Способ получения дисульфида углерода, включающий следующие стадии: (а) взаимодействие оксида углерода в реакции с сероводородом с образованием карбонилсульфида и водорода; (b) контактирование карбонилсульфида, образовавшегося на стадии (а), с катализатором, эффективным для диспропорционирования карбонилсульфида в дисульфид углерода и диоксид углерода; с) частичное окисление содержащего углеводород сырья с целью получения синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород.

[0001] Способ получения дисульфида углерода и синтез-газа, включающий стадии, на которых:

[0002] Способ по п.1, в котором синтез-газ с пониженным отношением CO/H2 используют для синтеза углеводородов в процессе Фишера-Тропша или для синтеза метанола.

[0003] Способ по п.2, в котором водород, образовавшийся на стадии (b), вместе с синтез-газом с пониженным отношением CO/H2 используют для синтеза углеводородов в процессе Фишера-Тропша или для синтеза метанола.

[0004] Способ по любому из пп.1-3, в котором используют углеводородное сырье, содержащее сероводород, и по меньшей мере часть сероводорода, который взаимодействует с оксидом углерода на стадии (b), представляет собой сероводород, который отделяют от углеводородного сырья.

[0005] Способ по п.4, в котором углеводородное сырье представляет собой природный газ.

[0006] Способ по любому из пп.1-5, в котором дополнительно осуществляют инжектирование по меньшей мере части дисульфида углерода, образовавшегося на стадии (с), в нефтяной коллектор для добычи нефти вторичным методом.

Область техники, к которой относится изобретение

В настоящем изобретении разработан способ получения дисульфида углерода из оксида углерода и сероводорода. Данный способ дополнительно приводит к получению водорода и диоксида углерода.

Предшествующий уровень техники

Дисульфид углерода обычно получают путем взаимодействия легких насыщенных углеводородов с элементарной серой, т.е. в паровой фазе в соответствии с уравнением реакции

В патенте Великобритании № 1173344, например, раскрыт способ взаимодействия серы и пропана в паровой фазе в отсутствие катализатора под давлением, не превышающим 10 атм, в реакционной зоне, в которой поддерживают температуру от 550 до 850 °С.

В патенте США № 3087788 раскрыт способ получения дисульфида углерода из газообразного углеводорода и паров серы на некаталитической стадии реакции в сочетании с (предпочтительно последующей) каталитической стадией реакции, в котором обе стадии эксплуатируются под давлением между 2 и 20 атм и при температуре между 400 и 750 °С.

Кроме того, известно получение дисульфида углерода путем каталитического взаимодействия жидкой серы с углеводородом. Например, в патенте США № 2492719 раскрыт способ получения дисульфида углерода, в котором суспензия катализатора в расплавленной сере контактирует с газообразным углеводородом при температуре приблизительно от 500 до 700 °С, при давлении, достаточном для поддержания серы в жидкой фазе.

Недостаток использования углеводородов в качестве источника углерода для получения дисульфида углерода заключается в том, что атомы водорода в углеводороде вступают в реакцию с элементарной серой с образованием сероводорода. Поскольку сброс сероводорода в атмосферу весьма нежелателен и почти всегда запрещается, то требуется выполнять дорогостоящую обработку, обычно путем превращения H ₂ S в элементарную серу. Для получения дисульфида углерода было бы выгодно использовать источник углерода, не содержащий атомов водорода.

До 1960 г. для получения дисульфида углерода использовали в качестве источника углерода твердый углеродистый материал, такой как древесный уголь. Твердый углеродистый материал вводили в контакт с испаренной элементарной серой при очень высоких значениях температуры. Однако по соображениям охраны окружающей среды и соблюдения норм безопасности эти способы, использующие твердый углеродистый материал, были заменены вышеупомянутыми способами, использующими легкие углеводороды, такие как метан и пропан, в качестве источника углерода.

Известно использование оксида углерода в качестве источника углерода для получения дисульфида углерода. Например, в документе США № 2004/0146450 раскрыт двухреакторный способ получения дисульфида углерода из оксида углерода и диоксида серы. Здесь два каталитических процесса эксплуатируются сопряженно. В первом реакторе оксид углерода и диоксид серы взаимодействуют в присутствии катализатора с образованием карбонилсульфида и диоксида углерода. Во втором реакторе карбонилсульфид, полученный в первом реакторе, в присутствии катализатора преобразуется в дисульфид углерода и диоксид углерода. Дисульфид углерода непрерывно выводят из второго реактора с помощью растворителя.

