CN106748900A - 一种废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，包括以下步骤：(1)将废硫酸浓缩至硫酸重量百分浓度大于70％，然后按照甲苯与硫酸的重量比为1.2‑2.0:1的比例加入甲苯，加热到100‑160℃反应，得到对甲苯磺酸；(2)将含对甲苯磺酸的溶液与氢氧化钠水溶液进行中和反应，得到对甲苯磺酸钠；(3)将含对甲苯磺酸钠的溶液经过活性炭脱色、结晶分离、干燥后得到对甲苯磺酸钠产品。本发明不仅解决了废硫酸难以处理的问题，更为对甲苯磺酸钠制备工艺提供了新思路，对对甲苯磺酸钠的制备工艺具有极大的革新性和普遍应用性。

Description

一种废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法
技术领域
本发明涉及一种废硫酸循环利用工艺，属环保领域，特别涉及一种废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法。
背景技术
硫酸应用于工业生产的方方面面，在利用的同时，又产生大量的废硫酸，废硫酸长期以来一直是困扰化工行业的一大难题。
如果严格按照国家的环保政策和易制毒化学品管理条例来执行，国内许多产生废硫酸的企业要关停。由于产生废硫酸的产品不计其数，应用于国民经济的各行各业，一旦停产，造成的影响不可估量，因此，废硫酸的循环利用就显越来越重要。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，不仅解决废硫酸难以处理的问题，而且循环利用废硫酸制备对甲苯磺酸钠。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，包括以下步骤：
(1)将废硫酸浓缩至硫酸重量百分浓度大于70％，然后按照甲苯与硫酸的重量比为1.2-2.0:1的比例加入甲苯，加热到100-160℃反应，得到对甲苯磺酸；
其反应式为：CH3C6H5+H2SO4→CH3C6H4SO3H+H2O
(2)将步骤(1)得到的含对甲苯磺酸的溶液与氢氧化钠水溶液进行中和反应，得到对甲苯磺酸钠；
其反应式为：CH3C6H4SO3H+NaOH→CH3C6H4SO3Na+H2O
(3)将步骤(2)得到的含对甲苯磺酸钠的溶液经过活性炭脱色、结晶分离、干燥后得到对甲苯磺酸钠产品。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤(1)中，反应中产生的水与过量甲苯形成共沸物蒸出反应器并经过冷却后，通过油水分离器分出水份，甲苯回到反应器中；反应结束后，过量甲苯通过蒸馏加以回收。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤(1)中，反应温度为110℃。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤(2)中，所用氢氧化钠水溶液的重量百分浓度为30％，中和反应至PH＝8。
本发明中，所述废硫酸可以为各种化工产品生产过程中产生的不含或含少量无机盐的废硫酸，比如磺化工艺、硝化工艺或作为干燥剂吸收水份后产生的废硫酸，其中不含或含少量无机盐。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供了一种废硫酸回收利用的工艺，以化工产品生产过程中产生的废硫酸为原料，经过浓缩净化后，与甲苯反应，得到对甲苯磺酸，再经过氢氧化钠溶液中和得到最终产品对甲苯磺酸钠；本发明工艺设备简单，加热温度低，能耗低，生产成本较低，用该方法制备的对甲苯磺酸钠符合对甲苯磺酸钠产品标准要求。
2、本发明不仅解决了废硫酸难以处理的问题，更为对甲苯磺酸钠制备工艺提供了新思路，对对甲苯磺酸钠的制备工艺具有极大的革新性和普遍应用性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
下列实施例中含量均为重量百分含量，原料份数均为重量份；下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规的方法和条件进行选择。
实施例1
本实施例的废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，包括以下步骤：
(1)在安装有温度计、共沸精馏冷凝管、滴液漏斗的500毫升三口瓶中，加入含量45％的盐酸脱水制备氯化氢气体后产生的废硫酸217.8份，浓缩到含量75％，剩余约131份；在110℃时在搅拌下滴加117份含量为99％的甲苯，滴加时间1.5小时；滴加完毕后在110℃保持回流并同时从油水分离器的排水口分出水份，甲苯回流至三口瓶内；当分水体积达到45毫升时，反应结束，反应时间为6小时；继续加热，蒸馏回收过量甲苯，当反应器内温度达到140℃时停止采收甲苯；收集到的甲苯重量24.4克，含量95.9％；
(2)反应体系降温至70℃以下后，将重量百分浓度为30％的氢氧化钠水溶液在搅拌下缓慢滴加至反应器中进行中和反应，中和至PH＝8，氢氧化钠水溶液用量148克；中和过程中保持温度在70-90℃，氢氧化钠水溶液加完后继续搅拌15分钟；
(3)加入粉状活性炭2克，于85-90℃搅拌30分钟，加热至沸腾，蒸出45克水；然后趁热过滤，滤饼为活性炭和副产品硫酸钠以及少量对甲苯磺酸钠产品；滤液转入烧杯中，经过冷却结晶、抽滤，用冰水15克洗涤和干燥后，得到活性物含量为79.5％的对甲苯磺酸钠193.5克，收率79.3％；母液68.5克，活性物含量41.5％，折算收率14.7％，合计总收率为94％。
实施例2
本实施例的废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，包括以下步骤：
(1)投料量同实施例1，分水45.5毫升，反应时间5.5小时；回收甲苯24.8克，含量96.1％；
(2)反应体系降温至80℃，加入实施例1的母液，搅拌下用重量百分浓度为30％的氢氧化钠水溶液中和至PH＝8，氢氧化钠水溶液用量144克，后续操作同实施例1；
(3)活性炭脱色、结晶等操作同实施例1，得到对甲苯磺酸钠226.1克，活性物含量79.1％，收率92.2％；母液73克，活性物含量40.8％，折算收率15.4％。
对上述实施例1和实施例2制备的对甲苯磺酸钠进行产品质量检测，产品质量标准执行Q/320507OGP03-2004工业对甲苯磺酸钠产品规格，所制备的对甲苯磺酸钠质量符合下表要求。
对甲苯磺酸钠质量指标表
项目名称 指标
外观 白色结晶状
活性物 ≥78.00％
水份 ≤14.00％
氯化物 ≤2.00％
PH值 (1％液)7-8
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将废硫酸浓缩至硫酸重量百分浓度大于70％，然后按照甲苯与硫酸的重量比为1.2-2.0:1的比例加入甲苯，加热到100-160℃反应，得到对甲苯磺酸；
(2)将步骤(1)得到的含对甲苯磺酸的溶液与氢氧化钠水溶液进行中和反应，得到对甲苯磺酸钠；
(3)将步骤(2)得到的含对甲苯磺酸钠的溶液经过活性炭脱色、结晶分离、干燥后得到对甲苯磺酸钠产品。
2.根据权利要求1所述的废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中，反应中产生的水与过量甲苯形成共沸物蒸出反应器并经过冷却后，通过油水分离器分出水份，甲苯回到反应器中；反应结束后，过量甲苯通过蒸馏加以回收。
3.根据权利要求1所述的废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中，反应温度为110℃。
4.根据权利要求1所述的废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所用氢氧化钠水溶液的重量百分浓度为30％，中和反应至PH＝8。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的废硫酸制备对甲苯磺酸钠的环保生产方法，其特征在于：所述废硫酸为磺化工艺、硝化工艺或作为干燥剂吸收水份后产生的废硫酸，其中不含或含少量无机盐。
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