CN209306956U - 羰基硫的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业气体制备技术领域，涉及羰基硫的制备装置。该羰基硫的制备装置包括一氧化碳原料供应系统、单质硫原料供应系统、反应器、分离装置、低温收集罐和纯化系统；反应器内装填有金属硫化物催化剂；一氧化碳原料供应系统和单质硫原料供应系统分别与反应器的进口连接，反应器的出口与分离装置的进口连接，分离装置的出口通过剩余气体管道与低温收集罐的进口连接，低温收集罐的第一出口通过未反应的一氧化碳管道与反应器的进口连接，低温收集罐的第二出口通过羰基硫管道与纯化系统连接。该装置提高了反应效率，避免了浪费，节省了成本，有效除去了羰基硫中杂质。

Description

羰基硫的制备装置

技术领域

本实用新型属于工业气体制备技术领域，具体涉及羰基硫的制备装置。

背景技术

羰基硫(化学式：COS)又称氧硫化碳、硫化羰，由匈牙利科学家KarolyThanz于1867年首次合成，在1970年日本伊哈拉化学工业公司首先实现大规模工业化生产，是农药、医药和其它有机合成的重要原料气，也可以作为重要的粮食熏蒸剂和石化标准气原料。近年来，发现高纯氧硫化碳可用作集成电路制造的蚀刻气，以代替难以降解并具有温室效应的氟化物蚀刻气。随着各国政府对环保的日益重视，氧硫化碳这种对环境影响小于氟化物的气体作为电子芯片制造、光伏、LED等行业的原辅料气将会越来越受到关注，可以预见其需求量在未来几年将会呈快速增长趋势。

氧硫化碳的合成工艺较多，主要有一氧化碳法、尿素法、硫氰酸钾法、硫氰酸铵法等，例如专利公开号为CN103328379A、CN1774396A、CN102674349A、CN101973547A的专利所公开的氧硫化碳的合成方法。其中，一氧化碳法又分为有溶剂和无溶剂，该工艺所采用的装置较简单，收率高，从成本和原料来源考虑，工业生产一般采用该工艺和装置，但反应速度较慢，且有比较多的杂质，如硫化氢、二氧化硫、二氧化碳等，影响产品的纯度。而尿素法、硫氰酸钾法、硫氰酸铵法等工艺所使用的装置，则具有合成装置小巧、操作容易等特点，但由于溶剂水的存在，容易使产品氧硫化碳进一步分解成杂质，增大净化难度，且该装置产生的废水难以处理，不适合大量制备。

总的来说，现有的上述羰基硫合成装置中，反应速率较慢，在制得羰基硫的同时都会产生较多的杂质，其中SO₂、H₂S、CO₂与羰基硫的沸点较为接近，且都为酸性气体，不易除去。羰基硫还有一特性，易水解生成H₂S和CO₂，如水含量高则很难保证羰基硫品质的稳定性。因此，目前工业化生产较难制得满足市场需要的高纯羰基硫产品。

鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种羰基硫的制备装置，能制备高纯度的羰基硫，易于实现工业化生产，能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供一种羰基硫的制备装置，包括一氧化碳原料供应系统、单质硫原料供应系统、反应器、分离装置、低温收集罐和纯化系统；

所述反应器内装填有金属硫化物催化剂；

所述一氧化碳原料供应系统和单质硫原料供应系统分别通过管道与所述反应器的进口连接，所述反应器的出口与所述分离装置的进口连接，所述分离装置的出口通过剩余气体管道与所述低温收集罐的进口连接，所述低温收集罐的第一出口通过未反应的一氧化碳管道与所述反应器的进口连接，所述低温收集罐的第二出口通过羰基硫管道与所述纯化系统连接。

作为进一步优选技术方案，所述金属硫化物中的金属包括IIB族和/或VIII族金属；

作为进一步优选技术方案，所述金属硫化物包括BaS、FeS、FeS₂或CaSO₄中的至少一种。

作为进一步优选技术方案，所述金属硫化物的装入体积量为反应器体积的2/3～4/5。

作为进一步优选技术方案，所述反应器的材质包括蒙乃尔、铬镍铁合金和耐酸镍合金中的至少一种。

作为进一步优选技术方案，所述分离装置包括气固分离器。

作为进一步优选技术方案，所述纯化系统包括干燥装置和精馏装置。

作为进一步优选技术方案，所述干燥装置为吸附式干燥器；

所述吸附式干燥器中的吸附剂包括3A分子筛和/或丝光沸石分子筛。

作为进一步优选技术方案，所述精馏装置包括至少两个串联的精馏塔，所述精馏塔的出口与高纯度的羰基硫产品罐连接。

作为进一步优选技术方案，所述未反应的一氧化碳管道上设有气囊、压缩机和/或缓冲罐。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型以一氧化碳和单质硫蒸汽为原料，使用金属硫化物作为催化剂，有效提高了该反应的效率，加快了反应速度。

