行业领域

化工

需求背景

当前二甲基二硫醚（DMDS）生产以传统间歇式反应工艺为主，行业普遍面临三大核心痛点：一是反应效率低且稳定性差，传统反应釜依赖人工调控进料比例与反应温度，单批次生产周期长达6-8小时，且因传质不均导致产品纯度波动范围达1.2%-2.0%，难以满足石油炼化、高端医药等领域对原料纯度的稳定需求；二是安全风险突出，DMDS 生产涉及甲醇、硫磺等易燃原料，传统反应釜容积大（10-30m³），反应过程中局部过热易引发冲料、泄漏，2022-2024年国内已发生7起 DMDS 生产安全事故，直接经济损失超3亿元；三是能耗与环保压力大，传统工艺硫磺利用率仅82%-85%，未反应原料需多次精馏回收，单位产品能耗达 380kW・h /吨，且废水排放量约5吨/吨产品，处理成本高，难以适配化工行业“降碳减污”的发展要求。

作为国内硫化工新材料领域的标杆企业，河南君合新材料科技有限公司在 DMDS 生产领域已具备规模化基础（现有传统工艺年产能力达[根据企业实际产能补充]），但面临三方面发展诉求：一是突破产能与质量瓶颈，现有传统装置产能已接近上限，且产品纯度（98.5%-99.0%）难以满足高端客户（如石油炼化头部企业）对99.5%以上高纯度 DMDS 的需求，需通过技术升级提升产品竞争力；二是降低综合成本，传统工艺硫磺利用率低、能耗高，导致单位产品成本较行业先进水平高8%-10%，在市场竞争中利润空间受挤压；三是延伸产业链价值，公司二期项目已规划以 DMDS 为原料生产甲烷磺酸等高端产品，需稳定、高纯度的 DMDS 原料保障下游工艺，而微反应连续流技术可实现 DMDS 的连续化、高纯度生产，为产业链延伸奠定基础，同时契合公司“技术驱动、绿色发展”的核心理念。

需解决的主要技术难题

1.需开发“多通道同步进料+静态混合强化”技术，实现甲醇、硫磺悬浮液、硫化钠溶液的进料比例精准控制（精度0.3%），解决传统工艺人工调节导致的原料配比波动问题；同时通过微通道内扰流结构设计，将原料混合时间缩短至500ms以内，确保反应体系均匀性，避免局部浓度过高产生多硫化物等副产物，提升产品选择性至98%以上。​

***合成反应为放热反应（反应热约120kJ/mol），需开发“分段式控温+实时热移除”技术，在微通道反应器内设置3-5个独立控温段，将反应温度稳定控制在80-100℃（波动≤±0.5℃）；同时配套高效微通道换热器，热移除速率提升至传统反应釜的5-8倍，避免局部过热导致甲醇分解或硫磺团聚，保障反应连续稳定进行，将反应停留时间从传统工艺的6-8小时缩短至0.8-1.2小时。

3.需开发“微反应-在线精馏”一体化工艺，在微反应单元出口直接衔接微型精馏模块，利用微通道内高效传质特性，实现DMDS与未反应甲醇、微量水的快速分离，甲醇回收率提升至98%以上，产品纯度稳定达到99.5%以上；同时解决传统工艺多次精馏导致的能耗高、产品损失问题，将分离环节能耗降低30%。

 4.需选用哈氏合金C276或碳化硅材质制作微通道反应器，解决传统不锈钢设备易被硫化物腐蚀（寿命仅1-2年）的问题，确保设备使用寿命≥5年；同时优化微通道截面结构（采用矩形或梯形截面，通道尺寸 300-500μm），提升通道内流体分布均匀性，避免局部堵塞，单台反应器处理能力达500-800L/h，满足年产1万吨DMDS 的规模化需求。

期望实现的主要技术目标

1.开发适配 DMDS 合成的微反应连续流工艺，实现原料（甲醇、硫磺、硫化钠）进料比例精准控制（精度±0.3%），反应温度稳定控制在80-100℃（波动≤±0.5℃），反应停留时间缩短至传统工艺的1/5（从6-8小时/批次降至0.8-1.2小时连续生产），解决传统工艺传质不均、反应效率低的问题。

2.研制专用微通道反应器（材质选用哈氏合金 C276，耐受硫磺、硫化物腐蚀），通道尺寸优化至300-500μm，气液接触面积提升至传统反应釜的1000-1500倍，确保硫磺转化率提升至95%以上；集成在线红外检测模块（检测频率≥1 次/分钟），实时监控 DMDS 纯度，实现反应进程精准调控。​

3.开发“微反应系统+惰性气体保护+泄漏自动切断”的安全控制体系，氯气/硫磺泄漏量控制0.05ppm以下，泄漏响应时间≤8秒；配套高效尾气回收与废水处理模块，实现未反应甲醇回收率≥98%，废水排放量较传统工艺减60%以上，COD 浓度控制在50mg/L以下，满足国家一级排放标准。