專利名稱:聯(lián)合制造無水亞硫酸鈉、元明粉方法
本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品的工藝技術。
已知的生產(chǎn)工藝，尚未發(fā)現(xiàn)有無水亞硫酸鈉、元明粉聯(lián)產(chǎn)的。
制造無水亞硫酸鈉的方法有兩類一類是硫黃燃燒法，它消耗大量的純堿，生產(chǎn)受到限制。一類是利廢回收法，用低濃度的二氧化硫、氫氧化鈉液吸收;或者用含有亞硫酸鈉的廢料結晶精制。回收法耗用燒堿，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證，其純度達不到部頒一級品96%以上的要求。
本發(fā)明的目的，是利用含酚亞硫酸鈉渣、廢硫酸、廢水或常水，使其互相作用分離純化，制造出符合現(xiàn)行質(zhì)量標準的無水亞硫酸鈉(Na2SO3)、元明粉(Na2SO4)、同時回收苯酚(C6H5OH)或甲酚(C7H7OH)，做到化害為利，消除酚、酸污染，保護環(huán)境，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的三統(tǒng)一。
本發(fā)明的工藝流程如圖1所示。其主要點有酸化法分離、萃取法脫酚(即苯酚、甲酚等)、冷凍法除硝(即芒硝Na2SO4)、中和法去色(即有機色素)。
1、酸化法分離將亞硫酸鈉渣即酚渣(A)投入溶解槽(1)中，加入含酚廢水或常水(B)，攪拌溶解，控制PH不得小于7。然后經(jīng)過濾器(2)除去不溶雜質(zhì)(C)，飽和的亞硫酸鈉溶液進入酸化器(3)在此酸化。再將另一部分酚渣(A)投入二氧化硫發(fā)生器(4)中，滴加廢硫酸(D)，加熱與攪拌，發(fā)生的二氧化硫作為酸化劑在負壓下通入酸化器中，使亞硫酸鈉吸收酸化，變成含有一定亞硫酸與硫酸鈉、酚類等雜質(zhì)的亞硫酸氫鈉液即酸化液(E)，供脫酚時使用。二氧化硫發(fā)生器中的殘液(F)待去色使用。
酸化分離的技術特征在于利用一部分酚渣與廢硫酸作用發(fā)生二氧化硫;再利用一部分酚渣與酚水溶液使其吸收二氧化硫，實現(xiàn)“三廢”即含酚的廢渣、廢酸、廢水的綜合利用。二氧化硫發(fā)生殘液是生產(chǎn)元明粉的原料;酸化的終點控制不能大于PH2.5，應呈帶有綠頭的淺黃色。酸化后的溶解液滿足了萃取脫酚及冷凍除硝的需要，是生產(chǎn)無水亞硫酸鈉的原料。
2、萃取法脫酚酸化液(E)在靜置罐(5)中分出上層析出的粗酚(C)，下層清液進入酸化液高位槽(6)，依靠靜壓從第一中分式萃取塔(7)上部入塔，依次通過第二塔(8)、第三塔(9)，與對流而來的萃取劑進行兩項接觸，傳質(zhì)脫酚后，再經(jīng)過破乳塔(10)，除去乳化殘留萃取劑后，即為脫酚后的亞硫酸氫鈉液，稱做萃余液(H)。
將萃取劑(L)配制好打入萃取劑高位槽(11)，亦靠靜壓，從第三萃取塔上部進入，由于中分塔排出的輕相(即萃取劑)具有爬升超過本塔液位的能力，所以能夠依次上升，爬經(jīng)二塔，一塔與對流而來的酸化液，兩相接觸，傳質(zhì)受酚。然后進入第二中分式反萃塔(12)，再行爬升經(jīng)過反萃一塔(13)，與對流而來的氫氧化鈉液(I)接觸，萃取劑得到再生。重復使用。
將配制好的氫氧化鈉液(I)打入堿液高位槽(14)，依靠靜壓進入第一中分反萃塔，經(jīng)過反萃二塔，與對流而來的挾酚萃取劑，兩相接觸。反萃液(j)中含有酚鈉及亞硫酸鈉、硫酸鈉、氫氧化鈉等，要返回到酸化器酸化回收粗酚，殘液仍入萃取系統(tǒng)。
脫酚處理的技術特征在于脫酚的萃取劑分配系數(shù)在五百以上，它是含有N的碳氫化合物，其通式為R3N，其中R為游離的官能團形式的烷基，配制的稀釋劑是煤油。
脫酚的萃取裝置，是中分式萃取塔，和由五個中分式萃取塔串連組成的對流萃取、反萃取工藝。
3、冷凍法除硝將萃余液通過冷凍結晶器(15)，使亞硫酸氫鈉溶液中的硫酸鈉呈針梭狀結晶析出。經(jīng)分離機(16)，將結晶的硫酸鈉(K)分出待去色處理。脫硝液(S)與氫氧化鈉液(I)在中和器(17)中反應，控制PH9，然后經(jīng)過濾器(18)除去少許雜質(zhì)(M)，在濃縮器(19)中蒸出水分，經(jīng)分離機(20)、干燥器(21)得無水亞硫酸鈉成品(N)。分離出的母液返回濃縮器。
脫硝處理的技術特征在于萃余液的酸度與冷凍溫度的關系。萃余液PH在3以下零下8～15℃結晶可使大部分硫酸鈉析出，達到除硝目的。
