甲硫醇（Ｍｅｔｈｙｌｍｅｒｃａｐｔａｎ）又名硫氫甲烷或甲烷硫醇，其結(jié)構(gòu)式為 ＣＨ３ＳＨ。甲硫醇是一種無色、有惡腥氣味的氣體，溶于醇和醚。甲硫醇作為一種重要的有機(jī)合成中間體，在農(nóng)藥、醫(yī)藥食品合成材料等方面有著廣泛的應(yīng)用。目前，合成甲硫醇的方法主要有 以 下 幾 種：甲 醇—二 硫 化 法、硫 脲—硫酸二甲酯法、氯甲烷—硫化堿法、高硫合成氣法、硫化氫—甲醇 法。根 據(jù) 目 前 國(guó) 內(nèi) 化 工 廠 以 及 石 油提煉等排放出大量的硫化氫氣體污染環(huán)境和國(guó)內(nèi)甲醇市場(chǎng)嚴(yán)重飽和的現(xiàn)狀，硫化氫—甲醇法合成甲硫醇工藝 已 經(jīng) 成 為 當(dāng) 前 領(lǐng) 域 研 究 熱 點(diǎn)。硫 化 氫—甲醇法是將硫化氫與甲醇預(yù)熱后送入合成塔內(nèi)，在催化劑的 作 用 下 進(jìn) 行 反 應(yīng) 合 成 甲 硫 醇。

1 合成反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于硫化氫—甲醇合成甲硫醇反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究報(bào)道不多，俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院鮑列什科夫催化研究所的 Ｍａｓｈｋｉｎａ小組對(duì)硫化氫—甲醇在ＩＫＴ－３１催化劑上的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，在 溫 度 為５９８～６５３Ｋ、壓 力 為０．１～１．０ＭＰａ、硫化氫甲醇分壓比為０．４～１５．０的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定了固定床反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，提出了以甲硫醇為 主 產(chǎn) 物，甲硫醚和二甲醚為副產(chǎn)物的動(dòng)力學(xué)方程，該動(dòng)力學(xué)模型對(duì)于主反應(yīng)和副反應(yīng)，均 是 由 兩個(gè)階段合并進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化得到 ＬＨＨＷ 型式的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式。

2 優(yōu)化模擬計(jì)算

假定合成反應(yīng)器內(nèi)軸向無返混、徑向無溫度和濃度梯度。將動(dòng)力學(xué)方程輸 入 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ模 擬 軟
件中，采 用 Ｒｐｌｕｇ模 塊、ＵＮＩＱＵＡＣ 物 性 方 法 對(duì) 甲硫醇合成反應(yīng)器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)優(yōu)化模擬計(jì)算。

２．１ 入塔氣硫醇比的優(yōu)化

對(duì)甲醇的轉(zhuǎn) 化 率、硫 化 氫 轉(zhuǎn) 化 率、甲 硫 醇 選 擇性、甲硫醚選擇性和二甲醚選擇性進(jìn)行靈敏度分析，改 變 入 塔 氣 中 甲 醇 的 進(jìn) 料 量，可 得 到 甲 醇 進(jìn) 料量的靈敏度分析結(jié)果（見圖１）。

由 圖１可 見，隨 著 甲 醇 進(jìn) 料 量 的 增 加，甲 醇 的轉(zhuǎn)化 率 逐 漸 下 降，硫 化 氫 的 轉(zhuǎn) 化 率 逐 漸 上 升，甲 硫醇的 選 擇 性 逐 漸 降 低，硫 醚 的 選 擇 性 逐 漸 升 高，二甲醚的選擇性先降后升。綜合考慮這幾個(gè)因素后，得出最優(yōu)硫化氫與甲醇的進(jìn)料摩爾比為２．２～２．７。

２．２ 合成反應(yīng)的溫度優(yōu)化

對(duì)甲醇的轉(zhuǎn) 化 率、硫 化 氫 轉(zhuǎn) 化 率、甲 硫 醇 選 擇性、甲硫醚選擇性和二甲醚選擇性進(jìn)行靈敏度分析，改變合成塔的反應(yīng)溫度，可 得 到 合 成 塔 反 應(yīng) 溫度的靈敏度分析結(jié)果（見圖２）。

由圖２可見，隨 著 反 應(yīng) 溫 度 的 增 加，甲 醇 的 轉(zhuǎn)化率、硫化氫的轉(zhuǎn)化率和甲硫醇的選擇性均逐漸增
加，副產(chǎn)物甲硫醚、二甲醚的選擇性逐漸減少，但在３８０℃后趨于平緩。考慮到反應(yīng)溫度過高可能產(chǎn)生
的積炭現(xiàn)象以及設(shè)備的成本問題，硫醇合成的反應(yīng)溫度宜控制在３８０℃。

２．３ 合成反應(yīng)的壓力優(yōu)化

對(duì)甲醇的轉(zhuǎn) 化 率、硫 化 氫 轉(zhuǎn) 化 率、甲 硫 醇 選 擇性、甲硫醚選擇性和二甲醚選擇性進(jìn)行靈敏度分
析，改變合成塔的壓力，可 得 到 合 成 塔 反 應(yīng) 壓 力 的靈敏度分析（見圖３）。

由圖３可 見，隨 著 反 應(yīng) 壓 力 的 增 加，甲 醇 和 硫化氫的轉(zhuǎn)化率均逐漸增加，但在６ｂａｒ后趨于平緩。甲硫醇和二甲醚的選擇性逐漸降低，硫醚的選擇性逐漸增加。綜 合 考 慮 這 幾 個(gè) 因 素 以 及 高 壓 反 應(yīng) 對(duì)合成塔的要求，反應(yīng)壓力取６ｂａｒ較為適宜。

２．４ 催化劑床層高度的優(yōu)化

對(duì)甲醇的轉(zhuǎn) 化 率、硫 化 氫 轉(zhuǎn) 化 率、甲 硫 醇 選 擇性、甲硫醚選擇性和二甲醚選擇性進(jìn)行靈敏度分析，改變催化劑床層的高度，可 得 到 催 化 劑 床 層 高度的靈敏度分析結(jié)果（見圖４）。

由圖４可 見，隨 著 催 化 劑 床 層 高 度 的 增 加，甲醇的 轉(zhuǎn) 化 率、硫 化 氫 的 轉(zhuǎn) 化 率、甲 硫 醇 的 選 擇 性 均逐漸增加，硫醚和二甲醚的選擇性逐漸降低。在床層高度達(dá)到７ｍ 后趨于平緩，考慮到床層高度的增加造成的壓降，催化劑床層高度宜設(shè)計(jì)為７ｍ。

3 結(jié)語
通過對(duì)各種合成條件的優(yōu)化，得到硫醇合成的最優(yōu)化條件如下：①入塔氣中硫化氫與甲醇的摩爾比為２．２～２．７；②合成反應(yīng)溫度為３８０℃；③合成反應(yīng)壓力為６ｂａｒ；④催化劑床層高度為７ｍ。將優(yōu)化參數(shù)、ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ模擬計(jì)算得到的出塔氣組成與某項(xiàng)目的初步技術(shù)參數(shù)分別進(jìn)行對(duì)比，結(jié)
果見表２、表３。

聲明：參考《環(huán)境檢測(cè)》，如涉版權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除

相關(guān)鏈接：甲硫醇，氯甲烷，硫化氫