本發(fā)明涉發(fā)明涉及一種化工工藝，尤其涉及一種利用納米陶瓷超濾處理烷基化廢酸工藝。
背景技術(shù)：
硫酸烷基化工藝采用杜邦授權(quán)許可的斯特拉科工藝技術(shù)，是以醚后碳四中的異丁烷、丁烯為反應(yīng)物料，以90% -98%的硫酸為催化劑，在低溫下（8～13.5 ℃）液相反應(yīng)制備異辛烷過程，包括原料處理部分、反應(yīng)部分、制冷部分、流出物處理部分、分餾部分、酸堿系統(tǒng)、廢酸處理系統(tǒng)組成。
斯特拉科工藝產(chǎn)生的廢硫酸量很大，盡管可以用配套的廢硫酸處置裝置再生濃硫酸，進(jìn)行循環(huán)利用，但是廢酸再生處理費(fèi)用偏高(400～500元/噸) ，設(shè)備投資大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，伴隨原材料組成波動(dòng)變大，如有機(jī)硫、氮、氯含量偏高，造成催化加氫催化劑暫時(shí)或者永久性中毒，盡管可以采用高溫氫氣進(jìn)行部分再生，加氫精制效果很不理想，裝置酸耗88～110公斤硫酸/噸原料之間，廢硫酸裝置完不成超載處理負(fù)荷，環(huán)保壓力很大，急需新工藝、新方法處理廢硫酸，解決制約裝置產(chǎn)量的技術(shù)瓶頸。
98%的濃硫酸先進(jìn)入流出物處理部分，酸洗沉降器洗滌反應(yīng)流出物，然后連續(xù)進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)器。溶于反應(yīng)物中的酸溶性油，經(jīng)酸洗沉降器酸洗后帶入反應(yīng)器，在反應(yīng)條件下再還原為烴類和酸。濃度為94%的廢硫酸連續(xù)從一級(jí)酸沉降器放出，并進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器，由二級(jí)酸沉降器連續(xù)放出的廢硫酸濃度約90%。排放至酸放空罐，其溫度為7 ℃。90%廢硫酸的雜質(zhì)主要包括:異辛烷、碳五、聚合物、硫酸酯、SO2、H2O。
聚合物（或稱紅油，酸溶性油、酸溶性烴，常用ASO代表） ASO是由烯烴和叔丁基正碳離子經(jīng)過重排和聚合而產(chǎn)生的，具有高度不飽和，離子化性質(zhì)，能夠和烯烴繼續(xù)聚合為高聚物。
硫酸和各種烯烴可以生成硫酸酯，硫酸酯具有不穩(wěn)定性，發(fā)生可逆反應(yīng)重新生成烯烴和硫酸。在反應(yīng)條件不理想時(shí)，少量硫酸酯繼續(xù)存在于硫酸中。
烯烴原料中含有少量水份，濃硫酸是很強(qiáng)脫水劑，吸收水分后，本身被稀釋。因此，硫酸作為烷基化催化劑，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，水分含量逐步增大。同時(shí)，伴隨硫酸與烴類物料發(fā)生氧化反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生一些水分和SO2。
酸溶性油和水共存條件下，對(duì)烷基化反應(yīng)影響很顯著。盡管需要適量的酸溶性油存在于硫酸，低含量的酸溶性油有利于烷基化反應(yīng)，酸溶性油太多將影響硫酸的物理性質(zhì)。酸中含水太低，不利于烷基化反應(yīng)的引發(fā)和離子化，而含水量太高時(shí)，副反應(yīng)會(huì)增多。
廢酸處理系統(tǒng)是同異辛烷裝置配套的環(huán)保裝置，通過對(duì)烷基化廢硫酸的高溫裂解，氣體凈化，SO2的催化轉(zhuǎn)化，SO3的吸收等單元操作過程，完全消化異辛烷裝置產(chǎn)生的廢硫酸，從而使廢硫酸得到再生。經(jīng)過上述過程再生出的工業(yè)98%（質(zhì)量比）濃硫酸全部返還異辛烷裝置，供異辛烷裝置的生產(chǎn)之用。
廢酸處理系統(tǒng)包括廢硫酸高溫?zé)崃呀鈫卧?、爐氣凈化單元、干燥和吸收單元、SO2 轉(zhuǎn)換單元。
采用熱裂解法使烷基化裝置產(chǎn)出的廢硫酸進(jìn)行熱裂解，制取SO2 爐氣。烷基化廢硫酸經(jīng)過泵加壓后，通過廢酸噴槍，經(jīng)過壓縮空氣霧化后，噴入裂解爐，爐內(nèi)通入瓦斯氣與空氣混合燃燒提供熱能，使廢硫酸在高溫下（840～1150 ℃），裂解為SO2 和水蒸氣，爐氣經(jīng)廢熱鍋爐換熱后，進(jìn)入凈化工段。
廢酸裂解爐內(nèi)包括N2、SO2、O2、一些固態(tài)和氣態(tài)的有害雜質(zhì)，固體雜質(zhì)在冷卻塔和洗滌塔中被稀硫酸洗滌而除去，氣態(tài)雜質(zhì)相繼在冷卻塔、洗滌塔、間冷器、電除霧器中被除去。
采用濃硫酸洗滌爐氣，通過干燥脫水方法，除去爐氣中的水分。工業(yè)上用濃硫酸來(lái)吸收SO3，98.3%（質(zhì)量比）濃硫酸對(duì)SO3吸收率最高，可達(dá)99.9% 以上，濃硫酸繼續(xù)吸收SO3生成復(fù)合硫酸，遇水分解為兩個(gè)硫酸分子。
借助釩催化劑（觸媒），接觸法生產(chǎn)硫酸，使SO2在400～600 ℃下，氧化為SO3，本反應(yīng)可逆，為保證較高轉(zhuǎn)化率和防止催化劑損壞，爐氣要采用換熱，冷激，兩次轉(zhuǎn)化，兩次吸收等工藝方法，使其SO2完成最終氧化反應(yīng)，以保證總轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%以上。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：采用納米陶瓷超濾處理烷基化廢酸，回收廢酸中烷基化有機(jī)烴，廢酸處理成本低，是環(huán)境友好型的技術(shù)改革方案，為硫酸烷基化工藝技術(shù)的廢酸資源化處理，提供了一條新工藝。本發(fā)明設(shè)備投資少，工藝路線簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，充分利用物料，更好實(shí)現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)，有效解決了斯特拉科工藝廢硫酸處理量大，廢酸處理費(fèi)用偏高，設(shè)備投資大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，環(huán)保壓力很大，制約裝置產(chǎn)量等技術(shù)瓶頸。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
將烷基化廢酸經(jīng)打料泵3，從廢酸儲(chǔ)罐7把烷基化廢酸打入一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4，然后提濃液依次進(jìn)入二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6，一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4、二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6為串聯(lián)方式通過管路連接，經(jīng)過三級(jí)提濃后的液體進(jìn)入提濃有機(jī)物罐9；
