CN104627967A

CN104627967A - 一种废硫酸常温回收的系统及方法

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Publication number: CN104627967A
Application number: CN201310561736.1A
Authority: CN
Inventors: 雷永诚; 雷永忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明一种废硫酸常温回收的系统及方法，属于化工技术领域。更具体地，涉及净化乙炔产生的废硫酸的回收。净化乙炔的废硫酸，经除臭单元101处理后进入固液分离单元102，加入处理剂进行搅拌处理后，通过过滤实现固液分离。其中固体作为燃料处置，液体输送至后续处理单元。在脱色单元103中，采用脱色剂对硫酸进行脱色；在萃取单元104中采用萃取方式来降低硫酸中有机物和硫磺的含量。通过上述处理方法，得到澄清透明、浓度与进料相当的硫酸。本发明技术方案主要以常温、常压的物理过程为主，废硫酸回收系统投资少，运行能耗低，回收方法操作方便灵活，与环境相容度高，具有良好的经济效益与社会效益。

Description

一种废硫酸常温回收的系统及方法

技术领域

一种废硫酸常温回收的系统及方法，属于化工技术领域。更具体地，涉及到净化乙炔的废硫酸的回收。

背景技术

在以乙炔为原料的化工生产中，无论是来自于电石工艺路线，还是天然气工艺路线的乙炔，均需净化处理后，才能满足下游生产的需要。目前工业上主要采用98％的浓硫酸来净化乙炔，以除去其中的硫化氢、磷化氢等杂质。在除去这些杂质的同时，部分乙炔在浓硫酸的作用下发生聚合、氧化、碳化，从而净化乙炔后的废硫酸为黑色粘稠、有恶臭味的液体。经分析，该废硫酸含酸浓度约为75～80％，固含量约10％，水分约8％，其他约2～7％。废硫酸浓度高，具有较高的回收应用价值。

目前，该废硫酸现有处理技术主要有：

废硫酸热分解成二氧化硫和水，净化后的气体二氧化硫作为原料输入硫酸合成塔氧化为三氧化硫，重新生成硫酸。此再生工艺技术成熟，在国内外拥有多套成熟的工业运行装置；合成的硫酸产品品质好，可按用户需要制备成各种等级的商业品；并可处理多种生产工艺来源的废硫酸。但该工艺设备装置投资高，运行成本高，增加了下游产品的成本，从而导致基于乙炔产品的市场竞争力下降。

国内主要处理方法为：对该废硫酸进行简单处理后，如除臭、降粘等，直接作为农业肥料的生产原料。处理工艺过程简单、设备投资少、运行费低。但是以其为原料制成的肥料对土壤及农作物有害，制成的肥料外观呈现黑色，不为用户认可，难以销售。因此，该处理方法也难以被生产商接受。

综上所述，该废硫酸的处理对采用乙炔进行化工生产的企业而言，无论是经济成本，还是环保压力，均面临挑战。从而迫切需要新的技术手段来解决工业生产中所面临的问题。中国专利CN1986390A中公开了一种此类废硫酸回收的技术方案，该方案通过对废硫酸体系加热汽馏，蒸汽稀释原料，萃取，过滤，多级脱色装置脱色，最后得到稀释的硫酸。该工艺通过稀释增加处理物料量，增大设备尺寸，降低回收硫酸的品位，以及处理周期长。专利CN102951617A中，废硫酸在150～200℃条件下，通入加热空气进行汽提，去除气体、挥发性有机物等杂质，实现废硫酸的回收。该工艺简单，易于工业化。但回收硫酸用途单一，回收硫酸颜色问题依然没有解决。

由上面分析可知，对于此类废硫酸的回收，目前尚没有通过常温处理来获得纯度较高、色泽较好的硫酸的相关报道。

发明内容

本发明提供了一种废硫酸常温回收的系统及方法。废硫酸经除臭处理后，采用过滤方式实现固液分离。过滤后的硫酸再经过脱色剂脱色，萃取方式降低硫酸中的有机物和硫磺的含量，从而实现废硫酸的回收。

本发明提供的技术方案：一种废硫酸常温回收的系统，其特征在于所述系统包括：

a.一个脱气除臭单元101，由填料塔201、硫酸储罐203、真空系统202、吸收池204组成。用于驱除废硫酸的刺激性气味以及含有的一些易挥发轻组分。

b.一个固液分离单元102，由处理罐205、过滤系统206组成。用于对来自a的废硫酸进行搅拌处理，实现固液分离。

c.一个脱色单元103，由脱色罐207及脱色剂回收装置组成；脱色剂回收装置由氧化釜301、吸收池302、过滤器303组成。分别用于对来自b的硫酸进行脱色处理；对使用过的脱色剂进行回收，循环使用。

d.一个萃取单元104，由萃取罐209、静置罐210及萃取剂回收装置组成；萃取剂回收装置由精馏塔401、冷凝器402、再沸器403、塔顶储罐404、塔釜储罐405组成。分别用于萃取操作，降低来自c硫酸中有机物和硫磺的含量；对萃取溶剂回收循环利用。

