CN102153111B - 一种利用乙烯利生产废液制备无水硫酸氢钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用乙烯利生产废液制备无水硫酸氢钠的方法，所述方法包括：在乙烯利生产氯化氢工段，将以氯化钠和浓硫酸为原料生产氯化氢过程中排放的废液在70～85℃、真空度0.05～0.08MPa下减压蒸出剩余氯化氢后，在70～80℃下用元明粉调节废液酸度为38％～41％，先在温度90～120℃、真空度0.08～0.09MPa下减压蒸馏脱除溶解自由水，然后在温度130～195℃、真空度0.09～0.099MPa下脱除结晶水，最后经喷雾造粒，得到球形的无水硫酸氢钠。本发明方法可大幅度降低无水硫酸氢钠的生产成本，同时也能改善操作环境，提高无水硫酸氢钠的品质。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种利用乙烯利生产废液制备无水硫酸氢钠的方法。
(二)背景技术
无水硫酸氢钠是一个重要的无机化工产品，溶于水，其水溶液呈酸性。无水硫酸氢钠在印染工业用做酸性燃料的助染剂，冶炼工业用做矿物分解的助熔剂，日用工业用做消毒剂和洗涤剂，化学工业用做制造硫酸盐和钠矾的原料等。
以往，无水硫酸氢钠的制备方式可按下列方法来实施。如国内无水硫酸氢钠的生产方法是先将元明粉(无水硫酸钠)高温熔融(600℃)，再将浓硫酸缓慢加入，经高温反应生成熔融的无水硫酸氢钠。再将熔融的无水硫酸氢钠冷却即得块状的无水硫酸氢钠产品。但是利用该方法生产的无水硫酸氢钠存在以下几方面的问题：(1)高温熔融反应能耗大，硫酸酸雾较重，生产成本较高，对环境有一定的污染。(2)高温熔融反应由于反应温度较高，导致硫酸氢钠外观偏绿，而且块状的无水硫酸氢钠使用不方便，达不到外贸出口的外观要求。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种高效率、低成本、能够进行清洁化生产无水硫酸氢钠的新方法。
本发明采用的技术方案是：
一种利用乙烯利生产废液制备无水硫酸氢钠的方法，所述方法包括：在乙烯利生产氯化氢工段，将以氯化钠和浓硫酸为原料生产氯化氢过程中排放的废液在70～85℃、真空度0.05～0.08MPa下减压蒸出剩余氯化氢后，在70～80℃下用元明粉调节废液酸度为38％～41％(以硫酸质量含量计)，先在温度90～120℃、真空度0.08～0.09MPa下减压蒸馏脱除溶解自由水，然后在温度130～195℃、真空度0.09～0.099MPa下脱除结晶水，最后经喷雾造粒，得到球形的无水硫酸氢钠。
所述喷雾造粒在风量15000m3/h、风压74000Pa下进行。所述乙烯利生产氯化氢工段操作如下：将99％精制氯化钠溶解于30％的盐酸溶液中，然后滴加98％浓硫酸，反应产生的氯化氢供乙烯利酸解反应使用；反应结束后，排放的废液作为本发明制备无水硫酸氢钠的原料。在该过程中，氯化钠、盐酸和浓硫酸的物质的量比为1∶0.48～0.58∶1.02～1.12。
本发明以乙烯利生产中制备氯化氢过程中剩余的废液为原料，制得无水硫酸氢钠，解决了乙烯利生产中的环保问题；本发明反应的温度低，避开高温的熔融反应，保证无水硫酸氢钠产品的外观；用化工设备进行喷雾造粒，得到球形的无水硫酸氢钠产品，达到外贸出口的要求。因此，本发明大幅度降低无水硫酸氢钠的生产成本，同时也能改善操作环境，提高无水硫酸氢钠的品质，适合工业化生产。
具体的，本发明操作过程如下：
