CN104828786A

CN104828786A - 外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法

Info

Publication number: CN104828786A
Application number: CN201510138062.3A
Authority: CN
Inventors: 顾正桂; 史云霞
Original assignee: Nanjing Normal University
Current assignee: Nanjing Normal University
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2015-08-12

Abstract

本发明公开了一种外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，约含22％～25％硫酸的废酸溶液加入减压共沸精馏塔，当塔釜液位达到1/3时，打开塔顶冷凝器，加热至共沸精馏塔塔顶、塔底温度恒定，控制回流比0.5～1，压力P＝0.005～0.010Mpa，继续加入废酸溶液，夹带剂乙酸丁酯自塔顶回流罐自然回流至共沸精馏塔塔顶，待共沸精馏塔塔顶和塔釜温度稳定后，在共沸精馏塔中部连续加入废酸溶液，塔顶和塔釜连续出料，当塔釜出料在中间储罐液位达到2/3，硫酸含量达到80.6％以上时，停止加入废酸，将中间储罐中一次浓缩液经外循环泵加入共沸精馏塔中，并保持连续外循环，继续减压共沸精馏直至得到92.8％的以上硫酸溶液。

Description

外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法

技术领域

本发明涉及一种从废酸中回收硫酸的方法，特别是涉及一种外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法。

背景技术

在生产农药中间体的过程中，产生的废酸中除了含有硫酸之外，还有部分有机物和盐。如果直接排放或只经过简单的中和处理后排放，会严重污染环境。

目前，国内外常用的处理废硫酸的方法有浓缩法、高温裂解法、萃取法等。浓缩法采用高温蒸发加热脱水，使有机物碳化后过滤除去；高温裂解法采用1000℃左右的高温将硫酸分解为SO₂后用于制备浓硫酸，两者设备投入和能耗都比较高。萃取法是利用萃取剂将硫酸中的有机物萃取出来，但选择合适的萃取剂较困难，生产成本也很大。

综上所述，虽然有很多种方法可以处理废硫酸，但现有技术中的各种方法都存在不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，与传统工艺相比，本发明工艺较简单，经过回收硫酸，塔顶水层可直接排放；所用夹带剂可以循环使用；此外，采用外循环使硫酸二次浓缩在同一塔上完成，减少了占地面积，降低了设备投资。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，包括以下步骤：原料废酸溶液自塔的中部加入共沸精馏塔中，当塔釜液位达到1/3时，打开塔顶冷凝器，加热至共沸精馏塔塔顶、塔底温度恒定；夹带剂乙酸丁酯自塔顶回流罐自然回流至共沸精馏塔塔顶，控制回流比和塔顶、塔釜温度，在共沸精馏塔中部连续加入废酸溶液，塔顶和塔釜连续出料；废酸溶液在共沸精馏塔经减压共沸精馏，塔顶得到夹带剂和水的混合气体，塔底得到硫酸的一次浓缩液送至中间储罐；夹带剂和水的混合气体经冷凝后进入回流罐，分为两层，上层为乙酸丁酯并自然回流至共沸精馏塔塔顶，下层水相采出；待中间储罐液位达到2/3，停止加入废酸溶液，将中间储罐中一次浓缩液经外循环泵加入共沸精馏塔中，并保持连续外循环，继续减压共沸精馏直至得到92.8％以上的硫酸溶液。

前述的方法中，所述共沸精馏塔的操作压力为0.005～0.010MPa。

前述的方法中，所述共沸精馏塔的塔顶和塔底温度分别为42.2～43.3℃和91.8～93.5℃，塔顶回流罐温度为10.0～12.0℃。

前述的方法中，所述夹带剂乙酸丁酯自然回流循环使用，回流比为0.5～1。

前述的方法中，所述中间储罐中一次浓缩液硫酸含量为80.6％以上，再经外循环泵连续加入共沸精馏塔进一步浓缩。

前述的方法中，所述废酸溶液含质量百分比为22％～25％硫酸，其余为水和其它杂质。

本发明的外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，更具体的步骤如下：原料废酸溶液①自共沸精馏塔的中部加入共沸精馏塔中，当塔釜液位达到1/3时，打开塔顶冷凝器，加热至共沸精馏塔塔顶、塔底温度恒定；夹带剂乙酸丁酯自塔顶回流罐自然回流共沸精馏塔塔顶，控制回流比0.5～1，压力P＝0.005～0.010Mpa，共沸精馏塔塔顶、塔底温度分别为42.2～43.3℃和91.8～93.5℃，在共沸精馏塔中部连续加入废酸溶液，塔顶和塔釜连续出料；废酸溶液经减压共沸精馏后，共沸精馏塔顶馏分③为乙酸丁酯和水的混合气体，经冷凝器冷凝后进入回流罐，分为乙酸丁酯层⑤和水层④，乙酸丁酯层⑤为98.73％以上的乙酸丁酯，水层为99.42％以上的水；塔底溶液②为一次浓缩液，进入中间储罐，待中间储罐液位达到2/3，停止加入原料，将中间储罐中的一次浓缩液经外循环泵加入减压共沸精馏塔中并保持连续外循环，继续减压共沸精馏直至得到92.8％以上的硫酸浓缩液⑥。