2、本实用新型将未反应的单质硫蒸汽和未反应的一氧化碳循环进反应器重新反应，避免了原料的浪费，减轻了有害物质排放处理的难度和成本，节省了生产成本。

3、本实用新型针对羰基硫粗产品中杂质的特性，将羰基硫经低温收集罐冷凝收集，然后再进入纯化系统进行纯化，有效去除了羰基硫中的杂质，可获得高纯度的羰基硫产品。

4、本实用新型反应过程简单，操作方便，易于实施，催化剂选择适宜，并且工艺步骤设备合理，提高了反应速度，降低了能耗，节省了生产成本，而且产品纯度高；同时装置结构合理，设备运行安全、稳定可靠，无需采用复杂的、昂贵的设备，能够满足当前市场的需求，易于实现规模化工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施方式提供的羰基硫的制备装置结构示意图。

图标：1－一氧化碳原料管道；2－单质硫蒸汽原料管道；3－反应器；4－气固分离器；5－低温收集罐；6－吸附式干燥器；7－精馏塔；8－精馏塔；9－产品罐；10－气囊；11－压缩机；12－缓冲罐。

具体实施方式

下面对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在至少一个实施例中提供一种羰基硫的制备方法，包括如下步骤：

将一氧化碳和单质硫蒸汽通入装有金属硫化物催化剂的反应器中，进行合成反应，获得混合气体；该混合气体为含羰基硫的混合气体；

所述混合气体经分离后得到未反应的单质硫蒸汽、未反应的一氧化碳和羰基硫，所述未反应的单质硫蒸汽和未反应的一氧化碳返回至反应器中进行循环反应；

所述羰基硫经低温收集罐冷凝收集，然后再进入纯化系统进行纯化，获得高纯度的羰基硫。

本实用新型以一氧化碳和单质硫(硫粉)为制备原料，在金属硫化物催化剂的作用下，发生反应合成粗产品，再经过纯化得到高纯羰基硫产品。具体地：本实用新型的制备工艺，将一氧化碳和单质硫蒸汽通入装有金属硫化物催化剂的反应器中，充分混合后，在反应温度下反应合成羰基硫，未反应完的硫蒸汽经过分离后，再返回反应器循环反应，未反应完的原料一氧化碳经过分离后，再返回反应器循环反应，分离后得到的产物羰基硫经低温收集罐气液分离后收集，再经纯化制得高纯羰基硫产品。

该工艺使用金属硫化物作催化剂，提高了反应效率，将未反应完的原料循环使用，避免了浪费，减轻后续有害物质排放处理的难度，节省成本，针对粗产品中各杂质的特性，采用了相应的提纯手段，有效除去了羰基硫中杂质。

在一种优选的实施方式中，所述一氧化碳的质量纯度≥99.9％；

和/或，所述单质硫的质量纯度≥99.9％。

根据本实用新型的制备方法，为制备高纯度的羰基硫产品，采用的原料均为高纯度，因为产品中O₂、N₂、CH₄、CO、H₂O这些杂质是原料中带过来的，而H₂S、SO₂、CO₂、CS₂这些杂质基本上则是上述O₂、CH₄、H₂O等杂质参与反应生成的，所以原料的纯度对后续产品的纯度有很大影响，原料纯度越高，对后续提纯越有利。

优选地，一氧化碳与单质硫的进料摩尔比为1.5～3：1；典型但非限制的，一氧化碳与单质硫的进料摩尔比例如可以为1.5：1、1.6：1、1.8：1、2：1、2.2：1、2.4：1、2.5：1、2.6：1、2.8：1或3：1。