(1)将99％精制氯化钠溶于30％盐酸溶液中，再将98％浓硫酸慢慢加入上述混合溶液中，使其充分与氯化钠反应。所述氯化钠、盐酸、浓硫酸的物质的量之比：1∶0.48～0.58∶1.02～1.12；
(2)待反应结束，将排放废液在温度70～85℃，真空度0.05～0.08MPa下进行减压蒸馏脱除排放液中剩余的氯化氢；
(3)剩余溶液在温度70～80℃下，用元明粉，调节溶液酸度至38％～41％；
(4)在温度90～120℃，真空度0.08～0.09MPa下，将上述处理后的溶液进行减压蒸馏脱除溶解自由水；
(5)在温度130～195℃，真空度0.09～0.099MPa下，脱除硫酸氢钠中的结晶水；
(6)在风量15000m3/h，风压74000Pa下，用化工设备进行喷雾造粒，得到高纯度的无水硫酸氢钠。
本发明方法涉及的反应式如下：
NaCl+H2SO4＝NaHSO4+HCl↑
NaCl+NaHSO4＝Na2SO4+HCl↑
Na2SO4+H2SO4＝2NaHSO4
NaHSO4·H2O＝NaHSO4+H2O
本发明的有益效果主要体现在：(1)采用本发明方法能从排放废液中回收副产物无水硫酸氢钠，并且回收得到的无水硫酸氢钠达到外贸出口的要求。(2)该反应温度低，可以避开高温的熔融反应，保证了硫酸氢钠产品的外观。(3)精制氯化钠杂质成分少，保证无水硫酸氢钠质量的稳定。(4)用化工设备进行喷雾造粒，可得到球形的无水硫酸氢钠产品。因此，本发明大幅度降低无水硫酸氢钠的生产成本，同时也能改善操作环境，提高无水硫酸氢钠的品质。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
在500L反应釜中加入150.0千克(2.538千摩尔)99％精制氯化钠，然后加入148.2千克(1.218千摩尔)30％盐酸溶液，搅拌升温至60℃，将261.4千克(2.614千摩尔)98％浓硫酸慢慢加入上述混合溶液中，使其充分与氯化钠反应。反应产生的氯化氢气体供乙烯利酸解反应使用，反应结束后，排放废液在温度70～85℃、真空度0.05～0.08MPa下进行减压蒸馏脱除溶液中剩余的氯化氢。剩余溶液在温度70～80℃下，用44.0千克元明粉，调节溶液酸度至38.5％。在温度90～100℃、真空度0.08～0.09MPa下，将上述经处理的溶液进行减压蒸馏脱除溶解自由水。在温度130～150℃、真空度0.09～0.099MPa下，脱去硫酸氢钠中的结晶水。在风量15000m3/h，风压74000Pa下，用喷雾造粒设备(长8米，宽4米，高7米，容积约22立方米，用碳钢材料制造，内部用环氧树脂做耐酸处理)进行喷雾造粒，得到98.5％无水硫酸氢钠379千克。
实施例2：
在1000L反应釜中加入300千克(5.076千摩尔)99％精制氯化钠，然后加入302.6千克(2.487千摩尔)30％盐酸溶液，搅拌升温至60℃，将533.0千克(5.330千摩尔)98％浓硫酸慢慢加入上述混合溶液中，使其充分与氯化钠反应。反应产生的氯化氢气体供乙烯利酸解反应使用，反应结束后，排放废液在温度70～85℃、真空度0.05～0.08MPa下进行减压蒸馏脱除溶液中剩余的氯化氢。剩余溶液在温度70～80℃下，用36千克元明粉，调节溶液酸度至38.9％。在温度110～120℃、真空度0.08～0.09MPa下，将上述经处理的溶液进行减压蒸馏脱除溶解自由水。在温度180～195℃、真空度0.09～0.099MPa下，脱去硫酸氢钠中的结晶水。在风量15000m3/h，风压74000Pa下，用喷雾造粒设备进行喷雾造粒，得到99.0％无水硫酸氢钠676千克。
实施例3：
在2000L反应釜中加入600千克(10.152千摩尔)99％精制氯化钠，然后加入617.6千克(5.076千摩尔)30％盐酸溶液，搅拌升温至60℃，将1076.1千克(10.761千摩尔)98％浓硫酸慢慢加入上述混合溶液中，使其充分与氯化钠反应。反应产生的氯化氢气体供乙烯利酸解反应使用，反应结束后，排放废液在温度70～85℃、真空度0.05～0.08MPa下进行减压蒸馏脱除溶液中剩余的氯化氢。剩余溶液在温度70～80℃下，用87千克元明粉，调节溶液酸度至39.1％。在温度100～110℃、真空度0.08～0.09MPa下，将上述经处理的溶液进行减压蒸馏脱除溶解自由水。在温度150～160℃，真空度0.09～0.099MPa下，脱去硫酸氢钠中的结晶水。在风量15000m3/h，风压74000Pa下，用喷雾造粒设备进行喷雾造粒，得到99.2％无水硫酸氢钠1378千克。
实施例4：
在3000L反应釜中加入900千克(15.228千摩尔)99％精制氯化钠，然后加入963.3千克(7.918千摩尔)30％盐酸溶液，搅拌升温至60℃，将1583.7千克(15.837千摩尔)98％浓硫酸慢慢加入上述混合溶液中，使其充分与氯化钠反应。反应产生的氯化氢气体供乙烯利酸解反应使用，反应结束后，排放废液在温度70～85℃、真空度0.05～0.08MPa下进行减压蒸馏脱除溶液中剩余的氯化氢。剩余溶液在温度70～80℃下，用88千克元明粉，调节溶液酸度至39.1％。在温度100～110℃、真空度0.08～0.09MPa下，将上述经处理的溶液进行减压蒸馏脱除溶解自由水。在温度160～170℃、真空度0.09～0.099MPa下，脱去硫酸氢钠中的结晶水。在风量15000m3/h，风压74000Pa下，用喷雾造粒设备进行喷雾造粒，得到98.9％无水硫酸氢钠1994千克。
实施例5：
在5000L反应釜中加入1500千克(25.380千摩尔)99％精制氯化钠，然后加入1790.9千克(14.720千摩尔)30％盐酸溶液，搅拌升温至60℃，将2588.7千克(25.887千摩尔)98％浓硫酸慢慢加入上述混合溶液中，使其充分与氯化钠反应。反应产生的氯化氢气体供乙烯利酸解反应使用，反应结束后，排放废液在温度70～85℃、真空度0.05～0.08MPa下进行减压蒸馏脱除溶液中剩余的氯化氢。剩余溶液在温度70～80℃下，用73千克元明粉，调节溶液酸度至40.1％。在温度90～100℃、真空度0.08～0.09MPa下，将上述经处理的溶液进行减压蒸馏脱除溶解自由水。在温度150～160℃、真空度0.09～0.099MPa下，脱去硫酸氢钠中的结晶水。在风量15000m3/h，风压74000Pa下，用喷雾造粒设备进行喷雾造粒，得到98.7％无水硫酸氢钠3199千克。
Claims (2)
1.一种利用乙烯利生产废液制备无水硫酸氢钠的方法，所述方法包括：将以氯化钠和浓硫酸为原料生产氯化氢过程中排放的废液在70～85℃、真空度0.05～0.08MPa下减压蒸出剩余氯化氢后，在70～80℃下用元明粉调节废液酸度至以硫酸质量含量计为38％～41％，先在温度90～120℃、真空度0.08～0.09MPa下减压蒸馏脱除溶解自由水，然后在温度130～195℃、真空度0.09～0.099MPa下脱除结晶水，最后经喷雾造粒，得到球形的无水硫酸氢钠。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述喷雾造粒在风量15000m3/h、风压74000Pa下进行。
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