[发明专利]一种二硫化碳生产系统及方法

说明书

本发明提供了一种二硫化碳生产系统及方法，该反应系统包括二硫化碳反应炉、电加热器、烟气换热器、产品换热器和压缩机，其中二硫化碳反应炉分为第一反应室、混合分布室和第二反应室，将天然气分成两部分进入反应炉的不同部位与硫反生反应生成二硫化碳。在反应过程中通过控制进入反应炉中天然气的量与进入第二反应室氮气的温度控制反应区的反应温度，从而提高反应区受热的均匀性，并实现反应区温度的可控性，避免了温度频繁变化引起反应炉寿命降低，同时通过回收烟气和产品气中的热量，提供了热能利用效率。

技术领域

本发明属于二硫化碳生产技术领域，具体涉及一种二硫化碳生产系统，以及利用所述生产系统生产二硫化碳的方法。

背景技术

二硫化碳作为一种重要的化工原料，主要作为制造黏胶纤维、玻璃纸的原材料，并且是生产人造丝、赛璐玢、四氯化碳、农药杀菌剂、橡胶助剂的原料；在生产油脂、蜡、树脂、橡胶和硫磺等产品时，二硫化碳是优良的溶剂；可用作羊毛去脂剂、衣服去渍剂、金属浮选剂、油漆和清漆的脱膜剂、航空煤油添加剂等。目前，制备二硫化碳的方法主要分为三种，其一，以木炭和硫磺反应制得，依据热源的不同又可简单分为外烧炉法和内热法，由于该方法耗费大量的木材，因此该方法应用受到限制；其二，是以焦炭等木炭替代品为原料制备二硫化碳，但是该方法造成的污染较为严重；其三，是以天然气和硫磺发生反应生产二硫化碳，目前该方法应用较为广泛。

天然气法制备二硫化碳过程中，通常都是在硫过量的条件下进行的，固态的硫经过气化，然后与甲烷在高温条件下发生反应。对于天然气法制备二硫化碳，反应炉都是工艺的关键设备，如何延长炉子使用寿命，提高二硫化碳的生产效率，都是所属领域的研究热点。

中国专利CN100503437C公布了一种高压非催化天然气法制造二硫化碳的反应炉，所述反应炉具有辐射段和冲激段，原料由冲激段进入炉管预热，进而在辐射段受热，由辐射段底部导出炉子，辐射段设置耐火炉衬，在辐射段炉体和炉衬的侧壁内设置若干燃烧器，炉膛内的炉管主要通过受热炉衬的热辐射及烟气的对流和热传导来加热，燃烧器产生的烟气靠负压导入冲激段，与冲激段内的进料炉管冲击换热，在冲激段之后选择设置对流段以回收烟气中的余热。

中国专利CN107151018A公开了一种天然气硫磺法生产二硫化碳的反应炉，其包括炉体外壳，炉体外壳顶部连接有烟囱，炉体外壳内设有呈筒状的盘管，旋转盘管的顶部设有第三进口，底部设有第三出口；炉体外壳内的底部设有燃烧器，燃烧器的中心位于旋转盘管的轴线上。

但是目前所使用的炉子都在一定程度上存在结焦容易、寿命较短等问题，因此本发明提供了一种新型二硫化碳生产系统，一定程度上抑制了反应过程的结焦问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种二硫化碳生产系统及方法，从根本上解决目前技术中存在的反应炉寿命短、反应管易于结焦、易磨损的问题。本发明提供的反应系统通过氮气控温实现反应过程的恒温，从而抑制了反应过程结焦问题的出现，并且对反应过程中产生的烟气和产品气二硫化碳附带的热量进行循环利用，提高了能源利用效率。

本发明采用的技术方案是：

一种二硫化碳生产系统，其特征在于：包括二硫化碳反应炉、电加热器、烟气换热器、产品换热器和压缩机；所述二硫化碳反应炉分为三部分，分别为第一反应室、混合分布室和第二反应室，第一反应室为双层圆筒结构，内层为加热室，加热室上部设置有烟气出口，下部设置有燃烧气体进口和燃烧器，其中燃烧器为圆柱结构，第一反应室外层上部设置为硫磺气化室，中部为混合室，下部为反应室，其中硫磺气化室上部设置有硫磺加料口，混合室侧面设置有天然气第一进气口；混合分布室上部与第一气体反应室连通，下部设置气体分布板，并与第二反应室连通，侧面设置有天然气第二进气口；第二反应室分为管程和壳程，其中管程为反应管，反应管通过连通器与气体分布板连通，并且反应管为螺旋结构，壳程侧面设置高温氮气进口和出口，第二反应室下部设置有高温产品出口，高温产品出口通过管道与产品换热器连接；