根据本实用新型的制备方法，一氧化碳的加入量，可根据反应系统内压力变化情况来定，本实用新型对此不作过多限制。

在一种优选的实施方式中，所述金属硫化物中的金属包括IIB族和/或VIII族金属；

优选地，所述金属硫化物包括BaS、FeS、FeS₂或CaSO₄中的至少一种。

根据本实用新型的制备方法，采用活性较高的金属硫化物作为催化剂，能够显著改善反应效率，加快反应速度。可以理解的是，所述金属硫化物包括但不限于BaS、FeS、FeS₂或CaSO₄中的至少一种，还可以采用类似的IIB族或VIII族金属硫化物。

需要说明的是，本实用新型对于上述金属硫化物的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员所熟知的各原料即可；如可以采用其市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备方法自行制备。

优选地，所述金属硫化物的装入体积量为反应器体积的1/2～9/10；更优选地，所述金属硫化物的装入体积量为反应器体积的2/3～4/5；典型但非限制性的，金属硫化物的装入体积量为反应器体积的1/2、3/5、2/3、7/10、4/5或9/10。

为使反应充分进行，达到较好的催化效果，或为防止催化剂中毒或催化不足，需要在反应器内装填适宜的催化剂量，优选的，金属硫化物装入反应器的量在反应器体积的2/3～4/5之间。

在一种优选的实施方式中，合成反应的温度为400～500℃；

优选地，合成反应的温度为420～480℃；典型但非限制性的，反应的温度例如可以为400℃、410℃、415℃、420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃、450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、475℃、480℃、485℃、490℃或500℃。

在一种优选的实施方式中，合成反应的压力为0～0.2MPa；

优选地，合成反应的压力为0～0.1MPa；典型但非限制性的，反应的压力例如可以为0MPa、0.01MPa、0.02MPa、0.04MPa、0.05MPa、0.06MPa、0.08MPa、0.1MPa、0.12MPa、0.15MPa、0.18MPa或0.2MPa。

在适宜的反应温度和反应压力下，可以更好的使一氧化碳和单质硫蒸汽在金属硫化物催化剂的作用下反应。并且，由于一氧化碳参与反应，则使得反应中发生燃烧或爆炸的风险随压力的增加而增加，因而反应压力适合选在低压下，优选在0～0.1MPa之间。

在一种优选的实施方式中，反应得到的混合气体进入气固分离器，将未反应的单质硫蒸汽截留，剩余气体通入低温收集罐中，未反应的一氧化碳经过低温收集罐气液分离得到，得到的未反应的一氧化碳以及未反应的单质硫蒸汽再返回至反应器中进行循环利用；

所述低温收集罐将羰基硫冷凝成液体，并进行羰基硫粗产品的收集。

根据本实用新型的制备方法，未反应完的单质硫蒸汽被设置在反应器后的气固分离器截留下来，是避免后续管道被冷却成固体的硫晶体堵塞，截留下的硫在反应结束后再收集起来，重新回到反应器中，可重新参加反应；并且可减少后处理成本，还可避免原料的浪费，降低成本。此外，气固分离器的作用包括截留未反应的硫蒸气，以及去除混合气体中粉尘、颗粒等固体物质等。

根据本实用新型的制备方法，未反应完的一氧化碳经气液分离后循环进反应器内重新反应，目的是减少一氧化碳的排放，避免浪费，减轻后续有害气体排放处理的难度，节省成本。

根据本实用新型的制备方法，随着反应的进行，反应系统内的原料一氧化碳逐步反应生成羰基硫，而生成的羰基硫又逐步冷凝收集成液体；也就是说反应系统内，气体是逐步减少的；由此，可设定反应器内的压力或流量低于设定值时，补充原料一氧化碳进入反应循环中。同时，随着反应的进行，反应系统内的除一氧化碳外的不凝气体杂质也会越聚越多，这不利于反应及后续纯化的进行，因此，在反应每隔一段时间或每隔几个补充原料一氧化碳循环后排放一次尾气，以减少反应系统内的不凝气体杂质含量。

优选地，分离得到的未反应的一氧化碳经过气囊、压缩机和/或缓冲罐后返回至反应器中进行循环利用；

或者，分离得到的未反应的一氧化碳经过缓冲罐、压缩机和/或缓冲罐后返回至反应器中进行循环利用。

可以理解是，本实用新型中，经低温收集罐得到的未反应的一氧化碳经过气囊(或缓冲罐)、压缩机和缓冲罐后又回到反应器中进行重新反应。其中，由于在未增压之前，收集的一氧化碳所要求的的体积较大，因而设置气囊(或缓冲罐)，用于收集未反应的一氧化碳；压缩机是为了用于将收集的一氧化碳增压；缓冲罐的设置是用于增压后的一氧化碳缓存。

