CN210826003U - 荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，包括用于硫氧化偶联反应的硫氧化偶联釜，所述硫氧化偶联釜连有用于抽滤出荧光增白剂粗品的抽滤装置，所述抽滤装置连有用于反应硫磺的硫化反应釜，所述硫化反应釜连有分离出溶解在滤液中的荧光增白剂粗品的离心机，所述离心机连有处理离心液的蒸馏釜，所述蒸馏釜连有用于冷凝的冷凝器I，所述冷凝器I连有将溶剂回流至硫氧化偶联釜的溶剂存储罐以及硫磺存储罐，所述硫磺存储罐与硫氧化偶联釜相连。通过设置硫化反应釜，使得硫磺溶解的荧光增白剂产品析出，再加入二甲苯，进一步析出产品，进而通过离心机分离出荧光增白剂粗品，从而增加了荧光增白剂产品的收率，减少后期固废。

Description

荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统

技术领域

本实用新型涉及荧光增白剂生产设备技术领域，具体涉及一种荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统。

背景技术

荧光增白剂生产过程主要包括缩合反应、硫氧化偶联反应、精制处理三大反应工段，本实用新型提供的反应系统用于其中的硫氧化偶联反应，其作用是将缩合反应工段得到的2-对甲苯基苯并噁唑中间体和硫磺转化为荧光增白剂粗品，本实用新型涉及的工段由实验室小试放大而成，主要的反应设备为小型的反应釜，后处理涉及抽滤装置，在实验过程中产生的废气、废水较少，对环境影响较小，一般直接排放。但放大生产后，尤其是1000吨/年生产量的规模现，反应过程中产生的硫化氢气体以及抽滤产生的滤液不能直接排放，现有试验装置很难对反应过程产生的废气废液有效的处理和运用，生产过程中对环境污染大且原料单耗高，影响整体经济效益。此外，为了保证2-对甲苯基苯并噁唑中间体充分反应，硫磺在投入时是过量的，抽滤得到的滤液中含有硫磺，而硫磺对于荧光增白剂产品有一定的溶解性，通常有5％左右的荧光增白剂产品，在大规模生产中，抽滤中的荧光增白剂产品若不回收，则会影响产品的收率，且还会增加固废。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，用于工业化生产荧光增白剂，解决现有荧光增白剂硫氧化偶联反应系统因放弃回收滤液中的荧光增白剂而造成收率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，包括用于硫氧化偶联反应的硫氧化偶联釜，所述硫氧化偶联釜连有用于抽滤出荧光增白剂粗品的抽滤装置，所述抽滤装置连有用于反应硫磺的硫化反应釜，所述硫化反应釜连有分离出溶解在滤液中的荧光增白剂粗品的离心机，所述离心机连有处理离心液的蒸馏釜，所述蒸馏釜连有用于冷凝的冷凝器I，所述冷凝器I连有将溶剂回流至硫氧化偶联釜的溶剂存储罐以及硫磺存储罐，所述硫磺存储罐与硫氧化偶联釜相连。

作为优选地，所述硫磺存储罐还连有硫化钠浓度提升系统，所述硫化钠浓度提升系统包括用于硫化钠和硫磺反应的洗涤釜，所述洗涤釜连有用于冷凝反应过程产生的废气的冷凝器II和用于固液分离的固液分离装置，所述冷凝器II连有储存冷凝得到的溶剂的溶剂回收容器。

作为优选地，所述固液分离装置包括抽滤桶，所述抽滤桶连有用于抽气以及处理滤液的抽滤釜，所述抽滤釜连有将滤液脱色的活性炭过滤器以及将滤液循环于抽滤釜、过滤器之间的循环泵。设置的活性炭过滤器能有效脱除滤液(硫化钠溶液)中的杂色，提高硫化钠溶液副产品的品相。

作为优选地，所述洗涤釜和抽滤釜均设置为搪瓷反应釜。

作为优选地，所述抽滤桶的材质为碳钢。

作为优选地，所述抽滤釜连有碱液储存装置。

作为优选地，所述碱液储存装置设置为碳钢储罐。

作为优选地，所述溶剂回收容器为密封桶或密封罐。

作为优选地，所述冷凝器I为水冷式冷凝器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型中，设置硫化反应釜以及离心机，通过添加四甲基，和硫磺产生硫化反应，从而使得硫磺溶解的荧光增白剂产品析出，再加入二甲苯，进一步析出产品，进而通过离心机分离出荧光增白剂粗品，从而增加了荧光增白剂产品的收率，减少后期固废；

2、本实用新型中，设置蒸馏釜结合冷凝器I，能将二甲苯和硫磺分离回收，减少有机溶剂二甲苯的排放，同时通过冷凝回收，还能降低二甲苯的使用量，减少二甲苯的单耗，回收未反应完的硫磺，继续投入硫氧化偶联釜进行反应，减少硫磺的单耗，从而提高经济效益；

3、本实用新型中，通过连接硫化钠浓度提升系统，处理套用多次的失效硫磺，可以将尾气处理中得到的硫化钠浓度由原本浓度在300g/l提升到350g/l，且总体不影响下游生产大苏打(硫代硫酸钠)硫化钠厂家回收，还可套用原本废弃的硫磺，通过采用回收硫化钠溶液对硫磺进行洗涤，提高回收硫化钠溶液的浓度，将不溶于硫化钠溶液中的荧光增白剂粗品洗涤出来，从而达到提高荧光增白剂粗品纯度以及收率的目的；

4、本实用新型通过设置硫化钠浓度提升系统，按照每批次洗涤300Kg废气硫磺计算，套用硫磺中含荧光增白剂粗品量10％，每批套用的300KG硫磺中约含30公斤荧光增白剂粗品，套用后会在下一批收率中得到体现，一年计划洗涤20批，获得600公斤荧光增白剂粗品，相较于将硫磺废弃，荧光增白剂粗品总产出量增加了600公斤。

附图说明

图1为本实用新型实施例涉及的荧光增白剂硫氧化偶联反应工段的生产系统的各设备连接关系示意图；

图2为硫化钠浓度提升系统的各设备连接关系示意图；

图3为本实用新型实施例提供的荧光增白剂硫氧化偶联反应工段的生产流程示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1、硫氧化偶联釜；2、氢氧化钠尾气吸收罐I；3、氢氧化钠尾气吸收罐II；4、喷淋塔；5、活性炭吸附装置；6、抽滤装置；7、硫化反应釜；8、离心机；9、蒸馏釜；10、冷凝器I；11、洗涤釜；12、抽滤桶；13、抽滤釜；14、循环泵；15、活性炭过滤器；16、冷凝器II；17、溶剂回收容器。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1所示，为一种荧光增白剂硫氧化偶联反应系统，结构简单、设计科学合理，使用方便，废气净化效率高，并且废气净化效果理想，其排出的废气可达到废气排放标准，通过多次设置溶剂回用结构，可大大减少溶剂的使用量，降低溶剂单耗，提高整体经济效益。

荧光增白剂硫氧化偶联反应系统中包含高收率后处理系统，高收率后处理系统包括用于硫氧化偶联反应的硫氧化偶联釜1，所述硫氧化偶联釜1连有用于抽滤出荧光增白剂粗品的抽滤装置6，所述抽滤装置6连有用于反应硫磺的硫化反应釜7，所述硫化反应釜7连有分离出溶解在滤液中的荧光增白剂粗品的离心机8，所述离心机8连有处理离心液的蒸馏釜9，所述蒸馏釜9连有用于冷凝的冷凝器I10，所述冷凝器I10连有将溶剂回流至硫氧化偶联釜1的溶剂存储罐以及硫磺存储罐，所述硫磺存储罐与硫氧化偶联釜1相连。

为了处理硫氧化偶联反应过程中产生的硫化氢，所述硫氧化偶联釜1还连有用于吸收硫化氢的氢氧化钠尾气吸收罐I2，所述氢氧化钠尾气吸收罐I2连有进一步吸收硫化氢的氢氧化钠尾气吸收罐II3，所述氢氧化钠尾气吸收罐II3连有进一步吸收硫化氢的喷淋塔4，所述喷淋塔4连有吸附硫化氢的活性炭吸附装置5，所述氢氧化钠尾气吸收罐I2与氢氧化钠尾气吸收罐II3之间连有将液体从氢氧化钠尾气吸收罐II3送往氢氧化钠尾气吸收罐I2的管道，所述氢氧化钠尾气吸收罐I2连有液体输出管道，所述氢氧化钠尾气吸收罐II3连有液体输入管道。便于碱液的加入与转出以及碱液的充分吸收。

所述冷凝器I10为水冷式冷凝器。

所述活性炭吸附装置5连有用于排放废气的25m高排气筒。

所述抽滤装置6包括硫氧化偶联釜1底下的密闭抽滤槽，硫氧化偶联釜1与密闭抽滤槽之间通过抽料管道连接。

为了处理套用多次的硫磺(现有工艺，硫磺套用多次失效而直接启用)，所述硫磺存储罐还连有如图2所示的硫化钠浓度提升系统，所述硫化钠浓度提升系统包括用于硫化钠(硫化氢尾气处理得到的硫化钠溶液)和硫磺反应的洗涤釜11，所述洗涤釜11连有用于冷凝反应过程产生的废气的冷凝器II16和用于固液分离的固液分离装置，所述冷凝器II16连有储存冷凝得到的溶剂的溶剂回收容器17，所述固液分离装置包括抽滤桶12，所述抽滤桶12连有用于抽气以及处理滤液的抽滤釜13，所述抽滤釜13连有将滤液脱色的活性炭过滤器15以及将滤液循环于抽滤釜13、过滤器15之间的循环泵14。

其中，所述洗涤釜11和抽滤釜13均设置为搪瓷反应釜；所述抽滤桶12的材质为碳钢。

为预防下游硫化碱厂家开工不足而造成尾气吸收区域硫化钠回收液涨库引起停车，所述抽滤釜13连有碱液储存装置，所述碱液储存装置设置为碳钢储罐。

所述冷凝器II16为水冷式冷凝器，采用循环水冷却，设置1台冷却塔。

所述溶剂回收容器17为密封桶或密封罐，避免回收的溶剂挥发，减少溶剂的无组织排放。

硫化钠浓度提升系统的具体工作流程如下：

a.在洗涤釜中，投入3批回收的硫化钠溶液，每批2吨，合计6吨，投入回收的硫磺300KG。

b.回收的硫化钠溶液本来保温在60度，投入硫磺后，升温到80度，搅拌1小时。

c.通过真空将溶液经抽滤槽抽到抽虑釜，通过活性炭过滤器脱除滤液(硫化钠溶液)中的杂色，提高硫化钠溶液副产品的品相。

d.抽滤槽里的荧光增白剂粗品用于后道工序的精制，抽虑釜中的硫化钠溶液与其他回收硫化钠溶液一起送给附近硫化钠厂家。

反应方程式：

NaOH+S→Na₂S+Na₂S₂O₃+H₂O

NaS+S→Na₂S₂。

如图3所示，为采用本实用新型进行生产的荧光增白剂硫氧化偶联反应工段生产流程示意图，具体生产流程如下：

将硫磺和2-对甲苯基苯并噁唑粗品，采用小型起重机将原料以2:1的比例投入2000L硫氧化偶联釜内(热源采用导热油)，在氮气保护状态下，打开H₂S吸收装置，缓慢加热升温至240℃后保温，反18小时，产生的H₂S气体通过30％液碱2级吸收制备硫化碱。剩余少量未反应硫化氢废气经过喷淋塔以及活性炭吸附装置两级吸收，最终的硫化氢废气G5达到排放标准，经25m高排气筒排放。

尾气H₂S气体处理过程具体为：H₂S气体通过缓冲罐依次进入3000L氢氧化钠尾气吸收罐I 2以及氢氧化钠尾气吸收罐II 3进行吸收，氢氧化钠尾气吸收罐I 2以及氢氧化钠尾气吸收罐II 3内的液碱为30％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠尾气吸收罐I 2吸收硫浓度达到350g/L，为吸收终点，每级碱液吸收吸收率大于90％，此时氢氧化钠尾气吸收罐II 3内硫浓度约为30g/L，将氢氧化钠尾气吸收罐I 2内的液碱转出，氢氧化钠尾气吸收罐II 3内的液碱转入氢氧化钠尾气吸收罐I 2内，氢氧化钠尾气吸收罐II 3内重新加入液碱，继续吸收。喷淋塔的喷淋液为30％的氢氧化钠溶液，吸收后含硫化钠废水全部加入硫化钠溶液中，不外排。目前，硫化钠溶液中硫浓度超过300g/L就达到了销售标准，而本项目得到的硫化钠浓度约300g/L～325g/L，可按照副产品销售给宁夏的单位。阿拉善左旗旻顺化工有限责任公司已与宁夏蓝丰精细化工有限公司签订供货协议，宁夏蓝丰精细化工有限公司生产需要硫化碱，硫化氢气体吸收结束，放硫化钠溶液时，有极少量硫化氢g3无组织排放。

后处理过程为：

硫氧化偶联反应结束后用冷导热油冷却降温至160℃，在硫氧化偶联釜中加入二甲苯，使其溶解，继续降温到140度。降温后将物料及溶液经过密闭管道抽入硫氧化偶联釜底下的密闭抽滤槽，在140度时进行抽滤，滤饼即为荧光增白剂粗品。抽滤槽上方加盖，放料时密闭放料，取料时将盖子打开。滤液经过密闭管道抽入2000L硫化反应釜(热源采用导热油)中，加入四甲基，使得硫磺和四甲基发生硫化反应，反应结束后，加入二甲苯，再将物料转入离心机，离心出荧光增白剂粗品，离心液压入蒸馏釜中，打开真空泵，负压蒸馏，关闭抽料阀门，缓慢升温到200度，二甲苯蒸出冷凝回收使用，蒸馏残留液为液态硫磺，经过氮气空压压到硫磺成品锅中，冷却切片，切片出硫磺循环使用，循环使用4～5次后送入硫化钠浓度提升系统中，不凝气g4通过真空泵抽出，真空泵抽出的废气通过管道送活性炭吸附装置。

本项目中涉及的冷凝器I采用循环水冷却，设置1台冷却塔。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，包括用于硫氧化偶联反应的硫氧化偶联釜(1)，其特征在于：所述硫氧化偶联釜(1)连有用于抽滤出荧光增白剂粗品的抽滤装置(6)，所述抽滤装置(6)连有用于反应硫磺的硫化反应釜(7)，所述硫化反应釜(7)连有分离出溶解在滤液中的荧光增白剂粗品的离心机(8)，所述离心机(8)连有处理离心液的蒸馏釜(9)，所述蒸馏釜(9)连有用于冷凝的冷凝器I(10)，所述冷凝器I(10)连有将溶剂回流至硫氧化偶联釜(1)的溶剂存储罐以及硫磺存储罐，所述硫磺存储罐与硫氧化偶联釜(1)相连。

2.根据权利要求1所述的荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，其特征在于：所述硫磺存储罐还连有硫化钠浓度提升系统，所述硫化钠浓度提升系统包括用于硫化钠和硫磺反应的洗涤釜(11)，所述洗涤釜(11)连有用于冷凝反应过程产生的废气的冷凝器II(16)和用于固液分离的固液分离装置，所述冷凝器II(16)连有储存冷凝得到的溶剂的溶剂回收容器(17)。

3.根据权利要求2所述的荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，其特征在于：所述固液分离装置包括抽滤桶(12)，所述抽滤桶(12)连有用于抽气以及处理滤液的抽滤釜(13)，所述抽滤釜(13)连有将滤液脱色的活性炭过滤器(15)以及将滤液循环于抽滤釜(13)、过滤器(15)之间的循环泵(14)。

4.根据权利要求3所述的荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，其特征在于：所述洗涤釜(11)和抽滤釜(13)均设置为搪瓷反应釜。

5.根据权利要求3所述的荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，其特征在于：所述抽滤桶(12)的材质为碳钢。

6.根据权利要求3所述的荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，其特征在于：所述抽滤釜(13)连有碱液储存装置。

7.根据权利要求6所述的荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，其特征在于：所述碱液储存装置设置为碳钢储罐。

8.根据权利要求2所述的荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，其特征在于：所述溶剂回收容器(17)为密封桶或密封罐。

9.根据权利要求1所述的荧光增白剂硫氧化偶联反应的高收率后处理系统，其特征在于：所述冷凝器I(10)为水冷式冷凝器。

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