本发明的外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的工艺，使用减压多相共沸精馏对硫酸进行浓缩回收，缩短了工艺周期；采用夹带剂，显著降低了溶液蒸发温度，降低了能耗；采用外循环，在同一塔上实现硫酸溶液二次浓缩，减少了占地面积、降低了设备投资。与传统工艺相比，本发明方法工艺简单，设备投资低及能耗低。所述的方法原料废酸经共沸精馏塔处理后，塔釜得到92.8％以上的硫酸浓缩液，塔顶水层为99.42％以上的水，可进入污水处理系统。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

附图说明

图1为外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对发明内容的描述，并不构成对本发明保护范围的限制。

本发明的外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，装置及工艺流程见图1，其中1为减压共沸精馏塔，2为冷凝器，3为回流罐，4为外循环泵，5为中间储罐，6为减压共沸精馏塔加热器。

采用某化工企业提供的废酸液为原料，共沸精馏塔的操作在减压条件下进行，塔内径为10cm，填料等板高度为HEPT＝100mm，塔釜使用盘管式加热器加热。回收硫酸的优选工艺条件：塔釜、塔顶温度控制，塔板数及原料进料位置等见表1所示。

表1 回收硫酸过程工艺条件

原料①为含约22％～25％硫酸的废酸溶液，自共沸精馏塔1的中部加入共沸精馏塔1中，当塔釜液位达到1/3时，打开塔顶冷凝器2，加热至共沸精馏塔1塔顶、塔底温度恒定；控制回流比0.5～1，压力P＝0.005～0.010Mpa，继续加入废酸溶液，夹带剂乙酸丁酯自塔顶回流罐3自然回流至共沸精馏塔1塔顶，待共沸精馏塔塔顶、塔底温度分别稳定在42.2～43.3℃和91.8～93.5℃，在共沸精馏塔1中部连续加入废酸溶液，塔顶和塔釜连续出料；废酸溶液经减压共沸精馏后，共沸精馏塔顶馏分③为乙酸丁酯和水的混合气体，经冷凝器2冷凝后，进入回流罐3分为乙酸丁酯层⑤和水层④，乙酸丁酯层⑤为98.73％以上的乙酸丁酯，自然回流至共沸精馏塔塔顶，水层为99.42％以上的水；塔底溶液②进入中间储罐5，待中间储罐5液位达到2/3，硫酸含量达到80.6％以上时，停止加入原料1，将中间储罐中一次浓缩液经外循环泵4加入减压共沸精馏塔1中并保持连续外循环，继续减压共沸精馏，最终得到92.8％以上的硫酸浓缩液⑥。

本发明具有过程简单、设备投资低及能耗低等特点，工业化后具有重大的经济和社会效益。

Claims

1.一种外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，包括以下步骤：原料废酸溶液自塔的中部加入共沸精馏塔中，当塔釜液位达到1/3时，打开塔顶冷凝器，加热至共沸精馏塔塔顶、塔底温度恒定；夹带剂乙酸丁酯自塔顶回流罐自然回流至共沸精馏塔塔顶，控制回流比和塔顶、塔釜温度，在共沸精馏塔中部连续加入废酸溶液，塔顶和塔釜连续出料；废酸溶液在共沸精馏塔经减压共沸精馏，塔顶得到夹带剂和水的混合气体，塔底得到硫酸的一次浓缩液送至中间储罐；夹带剂和水的混合气体经冷凝后进入回流罐，分为两层，上层为乙酸丁酯并自然回流至共沸精馏塔塔顶，下层水相采出；待中间储罐液位达到2/3，停止加入废酸溶液，将中间储罐中一次浓缩液经外循环泵加入共沸精馏塔中，并保持连续外循环，继续减压共沸精馏直至得到92.8％以上的硫酸溶液。

2.根据权利要求1所述的外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，其特征在于：所述共沸精馏塔的操作压力为0.005～0.010MPa。

3.根据权利要求1所述的外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，其特征在于：所述的方法中，共沸精馏塔的塔顶和塔底温度分别为42.2～43.3℃和91.8～93.5℃，塔顶回流罐温度控制为10.0～12.0℃。

4.根据权利要求1所述的外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，其特征在于：所述的共沸精馏塔回流比为0.5～1。

5.根据权利要求1所述的外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，其特征在于：所述的中间储罐中一次浓缩液硫酸含量为80.6％以上。

6.根据权利要求1所述的外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，其特征在于：所述的废酸溶液含质量百分比为22％～25％硫酸，其余为水及其它杂质。

7.根据权利要求1所述的外循环减压多相共沸精馏回收硫酸的方法，其特征在于：所述共沸精馏塔的理论板数为工0，原料进料位置在第11块板，夹带剂回流位置在第1块板。