CN1919732A - 一种用于二硫化碳生产过程的初步分离塔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分离设备，具体为一种用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，解决了现有二硫化碳制备过程中的初步分离设备是相互独立且占用空间大、泄漏点多、不易维护检修等缺陷，包括塔体，塔体内设有三层栅板，每层栅板上均设有填料层，每个填料层上方均设有料液进口，塔体下部设有混合料液进口。本发明采用规整填料塔，提高了分离效果，而且将现有的汽液分离器、硫磺捕集器、分离塔和冷凝器等设备串接而成的分离设备改为一个初步分离塔，不仅占地小、连接管路少、减少了压力容器设备台数、降低了危险系数，而且增加了操作弹性、便于检修和维护，同时也减少了设备投资、减少了压力容器设备维护费用、降低了成本。

Description

一种用于二硫化碳生产过程的初步分离塔
技术领域
本发明涉及一种分离设备，具体为一种用于二硫化碳生产过程的初步分离塔。
背景技术
在二硫化碳制备过程中，由天然气和硫磺反应生成的气液混合物中包括未反应的硫磺、甲烷和生成的二硫化碳以及硫化氢，为了得到纯度较高的成品二硫化碳，都必须进行一系列的分离步骤，目前大多数工艺过程都采用下列分离设备：包括汽液分离器、硫磺捕集器、分离塔和列管冷凝器，其中硫磺捕集器采用丝网捕集器，使用效果较差，列管冷凝器在长时间使用后会发生堵塞，而且三台设备在使用过程中都是用许多的管路、阀门连接起来的，不仅占用空间大，而且连接管路比较复杂、阀门多、泄漏点多，不易维护、检修，更为重要的是在制备二硫化碳过程中，多个设备及管道内的物料温度高于其燃点温度，一旦发生泄漏，将会引起着火或爆炸，所以在上述的三台设备运行过程中由于连接管路的复杂、泄漏点多，从而使整个制备过程的安全因素降低。
发明内容
本发明为了解决现有二硫化碳制备过程中的初步分离设备是相互独立且占用空间大、泄漏点多、不易维护检修等缺陷而提供一种用于二硫化碳生产过程的初步分离塔。
本发明是采用如下技术方案实现的：用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，包括塔体，塔体内设有两层栅板，每层栅板上均设有填料层，每个填料层上方均设有料液进口，塔体下部设有混合料液进口，塔体自下而上称为：第一填料层、第二填料层，每一填料层下方为相应的栅板，本发明所述的第一填料层上方设有液硫进料口，第二填料层上方设有二硫化碳进料口，下方设有二硫化碳出料口，分离时，由反应器出来的气液混合物(也称：过程气)包括未反应的硫磺、甲烷和生成的二硫化碳以及硫化氢气体等，经硫冷凝器后，通过塔体下方的混合物料进口进入分离塔，绝大部分液态硫磺下沉并由塔釜底部排出，而夹带少量硫磺的混合过程气体上升进入第一填料层，与由第一填料层上方的液硫进料口送入的液体硫磺进行逆流接触，喷淋洗涤过程气中夹带的部分残余硫磺，同时继续冷却过程气；然后还夹带极少量硫磺的过程气继续上升并进入第二填料层，与自身系统提供的温度较低的二硫化碳液体进行逆流接触，再次洗涤过程气中残余硫磺，同时冷却过程气，冷却洗涤后的二硫化碳粗品由出料口进入精制塔继续精制，洗涤后过程气出塔时的硫磺含量小于1％。
为了避免进入分离塔的气液混合物温度过高而影响后续的分离步骤，本发明利用系统中温度较低的二硫化碳先将进塔的过程气进行冷却，本发明在塔体内的下层栅板下方还设有一层栅板，栅板上设有填料层，填料层上方设有二硫化碳进料口。该填料层为塔体的第一填料层。
本发明所述的自下而上排列的三个填料层均为规整填料。规整填料根据生产能力及投资情况可以采用丝网波纹规整填料、金属孔板波纹规整填料或陶瓷规整填料等，也可以采用自再分布填料、各种散堆填料或组合填料(但塔直径、填料高低要根据装置生产能力大小及采用的填料特性来计算)，无论采用何种填料的组合，本发明所述初步分离设备的功能、原理没有变。
本发明所述的每个填料层上方均设有压环，用于固定填料层，压环上设有液体分配器和过滤杯，可使料液均匀、无杂质的进入填料层，避免了设备的堵塞。
本发明所述的第三层栅板下方设有液体收集器，可使在第三填料层与气液混合物进行热交换后的二硫化碳液体由出料口流出，同时也可使上升的气液混合物继续进入第三填料层进行热交换。
由第一填料层上方进入的二硫化碳喷淋气化冷却，是利用二硫化碳沸点较低的特性，与高温过程气逆流接触后气化吸收了大量热量，有效的降低了过程气的温度，避免分离塔的气液混合物温度过高而影响后续的分离步骤。同时气化后的二硫化碳气与过程气混合，因过程气本身就含有约50％的二硫化碳气，再加入少量二硫化碳气不影响后续的分离质量。本发明利用分离系统中自有的温度较低的液体二硫化碳进行喷淋气化冷却，一是利用了二硫化碳的气化潜热，二是采用了逆流直接接触，三是不需要另外加入其它的冷却介质，带出的热量通过塔顶冷凝器移出，从实际生产装置应用来看效果非常好。
