硫酸烷基化的废酸回收利用法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN86101738

申请日:

1986.03.15

公开号:

CN86101738A

公开日:

1987.03.25

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

|||授权|||审定|||公开|||

IPC分类号:

C01B17/69; C07C139/00

主分类号:

C01B17/69; C07C139/00

申请人:

刘清林

发明人:

刘清林

地址:

湖北省荆门市荆门炼油厂设备研究所

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

硫酸烷基化生产高辛烷值汽油后的废酸,具有恶臭,对环境污染严重。本发明采用简单易行的方法回收利用废酸渣,即将废酸渣直接加热、过滤、浓缩生产浓硫酸,及先将废酸渣水解,静止分层,得到稀硫酸,稀硫酸可用活性炭吸附法或苯酚抽提法脱色除臭,再将稀硫酸加热浓缩或用热载气直接加热生产浓硫酸。在水解分层中可得聚和油,在加热浓缩过程中可得硫醇。本发明回收的硫酸量可占废酸渣的60-70%。

权利要求书

1: 1、一种硫酸烷基化的废酸回收方法,其特征在于将废酸直接加热回收浓硫酸及先将废酸水解回收出稀硫酸,而后用三种方法得到98%的硫酸: (1)将稀硫酸脱色除臭,而后进行第一次加热浓缩;或加水过滤,滤去焦炭,滤液再进行第二次加热浓缩。 (2)将稀硫酸直接加热煮沸,120℃前在蒸发釜内进行,120℃至250℃在蒸发焦化釜内进行。 (3)向稀硫酸中通入360~400℃的热空气或烟道气直接加热,分解出的SO 3 由载热气体带出,而后由硫酸吸收塔吸收。 2、根据权利要求1所述的废酸回收方法,其特征在于往废酸中所加水或稀溶液量为:废酸与其的体积比为1∶1~2,重量比为1∶
2: 2,边加边搅拌。 3、根据权利要求2所述的废酸回收方法,其特征在于加水完毕后,停止搅拌,静止分层15分钟以上,上层为烷基化聚合油,下层为稀硫酸。 4、根据权利要求1所述的废酸回收方法,其特征在于脱色除臭是采用活性炭吸附或苯酚抽提法。 5、根据权利要求1、(1),(2)所述的废酸回收方法,其特征在于当稀酸加热浓缩,当温度控制至75~95℃时,可得硫醇。 6、根据权利要求1、(1)所述的废酸回收方法,其特征在于稀酸加热浓缩248℃后得到9
3: 5%的含焦炭粒浓硫酸,向其中加入1-1.1倍的水,凝聚焦炭粒,而后过滤滤除。 7、根据权利要求6所述的废酸回收方法,其特征在于,将过滤后的滤液加热浓缩回收浓硫酸,同时从酸中析出白色沉淀物。 8、根据权利要求1所述的废酸回收方法,其特征在于经加热、稀释、过滤后的滤渣与磷矿粉反应可生产出磷肥。

说明书


本发明属于硫酸烷基化的废酸回收利用。

    硫酸烷基化是生产高辛烷值汽油组分的重要工艺。由于装置中的循环酸浓度降到85%以下则成为工业废酸。因此每台硫酸烷基化装置每年都有数以千吨计的废酸急待处理。由于废酸是一种成分极其复杂的有机硫化物及有机硫酸络合物等的混合物,具有恶臭,对环境污染严重。

    目前国内外采取的废酸回收利用法有三种:1.赫米巴(ハミバ)高温裂解法。即将废酸送入裂解装置,在约1000℃的高温下裂解成SO2气体,再将SO3转化为SO3,经水或硫酸吸收后成为浓硫酸。2.泰尔斯(Stiles)等人的结晶回收法,即将一部分循环的烷基酸进行急冷以至冷冻,从而抽出100%的硫酸结晶,再送回到硫酸烷基化反应器中。3.“SARP”法,即把主要一部分酸转化为烷基酯,再将除去杂质的烷基化酯送回到烷基化反应器。

    上述方法不仅工艺过程复杂,能耗高,而且除赫米巴法外,还不能彻底解决废酸的回收利用问题。

    本发明的目的,在于选择工艺过程简单,操作方便,耗能低的废酸渣回收利用法。提高废酸的回收利用率,消灭“三废”,保护环境不受污染。

    本发明的内容包括先将酸渣水解生产出稀硫酸,再由稀硫酸生产出98%的浓硫酸及直接将废酸加热生产浓硫酸两种方法。现分述如下:

