[发明专利]一种硫化氢合成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化氢合成装置。

背景技术

硫化氢是一种重要的化工原料，其主要是用于精细有机化学品和无机盐的合成，如农药、医药品的制造、金属的精制及各种工业试剂的制造等。

由硫磺和氢气两种元素合成硫化氢最为直接，硫化氢纯度最高，适用于合成蛋氨酸的甲硫醇等精细化学品的应用。其方法有两种：一种方法是将液体硫磺溶于溶剂中，后向其中通入氢气，反应生成硫化氢气体。另一种方法是用硫磺蒸汽与氢气直接合成硫化氢气体。

液体硫磺溶于溶剂中与氢气反应生产硫化氢的方法前期反应良好，但随反应进行，溶剂产生结焦现象，反应效率降低，难以工业化运行。

用硫磺蒸汽与氢气直接合成硫化氢气体的方法需要解决的问题：一是需要将液体硫磺加热汽化至300℃以上，因而存在硫磺的蒸发效率低和蒸发器、合成塔耐温抗硫材质选择的困难；二是硫磺蒸汽与氢气反应是强放热反应，现行反应器对温度难以有效控制，导致硫化氢的转化率低、反应热不能充分回收利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硫磺蒸发效率高，蒸发温度及合成塔内温度易于控制的硫化氢合成装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种硫化氢合成装置，包括硫磺蒸发器及硫化氢合成塔，所述硫磺蒸发器的外侧设有电感应加热装置，所述硫磺蒸发器上设有硫磺进料口、氢气进料口及硫磺蒸汽与氢气混合气体出口；所述硫化氢合成塔内设有至少2段以上的催化剂床层，所述硫化氢合成塔上设有硫磺蒸汽与氢气混合气体入口、合成气体出口，所述合成气体出口位于所述催化剂床层的最后一段的下部，所述硫磺蒸发器及所述硫化氢合成塔通过所述硫磺蒸汽与氢气混合气体出口和硫磺蒸汽与氢气混合气体入口相连接。

本发明的有益效果是：利用电感蒸发器对液体硫磺进行蒸发，温度易于控制，蒸发效率高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述硫磺蒸发器包括硫磺进料管、蒸发器列管，所述硫磺进料管与所述硫磺进料口相连通，且所述硫磺进料管的末端设有喷淋管；所述蒸发器列管的顶端为锯齿状豁口，所述蒸发器列管的内部为2个具有相同圆心但直径大小不相等的管。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用喷淋管，可使液体硫磺均匀分布到蒸发器截面上。蒸发器列管环形排布，其顶端为锯齿状豁口，使液体硫磺溢流入管，列管中液体硫磺处于膜状蒸发状态，增大了传热面积，提高了传热效率。所述列管内装填φ25×25的陶瓷鲍尔环，有利于氢气与硫磺蒸汽的混合。列管环绕的内部空间是两同心异径管，氢气由内管通到蒸发器底部，再由外管返回到蒸发器的顶部，有利于对原料氢气预热，提高能量利用率。

进一步，所述每段催化剂床层内均设有至少2层以上的换热盘管，所述换热盘管的一端连接换热盘管换热介质入口，另一端连接换热盘管换热介质出口，所述换热盘管换热介质入口与所述换热盘管换热介质出口设在所述硫化氢合成塔上。

进一步，所述每层换热盘管均为独立结构，相邻两层换热盘管之间均设有测温孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：合成塔内催化剂床层设置两段或多段，每段床层内均埋设换热盘管，用以移除反应放热。换热盘管蛇形弯曲，平均分布在合成塔的截面上，其在床层高度上平均分布多层，且每层为单独互不影响，利于控制床层不同高度的温度。盘管各层间设置温度孔，实时观察各层温度。另外，每段床层内埋设换热盘管可回收利用反应热，将移出的热量用作其他热源。

进一步，所述硫化氢合成塔上设有硫磺冷激口、氢气冷激口、备用口；所述硫磺冷激口及氢气冷激口位于每段催化剂床层上部，且在所述硫化氢合成塔的轴向上，硫磺冷激口位于氢气冷激口上部；所述备用口靠近所述氢气冷激口。

采用上述进一步方案的有益效果是：冷激硫磺入塔后通过一个分布装置塔盘，在塔盘作用下平均分布到合成塔截面。冷激氢气入塔后通过支管状分布器分布到合成塔截面上。硫磺、氢气冷激用以对床层冷激降温，防止发生飞温现象，减少对催化剂及设备的不利影响。

进一步，所述硫磺蒸发器的硫磺蒸汽与氢气混合气体出口上部，及所述每段催化剂床层的上部，及靠近所述合成气体出口处均设有视镜。

采用上述进一步方案的有益效果是：设置视镜，用以观察液体硫磺蒸发、混合气体反应情况。

进一步，所述硫化氢合成塔上还设有卸料口，所述卸料口位于所述每段催化剂床层的最底层上设有的栅板处。

进一步，所述硫化氢合成塔上还设有人孔，所述人孔位于每段催化剂床层上部及最底层床层下部。