Также в патенте США № 4122156 раскрыт двухреакторный способ получения дисульфида углерода из оксида углерода и диоксида серы.

В патенте США № 2767059 изложен одностадийный способ преобразования H ₂ S и СО в CS ₂ . Единственным продуктом в этом способе является CS ₂ .

В патенте США № 4999178 приведена технологическая схема превращения H ₂ S в водород и серу. В этом способе дисульфид углерода вообще не образуется. В первой стадии H ₂ S вводят в реакцию с рециркулируемым газом, содержащим H ₂ S, COS и CS ₂ , a также с потоком чистого СО ₂ . При этом не отмечено никакого взаимодействия между H ₂ S и СО. Водород, создаваемый в этой реакции, получается за счет реакции водяного газа

Краткое изложение сущности изобретения

В настоящем изобретении найдено, что дисульфид углерода может быть получен из оксида углерода путем взаимодействия оксида углерода с сероводородом, в результате чего образуются карбонилсульфид и водород с последующим диспропорционированием образовавшегося карбонилсульфида в дисульфид углерода и диоксид углерода.

Соответственно в настоящем изобретении разработан способ получения дисульфида углерода, включающий следующие стадии:

(а) взаимодействие оксида углерода и сероводорода с образованием карбонилсульфида и водорода;

(b) контактирование карбонилсульфида, образовавшегося на стадии (а), с катализатором, эффективным для диспропорционирования карбонилсульфида в дисульфид углерода и диоксид углерода.

Преимуществом способа в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с традиционным способом получения дисульфида углерода, использующим углеводороды в качестве источника углерода, является то, что здесь не образуется сероводород, который пришлось бы рециркулировать в установку Клауса для превращения в серу.

Преимущество способа в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с известными способами получения дисульфида углерода, в которых используется оксид углерода в качестве источника углерода, т.е. способы, раскрытые в документах США № 2004/0146450 и US 4122156, где оксид углерода вводят в реакцию с диоксидом серы, заключается в том, что образуется меньшее количество побочного диоксида углерода. В способе, предложенном согласно настоящему изобретению, вместе с 1 моль дисульфида углерода образуется 1 моль диоксида углерода, тогда как в способах согласно документам США № 2004/0146450 и US 4122156 на 1 моль дисульфида углерода образуются 5 моль диоксида углерода. В способе настоящего изобретения образующийся попутно водород может привести к значительной выгоде по конструкции и стоимости при использовании и объединении с другими способами.

Способ в соответствии с настоящим изобретением имеет особые преимущества при эксплуатации его в сочетании с превращением содержащего углеводород сырья в синтез-газ, т.е. в газовую смесь, содержащую, главным образом, оксид углерода и водород. Синтез-газ обычно получают для последующего синтеза углеводородов в процессе Фишера-Тропша и других способах химического синтеза, например синтез-газ для производства метанола или аммиака, производства электроэнергии в газотурбинных силовых установках либо для получения водорода. Часто, величина отношения "оксида углерода к водороду" в синтез-газе оказывается слишком большим для предусмотренной задачи, и поэтому часть оксида углерода в синтез-газе, как правило, преобразуют в водород, используя превращение такого газа в реакции водяного газа. Другой способ решения этой проблемы заключается в создании дополнительного количества водорода, например, путем риформинга, в частности парового риформинга метана. Комбинирование способа, предлагаемого настоящим изобретением, с производством синтез-газа имеет то преимущество, что часть оксида углерода используется для получения дисульфида углерода, тем самым, уменьшая величину отношения оксида углерода к водороду в остальной части синтез-газа до более приемлемого уровня. Более того, дополнительное количество водорода создается одновременно в реакции оксида углерода с сероводородом. Это дополнительное количество водорода можно с преимуществом использовать для еще большего уменьшения величины отношения оксида углерода к водороду в остальной части синтез-газа. Водород, полученный способом настоящего изобретения, можно также использовать в процессах повышения качества тяжелых нефтяных фракций, например, при гидрокрекинге, гидрогенизации, и т.д. либо для производства электроэнергии.

