專利名稱：焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焦化副產(chǎn)品加工領(lǐng)域，尤其涉及一種焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝。
背景技術(shù)：
普通硫磺在常溫下為黃色固體，用于制酸、化學(xué)合成、染料、橡膠、建材、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)。我國使用的硫磺很大一部分來源于回收純化后的硫磺。我國大部分煉油廠、化肥廠、焦化廠、天然氣凈化廠都設(shè)有硫磺回收裝置，除大型煉油廠和天燃?xì)鈴S回收硫磺質(zhì)量較好外，其它副產(chǎn)品硫膏、硫渣都需經(jīng)過提純后，才可使用。目前我國回收硫磺來自三方面，即煉制進(jìn)口高含硫原油回收硫磺、川東北地區(qū)高含硫天然氣回收硫磺和煤化工回收硫磺。近幾年中國已成為世界最大硫磺進(jìn)口國，從目前的國內(nèi)硫磺供應(yīng)及硫酸生產(chǎn)狀況來看，我國硫磺供應(yīng)依賴進(jìn)口還需要持續(xù)一段時(shí)間。焦煤制備過程產(chǎn)生的煤氣中含有大量硫化氫，而通過克勞斯方法可將硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，但是該方法所得的單質(zhì)硫還含有少量的水分、煤灰、蒽等煤焦油雜質(zhì)，其純度只有65-85%。根據(jù)資源的再利用及環(huán)保等要求，需要對這部分粗硫磺進(jìn)行提純，當(dāng)前通過熔融或蒸餾的方式提純硫磺，該類方法提純硫磺的弊端在于熔硫工藝耗時(shí)長，能耗高、操作環(huán)境惡劣，污染相對嚴(yán)重；而對凈化程度偏低的焦?fàn)t煤氣進(jìn)行脫硫且采用連續(xù)熔融生產(chǎn)工藝時(shí)，所提取的硫磺產(chǎn)品的質(zhì)量更差。因此該類方法工業(yè)化生產(chǎn)的可行性不強(qiáng)。為了真正解決焦?fàn)t煤氣凈化的副產(chǎn)物粗硫磺提純的問題，不斷探索研究新的技術(shù)方法已成為亟待解決的課題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種耗時(shí)少、能耗低、污染低、流程簡單、無三廢排放的焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝，其特點(diǎn)是以焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺作為原料在80°C下干燥3小時(shí)除水至水份降至 1-5%;將干燥后的粗硫磺與萃取劑按重量比1 1-1 15在混合器內(nèi)攪拌混合后，升溫至 80-120°C，保持此溫度1-2小時(shí)；將上述混合物保溫80-120°C下進(jìn)行抽濾除去煤灰和不溶性雜質(zhì)，將過濾后的濾液通過水浴降溫析出單質(zhì)硫晶體；根據(jù)上述的焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝，其特點(diǎn)是將濾液降至 0-20°C后，保持此溫度1-2小時(shí)后抽濾，濾餅即為提純后的單質(zhì)硫；根據(jù)上述的焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝，其特點(diǎn)是將抽濾單質(zhì)硫后得到的濾液進(jìn)行蒸餾，其殘留固體為粗硫磺中含有的煤焦油，而蒸出的溶劑則再次進(jìn)行使用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明采用升溫萃取和降溫析晶的工藝從煤炭焦化副產(chǎn)品粗硫磺中提純高純硫磺。由于該類粗硫磺中單質(zhì)硫和其它雜質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解度存在顯著的差異，因此通過該方法可以較容易的將單質(zhì)硫和其它的雜質(zhì)(煤灰等無機(jī)雜質(zhì)，煤焦油等有機(jī)雜質(zhì))分離，并且生產(chǎn)設(shè)備簡單，生產(chǎn)條件溫和(無需高溫高壓)，無三廢生成，更便于工業(yè)化生產(chǎn)。
圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1 如圖1所示，將含水率為17%的粗硫磺于80°C下干燥3小時(shí)后，與煤油以1 8 的質(zhì)量比混合，攪拌下將混合物加熱至110°c，在此溫度下繼續(xù)攪拌1小時(shí)后通過110°C保溫抽濾，分離含單質(zhì)硫的煤油和少量的煤灰。將去除雜質(zhì)的煤油溶液進(jìn)行冷卻至20°c，由于單質(zhì)硫在煤油中的溶解度隨溫度的下降而顯著的降低，因此高溫時(shí)溶解的單質(zhì)硫會隨溫度的降低而結(jié)晶析出。將煤油溶液和結(jié)晶單質(zhì)硫混合物進(jìn)行室溫抽濾，可得高純度的單質(zhì)硫， 而抽濾后的煤油經(jīng)蒸餾回收后用于下一次的循環(huán)使用過程，在煤油蒸餾過程中餾底為煤焦油產(chǎn)品，經(jīng)多次富集可進(jìn)行出售。本實(shí)例中，單質(zhì)硫的回收率96%，單質(zhì)硫的純度>99%， 可滿足一般工業(yè)應(yīng)用中對單質(zhì)硫純度的要求。實(shí)施例2:工藝處理流程如圖1所示，基本過程同實(shí)施例1，不同的是，所用萃取劑為四氯乙火布。