[发明专利]一种以液氨热泵精馏模式生产高纯硫化氢的装置及生产方法

说明书

本发明属于一种以液氨热泵精馏模式生产高纯硫化氢的装置及生产方法；包括原料气缓冲罐、产品泵、产品罐、液氨热泵和脱硫塔，原料气缓冲罐依次通过第一换热器的原料气进口、第一换热器的原料气出口、第一精馏塔中下部的原料气进口、第一精馏塔底部的液相出口、第二精馏塔的第一原料液进口、第二精馏塔顶部气相出口、第三换热器的管程、第一三通和产品泵与产品罐相连；具有结构简单、操作简便、运行稳定以及能够制备液相硫化氢产品的纯度不低于99.999％的优点。

技术领域

本发明属于高纯硫化氢生产技术领域，具体涉及一种能够生产纯度不低于99.999％的硫化氢的以液氨热泵精馏模式生产高纯硫化氢的装置及生产方法。

背景技术

硫化氢在化学工业、有机合成工业、冶金工业、电子工业等多个产业领域都有重要用途。常用于合成硫磺和硫酸、硫化钠和硫氢化钠、重水、甲硫醇、二甲基亚砜、硫基乙醇、硫脲等产品。在半导体领域，主要用作掺杂气，用作合成荧光粉，电放光、光导体、光电曝光计等的制造。工业上生产硫化氢的方法有“用硫加氢反应制备硫化氢”、“用硫酸钡和盐酸反应制备硫化氢”、“用甲烷与硫反应制备硫化氢”、“从含酸气体的天然气和工业气流中回收硫化氢”、“用硫氢化钠水溶液和硫酸反应制备硫化氢”。

(1)用硫加氢反应制备硫化氢：S+H₂→H₂S，一般H₂S的产率达98％以上，若原料氢为纯氢，原料硫为优级品，则H₂S的纯度可达98％～99.9％。

(2)用硫酸钡和盐酸反应制备硫化氢：BaS+2HCl→BaCl₂+H₂S，H₂S的纯度为98％～99％。

(3)用甲烷和硫反应制备硫化氢：CH₄+4S→2H₂S+CS₂，2CS₂+H₂O→2H₂S+CO₂，产品H₂S的纯度为79％。

(4)从含酸气体的天然气和工业气流中回收硫化氢：利用化学溶剂选择性吸收硫化氢是工业规模生产硫化氢的一种重要的方法。通用的化学溶剂有烷基醇胺和碱性碳酸盐水溶液。该方法制备的H₂S产品中含有水份，对设备、管道的腐蚀较严重，H₂S的纯度为99％。

(5)用硫氢化钠水溶液和硫酸反应制备硫化氢：制备的H₂S浓度为99％，过程需要处理大量的H₂S废液。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中缺陷而提供一种采用热泵以及双塔精馏的方式、其结构简单、操作简便、运行稳定以及能够制备液相硫化氢产品的纯度不低于99.999％的以液氨热泵精馏模式生产高纯硫化氢的装置及生产方法。

本发明的目的是这样实现的：包括原料气缓冲罐、产品泵、产品罐、液氨热泵和脱硫塔，所述原料气缓冲罐依次通过第一换热器的原料气进口、第一换热器的原料气出口、第一精馏塔中下部的原料气进口、第一精馏塔底部的液相出口、第二精馏塔的第一原料液进口、第二精馏塔顶部气相出口、第三换热器的管程、第一三通和产品泵与产品罐相连；第一三通的第三端与第二精馏塔的第二原料液进口相连；

第一精馏塔顶部的气相出口通过第二换热器的管程与第一气液分离器的进口相连，第一气液分离器的液相出口与第一精馏塔中上部的原料液进口相连；第一气液分离器的气相出口通过第一换热器第一尾气进口和第一换热器第一尾气出口与脱硫塔的进口相连；

第二精馏塔底部的液相出口通过第一换热器第二尾气进口和第一换热器第二尾气出口与脱硫塔的进口相连；