Другое преимущество заключается в том, что сероводород, как правило, имеется в местах производства синтез-газа, поскольку содержащее углеводород сырье обычно содержит сернистые соединения. Если сернистое соединение представляет собой сероводород, такой как содержащийся в высокосернистом природном газе, то такой сероводород будет, как правило, отделен от указанного содержащего углеводород сырья перед превращением в газ. Если же сырье содержит другие сернистые соединения, то такое сырье может быть подвергнуто гидрообессериванию перед превращением в газ, таким образом обеспечивается получение сероводорода. Еще одно преимущество заключается в том, что атомы водорода содержащего углеводород соединения превращаются в полезный водород. Оксид углерода, который образуется одновременно, служит в качестве свободного от водорода сырья для получения дисульфида углерода и, таким образом, избегают образования сероводорода.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена технологическая схема получения дисульфида углерода и жидких углеводородов из высокосернистого природного газа.

На фиг. 2 представлена схема способа получения дисульфида углерода и водорода для производства электроэнергии из высокосернистого природного газа.

На фиг. 3 представлена схема способа получения дисульфида углерода, аммиака и тиокарбоната аммиака из высокосернистого природного газа.

Подробное описание настоящего изобретения

В способе в соответствии с настоящим изобретением оксид углерода сначала реагирует с сероводородом с образованием карбонилсульфида и водорода в соответствии со следующим уравнением реакции:

Эта реакция известна в данной области техники, например, из патентов США № 5609845 и 6497855 В1. Такую реакцию можно выполнять любым подходящим способом, известным в данной области техники. Как правило, эту реакцию будут проводить методом контактирования газообразного оксида углерода и газообразного сероводорода с катализатором. Подходящими катализаторами являются, например, те, которые описаны в патенте США № 5609845, предмет раскрытия которого приводится здесь в качестве ссылки, например смешанные сульфиды металлов, сульфиды переходных металлов, в частности сульфиды металлов, нанесенные на диоксид кремния. Типичные значения температуры реакции для стадии (а) находятся в интервале от 120 до 750 °С.

Карбонилсульфид, образовавшийся на стадии (а) способа в соответствии с настоящим изобретением, затем на стадии (b) контактирует с катализатором, эффективным для диспропорционирования карбонилсульфида в дисульфид углерода и диоксид углерода в соответствии со следующим уравнением реакции:

Предпочтительно, чтобы водород, образовавшийся на стадии (а), был отделен от карбонилсульфида, образовавшегося на стадии (а), до проведения процесса диспропорционирования карбонилсульфида. Такое разделение может быть произведено любым подходящим традиционным методом, например избирательной абсорбцией, адсорбцией, фракционированием или на молекулярных ситах. Абсорбция со скачком давления (АСД) и мембранное разделение представляют собой особо подходящие методы разделения. Другой подходящий метод представляет собой криогенное разделение, например низкотемпературная дистилляция.

Катализаторы, эффективные для диспропорционирования карбонилсульфида, известны в данной области техники, например, из документов США № 2004/0146450 и US 4122156. Предпочтительно такой катализатор содержит один или несколько оксидов металлов. Примерами подходящих катализаторов служат оксид алюминия, оксид титана, оксид алюминия-оксид титана, алюмосиликат, кварц или глина, например каолин. Такой катализатор предпочтительно имеет удельную площадь поверхности по меньшей мере 50 м ² /г, более предпочтительно по меньшей мере 100 м ² /г и еще более предпочтительно по меньшей мере 200 м ² /г. Особенно предпочтительными катализаторами являются гамма-оксид алюминия, оксид титана, оксид алюминия-оксид титана или алюмосиликат.

Условия реакции, при которых карбонилсульфид контактирует с катализатором диспропорционирования, могут быть условиями любой химической реакции, известными как подходящие для данной реакции, например те условия, которые описаны в документах США № 2004/0146450 и US 4122156.

Реакция диспропорционирования (2) представляет собой термодинамически неблагоприятную обратимую реакцию. Поскольку теплота реакции близка к нулю, константа равновесия слабо зависит от температуры. При необходимости степень превращения карбонилсульфида можно повысить путем удаления дисульфида углерода из реакционной смеси, например, путем экстракции растворителем или конденсацией.

