CN204918438U - 二甲基二硫生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及二甲基二硫的制备技术领域，提供了一种二甲基二硫生产装置，包括吸收塔、加热器、氧化塔、回收系统；吸收塔上设置有甲硫醇进口、氢氧化钠溶液进口和剂碱溶液出口，氧化塔上设置有反应物进口和生成物出口，剂碱溶液出口与反应物进口管路连接，且剂碱溶液出口与反应物进口之间设置有氧气/富氧空气通入管道；闪蒸分离罐上设置有进口、剂碱溶液腔、二甲基二硫腔和位于顶部的排气口，生成物出口与进口管路连通，进口与剂碱溶液腔相通，剂碱溶液腔底设有剂碱溶液排出口，二甲基二硫腔底设有二甲基二硫排出口；剂碱溶液排出口通过回收系统与氢氧化钠溶液进口相通。利用本装置生产二甲基二硫，生产成本低、生产过程安全、产品收率高。

Description

二甲基二硫生产装置

技术领域

本实用新型涉及二甲基二硫的制备技术领域，尤其是一种二甲基二硫生产装置。

背景技术

二甲基二硫是一种重要的化工产品，具有广泛用途，主要应用于制取农药杀虫剂的中间体；在石油工业中，可用作乙烷裂解炉的防腐和防焦剂，油品加氢精制催化剂的硫化剂，苯核脱羟基反应中氢化裂解的抑制剂；在橡胶工业中，可用作溶剂、再生剂、软化剂及增塑剂等；此外，二甲基二硫还可用作燃料、润滑添加剂及一些有机化学反应的抑制剂等。

目前，二甲基二硫的生产方法有四种：硫酸二甲酯法、甲硫醇氧化法、甲醇硫化法和甲硫醇硫化法，其中

(1)硫酸二甲酯法，采用的原料为硫化钠、硫磺和硫酸二甲酯，生产时首先将硫磺溶解在硫化钠溶液中，让硫磺和硫化钠反应生产二硫化二钠，之后再滴加硫酸二甲酯，反应生成二甲基二硫和硫酸钠，最后经分离得到产品。该方法由于具有原料易得，工艺成熟，反应条件温和等优点，是目前使用最多的方法。但硫酸二甲酯有剧毒，生产过程中需要极为谨慎，一旦泄漏，对工作人员和环境的危害极为严重；二是生产过程中要副产大量的硫酸钠，硫酸钠的经济效益低；三是生产污染物排放严重，不易处理；

(2)甲硫醇氧化法，采用甲硫醇为原料，在固体催化剂作用下，用空气氧化，生成二甲基二硫和水。该法生产工艺先进，但是由于甲硫醇与空气混合很容易发生爆炸，目前除国外有少量报导外，国内未见相关生产信息；

(3)甲醇硫化法，以甲醇、硫化氢和硫磺为原料，在催化剂作用下，反应生成二甲基二硫和水。该法工艺先进，基本无三废污染，但是由于工艺过程比较复杂，国内尚无工业生产装置，真正工业化还需要做大量的实际工作；

(4)甲硫醇硫化法，采用甲硫醇和硫磺为原料，在大孔树脂或液体催化的作用下，甲硫醇和硫磺发生反应，生成二甲基二硫和硫化氢。该法设备简单，投资费用比较低，但是副产的硫化氢需要建设专门装置进行处理。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种生产成本低、生产过程安全、产品收率高的二甲基二硫生产装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：二甲基二硫生产装置，包括用于吸收甲硫醇的吸收塔、用于将含剂碱的甲硫醇钠加热至设定温度的加热器、用于生成二甲基二硫的氧化塔、用于分离各物质的闪蒸分离罐和用于剂碱溶液脱水及循环的剂碱脱水循环系统；

所述吸收塔上设置有甲硫醇进口、剂碱溶液进口和含剂碱的甲硫醇钠溶液出口，所述氧化塔上设置有氧化物料进口和氧化产物出口，所述含剂碱的甲硫醇钠溶液出口与氧化物料进口通过管路连接，且含剂碱的甲硫醇钠溶液出口与氧化物料进口之间的管路上设置有氧气或富氧空气通入管道；