    第一法:水解回收法,包括两个过程。

    1.水解废酸,生产稀硫酸。

    把废酸泵入水解分离罐,再以5-10升/分地速度慢慢往废酸中加水(自来水或天然水)或可溶性盐的稀水溶液,边加边搅拌(或采用瓷混合器)。所加水或稀盐溶液的量为废酸与水的体积比为1∶1.2。

    加水完毕后停止搅拌,静止沉降分层约4小时以上,上层约占8-12%,为烷基化聚合油。该聚合油具有可塑性,可作添加剂,加到10#沥青中,可提高沥青的延伸度。也可向其中加入少量桐油,环氧树脂作油漆用,其涂面光泽,能耐水,耐酸、碱还可单独作为燃料。

    下层的稀硫酸由水解分离罐的底部抽出,由于其中含有多种有机杂质,且呈深红棕色,并有恶臭,为使其脱色除臭可采用两种方法:

    ①吸附法:将稀硫酸由容器下部通入装有颗粒状活性炭的吸附器中脱色除臭;或用浸泡吸附法,先在吸附罐中放入约为稀硫酸重量的1/4的活性炭,再引入稀硫酸,浸泡时间一般在48小时以上,即可脱色除臭。如加热煮沸,就可大大加快吸附速度,一般只要加热至沸腾后10分钟,就可将稀酸除臭脱色至水白。

    ②用苯酚抽提法,将重量大约为稀硫酸1/10量的苯酚泵入稀硫酸中,边泵入边搅拌,而后静止4小时以上。则分层,上层为苯酚及其抽提物,下层为脱色除臭了的米黄色的稀硫酸。

    2.由稀硫酸生产98%的浓硫酸的方法,方法有三种:

    ①将脱色除臭后的稀硫酸加热浓缩,将稀硫酸加热至75~95℃时,上面产生一种蛋黄色的油状液体,气味很大,约占稀硫酸量的1-2%,经初步分析为硫醇。加热至110℃左右时,稀硫酸开始沸腾,此时其比重约为1.3。加热至170℃左右时,水份基本除去,此时酸浓度达到80%以上,液体中产生大量气泡,含量大致有10%左右。为防止气泡溢出,要反复停止加热四次:或通入200℃左右的热风消泡。温度升至190℃以后,泡沫不再产生,有机物开始分解。升热至210℃左右,开始有SO3气体逸出,到230℃时SO3的烟雾越来越大。继续加热至248℃时,泡沫完全消失,此时硫酸浓度可达92.5%。此时硫酸色如油状墨汁,粘度大,其中含有大量焦炭粒。为滤去焦炭粒,需加水将硫酸稀释,使焦炭微粒凝成较大的颗粒。稀释水的量为硫酸量的1-1.1倍,稀释后的硫酸浓度为50%左右,过滤可采用耐酸陶瓷过滤器,滤纸用普通的定量滤纸即可,因硫酸浓度在50%左右时,对滤纸的腐蚀并不大。滤液呈嫩绿色,浓缩加热至340℃时,就变成无色透明,浓度达98.09%的浓硫酸,同时酸中还析出白色沉淀物,该沉淀物可溶于稀硫酸,所得溶液可作净化水用。

    ①法加热浓缩流程图如附图1所示。

    ②法是将没有脱色除臭的稀硫酸直接加热浓缩,由于稀硫酸中的应抽提或吸附物未被除去,致使加热中易出现暴沸现象。加入耐酸瓷块可防暴沸。加热浓缩方法基本与①法相同。所不同的是,加热浓缩是在两个釜中进行,120℃前加热在蒸发浓缩釜中进行,120℃后加热则在浓缩焦化釜中进行。

    上面两种方法都是间接加热,只有采用玻璃或陶瓷设备才能经得起硫酸在高温下的腐蚀作用。

    ③法是利用热空气或净化烟道气直接加热。将稀硫酸泵入内壁衬有石墨板或耐酸瓷板的蒸发釜内,360℃~400℃的热空气或烟道气经深入到酸中的玻璃管(或陶瓷管)通入到釜中。管道可不采用喷嘴,也可不必控制气体的成分。当釜温升至108℃前,载热气体从釜中带出的主要是水蒸汽。该混合气体通过水洗塔或碱液(氢氧化钠或氢氧化钙)吸收塔,其中所带的少许SO3气体就可被吸收,剩余气体就可排放到大气中。温度升到108℃后,硫酸开始分解H2SO4(Δ)/() H2O+SO3,分解出的SO3气体立即被载热气体带出。这时载热气体中携带了大量的SO3,将此气体引入到硫酸吸收塔中,就可得出98%的浓硫酸。经吸收后的载热气体中只带有少许的SO3,该气体只要经过碱洗就可排放到大气中。