Оксид углерода, который взаимодействует с сероводородом на стадии (а), может быть оксидом углерода из любого подходящего источника. Предпочтительно оксид углерода поступает из потока синтез-газа. Поэтому способ в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит еще одну стадию: (с) частичное окисление содержащего углеводород сырья с целью получения синтез-газа, включающего в себя оксид углерода и водород, где оксид углерода, который вводят в реакцию на стадии (а), является оксидом углерода, полученным на стадии (с).

Частичное окисление содержащего углеводород сырья с целью получения синтез-газа известно в данной области техники. Это содержащее углеводород сырье может быть любым сырьем подходящего типа, например потоком, содержащим газообразные, жидкие или твердые углеводороды, такие как природный газ, дистиллятные потоки, остаток от атмосферной или вакуумной перегонки сырой нефти, вязкий нефтепродукт, извлекаемый из битуминозного песка, остаток от атмосферной или вакуумной перегонки вязкого нефтепродукта, извлекаемого из битуминозного песка, или каменный уголь. Кроме того, в качестве содержащего углеводород сырья могут быть использованы потоки лигноцеллюлозной биомассы, например древесины, соломы, листьев и стеблей кукурузы, сухие измельченные волокна сахарного тростника и т.п.

При частичном окислении содержащего углеводород сырья образуется синтез-газ. Синтез-газ главным образом содержит оксид углерода и водород, а также азот, если для реакции частичного окисления используется воздух в качестве окислителя. Синтез-газ может содержать в малых количествах другие газообразные соединения, например диоксид углерода, водяной пар, сероводород и карбонилсульфид.

Способ в соответствии с настоящим изобретением имеет особые преимущества, если оксид углерода, который взаимодействует на стадии (а), получают путем частичного окисления содержащего углеводород сырья, а синтез-газ, создаваемый путем частичного окисления, используют для синтеза углеводорода или метанола, либо иной задачи, для которой требуется синтез-газ с более низким отношением оксида углерода к водороду, чем отношение СО/Н ₂ , полученное на стадии частичного окисления. Используя часть оксида углерода для получения дисульфида углерода, величину отношения оксида углерода к водороду в оставшейся части синтез-газа снижают до желательного уровня. За счет добавления к оставшейся части синтез-газа водорода, образовавшегося на стадии (а) способа, в соответствии с настоящим изобретением можно еще больше снизить указанное отношение. Таким образом, нет необходимости преобразовывать часть оксида углерода в водород путем реакции водяного газа и/или с целью получения дополнительного количества водорода путем, например, парового риформинга метана.

Поэтому в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения часть оксида углерода, полученного на стадии (с), взаимодействует с сероводородом на стадии (а), а оставшуюся часть оксида углерода и водород, полученные на стадии (с), используют для синтеза углеводородов в процессе Фишера-Тропша или для синтеза метанола. Более целесообразно использовать водород, образовавшийся на стадии (а) вместе с оставшейся частью оксида углерода, и водород, полученный на стадии (с), для синтеза углеводородов в процессе Фишера-Тропша или для синтеза метанола. Вышеизложенное особенно уместно для способов, в которых используется сырье, имеющее низкое отношение водород/углерод, например каменный уголь.

Взаимодействие части оксида углерода, полученного на стадии (с), с сероводородом может быть осуществлено путем контактирования части потока синтез-газа, полученного на стадии (с), с сероводородом в реакторе для стадии (а). Предпочтительно часть оксида углерода в потоке синтез-газа, полученного на стадии (с), сначала отделяют от потока синтез-газа, прежде чем направлять на реакцию с сероводородом на стадии (а). Это может быть осуществлено путем выделения по меньшей мере части потока синтез-газа в поток, обогащенный водородом, и поток, обогащенный оксидом углерода. Такое разделение можно выполнить любыми подходящими средствами, известными в данной области техники, например абсорбцией со скачком давления или мембранным разделением. Поток, обогащенный водородом, может быть, по существу, чистым водородом, например, в случае, когда для разделения используют мембрану, селективную в отношении водорода. Поток, обогащенный оксидом углерода, затем вводят в контакт с сероводородом на стадии (а) способа в соответствии с настоящим изобретением. Концентрация оксида углерода в этом потоке может варьироваться в зависимости от состава синтез-газа и применяемого метода разделения. Предпочтительно концентрация оксида углерода в потоке, обогащенном оксидом углерода, лежит в интервале от 70 до 100 об.%.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, по существу, все количество оксида углерода, которое получают на стадии (с), взаимодействует с сероводородом на стадии (а). Здесь выражение "по существу, все количество оксида углерода" означает по меньшей мере 95 об.% оксида углерода, предпочтительно по меньшей мере 99 об.%. Водород, полученный на стадии (с), можно затем выгодно использовать для задач, где требуется относительно чистый поток водорода, например выработка электроэнергии в водородной турбине или в топливном элементе либо получение аммиака. Более предпочтительно использовать для таких задач водород, образовавшийся на стадии (а), вместе с водородом, полученным на стадии (с).

Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, по существу, все количество оксида углерода, полученное на стадии (с), взаимодействует с сероводородом на стадии (а), а водород, полученный на стадии (с), используют для выработки электроэнергии в водородной турбине или в топливном элементе. Более предпочтительно водород, образовавшийся на стадии (а), вместе с водородом, полученным на стадии (с), используют для выработки электроэнергии в водородной турбине или в топливном элементе.

Взаимодействие, по существу, всего количества оксида углерода, полученного на стадии (с), с сероводородом на стадии (а) может быть произведено или путем контактирования всего потока синтез-газа, полученного на стадии (с), с сероводородом в реакторе на стадии (а), или путем первоначального выделения потока синтез-газа в поток, обогащенный оксидом углерода, который содержит, по существу, все количество оксида углерода, образовавшееся на стадии (с), и потока, обогащенного водородом. Поток, обогащенный оксидом углерода, затем контактирует с сероводородом в реакторе для стадии (а). В таком случае, поток, обогащенный водородом, по существу, совсем не содержит оксида углерода и может быть подходящим образом использован, необязательно, после дополнительных стадий очистки, для выработки электроэнергии в водородной турбине или в топливном элементе, для получения аммиака либо в процессах гидроконверсии для переработки сырой нефти, таких как гидрокрекинг, гидрообессеривание, гидрогенизация, либо в других случаях известных применений относительно чистого водорода.

Если весь поток синтез-газа, полученный на стадии (с), взаимодействует с сероводородом, то водород, полученный на стадии (с), будет присутствовать в потоке, отходящем из реакционной стадии (а) вместе с водородом, образовавшимся на стадии (а). Предпочтительно, чтобы затем водород в этом отходящем потоке был отделен от карбонилсульфида и непревращенных реагентов и использован для выполнения задачи, где требуется относительно чистый поток водорода, необязательно прошедший дополнительные стадии очистки.

Сероводород, который взаимодействует с оксидом углерода на стадии (а), может быть сероводородом из любого источника. В случае если оксид углерода получают с использованием стадии частичного окисления (с), то этот сероводород предпочтительно будет сероводородом, который либо выделен из содержащего углеводород сырья, либо получен из сернистых соединений в углеводородном сырье. Сероводород может быть получен из таких сернистых соединений, например, путем гидрообессеривания сырья или посредством стадии частичного окисления (с). Также можно использовать сероводород, экстрагированный из высокосернистого природного газа.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения содержащее углеводород сырье представляет собой природный газ, который содержит сероводород, т.е. высокосернистый природный газ, и по меньшей мере часть сероводорода, который вводят в реакцию с оксидом углерода на стадии (а), является сероводородом, который был выделен из природного газа. Выделение сероводорода из содержащего углеводород сырья, которое включает в себя сероводород, может быть произведено с помощью любого подходящего метода, известного в данной области техники, например, посредством физической абсорбции в органическом растворителе с последующей регенерацией растворителя.

На стадии (b) способа в соответствии с настоящим изобретением образуются дисульфид углерода и диоксид углерода. Дисульфид углерода можно отделять от диоксида углерода и не вступившего в реакцию карбонилсульфида, например, посредством конденсации или экстракции растворителем.