4、中和法去色將發(fā)生殘液(F)，在靜置罐(22)中分出粗酚(G)，下層液含有硫酸鈉、有機色素及酚類物質(zhì)，先使其進入沉淀器(23)中，加熱至60℃以上除去殘留的二氧化硫，加氫氧化鈉液(I)中和其酸性，使有機色素呈絮狀沉淀物(X)，并經(jīng)真空過濾器(24)除去。濾液與除硝處理送來的結晶硫酸鈉(K)在溶解槽(25)一并溶解，并在予處理槽(26)中加入不帶色素的廢硫酸(Q)，調(diào)解PH在2.5以下，打入脫色液高位槽(27)進行硫酸鈉溶液的萃取脫酚。
脫色液(O)依靠靜壓從第一中分式萃取塔(28)上部進入，順次通過第二塔(29)、第三塔(30)、與對流而來的萃取劑進行兩相接觸，傳質(zhì)脫酚，再經(jīng)過破乳塔(31)，除去乳化殘留的萃取劑后，為脫酚后硫酸鈉液，即萃余液(P)。
將配制好的萃取劑(L)打入萃取劑高位槽(32)，亦靠靜壓，從第三萃取塔上部進入，由于中分塔排出的輕相(萃取劑)具有爬升超過本塔液位的能力，所以能夠依次上升，爬經(jīng)二塔、一塔，與對流而來的脫色液，兩相接觸，傳質(zhì)受酚。然后進入第二中分反萃塔(33)，再爬升到反萃一塔(34)，與對流而來的氫氧化鈉液(I)接觸，萃取劑得到再生，重復使用。
將配制好的氫氧化鈉液打入堿液高位槽(35)，依靠靜壓進入第一中分反萃塔，經(jīng)過反萃二塔，與對流而來的挾酚萃取劑，兩相接觸。反萃液再進入中分式酸化塔(36)，與濃硫酸(Q)作用下，粗酚(G)從塔中部排出，酸化殘液(R)返回萃取系統(tǒng)。
萃余液(P)在中和槽(37)，與氫氧化鈉液(I)中和，經(jīng)過濾器(38)除去雜質(zhì)(M)，在濃縮器(39)中蒸出水分，通過分離機(40)、干燥器(41)得元明粉(W)。分離出的母液返回濃縮器。
由靜置罐(5)、(22)及中分式酸化塔(36)來的粗酚(G)匯集于貯槽(42)，經(jīng)分餾塔(43)在不同溫度下切割成苯酚(y)、甲酚(z)。
去色處理的技術特征在于(1)采用氫氧化鈉中和，控制PH8～9，除掉硫酸鈉液中的有機色素。
(2)萃取脫除硫酸鈉液中的酚類過程中的反萃液用濃硫酸在中分酸化塔中連續(xù)酸化直接回收粗酚。
本發(fā)明對比現(xiàn)有工藝具有下述優(yōu)點1、利用“三廢”，實行資源化，制造符合現(xiàn)行質(zhì)量標準要求的無水亞硫酸鈉、元明粉、苯酚或甲酚，節(jié)約硫黃(或二氧化硫)、純堿、燒堿、硫酸、苯等化工原料。
2、生產(chǎn)成本低，利稅率在40%以上，萬噸磺化法苯酚生產(chǎn)配套此工藝，可以創(chuàng)造2500萬元產(chǎn)值，利潤800萬元。
3、消除含酚廢渣、廢硫酸、廢水污染，保護環(huán)境。
本發(fā)明最適合在既有磺化法苯酚生產(chǎn)，又有廢硫酸資源的企業(yè)或地區(qū)采用。
權利要求
1.一種聯(lián)合制造無水亞硫酸鈉(Na2SO3)、元明粉(Na2SO4)的方法，其技術特征在于利用含酚的亞硫酸鈉渣、廢硫酸、廢水或常水，采取酸化分離、萃取脫酚、冷凍除硝、中和去色處理手段，制成品符合現(xiàn)行質(zhì)量標準要求。同時還回收苯酚(C6H5OH)或甲酚(C7H7OH)。
2.根據(jù)權利要求
1所述的方法，酸化分離的技術在于酸化劑為二氧化硫，系由一部分亞硫酸鈉渣與廢硫酸作用發(fā)生的，使另一部分亞硫酸鈉渣溶解于廢水或常水中，并被酸化成亞硫酸氫鈉液，酸化程度在PH2.5以下。
3.根據(jù)權利要求
1所述的方法，萃取脫酚的技術特征在于使用含有N的碳氫化合物作為萃取劑，它的通式為R3N，其中R為游離官能團形式的烷基，配制的稀釋劑是煤油。萃取器是由五個中分式萃取塔串連組成的對流萃取、反萃取裝置。萃取對象是脫除亞硫酸氫鈉液及硫酸鈉溶液中的酚類。
4.根據(jù)權利要求
1所述的方法，冷凍除硝(即芒硝Na2SO4)的技術特征在于控制PH3以下在零下十五度之間，使亞硫酸氫鈉液中的芒硝結晶析出。
5.根據(jù)權利要求
1所述的方法，中和去色的特征在于用氫氧化鈉中和，PH8～9，使硫酸鈉溶液中的有機色素沉淀去除。
專利摘要
本發(fā)明是充分利用含有酚類物質(zhì)的亞硫酸鈉渣、廢硫酸、廢水或常水，采取酸化分離、萃取脫酚、冷凍除硝、中和去色處理手段，聯(lián)合制造符合現(xiàn)行質(zhì)量標準要求的無水亞硫酸鈉(Na
文檔編號C01D5/14GK85104680SQ85104680
公開日1986年12月3日 申請日期1985年6月7日
發(fā)明者王志仁 申請人:沈陽化學工業(yè)污染防治研究中心導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan