：根据焦化厂粗硫磺的组成特点，将粗硫磺中的物质按沸点(或升华点)的高低分为低沸点物、硫磺及高沸点物，一般采用两步蒸馏法：第一步：控制较高的蒸馏温度，使硫磺及低沸点物全部蒸馏出来，并收集下来，高沸点物留在真空蒸馏炉中；第二步：除去高沸点物后的含低沸点物的硫磺，重新放入真空蒸馏炉，控制较低的蒸馏温度，使低沸点物蒸馏出来，而较纯的硫磺则留在蒸馏炉中。当然根据低沸点物，硫磺及高沸点物的含量情况，可减少上述的操作步骤，1)如果低沸点物含量较少，则可减去第二步蒸馏；2)如果高沸点物含量较少，也可减去第一步蒸馏过程。
本发明按以下技术方案实施
将原料焦化厂焦炉煤气净化副产粗硫磺装入真空蒸馏炉中，抽真空及升温，控制炉内压力为5Pa～400pa，进行第一步蒸馏：温度控制在70℃～150℃，蒸馏时间15～120分钟，使硫磺及低沸点物蒸馏出来并收集，高沸点物仍留在真空蒸馏炉中，之后取出弃之；进行第二步蒸馏，除去高沸点物后的含低沸点物的硫磺，重新放入真空蒸馏炉，将温度控制在50℃～70℃，蒸馏时间为15～120分钟，使低沸点物蒸馏出来，而较纯的硫磺则留在蒸馏炉中；将真空蒸馏炉降温至40℃以下时(可用冷水等冷却介质强制降温)，停止抽真空，待炉内压力达到常压时，开炉收集产品纯硫磺。所述的原料粗硫磺含硫50-90重量％。
可根据原料成分及产品纯度要求选择一步蒸馏，两步蒸馏或多步蒸馏来提纯原料，得到所需品质的硫磺产品。
本发明与现有技术相比具有的优点及积极效果
1)本发明是针对焦化厂副产粗硫磺，将其在真空条件下进行蒸馏，由于在真空下进行，硫磺的升华温度较低，当温度达到70℃，硫磺就可升华出来，如此，该粗硫磺提纯工艺产业化较容易。
2)与现有的焦化厂副产粗硫磺的溶剂萃取工艺相比较，该工艺具有污染小，工艺流程较短，操作简单，纯硫磺的收率高，可以达到90～98％。
3)所得到硫磺的含硫量高，可达到GB/T2499-2006一级品及优等品硫磺。
四、具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例一：将来自焦化厂焦炉煤气净化脱硫工段得到粗硫磺(含硫52重量％，其它物质含硫为48％)1kg加入真空蒸馏炉，密封真空炉，抽真空，当炉内压力达到20pa时，通加热电源给真空蒸馏炉加温，当温度达到80℃，保温1小时，冷却，当炉内温度冷却到40℃以下时，停止抽真空，待炉内压力达到常压时，开炉，收集硫磺，并从炉内除去高沸点物。将上述得到的硫磺重新放入真空蒸馏炉，重复上述步骤，当温度达到60℃，保温50min，冷却，当炉内温度冷却到40℃以下时，停止抽真空，待炉内压力达到常压时，开炉，从炉内收集硫磺，此硫磺为金黄色固体，用GB/T2499-2006分析，硫磺纯度达到99.8％，达到一级品的要求。
实施例二：将来自焦化厂焦炉煤气净化脱硫工段得到粗硫磺(含硫90重量％，其它物质含硫为10％)10kg加入真空蒸馏炉，密封真空炉，抽真空，当炉内压力达到70pa时，通加热电源给真空蒸馏炉加温，当温度达到100℃，保温100min，冷却，当炉内温度冷却到40℃以下时，停止抽真空，待炉内压力达到常压时，开炉，收集硫磺，并从炉内除去高沸点物。将上述得到的硫磺重新放入真空蒸馏炉，重复上述步骤，当温度达到40℃，保温100min，冷却，当炉内温度冷却到40℃以下时，停止抽真空，待炉内压力达到常压时，开炉，从炉内收集硫磺，此硫磺为金黄色固体，用GB/T2499-2006分析，硫磺纯度达到99.6％，达到一级品的要求。
Claims (1)
1.一种粗硫磺提纯的方法，将含硫50-90重量％的焦化厂焦炉煤气净化副产粗硫磺装入真空蒸馏炉中，抽真空及升温，控制炉内压力进行第一步蒸馏，使硫磺及低沸点物蒸馏出来并收集，高沸点物仍留在真空蒸馏炉中，之后取出弃之，除去高沸点物后的含低沸点物的硫磺，重新放入真空蒸馏炉，进行第二步蒸馏，使低沸点物蒸馏出来，而较纯的硫磺则留在蒸馏炉中，将真空蒸馏炉降温至40℃以下时，停止抽真空，待炉内压力达到常压时，开炉收集产品纯硫磺，其特征在于：
所述第一步蒸馏的控制条件为：压力5Pa～400Pa，温度70℃～150℃，蒸馏时间15～120分钟，
所述第二步蒸馏的控制条件为：温度50℃～70℃，蒸馏时间为15～120分钟。
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