С другой стороны, может быть получена смесь, содержащая дисульфид углерода, диоксид углерода и не вступивший в реакцию карбонилсульфид. Дисульфид углерода, который был отделен от диоксида углерода и не вступившего в реакцию карбонилсульфида, можно использовать для традиционных задач применения дисульфида углерода, например, в качестве сырьевого материала для производства искусственного волокна или в качестве растворителя.

Известно, что дисульфид углерода можно использовать в качестве растворителя для добычи нефти вторичным методом посредством нагнетания в пласт смешивающихся с нефтью жидкостей. При добыче нефти вторичным методом путем нагнетания в пласт смешивающихся с нефтью жидкостей растворитель для нефти вводится в нефтяной коллектор и перемещается по коллектору для того, чтобы увеличить степень извлечения нефти из пласта по сравнению с той, которая достигается традиционными приемами. Например, в патенте США № 3847221 описано применение дисульфида углерода для добычи нефти вторичным методом из битуминозного песка.

Предпочтительно в способе согласно настоящему изобретению дополнительно предусмотрено инжектирование по меньшей мере части дисульфида углерода, образовавшегося на стадии (b), в нефтяной коллектор для добычи нефти вторичным методом. В качестве инжектируемого дисульфида углерода можно использовать относительно чистый дисульфид углерода, который отделен от образовавшегося диоксида углерода и от не вступившего в реакцию карбонилсульфида. Однако для добычи нефти вторичным методом необязательно использовать чистый дисульфид углерода. Растворитель для добычи нефти вторичным методом может содержать, например, значительное количество диоксида углерода. Поэтому инжектируемый дисульфид углерода предпочтительно используется в виде смеси с диоксидом углерода, образовавшимся на стадии (b), и не вступившим в реакцию карбонилсульфидом. Кроме того, другие жидкие компоненты или потоки могут смешиваться с дисульфидом углерода до того, как дисульфид углерода инжектирован в нефтяной коллектор.

Способ в соответствии с настоящим изобретением особенно пригоден для добычи вторичным методом содержащего углеводород сырья, которое используют на стадии частичного окисления (с). Особенно в случае твердых или полутвердых видов сырья, содержащих углеводород, таких как каменный уголь или вязкий нефтепродукт, извлекаемый из битуминозного песка, получаемый дисульфид углерода может быть целесообразно использован для извлечения содержащего углеводород сырья.

Вместо прямого инжектирования дисульфида углерода, образовавшегося на стадии (b), в нефтяной коллектор, все количество или часть дисульфида углерода, образовавшегося на стадии (b), может быть сначала преобразовано в соль три- или тетратиоугольной кислоты. Такую соль можно затем вводить в нефтяной коллектор для добычи нефти вторичным методом при условиях, ведущих к химическому разложению этой соли с получением свободного дисульфида углерода. Добыча нефти вторичным методом посредством использования солей три- или тетратиоугольной кислоты известна в данной области техники, например, из патента США № 5076358. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения часть дисульфида углерода, образовавшегося на стадии (b), взаимодействует с сероводородом и аммиаком, который образовался из водорода, полученного на стадии частичного окисления (с) и/или на стадии (а) превращения оксида углерода с образованием тиокарбоната аммиака. Тиокарбонат аммиака можно, например, получить способом, описанным в патенте США № 4476113.

Подробное описание чертежей

Теперь настоящее изобретение будет дополнительно проиллюстрировано со ссылками на прилагаемые фиг. 1-3, каждая из которых схематически изображает вариант осуществления способа, предлагаемого настоящим изобретением. Одинаковые компоненты схем способа обозначены одними и теми же цифровыми позициями на всех трех фигурах.

На фиг. 1 изображена технологическая схема получения как дисульфида углерода, так и жидких углеводородов из высокосернистого природного газа. Поток природного газа 1, который содержит сероводород, т.е. высокосернистый природный газ, подают на установку 2 для удаления сероводорода. Десульфурированный природный газ 3 и газ 4, содержащий молекулярный кислород, подают в установку 5 для частичного окисления. В установке 5 для частичного окисления сырьевой природный газ 3 частично окисляют, получая поток 6 синтез-газа, главным образом содержащего оксид углерода и водород. Часть 6а потока 6 синтез-газа подают в сепаратор 7 и выделяют в поток газа, обогащенный оксидом углерода 8, и поток газа, обогащенный водородом 9.

