用于制備硫化氫的反應器和方法技術
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于制備硫化氫的反應器和方法
本專利技術涉及用于在升高的壓力和升高的溫度下由單質硫和氫氣合成硫化氫的反應器和方法。本專利技術還涉及所述反應器用于以高產率和低H2Sx含量制備硫化氫的用途。
技術介紹
硫化氫是工業上重要的中間體，例如用于合成甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫化物、磺酸、二甲基亞砜、二甲基砜，以及用于許多硫化反應。迄今，其主要由礦物油和天然氣加工以及通過硫和氫氣的反應獲得。通常通過以下方式由單質制備硫化氫：將氣態氫引入硫熔體中，將硫轉化為氣相并在與氫氣的放熱反應中將其中的硫轉化為硫化氫(Ullmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry，第六版，1998年，Wiley-VCH)。為了獲得令人滿意的反應速率和高的硫化氫產率，反應必須在相對于標準條件升高的溫度下進行。根據預期的進一步使用，可能需要提供在大于5巴的壓力下制備的硫化氫。在這種情況下，有利的是在所需的壓力下直接進行硫化氫的合成。這就需要溫度的進一步升高，以確保足夠的硫被轉化為氣相。然而，在高于450℃的溫度下進行硫化氫的合成的缺點在于，在這些條件下，硫化氫會對反應器的材料造成腐蝕損壞。因此，需要可實現高的轉化率，同時避免至少對反應器的承壓元件的損壞的反應器構造。一種提高硫化氫產率的方法是延長氫氣在硫熔體中的停留時間。這例如在US2876070和DE102008040544A1中通過使用具有布置在硫熔體內的呈中間塔盤或杯形式的氣體收集區的反應器進行。然而，這種類型的構造僅實現了大于96％的氫氣轉化率。增加氣體收集區的數量也許可以提高轉化率，但這將導致需要更大的...
【技術保護點】
反應器(1)，其適于在相對于標準條件升高的溫度和升高的壓力下通過硫和氫氣的放熱反應連續制備硫化氫以形成包含硫化氫和硫的最終產物氣體混合物P最終，所述反應器(1)包括：?適于容納硫熔體(3)的下部反應器區(2)，?一個或多個非承壓第一洞穴(4)和對于每個所述第一洞穴至少一個適于受控地供應加壓氣態氫的供應裝置(5、5a)，所述洞穴(4)適于至少臨時容納在放熱反應中形成并且包含硫化氫、硫和氫氣的產物氣體混合物P1，以及?適于在相對于標準條件升高的溫度和升高的壓力下容納所述產物氣體混合物P最終的氣體收集區(6)，其特征在于，所述反應器(1)還包括一個或多個非承壓安裝裝置(7)，所述安裝裝置(7)適于將在所述下部反應器區(2)中形成的產物氣體混合物Pu的總量連續傳送到所述氣體收集區(6)，以及在所述安裝裝置(7)中存在催化劑的情況下，所述安裝裝置適于使仍然存在于所述產物氣體混合物Pu中的硫和氫氣反應成硫化氫。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.06.22 EP 12173167.31.反應器(1)，其適于在相對于標準條件升高的溫度和升高的壓力下通過硫和氫氣的放熱反應連續制備硫化氫以形成包含硫化氫和硫的最終產物氣體混合物P最終，所述反應器(1)包括：-適于容納硫熔體(3)的下部反應器區(2)，-一個或多個非承壓第一洞穴(4)和對于每個所述第一洞穴至少一個適于受控地供應加壓氣態氫的供應裝置(5、5a)，所述洞穴(4)適于至少臨時容納在放熱反應中形成并且包含硫化氫、硫和氫氣的產物氣體混合物P1，以及-適于在相對于標準條件升高的溫度和升高的壓力下容納所述產物氣體混合物P最終的氣體收集區(6)，其特征在于，所述反應器(1)還包括一個或多個非承壓安裝裝置(7)，所述安裝裝置(7)適于將在所述下部反應器區(2)中形成的產物氣體混合物Pu的總量連續傳送到所述氣體收集區(6)，其中，所述一個或多個安裝裝置含有非均相催化劑，以將存在于所述產物氣體混合物Pu中的氫氣和硫進一步轉化為硫化氫。2.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述反應器具有一個或多個適于供應液體硫的供應裝置。3.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述洞穴被硫熔體包圍，以使在洞穴中釋放的反應熱消散到硫熔體中。4.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，用于引入氫氣的供應裝置被設計為可將氫氣直接引入一個或多個第一洞穴的氣體空間中，而不預先被硫飽和。5.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述反應器被構造為其具有數個供應裝置，其中的一些供應裝置將氫氣引入硫熔體中，并且其它供應裝置將氫氣直接引入一個或多個第一洞穴的氣體空間中。6.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，洞穴采取罩形安裝裝置的形式，在其下方，特定的氣體體積可以收集并從向下方向上開口的罩形狀的外邊緣溢出至更高的反應器區。7.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，洞穴由具有一個或多個孔口的水平中間塔盤組成，氣體可通過所述孔口流入更高的反應器區中。