采用上述技术方案所述系统的一种废硫酸常温回收的方法，其特征在于，该方法按照如下步骤进行：

a.废硫酸温度保持在20～40℃，输送至真空解析塔201，真空度维持在100Pa～100KPa。经过脱气除臭处理后进入硫酸储罐203，真空泵202抽出的气体进入吸收池204处理。

b.来自a中经除臭脱气处理的硫酸在处理罐205中，加入处理剂，含量为1～5％(wt％)，常压条件下，进行搅拌处理，温度维持在20～40℃，搅拌速度100～300rpm，搅拌处理时间10～60min。过滤，实现固液分离。固体作为燃料，液体硫酸进入后续处理单元。

c.在来自b的硫酸进入脱色罐207，加入脱色剂，脱色剂含量为1～5％(wt％)，体系温度为20～402，常压下搅拌，搅拌速度100～300rpm，搅拌处理时间10～60min。过滤。使用过的脱色剂去氧化釜301氧化处理，过滤、干燥，循环使用。硫酸进入后续处理单元。

d.来自c的硫酸，输送入萃取罐209中，按量加入萃取剂混合，萃取。物料与萃取剂质量比为8：1，常压，体系温度为20～40℃。混合萃取时间10～60min。静置罐210中分层，重相为回收的硫酸，轻相为萃取相。萃取相去精馏塔401，精馏回收萃取剂，循环使用。

本发明所提供的技术方案以常温常压的物理过程为主，与现有的技术方案相比，具有以下优点和特点：

1.系统设备投资少。

2.能耗低，运行成本低。

3.从废酸中回收浓度与原料相当的硫酸，具有良好的经济效益。

4.处理方案操作简单、方便、灵活。

5.回收系统能量输入输出少，废物废料均得到处理，环境相容度高。

由上所述，可见本发明的技术方案具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为废硫酸回收方法流程示意简图。其中101-除臭单元、102-固液分离单元、103-脱色单元、104-萃取单元、105-脱色剂回收单元、106-萃取剂回收单元。

图2为废硫酸回收流程图。其中201-填料塔、202-真空泵、203-硫酸储罐、204-吸收池、205-处理罐、206-过滤器、207-脱色罐、208-过滤器、209-萃取罐、210-静置分层罐。

图3为脱色剂回收流程图。其中301-氧化釜、302-吸收池、303-过滤器。

图4为萃取剂回收流程图。其中401-精馏塔、402-冷凝器、403-再沸器、404-塔顶储罐、405-塔底储罐。

具体实施方式

为了便于对本发明一种废硫酸常温回收的系统及方法的理解，下面在所述的系统中结合具体的实施方式来进行详细的说明。

实施例1

净化乙炔的废硫酸，浓度78％，黑色粘稠，恶臭。保持其温度20～40℃，以500g／hr的速度输送至真空解析塔201中，该填料塔直径30mm，长度450mm，装填2mm*2mm鲍尔环填料。塔顶真空度维持在100Pa～100KPa。经过脱气除臭处理硫酸500g输送入硫酸储罐203中，其容积1L；真空泵202抽出的气体进入吸收池204处理。硫酸储罐203中的硫酸，输送至处理罐205中，容积为1L。加入处理剂15g，常压条件下，进行搅拌处理，温度维持在20～40℃，搅拌速度100～300rpm，搅拌处理时间10～60min。过滤。得到黑色固体湿重85g，液体硫酸420g。硫酸成分分析见表1。

实施例2

实施例1中过滤得到的硫酸420g，输送至一1L的脱色罐207中，加入脱色剂，脱色剂含量为2％(wt％)，体系温度为20～40℃，常压条件下进行搅拌，搅拌速度100～300rpm，搅拌时间10～60min。过滤。得硫酸403g。硫酸成分分析见表1。

实施例3

将实施例2中经脱色处理而得的硫酸403g输送至萃取罐209中，其容积为1L。加入80g萃取剂，体系温度维持在20～40℃，常压下，搅拌混合。搅拌速度100～300rpm，搅拌时间10～60min。将混合液输送至静置罐210中，其容积为1L，静置分相，上层为萃取相，下层为硫酸。得到硫酸389g。硫酸成分分析见表1。

实施例4

取使用过的脱色剂50g，水450g，混合配置后输送至脱色剂氧化处理罐301中，其容积1L。加热、搅拌，体系温度维持在30～70℃。缓慢加入30％的过氧化氢溶液，搅拌速度200～300rpm。氧化反应产生气体进入氢氧化钠或氢氧化钙碱性吸收池302吸收处理。反应10～60min，体系无气体产生为止。过滤，110～120℃干燥2h。回收得到42g脱色剂。

实施例5

废硫酸温度保持在20～40℃，输送至真空解析塔201，真空度维持在100Pa～100KPa。经过脱气除臭处理的硫酸泵入硫酸储罐203，真空泵202抽出的气体进入吸收池204处理。将经上述除臭脱气处理的硫酸500g，输送至处理罐205中，温度维持在20～40℃，搅拌速度100～300rpm，搅拌处理时间10～60min。过滤。得到黑色固体87g，液体硫酸413g。把过滤得到的硫酸413g，输送至一1L的脱色罐207中，加入回收脱色剂，脱色剂含量为2％(wt％)，体系温度为20～40℃，常压条件下进行搅拌，搅拌速度100～300rpm，搅拌时间10～60min。过滤。得硫酸397g。硫酸成分分析见表1。

表1原料硫酸及回收硫酸的分析比较

上述实施例，均采用净化乙炔气体产生的废硫酸作为原料而进行。本发明的保护范围以申请的权利要求为准。对于其他生产工艺来源的废硫酸，具有类似于上述实施例中原料废硫酸的特征，采用本发明的系统和方法进行回收，都应视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims

1.一种废硫酸常温回收的系统，其特征在于所述系统包括：

a.一个脱气除臭单元101，由解析塔201、硫酸储罐203、真空系统202、吸收池204组成，用于驱除废硫酸的刺激性气味以及含有的一些易挥发轻组分；

b.一个固液分离单元102，由处理罐205、过滤系统206组成，用于对来自a的废硫酸进行搅拌处理，实现固液分离；

c.一个脱色单元103，由脱色罐207及脱色剂回收装置组成，其中脱色剂回收装置由氧化釜301、吸收池302、过滤器303组成；分别用于对来自b的硫酸进行脱色处理，对使用过的脱色剂进行回收循环利用；

d.一个萃取单元104，由萃取罐209、静置罐210及萃取剂回收装置组成，萃取剂回收装置由精馏塔401、冷凝器402、再沸器403、塔顶储罐404、塔釜储罐405组成；分别用于萃取操作，降低来自c硫酸中有机物和硫磺的含量，对萃取溶剂回收循环利用。

2.一种采用权利要求1所述系统对净化乙炔产生的废硫酸的常温回收处理方法，其特征在于，该方法按下列步骤进行：

a.废硫酸温度保持在20～40℃，输送至真空解析塔201，真空度维持在100Pa～100KPa；经过脱气除臭处理，硫酸进入硫酸储罐203；真空泵202抽出的气体进入吸收池204处理；

b.来自a中经除臭脱气处理的硫酸在处理罐205中，加入处理剂，含量为1～5％(wt％)，常压条件下，

进行搅拌处理，温度维持在20～40℃，搅拌速度100～300rpm，搅拌处理时间10～60min；过滤，实现固液分离；固体作为燃料，液体硫酸进入后续处理单元；

c.在来自b的硫酸进入脱色罐207，加入脱色剂，脱色剂含量为1～5％(wt％)，体系温度为20～40℃，常压下搅拌，搅拌速度100～300rpm，搅拌处理时间10～60min；过滤；使用过的脱色剂去氧化釜301氧化处理，过滤、干燥，循环使用；硫酸进入后续处理单元；

d.来自c的硫酸，输送入萃取罐209中，按量加入萃取剂混合，萃取；物料与萃取剂质量比为20：1～1：1，常压，体系温度为20～40℃；混合萃取时间10～60min；静置罐210中分层，重相为回收的硫酸，轻相为萃取相；萃取相去精馏塔401，精馏回收萃取剂，循环使用。

3.如权利要求1所述的一种废硫酸常温回收的系统，其特征在于：所述解析塔为填料塔，填料采用拉西环、或鲍尔环、或规整填料。

4.如权利要求1所述的一种废硫酸常温回收的系统，其特征在于：所述过滤器为传统过滤设备板框压滤机、或真空转鼓过滤机、或叶滤机。

5.如权利要求1所述的一种废硫酸常温回收的系统，其特征在于：所述萃取装置为萃取塔、或离心萃取器、或混合萃取罐。

6.如权利要求1所述的一种废硫酸常温回收的系统，其特征在于：所述萃取剂回收装置为精馏装置，通过精馏实现萃取剂回收，循环利用。

7.如权利要求1所述的一种废硫酸常温回收的系统，其特征在于：所述脱色装置为搅拌脱色罐、或脱色塔。

8.如权利要求1所述的一种废硫酸常温回收的系统，其特征在于：所述脱色剂回收装置为反应釜，通过对脱色剂的吸附质进行液相氧化处理来实现脱色剂回收，循环利用。

9.如权利要求2所述的一种废硫酸常温回收的方法，其特征在于：所述固液分离搅拌处理过程中，加入的处理剂为活性碳、或硅藻土、或活性白土、或蒙脱土、或石墨、或硅胶、或三氧化铝、或石英砂中的一种或几种。

10.如权利要求2所述的一种废硫酸常温回收的方法，其特征在于：所述萃取溶剂为芳香族溶剂。适合的溶剂为苯、氯苯、邻二氯苯、甲苯、二甲苯中的一种或几种。

11.如权利要求2所述的一种废硫酸常温回收的方法，其特征在于：所述脱色吸附剂回收采用高温气相氧化法、或液相氧化法；其中高温气相法为吸附质在高温下和氧气接触发生氧化反应，从而回收吸附剂；液相氧化法足在液相中，在硝酸、或氯酸钾、或高锰酸钾、或过氧化氢等氧化剂存在下，对吸附质进行氧化处理，实现对吸附剂的回收利用。