Disulfure de carbone : Procédé à partir de soufre et de méthane

2 - Procédé à partir de soufre et de méthane

2.1 - Principe du procédé
2.2 - Description de l’installation. Conditions opératoires (figure )
2.3 - Produit obtenu
2.4 - Consommations de matières premières et d’utilités
2.5 - Variantes du procédé
2.6 - Autres réactions avec le méthane

3.1 - Propriétés physico-chimiques
3.2 - Toxicité
3.3 - Risques d’incendie et d’explosion
3.4 - Stockage
3.5 - Manipulation
3.6 - Principales utilisations
3.7 - Principaux pays consommateurs dans le monde
3.8 - Principaux producteurs dans le monde
3.9 - Prix de vente

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Auteur(s)

Michel HÉGO : Ingénieur procédéRhône – Poulenc

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INTRODUCTION

La synthèse du disulfure de carbone peut être réalisée par différentes voies.

Le procédé à partir de soufre et de charbon de bois (décrit dans le paragraphe 1 ) fut le procédé classiquement utilisé jusqu’aux années 50.

Il a été progressivement remplacé par le procédé à base de soufre et de méthane 2 .

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j6290

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Fiche produit disulfure de carbone

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2. Procédé à partir de soufre et de méthane

C’est la voie d’accès au disulfure de carbone la plus utilisée aujourd’hui, notamment à cause des coûts de production nettement inférieurs à ceux du procédé plus ancien, décrit ci-avant.

2.1 Principe du procédé

Le disulfure de carbone est préparé à partir de méthane gazeux et de soufre liquide réagissant ensemble suivant la réaction endothermique :

CH₄ + 4 S ® CS₂ + 2 H₂S

avec Δ H ₀ = + 2 950 k J /kg CS₂ = + 224 k J /mol CS₂

La qualité du gaz naturel employé varie en fonction de sa provenance. Il est préférable qu’il contienne au minimum 95 % de méthane en volume, afin d’éviter la formation de sous-produits lourds. Les impuretés du gaz naturel sont principalement l’éthane et le sulfure d’hydrogène.

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2.2 Description de l’installation. Conditions opératoires (figure 1)

Le soufre commercial est épuré de son carbone (jusqu’à atteindre une pureté supérieure à 99,8 % en masse) afin de minimiser les dépôts dans le four A et le réacteur B.

Le soufre et le méthane sont introduits dans le four A. Le soufre est vaporisé vers 450 ^oC et le mélange réactionnel est porté à une température comprise entre 600 et 700 ^oC. La pression de fonctionnement est généralement de l’ordre de 0,4 à 0,7 MPa, soit 4 à 7 bar.

La proportion des réactifs est réglée de façon à avoir 10 à 15 % d’excès de soufre en entrée et surtout le moins possible de méthane n’ayant pas réagi en sortie (moins de 5 % en masse). L’excès de soufre par rapport aux proportions stœchiométriques permet de minimiser la formation de sous-produits tels que l’hydrogène ou le carbone.

Le four peut être équipé de brûleurs à gaz et d’une chaudière de récupération d’énergie sur les fumées des gaz de...