    该法的流程图如附图2所示。

    第二法:直接把废酸慢慢加热,随着温度升高,废酸颜色逐渐变深,且逐渐变稠。如将其冷却静止,可分为上下两层。上层为粘稠状的聚合物,下层为废酸。随着废酸加热温度升高,冷却静止分层后的上层聚合物越多,越缺乏粘性。

    废酸加热至81℃,就开始沸腾,继续加热至136℃,就开始生泡,为防止泡溢,可反复停止加热几次。或洒水滴,或用机械搅动,或用风吹法消泡。当废酸加热至160℃左右时,其中有黑焦炭出现,此时废酸的恶臭味基本消除。再继续加热,待泡沫消失为止。将热废酸冷至60℃以下后,加水稀释硫酸至浓度到50%左右,而后滤去黑焦炭。滤液呈嫩绿色,将其蒸发浓缩就可得98%的硫酸。

    当废酸加热至140℃后,如加热水凝聚,而后用耐酸漏斗过滤,滤液呈草绿色,滤出的滤渣占废酸的20~30%。滤渣含酸量达78%左右,因其含酸量高,可称其为固体硫酸。此固体物可用塑料袋或耐酸包装品包装,运输,供化肥厂生产磷肥用。

    下面列出本发明的几个实施例:

    例1:在100毫升废酸中加入水或可溶性盐的稀水溶液进行水解,加入不同的盐溶液或不同量的自来水对水解分离效果的影响

    见表1、表2。

    表1    不同盐溶液对水解分离的影响

    盐溶液    盐溶液    废酸量    盐溶液    聚合油    稀酸量    稀酸浓度

    名称    浓度(%)    (毫升)    量(毫升)    量(克)    (克)    (%)

    Na2SO45 100 50 12.9 198 62

    Na2SO35 100 50 14.1 195.2 61

    FeCl35 100 50 16.0 192.7 61

    NH4NO35 100 50 14.8 193.6 61

    Na3PO45 100 50 13.5 197.6 61

    NaCl    5    100    50    13.1    200    62

    草酸    5    100    50    14.1    198    62

    表2    加自来水量不同对分离效果的影响

    废酸量    自来水量    分离聚合油量    稀酸量    稀酸浓度

    (毫升)    (毫升)    (克)    (克)    (%)

    100    50    12.6    207.2    61

    100    75    13.5    222.7    58

    100    100    14.6    246.1    52

    100    150    16.4    294.1    44

    100    200    20.3    343.3    37

    100    250    17.6    396.2    35

    例2:200克经水解分离后的稀硫酸用100克工业活性炭浸泡吸附,如加热煮沸,可大大加快吸附速度,加热煮沸对吸附速度的影响见表3。

    表3    加热煮沸对吸附的影响

    例3:将27个品位的100克磷矿粉加水56毫升,拌成稀泥状,而后加入80克废酸,搅拌反应,生产出磷肥,其产品结果见表4。

    表4    磷肥所含成分

    勘误表

    说明书第七页第四行表3中

    编号    吸附后浓度(%)颜色

    修改前    修改后

    1    无色    茶红

    2    无色    淡茶红

    4    淡茶红    无色

    5    茶红    无色

    说明书中第七页倒数第5行表4中

    编号 有效磷(P2O5)% 游离酸(以 水份(克)

    P2O5计)%

    修改前    修改后    修改前    修改后    修改前    修改后

    1    14.42    4.41    11.59    18.03

    2    4.41    14.42    2.48    15.54

    3    18.03    11.59    15.54    2.48

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硫酸烷基化生产高辛烷值汽油后的废酸,具有恶臭,对环境污染严重。本发明采用简单易行的方法回收利用废酸渣,即将废酸渣直接加热、过滤、浓缩生产浓硫酸,及先将废酸渣水解,静止分层,得到稀硫酸,稀硫酸可用活性炭吸附法或苯酚抽提法脱色除臭,再将稀硫酸加热浓缩或用热载气直接加热生产浓硫酸。在水解分层中可得聚和油,在加热浓缩过程中可得硫醇。本发明回收的硫酸量可占废酸渣的60-70。。

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