与现有传统的板式塔相比，本发明采用规整填料塔，大大增加了洗涤液与混合物料的接触面积，提高了分离效果，而且将现有的汽液分离器、硫磺捕集器、分离塔和冷凝器等设备串接而成的分离设备改为一个初步分离塔，不仅占地小、连接管路少、减少了压力容器设备台数、降低了危险系数，而且增加了操作弹性、便于检修和维护，同时也减少了设备投资、减少了压力容器设备维护费用、降低了成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图中：1、2、3-栅板  4-混合料液进口  5-第一填料层  6-第二填料层  7-第三填料层  8、10-二硫化碳进料口  9-液硫进料口  11-二硫化碳出料口  12-压环  13-液体分布器  14-滤杯  15-液体收集器
具体实施方式
用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，包括塔体，塔体内设有两层栅板2、3，每层栅板上均设有填料层，每个填料层上方均设有料液进口，塔体下部设有混合料液进口4，塔体内的栅板2下方还设有一层栅板1，栅板1上设有填料层5，此时塔体内自下而上称为第一填料层5、第二填料层6和第三填料层7，其中第一填料层5上方设有二硫化碳进料口8，第二填料层6上方设有液硫进料口9，第三填料层7上方设有二硫化碳进料口10，下方设有二硫化碳出料口11，三个填料层均为规整填料，其中第一、二填料层为丝网波纹规整填料，第三填料层为金属孔板波纹规整填料，每个填料层上方均设有压环12，压环12上设有液体分布器13和过滤杯14，第三层栅板3下方设有液体收集器15。
具体工艺流程如下：由反应器出来的气液混合物(也称：过程气)包括未反应的硫磺、甲烷和生成的二硫化碳以及硫化氢气体等，经硫冷凝器后，通过塔体下方的混合物料进口进入分离塔，绝大部分液态硫磺下沉并由塔釜底部排出，而夹带少量硫磺的混合过程气体上升进入第一填料层，由第一填料层上方进入的二硫化碳经液体分布器喷淋，在填料层中与过程气逆流直接接触气化冷却，一是利用了二硫化碳的气化潜热，二是采用了逆流直接接触，三是不需要另外加入其它的冷却介质；然后过程气进入第二填料层，并且与由第二填料层上方液硫进料口送入的液体硫磺在填料层中进行逆流接触，喷淋洗涤掉过程气中夹带的部分残余硫磺，同时继续冷却过程气；然后还夹带极少量硫磺的过程气继续上升并进入第三填料层，由第三填料层上方液体进料口送入的液体二硫化碳在填料层中与过程气进行逆流接触，利用塔冷凝器系统提供的温度较低的二硫化碳液体进行逆流直接接触，再次洗涤过程气中残余硫磺，同时冷却过程气，冷却洗涤后的二硫化碳粗品自第三填料层下部的液体收集器收集，由出料口进入精制塔继续精制，洗涤后过程气出塔时的硫磺含量小于1％。

Claims (7)

1、一种用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，包括塔体，其特征在于塔体内设有两层栅板(2)、(3)，每层栅板上均设有填料层，每个填料层上方均设有料液进口，塔体下部设有混合料液进口(4)。
2、根据权利要求1所述的用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，其特征在于塔体内的栅板(2)下方还设有一层栅板(1)，栅板(1)上设有填料层(5)。
3、根据权利要求1或2所述的用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，其特征在于塔体自下而上称为第一填料层(5)、第二填料层(6)和第三填料层(7)，其中第一填料层(5)上方设有二硫化碳进料口(8)，第二填料层(6)上方设有液硫进料口(9)，第三填料层(7)上方设有二硫化碳进料口(10)，下方设有二硫化碳出料口(11)。
4、根据权利要求1或2所述的用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，其特征在于自下而上排列的三个填料层均为规整填料。
5、根据权利要求3所述的用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，其特征在于自下而上排列的三个填料层均为规整填料。
6、根据权利要求5所述的用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，其特征在于每个填料层上方均设有压环(12)，压环(12)上设有液体分布器(13)和过滤杯(14)。
7、根据权利要求5或6所述的用于二硫化碳生产过程的初步分离塔，其特征在于栅板(3)下方设有液体收集器(15)。
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