[发明专利]海绵焦作为新型炭原料用于生产二硫化碳的方法

说明书

本发明属于炭法生产二硫化碳的技术领域，具体为海绵焦作为新型炭原料用于生产二硫化碳的方法。本发明把海绵焦生焦作为二硫化碳生产领域中二硫化碳的原料，由于海绵焦灰分极低，使炭法生产二硫化碳清理反应炉炉渣的工作量大大减少，在开发海绵焦用途的同时解决了炭法生产二硫化碳反应炉清渣的环保问题。本发明还采用烟气烘焦法、抗硫腐蚀自动加煤机封闭式投焦法提供了一种用海绵焦作炭原料生产二硫化碳的新方法。

技术领域

本发明属于炭法生产二硫化碳的技术领域，具体为海绵焦作为新型炭原料用于生产二硫化碳的方法。

背景技术

二硫化碳是一种重要的化工原料。工业上生产二硫化碳普遍采用的工艺有两种：一种是半焦法，另一种是天然气法。

半焦法是用半焦（亦称兰炭）和硫磺作生产原料。半焦从反应炉（亦称铁甑）顶部投入炉内，液体硫从反应炉底部投入炉内。从反应炉外部加热，使炉内半焦达到650℃以上，在此温度下，液硫气化并和半焦所含碳元素发生化学反应生成二硫化碳。但因半焦灰分较高（即含碳量低），生产中半个月就需从反应炉底部出渣嘴清理一次炉渣，给生产带来较大污染。

天然气法是用天然气和硫磺作原料在高温下反应生产二硫化碳。反应中50%的硫生成二硫化碳，而另一半硫则生成了硫化氢。生产中还需通过克劳斯脱硫法将硫化氢中的硫脱出来，脱出的硫为液态硫，再重新加热气化参与反应。这样就增加了生产费用，增加了能耗。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述二硫化碳半焦法生产工艺存在的问题而提供一种海绵焦作为新型炭原料用于生产二硫化碳的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：海绵焦作为新型炭原料用于生产二硫化碳的方法，生产二硫化碳不是用半焦和硫磺进行化学反应来制取，而是用来自石油化工行业的海绵焦和硫磺进行化学反应来制取。

在石油加工工业中，石油的减压渣油，经焦化装置在500-550℃高温下裂解焦化而生成的海绵状黑色固体焦炭称之为海绵焦。海绵焦具有碳含量高，内表面积大，多孔而结构疏松和灰分极低的特点。适合和硫进行化学反应。由于灰分极低，用于生产二硫化碳，清理反应炉炉渣的工作量减少90%以上。这就很好地避勉了清渣造成的污染，具有重要的环保意义。

从生产成本来讲，虽然海绵焦比半焦价格较贵，但由于海绵焦灰分少，利用率高，使其用量相对减少。这样使用海绵焦和使用半焦的生产成本相差不多，也就是说使用海绵焦也是比较经济的。

优选的，生产二硫化碳所用海绵焦是生焦而非炼铝炼钢行业用的煅后焦。海绵焦是石油焦的一种。石油焦分生焦和熟焦（煅后焦）。一般石油加工厂所产的石油焦都是生焦，其挥发分较高。对于炼铝和炼钢所用电极材料来说，需进行1300℃高温的煅烧处理。煅烧后炭结构变得很硬。这种焦称煅后焦（熟焦）。这种焦由于炭结构强硬，不适合用作生产二硫化碳的原料。石油焦按形态可分为针状焦、球状焦、海绵焦、粉焦四种。这四种焦只有海绵焦可以用作生产二硫化碳的炭原料，其余三种都不适合。石油的减压渣油中沥青质成分含量多少决定其在焦化装置中形成的石油焦的结构形态和强度性质，沥青质较多则形成的石油焦较为强硬。针状焦、球状焦(亦称彈丸焦)其结构强硬。因此不宜用作生产二硫化碳的炭原料。

热力学认为，焦炭（半焦、海绵焦生焦、煅后焦等其他各种焦）的形成温度（结焦温度）越高，形成的焦炭就越硬，炭结构强度越大。形成过程中吸收的热量越多，形成的焦炭系统中存储的结合能就越高，炭结构也就越稳定，越不容易被破坏，遇到硫分子时也就越不易发生化学反应。半焦的形成温度为500-700℃，而海绵焦的形成温度为500-550℃，海绵焦生焦的形成温度比半焦低，这就给出了海绵焦生焦比半焦结构疏松的一个科学依据，也给出和硫进行化学反应海绵焦生焦比半焦更快一些的理由。