所述加热器设置于含剂碱的甲硫醇钠溶液出口与氧化物料进口之间的管路上或者氧化塔内；

所述闪蒸分离罐上设置有进口、剂碱溶液腔、二甲基二硫腔和位于闪蒸分离罐顶部的排气口，所述氧化产物出口与进口管路连通，所述进口与剂碱溶液腔相通，所述剂碱溶液腔顶部与二甲基二硫腔相通，所述剂碱溶液腔底部设置有剂碱溶液排出口，所述二甲基二硫腔底部设置有二甲基二硫排出口；

所述剂碱溶液排出口通过剂碱脱水循环系统与吸收塔上的剂碱溶液进口相通。

进一步地，置有换热器，所述含剂碱的甲硫醇钠溶液出口与氧化物料进口之间的管路、氧化塔氧化产物出口与闪蒸分离罐进口之间的管路均通过换热器。

进一步地，所述加热器设置于换热器与氧化塔之间的管路上。

进一步地，所述换热器与闪蒸分离罐进口之间的管路上设置有循环水冷器。

进一步地，所述剂碱脱水循环系统包括剂碱中间罐和剂碱蒸发脱水罐，所述剂碱中间罐分别与剂碱溶液排出口、吸收塔上的剂碱溶液进口管路连通；所述剂碱中间罐和剂碱蒸发脱水罐之间设置通过输入管路和回流管路连接形成回路，所述输入管路上设置有抽样泵。

进一步地，所述吸收塔含剂碱的甲硫醇钠溶液出口与氧化塔氧化物料进口之间的管路上设置有吸收塔底泵；所述剂碱中间罐与剂碱溶液进口之间的管路上设置有剂碱循环泵。

进一步地，设置有二甲基二硫中间罐、吸附脱色罐和过滤器，所述二甲基二硫排出口、二甲基二硫中间罐、吸附脱色罐和过滤器依次通过管路连通。

进一步地，所述甲硫醇进口设置于吸收塔的下部，所述剂碱溶液进口设置于吸收塔的上部，所述含剂碱的甲硫醇钠溶液出口设置于吸收塔的底部。

进一步地，所述氧气或富氧空气通入管道与氧化塔之间设置有静态混合器。

进一步地，所述吸收塔的顶部设置有甲硫醇排出口。

本实用新型的有益效果是：甲硫醇从甲硫醇进口通入吸收塔，同时，添加催化剂的氢氧化钠溶液(称为剂碱溶液)从剂碱溶液进口送入吸收塔，甲硫醇与氢氧化钠反应，生成含甲硫醇钠、氢氧化钠和催化剂的混合溶液，简称含剂碱的甲硫醇钠溶液。含剂碱的甲硫醇钠溶液从含剂碱的甲硫醇钠溶液出口排出并与氧气或富氧空气混合，从氧化物料进口通入氧化塔，甲硫醇钠与氧气在氧化塔中进行反应，主反应生成二甲基二硫、副反应生成少量二甲硫醚和氢氧化钠，加热器保证反应温度在适当值。各种生成物和剩余的原料由氧化产物出口排出，并进入闪蒸分离罐，依次将气体、剂碱溶液分离出来，得到二甲基二硫液体。分离出来的剂碱溶液通过循环与脱水系统进行脱水并循环，作为原料重复利用。利用本装置生产二甲基二硫，氧气或富氧空气成本低廉，氢氧化钠溶液和催化剂能够重复利用，消耗量极低，因此，原材料成本主要集中在甲硫醇这一种原料上，生产成本低。能够实现连续生产，产品收率能够达到96％以上，生产效率高。采用氧气或富氧空气作为原料，清洁无污染，且生产过程中产生的有毒气体少，只有少量的二甲硫醚，处理方便，进一步节约成本，确保生产的安全。

