專利名稱：一種廢硫酸凈化處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種廢硫酸凈化處理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在采用Reppe法或改良的Reppe法生產(chǎn)1，4 丁二醇(BDO)的過程中，需要用硫酸對(duì)電石產(chǎn)生的乙炔氣進(jìn)行處理和凈化，凈化乙炔氣后的廢硫酸為穩(wěn)定的黑褐色粘稠液體且?guī)в袕?qiáng)烈的刺激性氣味，經(jīng)稀釋后呈褐色或淺褐色，無明顯的懸浮物。初步分析凈化乙炔氣后硫酸變成穩(wěn)定粘稠液體的原因?yàn)闈饬蛩嵩谝胰矚馓幚碇校邷匾胰矚馀c濃硫酸接觸，除硫酸攜帶無機(jī)物等雜質(zhì)外，還有可能與乙炔產(chǎn)生氧化和聚合反應(yīng)，部分乙炔氧化產(chǎn)生的碳黑、無機(jī)物被濃硫酸攜帶，使硫酸變得粘稠，同時(shí)聚合反應(yīng)產(chǎn)·生的多聚物也被硫酸夾帶，使?jié)饬蛩嵝纬煞€(wěn)定的黑色粘稠液體。如果直接排放或經(jīng)過簡(jiǎn)單的中和處理后排放，對(duì)環(huán)境將造成極大的污染。若將其直接加入磷酸系統(tǒng)作為原料硫酸使用，會(huì)造成磷酸系統(tǒng)生產(chǎn)不正常、生產(chǎn)環(huán)境惡化，因而無法回收使用。目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的廢硫酸處理方法主要有高溫?zé)峤夥?、高溫裂解法、氧化法、萃取法等，其中高溫裂解法采?00-1100°C下分解廢硫酸制SO2，再經(jīng)催化氧化制濃硫酸，裝置投入及生產(chǎn)成本較高；氧化法是使用氧化劑在適當(dāng)?shù)臈l件下將廢硫酸中的有機(jī)雜質(zhì)氧化分解，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?、水、氮的氧化物等從硫酸中分離出去，從而使廢硫酸凈化回收，常用的氧化劑有過氧化氫、硝酸、臭氧等。萃取法是利用有機(jī)溶劑與廢硫酸充分接觸，使廢酸中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到溶劑中來，其技術(shù)要求較高，對(duì)萃取劑的選擇要求比較苛刻(如萃取劑對(duì)于硫酸是惰性的，不與硫酸起化學(xué)反應(yīng)，也不溶于硫酸；廢酸中的雜質(zhì)在萃取劑和硫酸中有很高的分配系數(shù)；容易和雜質(zhì)分離，萃取時(shí)損失小等)，而且萃取法的運(yùn)行費(fèi)用也較高。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中雖然有多種方法可以對(duì)于廢硫酸進(jìn)行處理，但均存在諸多問題，如裝置投入及生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)技術(shù)要求高、運(yùn)行費(fèi)用高、工藝過程復(fù)雜等，或者只進(jìn)行簡(jiǎn)單的末端處理(如中和處理)，這樣又會(huì)造成環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種廢硫酸凈化處理系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)生產(chǎn)1，4 丁二醇的過程中產(chǎn)生的廢硫酸的回收處理投入成本高，工藝過程復(fù)雜的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種廢硫酸凈化處理系統(tǒng)，包括廢硫酸槽、硫酸換熱器、汽提塔和成品酸儲(chǔ)槽；汽提塔的進(jìn)風(fēng)口通過熱風(fēng)管道與熱風(fēng)機(jī)相連，汽提塔的進(jìn)酸口通過回流管道與硫酸換熱器連接；硫酸換熱器上部的進(jìn)酸口通過熱酸管道與汽提塔下部的出酸口連接，硫酸換熱器下部的廢酸入口通過管道與廢硫酸槽連接，硫酸換熱器與廢硫酸槽之間通過設(shè)置有泵；硫酸換熱器下部的出酸口通過冷酸管道和成品酸儲(chǔ)槽相連。