优选地，分离得到的未反应的单质硫蒸汽经气固分离器收集，收集至一定量后返回至反应器中进行循环利用。

根据本实用新型的方法，未反应完的一氧化碳需要经过压缩机增压后再回到反应器中进行循环利用；未反应完的单质硫经气固分离器收集，收集至一定量后返回至反应器中进行循环利用。本实用新型对于所述的“一定量”没有特殊限制，其可以根据工艺需求、装置的大小等进行适宜的调控；例如可以收集至气固分离器体积的50％左右即返回至反应器中进行循环利用。

在一种优选的实施方式中，所述纯化包括干燥和精馏；

优选地，所述干燥为吸附式干燥；

优选地，所述吸附式干燥所采用的吸附剂包括3A分子筛和/或丝光沸石分子筛；

优选地，所述精馏过程使用至少两个串联的精馏塔，精馏过程所采用的冷媒包括液氮。

应当理解的是，本实用新型中的精馏塔的设置是为了将干燥吸附后的物料进行低温冷冻提纯，采用低温冷冻提纯可以更有效的去除羰基硫中的杂质。

根据本实用新型的制备方法，获得混合气体主要为羰基硫粗品，经分离得到的羰基硫粗品先在低温下逐步冷凝成液体，并在低温收集罐中冷凝收集，然后再经过干燥吸附、精馏(低温冷冻提纯)制得高纯度的羰基硫产品。因羰基硫具有易水解生成H₂S和CO₂的特性，因而干燥深度脱水对产品的稳定性至关重要，本工艺中，采用的干燥吸附剂包括但不限于3A分子筛和丝光沸石分子筛中的至少一种，具有脱水效果好，来源广泛，成本低廉等特点。

根据本实用新型的制备方法，生成的羰基硫粗品中含有的杂质包括CO、CO₂、H₂S、SO₂、CS₂、CH₄、O₂、H₂O、N₂等。经分析对比后发现，杂质中SO₂、H₂S、CO₂与COS的沸点较为接近，但熔点相差很大，故利用这一特性可采用低温冷冻法将SO₂、H₂S、CO₂、H₂O、CS₂等杂质除去。优选地，上述冷冻提纯过程在精馏塔中完成。

根据本实用新型的制备方法，精馏过程采用至少两个精馏塔，优选采用的两个串联的精馏塔，其中一个用于去除重组分杂质，另一个用于去除轻组分杂质，即采用先去除重组分后去除轻组分的方案，有助于提高产品的纯度。精馏过程中采用的冷媒包括液氮，也可以采用干冰等其他冷媒。

需要说明的是，本实用新型对于上述干燥、精馏步骤的具体操作条件如温度、压力、时间等不作特殊限制，其均是本领域常规的，可以由本领域技术人员根据实际情况进行调控。

在一种优选的实施方式中，所述反应器的材质包括蒙乃尔、铬镍铁合金和耐酸镍合金中的至少一种。

根据本实用新型的制备方法，所使用的反应器由于会与CO₂、H₂S、SO₂等酸性气体接触，为延长其使用寿命，提高生产效率，反应器的材质优选采用的是蒙乃尔(镍合金)、铬镍铁合金和耐酸镍合金中的至少一种。

进一步地讲：本实用新型的制备方法，将一氧化碳和单质硫蒸汽通入装有金属硫化物催化剂的反应器中，充分混合后，在反应温度下反应合成羰基硫，未反应完的硫蒸汽经气固分离器截留下来，未反应完的原料一氧化碳经过低温收集罐气液分离后，再返回反应器循环反应，产物羰基硫经低温收集罐气液分离后收集，再经干燥吸附、精馏(低温冷冻提纯)制得高纯羰基硫产品。