8.根據權利要求7所述的反應器，其特征在于，沿所述孔口的邊緣，所述中間塔盤具有垂直向下延伸的堰，其在洞穴中保留一定的氣體體積。9.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，第一洞穴是收集在所述洞穴中的氣體混合物尚未預先流動通過其它洞穴的洞穴。10.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述反應器(1)包括至少兩個非承壓第一洞穴(4)和對于每個第一洞穴(4)至少一個適于受控地供應加壓氣態氫的供應裝置(5、5a)，所述第一洞穴(4)適于至少臨時容納所形成的產物氣體混合物P1。11.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述反應器(1)還包括一個或多個非承壓第二洞穴(8)，所述第二洞穴(8)被布置在所述第一洞穴(4)的上方，并且適于至少臨時容納在所述第一洞穴(4)中形成的產物氣體混合物P1以及適于通過硫和氫氣的放熱反應形成另外的硫化氫以形成產物氣體混合物P2。12.根據權利要求11所述的反應器，其特征在于，第二洞穴是收集在所述洞穴中的氣體混合物的至少一部分剛剛預先流動通過至少一個第一洞穴的洞穴。13.根據權利要求11所述的反應器，其特征在于，至少一個所述第二洞穴(8)包括至少一個適于受控地供應加壓氣態氫的供應裝置(9、9a)，和/或所述反應器(1)還包括一個或多個布置在所述第二洞穴(8)上方的非承壓第三洞穴(10)和任選的其它相應合適的洞穴。14.根據權利要求13所述的反應器，其特征在于，所述供應裝置被構造為可將氫氣引入位于第二洞穴下方的硫熔體中，或者直接引入第二洞穴的氣體空間中。15.根據權利要求11所述的反應器，其特征在于，所述反應器(1)還包括一個或多個布置在所述第二洞穴(8)上方的非承壓第三洞穴(10)和任選的其它相應合適的洞穴。16.根據權利要求15所述的反應器，其特征在于，第三或其它的洞穴是收集在所述洞穴中的氣體混合物的至少一部分剛剛預先流動通過至少一個第二或更高序數的洞穴的洞穴。17.根據權利要求13所述的反應器，其特征在于，至少一個第二或更高序數的洞穴(8、10)的容積大于每個所述第一洞穴(4)的容積，和/或至少一個第二或更高序數的洞穴(8、10)由于構造原因具有比每個所述第一洞穴(4)更低的排熱。18.根據權利要求17所述的反應器，其特征在于，通過使用具有更低的熱傳導率的材料實現更低的排熱。19.根據權利要求18所述的反應器，其特征在于，所述洞穴由所述具有更低的熱傳導率的材料制成，或者至少其部分表面用所述材料進行內襯。20.根據權利要求17所述的反應器，其特征在于，通過使用具有更大材料厚度的材料實現更較低的排熱。21.根據權利要求17所述的反應器，其特征在于，通過使用阻止排熱的洞穴幾何結構實現更低的排熱。22.根據權利要求21所述的反應器，其特征在于，通過洞穴表面積與洞穴容積的更低的比率實現更低的排熱。23.根據權利要求21所述的反應器，其特征在于，所述第一洞穴的洞穴表面積與洞穴容積的比率為1.5-30m-1，和/或其高度與寬度的比率為0.02-5，和/或其堰長與通過量的比率為0.1-10m*h/tH2S。24.根據權利要求21所述的反應器，其特征在于，所述第一洞穴的洞穴表面積與洞穴容積的比率為3-9m-1，和/或其高度與寬度的比率為0.05-1，和/或其堰長與通過量的比率為0.2-1.8m*h/tH2S。25.根據權利要求21所述的反應器，其特征在于，所述第一洞穴的洞穴表面積與洞穴容積的比率為4-6m-1，和/或其高度與寬度的比率為0.08-0.12，和/或其堰長與通過量的比率為1.0-1.2m*h/tH2S。26.根據權利要求21所述的反應器，其特征在于，至少一個所述第二洞穴的洞穴表面積與洞穴容積的比率為1.5-30m-1，和/或其高度與寬度的比率為0.02-5，和/或其堰長與通過量的比率為0.1-10m*h/tH2S。27.根據權利要求21所述的反應器，其特征在于，至少一個所述第二洞穴的洞穴表面積與洞穴容積的比率為2.8-9m-1，和/或其高度與寬度的比率為0.05-2，和/或其堰長與通過量的比率為0.15-1.8m*h/tH2S。28.根據權利要求21所述的反應器，其特征在于，至少一個所述第二洞穴的洞穴表面積與洞穴容積的比率為3-5m-1，和/或其高度與寬度的比率為0.1-1，和/或其堰長與通過量的比率為0.2-1.1m*h/tH2S。29.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述氣體收集區布置在下部反應器區的上方。30.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述氣體收集區布置在下部反應器區的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：C·H·芬克爾代，C·K·張，R·馬森，S·文納，M·克費爾，
申請(專利權)人：贏創工業集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE
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