CN115197111B - 一种二甲基二硫的连续化生产方法 - Google Patents

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    • Y02P20/10—Process efficiency

Abstract

本发明提供了一种二甲基二硫的连续化生产方法，它在甲基化反应步骤中使用管式反应与釜式结合的方式，缩短了甲基化反应时间，减少了副反应发生，大大提高了甲基化反应效率及转化率，且实现了硫酸二甲酯法合成二甲基二硫的连续化操作。该方法具有成本低、环保、收率高和可连续化生产的优点。

Description

一种二甲基二硫的连续化生产方法
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种二甲基二硫的连续化生产方法。
背景技术
二甲基二硫可作为农药中间体以及炼油工业的预硫化剂，是重要的化工原料。目前二甲基二硫国内产能远远不能满足的市场需求，其市场缺口基本依靠国外进口。
二甲基二硫的合成方法目前主要分为两种：硫酸二甲酯法和甲硫醇法。甲硫醇法目前国内仅新疆广汇陆友硫化工有限公司一家使用，该工艺能实现连续化生产，产能高，产品质量好，但该工艺较为复杂，设备投资大，约硫酸二甲酯法4-5倍的投资额。硫酸二甲酯法使用釜式反应，间歇操作，该工艺是目前国内生产二甲基二硫的主要工艺，该工艺较为成熟，投资成本较低，但该工艺收率较低（约80%-85%），且无法连续化生产，能耗高，污染大，因而限制了其产能的扩大。
为解决现有技术的不足，我们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种二甲基二硫的连续化生产方法，它属于硫酸二甲酯法。本发明的二甲基二硫的生产方法至少部分解决背景技术中的问题，具有成本低、环保、收率高和可连续化生产的优点。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种二甲基二硫的连续化生产方法，它包括甲基化反应步骤，所述甲基化反应步骤中管式反应和釜式反应串联的方式进行，其中，釜式反应中预先加入饱和的多硫化钠水溶液，多硫化钠溶液连续进入釜式反应然后再进行管式反应；硫酸二甲酯先进行管式反应再进行釜式反应，釜式反应得到反应母液溢流后分液
作为技术方案的进一步改进,为了提高混合效果和反应效率，所述管式反应中的管式反应器的长径比大于等于50。随着长径比变大,反应效率提高，优选管式反应器的长径比小于150。
作为技术方案的进一步改进,所述管式反应器为列管式反应器。
作为技术方案的进一步改进, 为了平衡收率和反应效率，且防止析出的芒硝积聚，甲基化反应步骤的混合液在管式反应中的停留时间小于等于20s。
作为技术方案的进一步改进,釜式反应所用的反应釜中上部设置纵向隔板，反应釜的溢流口和多硫化钠滴加口分别位于隔板两侧。为了提高收率，优选所述溢流口距离隔板与反应釜侧壁连接的两端相等。
作为技术方案的进一步改进,为了提高硫酸二甲酯的转化率，多硫化钠与硫酸二甲酯按1.01～2的摩尔比连续进料。
作为技术方案的进一步改进,为了反应充分，管式反应、釜式反应及分液过程中温度均保持在50～70℃。
作为技术方案的进一步改进, 其中釜式反应中多硫化钠溶液的流出进入到釜式反应，需要循环转运，为了平衡能耗和转化率，釜式反应中多硫化钠溶液的流出量是流入量的1.2～2倍。
作为技术方案的进一步改进,分液后油相与硫化钠进行洗碱反应，水相冷却结晶或者蒸发分离芒硝和水；洗碱后的油相即为粗品二甲基二硫，精馏处理即得精品二甲基二硫。
作为技术方案的进一步改进,为了提高生产效率，所述甲基化反应步骤的装置包括管式反应器、反应釜、多硫化钠滴加釜和两个分液釜，其中所述管式反应器连接有硫酸二甲酯进料管，所述硫酸二甲酯进料管上安装有硫酸二甲酯进料泵，所述反应釜和所述管式反应器的循环管路上安装有循环泵，所述反应釜和两个分液釜通过溢流管道连接，所述多硫化钠滴加釜与所述反应釜之间连通有多硫化钠进料管道。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明二甲基二硫的连续化生产方法在较小增加设备投资的前提下实现了硫酸二甲酯法合成二甲基二硫的连续化生产，减少了副反应发生（可减少硫醇和甲硫醚的产生），减少了甲基化反应时间，促进了反应效率及转化率，大大提高了产能。该方法具有成本低、环保、收率高和可连续化生产的优点。
附图说明
图1本发明所用反应装置的示意图。
图中，1.反应釜，2.循环泵，3.列管式反应器，4.硫酸二甲酯进料泵，5.多硫化钠滴加釜，6.分液釜，7.隔板。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。实施例中所用化合物均来自于市售，实施例中未明确的技术手段均采用现有技术。
实施例1
如图1所示，所述甲基化反应步骤的装置包括列管式反应器3、反应釜1、多硫化钠滴加釜5和两个分液釜6，其中所述列管式反应器3连接有硫酸二甲酯进料管，所述硫酸二甲酯进料管上安装有硫酸二甲酯进料泵4，所述反应釜1和所述列管式反应器3的循环管路上安装有循环泵2，所述反应釜1内设置有纵向的隔板7，所述反应釜1和两个分液釜6通过溢流管道连接，所述多硫化钠滴加釜5与所述反应釜1之间连通有多硫化钠进料管道。