作为本实用新型的一种优选实施方式，该工艺的过程包括：

a).将金属硫化物催化剂装入反应器中，并均匀分布；

b).将一氧化碳和单质硫蒸汽在合适温度、压力条件下通入反应器中反应，反应后排出的混合气体包含未反应的一氧化碳和单质硫蒸汽，以及生成的羰基硫气体；

c).将反应器排出的混合气体通入气固分离器中，截留未反应的单质硫蒸汽后，再通入低温收集罐中进行羰基硫粗产品的收集，而未冷凝下来的原料一氧化碳再经压缩机增压返回中反应器重新进行反应；

d).一氧化碳的加入量，可根据反应系统内压力变化情况来定；

e).将低温收集罐中收集的羰基硫粗产品输送到纯化系统，经干燥吸附、精馏(低温冷冻提纯)制得高纯的羰基硫产品。

本实用新型的制备方法，使用金属硫化物作催化剂，有效提高了该反应的效率，加快了反应速度；将未反应完的硫蒸汽和一氧化碳循环进反应器重新反应，避免原料浪费，减轻后续有害物质排放处理的难度，节省成本；针对羰基硫粗产品中各杂质的特性，采用了相应的提纯手段，有效除去了羰基硫中杂质，可制得高纯羰基硫产品。

通过本实用新型的制备方法，一氧化碳和硫粉的利用率可达96％及以上，最终制得的羰基硫产品的纯度高达99.99％及以上，是一种低成本、高效率的可工业化制备羰基硫的工艺。

应当理解的是，上述制备方法的说明中未详细描述的内容，均是本领域技术人员容易想到的常用参数，因此可以省略对其的详细说明。

在至少一个实施例中提供一种羰基硫的制备装置，包括一氧化碳原料供应系统、单质硫原料供应系统、反应器、分离装置、低温收集罐和纯化系统；

所述反应器内装填有金属硫化物催化剂；

所述一氧化碳原料供应系统和单质硫原料供应系统分别通过管道与所述反应器的进口连接，所述反应器的出口与所述分离装置的进口连接，所述分离装置的出口通过剩余气体管道与所述低温收集罐的进口连接，所述低温收集罐的第一出口通过未反应的一氧化碳管道与所述反应器的进口连接，所述低温收集罐的第二出口通过羰基硫管道与所述纯化系统连接。

本实用新型提供的羰基硫的制备装置可用于实现上述的羰基硫的制备方法。该装置能够生产出高纯度的羰基硫产品，得到的产品纯度高，稳定性好，羰基硫产品的纯度可达到99.99％以上；并且装置结构简单，设置合理，设备运行安全、稳定可靠，降低了运行成本和投资费用，可实现了资源的充分利用，能够满足当前市场的需求，易于实现规模化工业化生产。

在一种优选的实施方式中，所述金属硫化物中的金属包括IIB族和/或VIII族金属；

优选地，所述金属硫化物包括BaS、FeS、FeS₂或CaSO₄中的至少一种；

优选地，所述金属硫化物的装入体积量为反应器体积的1/2～9/10，优选为2/3～4/5；

优选地，所述反应器的材质包括蒙乃尔、铬镍铁合金和耐酸镍合金中的至少一种；

优选地，所述分离装置包括气固分离器；

优选地，所述未反应的一氧化碳管道上设有气囊、压缩机和/或缓冲罐；

优选地，所述低温收集罐的第一出口通过未反应的一氧化碳管道与气囊的进口连接；

优选地，所述气囊的出口与压缩机连接，压缩机与缓冲罐连接，缓冲罐与反应器的进口连接；

优选地，所述纯化系统包括干燥装置和精馏装置；

优选地，所述干燥装置为吸附式干燥器；

优选地，所述吸附式干燥器中的吸附剂包括3A分子筛和/或丝光沸石分子筛；

优选地，所述精馏装置包括至少两个串联的精馏塔，所述精馏塔的出口与高纯度的羰基硫产品罐连接。

应当理解的是，本实用新型的羰基硫的制备装置与前述的羰基硫的制备方法是基于同一实用新型构思的，因而至少与前述的羰基硫的制备方法具有相同的优势，本实用新型在此不再赘述。

下面结合具体实施例和附图，对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种羰基硫的制备装置，包括一氧化碳原料供应系统、单质硫原料供应系统、反应器3、分离装置、低温收集罐5和纯化系统；

其中，反应器3内装填有金属硫化物催化剂；所述金属硫化物包括BaS、FeS、FeS₂或CaSO₄中的至少一种；所述金属硫化物的装入体积量为反应器3体积的2/3～4/5；反应器3的材质包括蒙乃尔、铬镍铁合金和耐酸镍合金中的至少一种。

分离装置包括气固分离器4；纯化系统包括吸附式干燥器6、精馏装置；吸附式干燥器6中的吸附剂包括3A分子筛和/或丝光沸石分子筛；精馏装置包括至少两个串联的精馏塔7和精馏塔8，精馏过程所采用的冷媒包括液氮。