附图说明

图1是本实用新型二甲基二硫生产装置的示意图；

附图标记1—吸收塔；2—加热器；3—氧化塔；4—闪蒸分离罐；5—氧气或富氧空气通入管道；6—换热器；7—剂碱中间罐；8—剂碱蒸发脱水罐；9—二甲基二硫中间罐；10—吸附脱色罐；11—甲硫醇进口；12—剂碱溶液进口；13—含剂碱的甲硫醇钠溶液出口；14—甲硫醇排出口；31—氧化物料进口；32—氧化产物出口；41—进口；42—剂碱溶液腔；43—二甲基二硫腔；44—剂碱溶液排出口；45—二甲基二硫排出口；46—排气口；101—过滤器；102—静态混合器；103—循环水冷器；104—吸收塔底泵；105—剂碱循环泵；106—二甲基二硫中间泵；107—加压过滤泵；108—产品罐；109—装车泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的二甲基二硫生产装置，包括用于吸收甲硫醇、制备含剂碱的甲硫醇钠溶液的吸收塔1、用于将含剂碱的甲硫醇钠溶液加热至设定温度的加热器2、用于生成二甲基二硫的氧化塔3、用于分离各物质的闪蒸分离罐4和用于剂碱脱水与循环的脱水与循环系统；所述吸收塔1上设置有甲硫醇进口11、剂碱溶液进口12和含剂碱的甲硫醇钠溶液出口13，所述氧化塔3上设置有氧化物料进口31和氧化产物出口32，所述含剂碱的甲硫醇钠溶液出口13与氧化物料进口31通过管路连接，且含剂碱的甲硫醇钠溶液出口13与氧化物料进口31之间的管路上设置有氧气或富氧空气通入管道5；所述加热器2设置于含剂碱的甲硫醇钠溶液出口13与氧化物料进口31之间的管路上或者氧化塔3内；所述闪蒸分离罐4上设置有进口41、剂碱溶液腔42、二甲基二硫腔43和位于闪蒸分离罐4顶部的排气口46，所述氧化产物出口32与进口41管路连通，所述进口41与剂碱溶液腔42相通，所述剂碱溶液腔42顶部与二甲基二硫腔43相通，所述剂碱溶液腔42底部设置有剂碱溶液排出口44，所述二甲基二硫腔43底部设置有二甲基二硫排出口45；所述剂碱溶液排出口44通过回收系统与吸收塔1上的氢氧化钠溶液进口12相通。

为了使甲硫醇与剂碱溶液充分接触，提高转化效率，甲硫醇进口11设置于吸收塔1下部，剂碱溶液进口12设置于吸收塔1上部，含剂碱的甲硫醇钠溶液出口13设置于吸收塔1底部，吸收塔1的顶部还设置有用于回收未被吸收的甲硫醇的甲硫醇排出口14。甲硫醇从甲硫醇进口11进入吸收塔1，被塔中从上往下流动的剂碱溶液逆向接触吸收，甲硫醇与氢氧化钠发生中和反应，生成甲硫醇钠和水进入溶液中形成含剂碱的甲硫醇钠溶液，流入吸收塔1底部。催化剂采用磺化钛氰钴或聚合酞菁钴。含剂碱的甲硫醇钠溶液中各部分的浓度控制在10～20％(wt.)甲硫醇钠、15～30％(wt.)氢氧化钠与100～200ppm(ppm为百万分比浓度)磺化钛氰钴或聚合酞菁钴催。甲硫醇原料绝大部分在吸收塔1内会被剂碱溶液吸收，但是还可能有微量甲硫醇没有被吸收，同时生成的甲硫醇钠有少量又会发生水解反应释放出甲硫醇，这部分甲硫醇的存在使吸收塔1内的压强升高，影响进料及操作安全，因此，所述吸收塔1的顶部设置有甲硫醇排出口14，未被吸收和水解产生的甲硫醇从吸收塔1顶部的甲硫醇排出口14流出，去甲硫醇原料回收系统回收，确保吸收塔1内部压强和甲硫醇通入量稳定，确保生产效率和生产安全。