反应釜1内预填充多硫化钠溶液，开启循环泵2，多硫化钠溶液经循环泵2进入列管式反应器3返回反应釜1，开启多硫化钠滴加釜5底部阀门，多硫化钠溶液连续进入反应釜1，开启硫酸二甲酯进料泵4，硫酸二甲酯经硫酸二甲酯进料泵4进入列管式反应器3进行反应，然后再进入反应釜1。
其中，列管式反应器3长径比为60，反应物停留时间10s。列管式反应器3及反应釜1温度保持在55℃，多硫化钠滴加釜5连续进入反应釜1的多硫化钠与硫酸二甲酯的摩尔比为1.1：1，循环泵2的质量流量为多硫化钠进入反应釜1的质量流量的1.5倍。
反应釜1内的反应液自动溢流至分液釜6，待分液釜6达到设定液位后，溢流管线切换至另一个分液釜6，两个分液釜温度分别控制在55℃。
分液釜6静置5min后分液，油相送至洗碱釜，与硫化钠进行洗碱反应，水相送至固液分离设备如多效蒸发器，分离芒硝和水。洗碱后的油相为粗品二甲基二硫，送至粗品储罐，最后送至精馏塔精馏。
产品二甲基二硫（质量分数大于99.9%，下同）的收率为97.9%。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：
列管式反应器3的长径比为100，反应物停留时间15s。列管式反应器3、反应釜1及分液釜6的温度分别保持在65℃，多硫化钠滴加釜5连续进入反应釜1的多硫化钠与硫酸二甲酯的摩尔比为1.5：1，循环泵2质量流量是多硫化钠进入反应釜1的质量流量的1.5倍。
产品二甲基二硫（质量分数大于99.9%，下同）的收率为98.4%。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：
列管式反应器3的长径比为150，反应物停留时间20s。列管式反应器3、反应釜1及分液釜6的温度分别保持在60℃，多硫化钠滴加釜5连续进入反应釜1的多硫化钠与硫酸二甲酯的摩尔比为2：1，循环泵2的质量流量为多硫化钠进入反应釜1质量流量的2倍。
产品二甲基二硫（质量分数大于99.9%，下同）的收率为99.2%。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种二甲基二硫的连续化生产方法，它包括甲基化反应步骤，其特征在于，所述甲基化反应步骤中管式反应和釜式反应串联的方式进行，其中，釜式反应中预先加入饱和的多硫化钠水溶液，多硫化钠溶液连续进入釜式反应然后再进行管式反应；硫酸二甲酯先进行管式反应再进行釜式反应，釜式反应得到反应母液溢流后分液；
反应釜内预填充多硫化钠溶液，开启循环泵，多硫化钠溶液经循环泵进入列管式反应器返回反应釜，开启多硫化钠滴加釜底部阀门，多硫化钠溶液连续进入反应釜，开启硫酸二甲酯进料泵，硫酸二甲酯经硫酸二甲酯进料泵进入列管式反应器进行反应，然后再进入反应釜。
2.根据权利要求1所述的二甲基二硫的生产方法，其特征在于，所述管式反应中的管式反应器的长径比大于等于50。
3.根据权利要求1所述的二甲基二硫的连续化生产方法，其特征在于，所述管式反应器为列管式反应器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的二甲基二硫的连续化生产方法，其特征在于，甲基化反应步骤的混合液在管式反应中的停留时间小于等于20s。
5.根据权利要求4所述的二甲基二硫的连续化生产方法，其特征在于，釜式反应所用的反应釜中上部设置纵向隔板，反应釜的溢流口和多硫化钠滴加口分别位于隔板两侧。
6.根据权利要求4所述的二甲基二硫的连续化生产方法，其特征在于，所述甲基化反应步骤中多硫化钠与硫酸二甲酯按1.01～2：1的摩尔比连续进料。
7.根据权利要求4所述的二甲基二硫的连续化生产方法，其特征在于，管式反应、釜式反应及分液过程中温度均保持在50～70℃。
8.根据权利要求1所述的二甲基二硫的连续化生产方法，其特征在于，釜式反应中多硫化钠溶液的流出量是流入量的1.2～2倍。
9.根据权利要求1所述的二甲基二硫的连续化生产方法，其特征在于，分液后油相与硫化钠进行洗碱反应，水相冷却结晶或者蒸发分离芒硝和水；洗碱后的油相即为粗品二甲基二硫，精馏处理即得精品二甲基二硫。
10.根据权利要求5所述的二甲基二硫的连续化生产方法，其特征在于，所述甲基化反应步骤的装置包括管式反应器、反应釜、多硫化钠滴加釜和两个分液釜，其中所述管式反应器连接有硫酸二甲酯进料管，所述硫酸二甲酯进料管上安装有硫酸二甲酯进料泵，所述反应釜和所述管式反应器的循环管路上安装有循环泵，所述反应釜和两个分液釜通过溢流管道连接，所述多硫化钠滴加釜与所述反应釜之间连通有多硫化钠进料管道。
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US5659086A (en) * 1995-06-06 1997-08-19 Phillips Petroleum Company Production of organic disulfides
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