Поток газа, обогащенный оксидом углерода 8, вместе с сероводородом 10, который был выделен из высокосернистого природного газа 1, подают в реактор 11 для превращения оксида углерода и сероводорода в карбонилсульфид и водород. Смесь 12, содержащую карбонилсульфид и водород, образовавшиеся в реакторе 11, подают на стадию разделения 13 и выделяют в поток, содержащий карбонилсульфид 14 и водород 15. Водород 15 добавляют в поток газа, обогащенный водородом 9, поступающим из сепаратора 7, и комбинируют с частью 6b потока синтез-газа 6, которая не была направлена в сепаратор 7. Комбинированные потоки 6b, 9 и 15 подают в реактор 16 для синтеза углеводородов с целью получения углеводородов посредством синтеза Фишера-Тропша. Или же комбинированные потоки 6b, 9 и 15 можно подавать в реактор для синтеза метанола (не показан на схеме). В другом альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения (не показан на схеме) потоки 6b и 9 комбинируют и подают в реактор для синтеза углеводородов, а поток 15 подают на топливный элемент или на водородную турбину для производства электроэнергии.

Поток, содержащий карбонилсульфид 14, подают в реактор диспропорционирования 18. В реакторе 18 образуется реакционная смесь, содержащая дисульфид углерода, диоксид углерода и не превращенный карбонилсульфид. Реакционную смесь 19 выводят из реактора 18. Дисульфид углерода может быть выделен из смеси 19 с помощью традиционных средств разделения (не показаны на схеме), и затем использован, например, для добычи нефти вторичным методом. В альтернативном случае смесь 19 используют как таковую в качестве растворителя для добычи нефти вторичным методом.

На фиг. 2 показана схема способа получения как дисульфида углерода, так и водорода для производства электроэнергии из высокосернистого природного газа. В варианте осуществления настоящего изобретения, представленном на фиг. 2, весь поток 6 синтез-газа разделяется в сепараторе 7 на поток газа, обогащенный оксидом углерода 8, и поток газа, обогащенный водородом 9. Водород 15, т.е. водород, образовавшийся на стадии (а) процесса в реакторе 11 и впоследствии отделенный от карбонилсульфида, объединяют с потоком газа, обогащенного водородом 9, и полученный комбинированный поток подают на топливный элемент 20 для производства электроэнергии. В ином случае полученный комбинированный поток может быть направлен на водородную турбину (не показана на схеме) для производства электроэнергии.

На фиг. 3 представлена схема способа получения дисульфида углерода, аммиака и тиокарбоната аммония из высокосернистого природного газа.

В варианте осуществления настоящего изобретения, представленном на фиг. 3, весь поток 6 синтез-газа разделяется в сепараторе 7 на поток газа, обогащенный оксидом углерода 8, и поток газа, обогащенный водородом 9. Водород 15, т.е. водород, образовавшийся на стадии (а) процесса в реакторе 11 и впоследствии отделенный от карбонилсульфида, объединяют с потоком газа, обогащенного водородом 9. Полученные комбинированные потоки водорода и поток азота 22 подают в реактор 23 с целью образования аммиака 24. Часть 24а аммиака выводят из процесса для использования, например, в производстве удобрений. Часть 24b аммиака взаимодействует с сероводородом 25 и дисульфидом углерода 26 в реакторе 27 с образованием тиокарбоната аммония 28. Дисульфид углерода 26 отделяют от реакционной смеси 19 в сепараторе 29. Остаток 30 реакционной смеси 19, если в нем еще содержится дисульфид углерода, может быть использован в качестве растворителя для добычи нефти вторичным методом. Или же часть отделенного дисульфида углерода 26 инжектируют непосредственно в нефтяной коллектор для добычи нефти вторичным методом, а часть подают в реактор 27 для превращения в тиокарбонат аммония.

Дополнительная интеграция способа может быть достигнута за счет использования сероводорода, выделенного из высокосернистого природного газа 1, в установке 2 для удаления сероводорода в качестве сероводорода 25 для получения тиокарбоната аммония. Поток азота 22, который подают в аммиачный реактор 23, может быть получен посредством отделения воздуха (не показано на схеме). Полученный таким образом кислород можно затем подавать в качестве газа 4, содержащего молекулярный кислород, на установку 5 для частичного окисления.