【二甲基亚砜生成工艺的对比分析2000字】

二甲基亚砜生成工艺的对比分析目录TOC\o"1-3"\h\u15231二甲基亚砜生成工艺的对比分析 1179951.1二甲基硫醚工段 1278031.2二甲基亚砜工段 31.1二甲基硫醚工段二甲基亚砜生成工艺分为二甲基硫醚生成工段以及二甲基亚砜的氧化工段。二甲基硫醚工段生产方法众多，下面对常用方法进行对比分析。1.1.1二硫化碳法该方法以CS2和CH4O为原料，常压下在反应温度380℃含有活性γ-AL2O3催化剂的反应器中反应合成二甲基硫醚。反应机理：4CH3OH+CS2-2CH3SCH3+CS2+2H2O（1）其中原料二硫化碳和甲醇经预热器气化后，按0.25的比例混合，混合物料在反应器上段加热至330摄氏度，然后进入反应段，在催化剂以及380℃左右的条件下反应，反应生成产物二甲基硫醚及副产物二甲基醚、甲硫醚、水和二氧化碳。该反应为放热反应，硫醚转化率在50%-60%间。该方法的优点是原料易得，转化率高，副产品较少且占地面积小，但因为二硫化碳的价格升高导致成本增高，可能造成亏损。目前我国大多工厂采用该工艺，急需进行整改或改进。1.1.2硫化氢法甲醇和硫化氢预热气化后[4,5,6,7]，按照2.0的比例混合，在活性γ-AL2O3催化剂的催化下在370℃左右进行气固相反应，其中该BEA分子催化剂[8,9,10,11]对硫醚的选择性在80%以上，且该条件下甲醇转化率也达80%以上，分子经济性较高。生产的混合产物经进一步冷凝精馏分离可获得纯度较高的二甲基硫醚。反应机理：主反应：2CH3OH+H2S-CH3SCH3+H2O（2）副反应：CH3OH+H2S-CH4S+H2O（3）此法反应过程简单，且收率、纯度较高。其中硫化氢是其他生产过程的副产物，价格低廉且较为易得，且主反应转化率、催化剂选择性均可达到80%以上，提高了该工艺的实用性及分子利用率，单位成本低，更有利于我国在国外市场获得更高的利润。1.1.3造纸黑液法造纸黑液法[12]生产二甲基硫醚技术已经成熟近50年，目前在加拿大、美国造纸制浆行业普遍存在。其中美国的Gaylord公司就在利用造纸黑液回收DMS。但我国因为当时经济体制原因，很难在当时实现跨行业的工程，导致国内大多工厂采用二硫化碳法。该法利用回收造纸黑液里的硫醚在进行氧化精馏获得亚砜。该方法成本低工艺也较为简单，但原料来源较为单一，多为硫酸盐盐法纸浆黑液。工艺原理如下：主反应：2木质素-OCH3+NAS2木质素-ONA—(CH3)2S在纸浆蒸煮过程中，大约有60%的非纤维物质溶解到液体里。经过洗浆机滤除的废液叫黑液，其中黑液中含大量的木质素，呈碱木质素或木质素硫磺酸盐的形式存在。在高温、高压下都能与硫化钠或硫磺反应，使木质素上的甲氧基与硫生成二甲基硫醚。参考相关文献，对几种常用的合成DMS的工艺方案进行对比分析，表格汇总如下表1-1二甲基硫醚合成工艺方案对比表所示。表1-1二甲基硫醚合成工艺方案对比比较项目甲醇-硫化氢法造纸黑液法甲醇-二硫化碳法技术成熟可靠程度可靠可靠可靠技术先进性先进先进较先进流程简繁简单简单简单反应温度/℃200-300240左右350-450反应单程转化率高较高高操作能耗低较低较高生产成本低较低高市场竞争力强较强弱1.2二甲基亚砜工段1.2.1硝酸氧化法用相对密度为1.34-1.35的硝酸氧化DMS可以生成DMSO。反应机理如下：3(CH3)2S+5HNO3→（120℃）→3(CH3)2SO.NANO3+2NO+H2O在该产物中含有大量的硝酸，所以具有较强的腐蚀性，虽然可以使用碳酸钙和碳酸钠中和但安全性较低。同时由于硝酸具有强腐蚀性对反应器、储罐、运输管道等设备要求较高，需要防腐蚀材质特殊制作，且中和时碱用量较大，且会产生新的污染及浪费，需要处理，因此成本较高。且因不符合有关环境的法规等相关法律，因此国家并不鼓励该工艺的运行使用。1.2.2过氧化氢氧化法在反应温度为30-40摄氏度的常压环境下，以硫醚和过氧化氢进料为1.2的比例下[13,14]进行氧化。氧化过程发生在一个多级的串连搅拌槽式反应器中。氧化后得到的产物再利用萃取的方法即可以得到精制后纯度高的DMSO。该法反应条件较为简单，且转化率高，需要的反应场地较小，操作简单，但过氧化氢成本较高，且不适合用于大型的连续生产工艺中。1.2.3臭氧氧化法臭氧氧化能力强，大多数用来做石油工业、化工制药工业等多方面的氧化剂。同时也可作为二甲基硫醚的氧化剂。利用臭氧做氧化剂氧化二甲基硫醚[15]反应条件为30-40摄氏度，操作条件简单且容易达成，原料臭氧购价格低廉，且臭氧氧化更有利于反应后的提纯，缺点是臭氧氧化反应的转化率太低，分子利用率低，致使工艺生产相应产物的周期延长，不适合用作商业的转化，达不到快速大量生产的目的。1.2.4二氧化氮氧化法用二氧化氮作为氧化剂在鼓泡塔内进行连续的液相氧化[16,17]，反应机理如下：(CH3)2S+NO2→(CH3)2SO+NO(1)NO+O2→NO2（2）其中反应生成的NO可在氧化塔内与O2反应生产二氧化氮，进行循环利用。该法较未改进的气相氧化法相比，具有更为安全，收率及设备利用率更大的优点。且目前我国在该项上技术成熟，是目前国内生产厂家利用方法最多的工艺方案。对上述相关工艺进行对比分析汇总如下表1-2。表1-2二甲基亚砜