为了保证氧化塔3含剂碱的甲硫醇钠溶液进料压力并有效控制流量，吸收塔1含剂碱的甲硫醇钠溶液出口13与氧化塔3氧化物料进口31之间的管路上设置有吸收塔底泵104，利用吸收塔底泵104将含剂碱的甲硫醇钠溶液抽出，抽出的量的多少根据吸收塔1内的液位高低调控，实现稳定、连续的生产。含剂碱的甲硫醇钠溶液与氧气或富氧空气通入管道5中的氧气或富氧空气混合后，从氧化物料进口31通入氧化塔3。氧气或富氧空气应该先加压至0.3—0.5MPa，再与含剂碱的甲硫醇钠溶液混合。为了使含剂碱的甲硫醇钠溶液与氧气或富氧空气混合充分，在剂碱溶液出口13和氧化物料进口31之间的管路上设置静态混合器102。氧化物料进口31设置于氧化塔3的底部，氧化产物出口32设置于氧化塔3的顶部，氧化塔3中设置了进料分布器、装填了填料。进料中的甲硫醇钠，在催化剂作用下，在塔中被氧气氧化，绝大部分选择性生成二甲基二硫产品和氢氧化钠，有少量发生副反应，生成二甲硫醚，氧化塔3下部进入的物料越往上流动，其中的二甲基二硫和氢氧化钠含量越高，甲硫醇钠和氧气含量越来越低。当到达顶部时，氧化反应物料中各组分已经达到设定值，从塔顶的氧化产物出口32流出。氧化塔3顶物料中主要控制指标为甲硫醇钠含量，控制在2.4％(wt)以内，主要通过进入氧化塔3的含甲硫醇钠的剂碱流量、氧气或富氧空气流量来控制。

从氧化产物出口32流出的混合物质经过循环水冷器103冷却后，从进口41进入闪蒸分离罐4的剂碱溶液腔42，空气和二甲硫醚气体在罐上部空间中与液体首先分离出去，分离的气体再经过除液柱分离掉大部分夹带的液体后从顶部排气口46流出，其中含有氧气或空气成分、饱和水、副反应生成的二甲硫醚气体、少量二甲基二硫以及甲硫醇，送处理系统净化处理后排空。由于二甲基二硫的密度比剂碱溶液的密度小，在剂碱溶液腔42中，二甲基二硫与剂碱溶液出现分层，位于上层的二甲基二硫液体溢流入二甲基二硫腔43，得到二甲基二硫粗产品，而剂碱溶液从剂碱溶液腔42底部的剂碱溶液排出口44流出，进入脱水与循环系统，脱水后重复利用。剂碱溶液腔42内剂碱溶液的液位通过剂碱溶液排出口44处的阀门开度大小控制，确保上层的二甲基二硫全部流向二甲基二硫腔43。

采用本装置生产二甲基二硫具有以下优点：1)产品收率高，达到96％，原料成本低，具有明显的经济优势。原料只有甲硫醇一种，不需要外购其它生产原料；辅助原料中纯氧气、或富氧空气、空气来源更为广泛廉价，氢氧化钠为循环使用，消耗量极低，催化剂使用量及消耗量为微量；2)生产过程稳定，生产的二甲基二硫产品质量品质好，纯度达到99.6％(wt)以上；3)反应条件温和，生产中的易燃易爆、有毒有害物料易于控制，安全可靠；4)采用DCS或PLC系统对装置的工艺参数进行调控，操作人员数量少，劳动强度低；5)生产过程中污染物少且易于处理，处理后的废气废液废固体物符合国家环保排放标准。

由于从氧化塔3的氧化产物出口32流出的混合物质温度较高，要经过冷却后再分离，而进入氧化塔3进行反应的剂碱溶液原料需要加热至合适温度，为了降低能耗，充分利用热能，设置有换热器6，所述含剂碱的甲硫醇钠溶液出口13与氧化物料进口31之间的管路、氧化塔3氧化产物出口32与闪蒸分离罐4进口41之间的管路同时通过换热器6，换热器6与闪蒸分离罐4进口41之间的管路上设置有循环水冷器103。从氧化塔3的氧化产物出口32流出的混合物质经过换热器6，与含剂碱的甲硫醇钠溶液原料进行热交换，使含剂碱的甲硫醇钠溶液原料温度升高，自身温度降低，再经过循环水冷器103后进入闪蒸分离罐4，降低了加热器2和循环水冷器103的能量消耗，节约生产成本。

加热器2可以设置氧化塔3的内部，优选的，在所述加热器2设置于换热器6与氧化塔3之间的管路上，加热器2采用蒸汽加热。加热器2设置于管路上，相较于设置于氧化塔3的内部，安装、检修、维修更加方便。