本發(fā)明的另一技術(shù)方案是，一種廢硫酸凈化處理方法，具體按照以下步驟實(shí)施步驟I，將廢硫酸槽中的廢硫酸通過泵輸送至硫酸換熱器中，然后通過管道送至汽提塔內(nèi)部，同時(shí)用熱風(fēng)機(jī)通過管道為汽提塔通入加熱空氣；
步驟2，將廢硫酸在汽提塔中經(jīng)熱空氣加熱到150-200°c，加熱時(shí)間為1_3小時(shí)，凈化后的硫酸輸送至硫酸換熱器；步驟3，將步驟2中凈化得到的硫酸在硫酸換熱器中與由廢硫酸槽輸入硫酸換熱器中的廢硫酸進(jìn)行換熱，得到冷卻的硫酸；步驟4，將步驟3中經(jīng)過冷卻的硫酸輸送至成品酸儲(chǔ)槽儲(chǔ)存。本發(fā)明的有益效果是，采用本方法可以解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)處理生產(chǎn)1，4 丁二醇的過程中產(chǎn)生的廢硫酸的回收處理投入成本高，工藝過程復(fù)雜的問題。同時(shí)，本方法技術(shù)要求相對(duì)較低，能夠經(jīng)濟(jì)合理地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化，對(duì)設(shè)備材質(zhì)的要求降低，裝置投入及生產(chǎn)成本較低，減少了運(yùn)行費(fèi)用，既可大大減輕環(huán)境污染，又可回收硫酸資源，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。


圖I是本發(fā)明一種廢硫酸的凈化處理系統(tǒng)及方法的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I.廢硫酸槽，2.硫酸換熱器，3.汽提塔，4.成品酸儲(chǔ)槽，5.熱風(fēng)管道，6.熱風(fēng)機(jī)，7.回流管道,8.熱酸管道,9.冷酸管道,10.泵。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明一種廢硫酸凈化處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括廢硫酸槽I、硫酸換熱器2、汽提塔3和成品酸儲(chǔ)槽4 ;汽提塔3的進(jìn)風(fēng)口通過熱風(fēng)管道5與熱風(fēng)機(jī)6相連，汽提塔3的進(jìn)酸口通過回流管道7與硫酸換熱器2連接；硫酸換熱器2上部的進(jìn)酸口通過熱酸管道8與汽提塔3下部的出酸口連接，硫酸換熱器2下部的廢酸入口通過管道與廢硫酸槽I連接，硫酸換熱器2與廢硫酸槽I之間通過設(shè)置有泵10 ;硫酸換熱器2下部的出酸口通過冷酸管道9和成品酸儲(chǔ)槽4相連。本發(fā)明一種廢硫酸凈化處理方法，具體按照以下步驟實(shí)施步驟I，將廢硫酸槽I中的廢硫酸通過泵9輸送至硫酸換熱器2中，然后通過管道送至汽提塔3內(nèi)部；同時(shí)用熱風(fēng)機(jī)6通過管道為汽提塔通入加熱空氣；步驟2，將廢硫酸在汽提塔3中經(jīng)熱空氣加熱到150_200°C，加熱時(shí)間為1_3小時(shí)，凈化后的硫酸輸送至硫酸換熱器2 ；步驟3，將步驟2中凈化得到的硫酸在硫酸換熱器2中與由廢硫酸槽I輸入硫酸換熱器2中的廢硫酸進(jìn)行換熱，得到冷卻的硫酸；步驟4，將步驟3中經(jīng)過冷卻的硫酸輸送至成品酸儲(chǔ)槽儲(chǔ)存。