所述的一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4、所述的二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、所述的三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6的稀酸，通過管路連接依靠重力作用進(jìn)入稀酸罐8中。
超濾一定周期后，影響過濾效果時(shí)，系統(tǒng)壓力偏高，通過切換洗滌管路洗滌所述的一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4、二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6，利用循環(huán)泵1，把洗液儲(chǔ)罐2內(nèi)的清洗液異辛烷，通過洗滌管路打入到一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4、二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6中，清洗陶瓷管內(nèi)壁有機(jī)附著物，然后斷開洗液儲(chǔ)罐2的管路連接，將廢酸儲(chǔ)罐7重新接通一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4的管路連接，繼續(xù)完成廢酸有機(jī)物提濃的工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。
超影響過濾效果時(shí)判定標(biāo)準(zhǔn)為：打料泵3出口壓力超過0.35 MPa。
所述的洗液儲(chǔ)罐2內(nèi)的清洗液為異辛烷。
所述的清洗一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4、二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6的陶瓷管內(nèi)壁時(shí)間為30 min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.設(shè)備投資少，工藝路線簡(jiǎn)單，處理量大，處理成本低廉。
2.廢酸中烷基化有機(jī)烴經(jīng)過三級(jí)提濃，保留率高，如聚合物、硫酸酯的保留率大于92.5%，綜合效益明顯提高。
3.廢酸經(jīng)過資源化處理，物料充分利用，實(shí)現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)，綠色環(huán)保，節(jié)能減排，是清潔生產(chǎn)工藝。
四、附圖說(shuō)明
圖1是納米陶瓷超濾處理烷基化廢酸工藝流程簡(jiǎn)圖
五、具體實(shí)施方式
附圖標(biāo)記說(shuō)明：
1. 循環(huán)泵；2. 洗液儲(chǔ)罐；3. 打料泵；4. 一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng) ；5. 二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)； 6. 三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)；7. 廢酸儲(chǔ)罐； 8. 稀酸罐；9.提濃有機(jī)物罐
如圖1所示，納米陶瓷超濾處理烷基化廢酸工藝裝置包括:循環(huán)泵1、洗液儲(chǔ)罐2、打料泵3、一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4、二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6、廢酸儲(chǔ)罐7、稀酸罐8、提濃有機(jī)物罐9。
納米陶瓷超濾處理烷基化廢酸工藝步驟如下:廢酸經(jīng)打料泵3，從廢酸儲(chǔ)罐7把廢酸打入一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4，然后提濃液依次進(jìn)入二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6，一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4、二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6為串聯(lián)方式通過管路連接，經(jīng)過三級(jí)提濃后的液體進(jìn)入提濃有機(jī)物罐9。
一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4、二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5、三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6的稀酸，通過管路連接依靠重力作用進(jìn)入希酸罐8中。通過循環(huán)泵1強(qiáng)化廢酸液的湍流和循環(huán)，增強(qiáng)超濾效率和速度。
超濾一定周期后，由于陶瓷管內(nèi)壁附著物太多太厚，嚴(yán)重影響過濾效果。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過0.35 MPa，通過切換洗滌管路，利用循環(huán)泵1，把洗液儲(chǔ)罐2內(nèi)的清洗液異辛烷打入管路，清洗陶瓷管內(nèi)壁約30 min，然后重新調(diào)整閥門，切換回原來(lái)超濾系統(tǒng)，繼續(xù)完成廢酸有機(jī)物提濃的工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。
一級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)4，二級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)5，三級(jí)納米陶瓷超濾系統(tǒng)6的稀酸，依靠重力作用，進(jìn)入廢酸儲(chǔ)罐7。通過循環(huán)泵1強(qiáng)化廢酸液的湍流和循環(huán)，增強(qiáng)超濾效率和速度。
超濾一定周期后，由于陶瓷管內(nèi)壁附著物太多太厚，嚴(yán)重影響過濾效果。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過0.35 MPa，通過切換洗滌管路，利用循環(huán)泵1，把清洗液異辛烷打入管路，清洗陶瓷管內(nèi)壁約30 min，然后重新調(diào)整閥門，切換回原來(lái)超濾系統(tǒng)，繼續(xù)完成廢酸有機(jī)物提濃的工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，廢酸有機(jī)物再進(jìn)行分離或深加工，物料充分利用，節(jié)能環(huán)保，確保裝置的利潤(rùn)最大化。