剂碱脱水与循环系统可以为直接连通剂碱溶液腔42和吸收塔1的管道，也可以在管道上设置用于配置剂碱溶液的容器，由于氢氧化钠溶液吸收甲硫醇后有水生成，生成的水会降低剂碱中的氢氧化钠和催化剂的浓度，从剂碱溶液腔42进入脱水及循环系统的剂碱溶液中，氢氧化钠和催化剂的浓度低于设定值，因此，为了确保进入吸收塔1中循环利用的剂碱溶液的浓度保持在标准值，优选的，所述脱水及循环系统包括剂碱中间罐7和剂碱蒸发脱水罐8，所述剂碱中间罐7分别与剂碱溶液排出口44、吸收塔1上的氢氧化钠溶液进口12管路连通；所述剂碱中间罐7和剂碱蒸发脱水罐8之间设置通过输入管路和回流管路连接形成回路，所述输入管路上设置有抽样泵71。剂碱溶液进入剂碱中间罐7后，抽样泵71抽取部分剂碱溶液，通过输入管路送入剂碱蒸发脱水罐8，用蒸汽加热蒸发，蒸发掉部分水分，提高剂碱溶液的浓度。剂碱蒸发脱水罐8为夹套设备，在蒸发时，夹套中通入蒸汽，脱水结束后，夹套中通入冷却水，将剂碱溶液温度降低到常温，再通过回流管路流入剂碱中间罐7。为了便于控制流入吸收塔1的剂碱溶液的流量，所述剂碱中间罐7与氢氧化钠溶液进口12之间的管路上设置有剂碱循环泵105，剂碱中间罐7的剂碱溶液在剂碱循环泵105的作用下进入吸收塔1重复利用。进入吸收塔1的循环剂碱溶液流量根据进入吸收塔1的甲硫醇气体流量大小，通过循环剂碱泵105进行调控。

流入二甲基二硫腔43的二甲基二硫为粗产品，除了含有溶解的微量催化剂和水外，还含有少量的碱液，为了提高二甲基二硫的纯度和品质，设置有二甲基二硫中间罐9、吸附脱色罐10和过滤器101，所述二甲基二硫排出口45、二甲基二硫中间罐9、吸附脱色罐10和过滤器101依次通过管路连通。在二甲基二硫中间罐9中静置沉降后剂碱沉入罐底，定期将剂碱从罐底放出，送剂碱循环系统使用；用二甲基二硫中间泵106抽出粗二甲基二硫，送到吸附脱色罐10，同时加入少量吸附剂，吸附剂为活性炭或具有脱色作用的其它吸附剂，启动搅拌，让吸附剂和二甲基二硫充分混合接触，其中的催化剂剂及微量碱液等全部被吸附到吸附剂上；用加压过滤泵107从脱色罐将物料抽出，送过滤器101过滤，得到的液体为精制二甲基二硫产品，流入产品罐108，定期用装车泵109抽出，装入槽罐车运出装置；滤渣为废吸附剂，定期拉出装置。

本装置在首次投运时，通过剂碱蒸发脱水罐8或其它设备配制氢氧化钠溶液，并在配制好设定浓度的氢氧化钠溶液中配入设定浓度的催化剂，再将剂碱溶液送入剂碱中间罐7。并给吸收塔1、氧化塔3、闪蒸分离罐4通入剂碱液，启动剂碱循环泵105和吸收塔底泵104，建立剂碱溶液循环，建立上述设备的剂碱溶液液位平衡。剂碱溶液液位平衡后，给加热器2通入蒸汽，给循环水冷器103通入循环冷却水，通过调控蒸汽及循环冷却水流量，调节循环剂碱溶液的温度，使温度达到设定值，此过程称为建立热平衡。

从氧气或富氧空气通入管道5中通入氧气或富氧空气，将进入装置的氧气或富氧空气的流量、压力调整到工艺设定值。

进入剂碱中间罐7的剂碱溶液，在与二甲基二硫分离时，二甲基二硫溶解带走少量催化剂，催化剂浓度会随循环次数的增加逐渐降低，在生产过程中，需要根据实际化验分析结果，通过剂碱蒸发脱水罐8或剂碱中间罐7定期补加催化剂。

Claims (10)

1.二甲基二硫生产装置，其特征在于：包括用于吸收甲硫醇的吸收塔(1)、用于将含剂碱的甲硫醇钠加热至设定温度的加热器(2)、用于生成二甲基二硫的氧化塔(3)、用于分离各物质的闪蒸分离罐(4)和用于剂碱溶液脱水及循环的剂碱脱水循环系统；

所述吸收塔(1)上设置有甲硫醇进口(11)、剂碱溶液进口(12)和含剂碱的甲硫醇钠溶液出口(13)，所述氧化塔(3)上设置有氧化物料进口(31)和氧化产物出口(32)，所述含剂碱的甲硫醇钠溶液出口(13)与氧化物料进口(31)通过管路连接，且含剂碱的甲硫醇钠溶液出口(13)与氧化物料进口(31)之间的管路上设置有氧气或富氧空气通入管道(5)；

所述加热器(2)设置于含剂碱的甲硫醇钠溶液出口(13)与氧化物料进口(31)之间的管路上或者氧化塔(3)内；

所述闪蒸分离罐(4)上设置有进口(41)、剂碱溶液腔(42)、二甲基二硫腔(43)和位于闪蒸分离罐(4)顶部的排气口(46)，所述生成物出口(32)与进口(41)管路连通，所述进口(41)与剂碱溶液腔(42)相通，所述剂碱溶液腔(42)顶部与二甲基二硫腔(43)相通，所述剂碱溶液腔(42)底部设置有剂碱溶液排出口(44)，所述二甲基二硫腔(43)底部设置有二甲基二硫排出口(45)；

所述剂碱溶液排出口(44)通过剂碱脱水循环系统与吸收塔(1)上的剂碱溶液进口(12)相通。

2.如权利要求1所述的二甲基二硫生产装置，其特征在于：置有换热器(6)，所述含剂碱的甲硫醇钠溶液出口(13)与氧化物料进口(31)之间的管路、氧化塔(3)氧化产物出口(32)与闪蒸分离罐(4)进口(41)之间的管路均通过换热器(6)。

3.如权利要求2所述的二甲基二硫生产装置，其特征在于：所述加热器(2)设置于换热器(6)与氧化塔(3)之间的管路上。

4.如权利要求2所述的二甲基二硫生产装置，其特征在于：所述换热器(6)与闪蒸分离罐(4)进口(41)之间的管路上设置有循环水冷器(103)。

5.如权利要求1、2、3或4所述的二甲基二硫生产装置，其特征在于：所述剂碱脱水循环系统包括剂碱中间罐(7)和剂碱蒸发脱水罐(8)，所述剂碱中间罐(7)分别与剂碱溶液排出口(44)、吸收塔(1)上的剂碱溶液进口(12)管路连通；所述剂碱中间罐(7)和剂碱蒸发脱水罐(8)之间设置通过输入管路和回流管路连接形成回路，所述输入管路上设置有抽样泵(71)。

6.如权利要求5所述的二甲基二硫生产装置，其特征在于：所述吸收塔(1)含剂碱的甲硫醇钠溶液出口(13)与氧化塔(3)氧化物料进口(31)之间的管路上设置有吸收塔底泵(104)；所述剂碱中间罐(7)与剂碱溶液进口(12)之间的管路上设置有剂碱循环泵(105)。

7.如权利要求1所述的二甲基二硫生产装置，其特征在于：设置有二甲基二硫中间罐(9)、吸附脱色罐(10)和过滤器(101)，所述二甲基二硫排出口(45)、二甲基二硫中间罐(9)、吸附脱色罐(10)和过滤器(101)依次通过管路连通。

8.如权利要求1所述的二甲基二硫生产装置，其特征在于：所述甲硫醇进口(11)设置于吸收塔(1)的下部，所述剂碱溶液进口(12)设置于吸收塔(1)的上部，所述含剂碱的甲硫醇钠溶液出口(13)设置于吸收塔(1)的底部。

9.如权利要求1所述的二甲基二硫生产装置，其特征在于：所述氧气或富氧空气通入管道(5)与氧化塔(3)之间设置有静态混合器(102)。

10.如权利要求1所述的二甲基二硫生产装置，其特征在于：所述吸收塔(1)的顶部设置有甲硫醇排出口(14)。