各装置和管道的连接关系如下：

一氧化碳原料供应系统和单质硫原料供应系统分别通过一氧化碳原料管道1和单质硫蒸汽原料管道2与反应器3的进口连接，反应器3的出口与气固分离器4的进口连接，气固分离器4的出口通过剩余气体管道与低温收集罐5的进口连接，低温收集罐5的第一出口通过未反应的一氧化碳管道与气囊10的进口连接，低温收集罐5的第二出口通过羰基硫管道与吸附式干燥器6的进口连接，吸附式干燥器6的出口与精馏塔7的进口连接，精馏塔7的出口与精馏塔8的进口连接，精馏塔8的出口与高纯度的羰基硫产品罐9连接。

进一步地，未反应的一氧化碳管道上设有缓冲罐或气囊10、压缩机11和缓冲罐12。

利用上述羰基硫的制备装置进行羰基硫的制备的方法，包括如下步骤：

将金属硫化物(BaS、FeS、FeS₂或CaSO₄)催化剂装入反应器(尺寸为φ89×4.5×1000)中，并均匀分布；催化剂的装入体积量为反应器体积的2/3～4/5；装入的催化剂与设备管道均进行脱水干燥作业(加热抽真空，水含量≤3ppm)。

反应前，先加热反应器至400℃，再通入适量一氧化碳，活化管道和反应器内壁；反应时，将反应器加热至420～480℃，然后将一氧化碳和单质硫蒸汽通入反应器内进行反应，反应的压力为0～0.1MPa，进气总流量设在100～150L/min左右。

反应器排出的混合气体进入气固分离器，气固分离器的作用主要是除去尾气中粉尘、颗粒等固体物质，同时截留未反应的硫蒸汽，截留下的硫在反应结束后再收集起来，可重新参加反应；将截留完硫蒸气的剩余气体再通入低温收集罐中冷凝收集羰基硫，收集温度为－60℃，进入低温收集罐的剩余气体中羰基硫在低温下(低于其沸点温度)逐步冷凝成液体，而剩余气体中未被冷凝的一氧化碳再经压缩机增压返回中反应器重新进行反应。

将低温收集罐中收集的羰基硫粗产品输送到纯化系统，经干燥吸附、冷冻精馏等纯化得到高纯的羰基硫产品。

本实施例中，反应收率在60％～85％，得到的羰基硫产品的质量纯度≥99.99％。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种羰基硫的制备装置，其特征在于，包括一氧化碳原料供应系统、单质硫原料供应系统、反应器、分离装置、低温收集罐和纯化系统；

所述反应器内装填有金属硫化物催化剂；

所述一氧化碳原料供应系统和单质硫原料供应系统分别通过管道与所述反应器的进口连接，所述反应器的出口与所述分离装置的进口连接，所述分离装置的出口通过剩余气体管道与所述低温收集罐的进口连接，所述低温收集罐的第一出口通过未反应的一氧化碳管道与所述反应器的进口连接，所述低温收集罐的第二出口通过羰基硫管道与所述纯化系统连接。

2.根据权利要求1所述的羰基硫的制备装置，其特征在于，所述金属硫化物中的金属为IIB族或VIII族金属。

3.根据权利要求1所述的羰基硫的制备装置，其特征在于，所述金属硫化物的装入体积量为反应器体积的2/3～4/5。

4.根据权利要求1所述的羰基硫的制备装置，其特征在于，所述反应器的材质为蒙乃尔、铬镍铁合金或耐酸镍合金。

5.根据权利要求1所述的羰基硫的制备装置，其特征在于，所述分离装置包括气固分离器。

6.根据权利要求1所述的羰基硫的制备装置，其特征在于，所述纯化系统包括干燥装置和精馏装置。

7.根据权利要求6所述的羰基硫的制备装置，其特征在于，所述干燥装置为吸附式干燥器；

所述吸附式干燥器中的吸附剂包括3A分子筛或丝光沸石分子筛。

8.根据权利要求6所述的羰基硫的制备装置，其特征在于，所述精馏装置包括至少两个串联的精馏塔，所述精馏塔的出口与高纯度的羰基硫产品罐连接。

9.根据权利要求1～8任一项所述的羰基硫的制备装置，其特征在于，所述未反应的一氧化碳管道上设有气囊、压缩机和/或缓冲罐。