實(shí)施例I將廢硫酸槽中的廢硫酸通過泵輸送至硫酸換熱器中，然后通過管道送至汽提塔內(nèi)部；同時(shí)用熱風(fēng)機(jī)通過管道為汽提塔通入加熱空氣；將廢硫酸在汽提塔中經(jīng)熱空氣加熱到150°C，加熱時(shí)間為I小時(shí)，凈化后的硫酸輸送至硫酸換熱器2 ;將凈化得到的硫酸在硫酸換熱器中與由廢硫酸槽輸入硫酸換熱器中的廢硫酸進(jìn)行換熱，得到冷卻的硫酸；將經(jīng)過冷卻的硫酸輸送至成品酸儲(chǔ)槽儲(chǔ)存。
實(shí)施例2將廢硫酸槽中的廢硫酸通過泵輸送至硫酸換熱器中，然后通過管道送至汽提塔內(nèi)部；同時(shí)用熱風(fēng)機(jī)通過管道為汽提塔通入加熱空氣；將廢硫酸在汽提塔中經(jīng)熱空氣加熱到175°C，加熱時(shí)間為I. 5小時(shí)，凈化后的硫酸輸送至硫酸換熱器；將凈化得到的硫酸在硫酸換熱器中與由廢硫酸槽輸入硫酸換熱器中的廢硫酸進(jìn)行換熱，得到冷卻的硫酸；將經(jīng)過冷卻的硫酸輸送至成品酸儲(chǔ)槽儲(chǔ)存。實(shí)施例3將廢硫酸槽中的廢硫酸通過泵輸送至硫酸換熱器中，然后通過管道送至汽提塔內(nèi)部；同時(shí)用熱風(fēng)機(jī)通過管道為汽提塔通入加熱空氣；將廢硫酸在汽提塔中經(jīng)熱空氣加熱到200°C，加熱時(shí)間為2小時(shí)，然后將凈化后的硫酸輸送至硫酸換熱器；將凈化得到的硫酸在硫酸換熱器中與由廢硫酸槽輸入硫酸換熱器中的廢硫酸進(jìn)行換熱，得到冷卻的硫酸；然后 將經(jīng)過冷卻的硫酸輸送至成品酸儲(chǔ)槽儲(chǔ)存。利用本發(fā)明一種廢硫酸凈化處理系統(tǒng)及方法對(duì)生產(chǎn)1，4 丁二醇的過程中產(chǎn)生的廢硫酸進(jìn)行凈化處理后，得到的硫酸從外觀來說，酸色與處理前無明顯變化，處理前廢酸顏色為褐色，處理后的硫酸為黑色，但凈化后的硫酸消除了強(qiáng)烈的刺激性氣味。廢硫酸在凈化前后的指標(biāo)分析結(jié)果如表I所示
分析項(xiàng)目__酸濃(%)__灰分(％)__含固量(％)__Fe (%)__As (%)_
凈化前廢酸 Io 92 " O. 2 O. 4_ O O. 02O. 014 O. 023 O. 0002
凈化后硫酸 I 90 92 I O. 2 O. 8 I I 2O. 028O. 0001 O. 0002表I凈化后的硫酸作為磷酸生產(chǎn)的原料硫酸,生產(chǎn)系統(tǒng)使用前后的萃取系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)主要指標(biāo)對(duì)比情況如表2和表3所示
I投礦量I加酸量I萃取槽溫I陳化槽溫I萃取槽S03 I閃蒸室出口壓
__m^h myh 度 O__度。Cg/l__力/KPa_
試驗(yàn)前 26.8 14.9 878834-48
試驗(yàn)中 26.7 15.2 878833-49
表 2
料裝泵頻I出酸量I過濾真空洗搽率轉(zhuǎn)化率稀磷酸濃
率/Hz m'7h 度/KPa%%度％
試驗(yàn)前 29 49 -3898.297.224.5