本實(shí)施例中，單質(zhì)硫的回收率97%，單質(zhì)硫的純度> 99%實(shí)施例3:工藝處理流程如圖1所示，基本過程同實(shí)施例1，不同的是，原料粗硫磺含水為 27%，所用萃取劑為四氯乙烯。本實(shí)施例中，單質(zhì)硫的回收率96%，單質(zhì)硫的純度> 99%實(shí)施例4 工藝處理流程如圖1所示，基本過程同實(shí)施例1，不同的是所用萃取劑為四氯乙烯，四氯乙烯與粗硫磺的質(zhì)量比為1 15本實(shí)施例中，單質(zhì)硫的回收率96 %，單質(zhì)硫的純度> 99 %實(shí)施例5 工藝處理流程如圖1所示，基本過程同實(shí)施例1，不同的是所用萃取劑為四氯乙烯，在降溫析晶階段，將體系冷卻至5 °C后進(jìn)行抽濾本實(shí)施例中，單質(zhì)硫的回收率97%，單質(zhì)硫的純度> 99%實(shí)施例6 工藝處理流程如圖1所示，基本過程同實(shí)施例1，不同的是所用萃取劑為甲苯本實(shí)施例中，單質(zhì)硫的回收率78 %，單質(zhì)硫的純度98 %實(shí)施例7:
工藝處理流程如圖1所示，基本過程同實(shí)施例1，不同的是所用萃取劑為四氯乙烯，在加熱攪拌階段，其加熱溫度為80°C本實(shí)施例中，單質(zhì)硫的回收率58%，單質(zhì)硫的純度98%實(shí)施例8 工藝處理流程如圖1所示，基本過程同實(shí)施例1，不同的是所用萃取劑為四氯乙烯，四氯乙烯與粗硫磺的質(zhì)量比為1 5本實(shí)施例中，單質(zhì)硫的回收率67%，單質(zhì)硫的純度> 99%在本發(fā)明中，關(guān)鍵是萃取劑的選擇。根據(jù)單質(zhì)硫在溶劑中溶解度可知，其更易溶于有機(jī)溶劑，并且單質(zhì)硫會隨有機(jī)溶劑溫度的升高而增大溶解度。因此，最為合適的有機(jī)溶劑應(yīng)當(dāng)是對于硫磺的溶解度隨溫度變化最大的一種溶劑。我們對常見的有機(jī)溶劑苯、甲苯、 二甲苯、二硫化碳、四氯乙烯、四氯化碳、氫化萘、煤油、乙酸乙酯等進(jìn)行了全面的考察，結(jié)果顯示二硫化碳、四氯乙烯、煤油均顯示出良好的提純效果，但是從溶劑的毒性、可循環(huán)適用性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、以及工業(yè)生產(chǎn)可操作性的角度考慮，本發(fā)明選擇四氯乙烯作為最佳的萃取劑，它是具有較高的安全性、經(jīng)濟(jì)性、對硫磺飽和溶解度大等特點(diǎn)的有機(jī)溶劑。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過萃取結(jié)晶方式所獲硫磺的提取率高，純度好，并且經(jīng)過使用不同產(chǎn)地的原料進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)顯示提純后的硫磺純度均達(dá)99%，提純使用的萃取劑經(jīng)多次循環(huán)使用對于硫磺的提純率和純度均沒有明顯的影響。
權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝，其特征是以焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺作為原料在80°c下干燥3小時(shí)除水至水份降至1-5% ；將干燥后的粗硫磺與萃取劑按重量比1 1-1 15在混合器內(nèi)攪拌混合后，升溫至80-120°C，保持此溫度1-2小時(shí)；將上述混合物保溫80-120°C下進(jìn)行抽濾除去煤灰和不溶性雜質(zhì)，將過濾后的濾液通過水浴降溫析出單質(zhì)硫晶體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝，其特征是將所述的濾液降至0-20°C后，保持此溫度1-2小時(shí)后抽濾，濾餅即為提純后的單質(zhì)硫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝，其特征是將所述的抽濾單質(zhì)硫后得到的濾液進(jìn)行蒸餾，其殘留固體為粗硫磺中含有的煤焦油，而蒸出的溶劑則再次進(jìn)行使用。
全文摘要
一種耗時(shí)少、能耗低、污染低、流程簡單、無三廢排放的焦?fàn)t煤氣凈化副產(chǎn)品粗硫磺的提純工藝。以粗硫磺作為原料在80℃下干燥3小時(shí)除水至水份降至1-5％；將干燥后的粗硫磺與萃取劑按重量比1∶1-1∶15在混合器內(nèi)攪拌混合后，升溫至80-120℃，保持此溫度1-2小時(shí)；將上述混合物保溫80-120℃下進(jìn)行抽濾除去煤灰和不溶性雜質(zhì)，將過濾后的濾液通過水浴降溫析出單質(zhì)硫晶體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明采用升溫萃取和降溫析晶的工藝從煤炭焦化副產(chǎn)品粗硫磺中提純高純硫磺。由于該類粗硫磺中單質(zhì)硫和其它雜質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解度存在顯著的差異，因此通過該方法可以較容易的將單質(zhì)硫和其它的雜質(zhì)分離，并且生產(chǎn)設(shè)備簡單，生產(chǎn)條件溫和，無三廢生成，更便于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C01B17/033GK102303847SQ201110220818
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者陳宏 申請人:陳宏