試驗(yàn)中 I 29I 46I -4098.097.124.7表 3采用本發(fā)明方法可以解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)處理生產(chǎn)1，4 丁二醇的過程中產(chǎn)生的廢硫酸的回收處理投入成本高，工藝過程復(fù)雜的問題。同時(shí)，本發(fā)明方法技術(shù)要求相對(duì)較低，能夠經(jīng)濟(jì)合理地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化，對(duì)設(shè)備材質(zhì)的要求降低，裝置投入及生產(chǎn)成本較低，減少了運(yùn)行費(fèi)用，既可大大減輕環(huán)境污染，又可回收硫酸資源，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。利用本發(fā)明方法凈化處理的BDO廢硫酸，與正品硫酸按照一定的比例摻混后完全可以 作為磷酸生產(chǎn)的原料硫酸，并不會(huì)對(duì)磷酸系統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)境及工藝狀況造成不利影響。
權(quán)利要求
1.ー種廢硫酸凈化處理系統(tǒng)，其特征在于，包括廢硫酸槽(I)、硫酸換熱器(2)、汽提塔(3)和成品酸儲(chǔ)槽(4)； 所述汽提塔(3 )的進(jìn)風(fēng)ロ通過熱風(fēng)管道(5 )與熱風(fēng)機(jī)(6 )相連，所述汽提塔(3 )的進(jìn)酸ロ通過回流管道(7)與硫酸換熱器(2)連接； 所述硫酸換熱器(2 )上部的進(jìn)酸ロ通過熱酸管道(8 )與汽提塔(3 )下部的出酸ロ連接，所述硫酸換熱器(2)下部的廢酸入口通過管道與所述廢硫酸槽(I)連接，所述硫酸換熱器(2 )與所述廢硫酸槽(I)之間通過設(shè)置有泵(10 ); 所述硫酸換熱器(2)下部的出酸ロ通過冷酸管道(9)和成品酸儲(chǔ)槽(4)相連。
2.ー種基于權(quán)利要求I的廢硫酸浄化處理方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施 步驟I，將廢硫酸槽(I)中的廢硫酸通過泵(10)輸送至硫酸換熱器(2)中，然后再通過管道送至汽提塔(3)內(nèi)部； 同時(shí)用熱風(fēng)機(jī)(6)通過管道為汽提塔通入加熱空氣； 步驟2，將廢硫酸在汽提塔(3)中經(jīng)熱空氣加熱到150-200°C，加熱時(shí)間為1-3小時(shí)，凈化后的硫酸輸送至硫酸換熱器(2)； 步驟3，將步驟2中浄化得到的硫酸在硫酸換熱器(2 )中與由廢硫酸槽(I)輸入硫酸換熱器(2)中的廢硫酸進(jìn)行換熱，得到冷卻的硫酸； 步驟4，將步驟3中經(jīng)過冷卻的硫酸輸送至成品酸儲(chǔ)槽儲(chǔ)存。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢硫酸的凈化處理系統(tǒng)及方法，利用由廢硫酸槽、硫酸換熱器、汽提塔和成品酸儲(chǔ)槽構(gòu)成的凈化處理系統(tǒng)，將空氣加熱后，與廢硫酸直接接觸，充分換熱使其溫度達(dá)150-200℃，對(duì)廢硫酸進(jìn)行汽提處理，使廢硫酸中的全部揮發(fā)性有機(jī)雜質(zhì)、大部分可溶性有機(jī)雜質(zhì)、部分低聚物被吹出，其余部分聚合狀態(tài)的有機(jī)雜質(zhì)則生成少部分碳同時(shí)使聚合物分子量增大呈固態(tài)物分散于硫酸中，從而達(dá)到凈化生產(chǎn)1,4丁二醇的過程中產(chǎn)生的廢硫酸的目的。解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)生產(chǎn)1,4丁二醇的過程中產(chǎn)生的廢硫酸的回收處理投入成本高，工藝過程復(fù)雜的問題。
文檔編號(hào)C01B17/90GK102951617SQ201210398498
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者海成立, 王發(fā)定, 魏煜, 李紅, 張明明 申請(qǐng)人:陜西比迪歐化工有限公司