專利名稱：一種黑硫酸再生的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種黑硫酸再生的方法。
背景技術(shù)：
在聚氯乙烯工業(yè)中，濃硫酸作 為氯乙烯合成裝置混合氣脫水工序的干燥劑和乙炔氣清凈工序的氧化劑，使用后以粘稠黑硫酸形態(tài)排放，這是一種高酸度、黑色、粘稠、有強(qiáng)烈刺激性的廢硫酸，是一種嚴(yán)重危害人體健康、污染大氣、污染水體、污染土壤的強(qiáng)酸性物質(zhì)。普遍的方法是熱裂解法。熱裂解法其優(yōu)點(diǎn)是再生的硫酸品質(zhì)好，可達(dá)到工業(yè)硫酸的標(biāo)準(zhǔn)，該方法適用性廣。其缺點(diǎn)是一次性投資過大，每萬噸投資大約為5000萬元左右，一般企業(yè)無法承受；能耗物耗高，回收硫酸的運(yùn)行成本大約為每噸1500元，約為硫酸市場價(jià)格的3倍，這樣意味著回收越多就賠的越多。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種黑硫酸再生的方法，通過氯乙烯混合脫水工序和乙炔氣清凈步驟產(chǎn)生的黑硫酸回收工藝，黑硫酸(廢硫酸)經(jīng)過凈化、熱解步驟，最終生產(chǎn)出合格的98%的工業(yè)濃硫酸，供氯乙烯合成裝置混合氣脫水工序和乙炔氣清凈工序循環(huán)使用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
本發(fā)明提供一種黑硫酸再生的方法，所采用的原料是氯乙烯混合脫水步驟和乙炔氣清凈步驟產(chǎn)生的黑硫酸，回收再生后的硫酸可以回用到這兩個裝置中，黑硫酸回收率可達(dá)95%以上。具體步驟如下
1)黑硫酸凈化步驟
來自原料儲罐I的黑硫酸，經(jīng)進(jìn)料泵2進(jìn)入凈化釜3，凈化劑經(jīng)計(jì)量后也加入到凈化釜3中，二者混合后在常溫下攪拌10分鐘，經(jīng)出料泵4和過濾器5過濾后進(jìn)入中間儲槽6中，凈化釜3的頂部、中間儲槽6的小部分尾氣(尾氣主要為氯化氫、氮?dú)?、氧氣?進(jìn)入尾氣中和步驟；
2)黑硫酸熱解步驟
來自中間儲槽6的黑硫酸，經(jīng)熱解進(jìn)料泵7、換熱器8管程、換熱器9管程加熱至200-2500C，從熱解塔10的中部進(jìn)入，大部分的黑硫酸通過熱解塔10進(jìn)入塔釜，塔釜中硫酸的溫度控制在為315-330 V，塔釜中的酸濃度為97%-98%，利用重力作用或者抽負(fù)壓出料，經(jīng)換熱器8殼程、換熱器9殼程與黑硫酸換熱降溫、換熱器11用循環(huán)水降溫至50°C以下后進(jìn)入成品罐12，所得成品酸經(jīng)成品酸泵13、過濾器14過濾后回用至氯乙烯混合脫水和乙炔硫酸清凈裝置；而在凈化劑的作用下，熱解塔10內(nèi)黑硫酸中的雜質(zhì)分解為CO2、水等雜質(zhì)分解物，并與其它低沸點(diǎn)物(如水、二氧化硫、氯化氫、硫化物、磷化物等)從塔頂蒸出進(jìn)入尾氣中和步驟；3)尾氣中和步驟
步驟I)所得尾氣(尾氣主要為氯化氫、氮?dú)狻⒀鯕獾?及步驟2)所得雜質(zhì)分解物及其它低沸點(diǎn)物經(jīng)換熱器15用循環(huán)水降溫后用堿洗塔16吸收后剩余尾氣(主要為氮?dú)?、氧氣、二氧化碳?由引風(fēng)機(jī)18進(jìn)行高排空；其中堿洗塔16中的堿液由堿洗塔循環(huán)泵17泵入。其中，上述所用的凈化劑為活性炭、硅藻土、酸性白土、凹凸棒土、白炭黑、分子篩、氧化銅粉、氧化鈷粉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、質(zhì)子酸、空氣中的一種或幾種。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、投資小，使用該方法每萬噸投資僅需200萬元以內(nèi)，而熱解法每萬噸投資約為5000
萬元；
2、成本低，可以盈利，裂解法中硫酸裂解為二氧化硫需要消耗大量的能量，造成能耗高，產(chǎn)品成本高，而本發(fā)明中能耗主要為硫酸的加熱、降溫，再加上使用了熱解塔出料給進(jìn)料加熱，節(jié)約了加熱和冷卻兩方面的能量，所以本發(fā)明的成本較低；
3、工藝流程短，硫酸回收率高；
4、占地面積小。


圖I為本發(fā)明所述方法的工藝流程圖；其中，原料儲罐-I ;進(jìn)料泵-2 ;凈化釜-3 ；出料泵-4 ;過濾器-5 ;中間儲槽-6 ;熱解進(jìn)料泵-7 ;換熱器-8 ;換熱器-9 ;熱解塔-10 ；換熱器-11 ;成品罐-12 ;成品酸泵-13 ;過濾器-14 ;換熱器-15 ;堿洗塔-16 ;堿洗塔循環(huán)泵_17 ;引風(fēng)機(jī)_18。
具體實(shí)施例方式應(yīng)該指出，以下具體說明都是例示性的，旨在對本發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。在本說明書中，除非特別指明，否則所用技術(shù)術(shù)語為本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員常用術(shù)語；本說明書中所用的試驗(yàn)材料如無特別說明均為市售購買產(chǎn)品。如圖I所示，一種黑硫酸再生的方法，包括以下步驟
1)黑硫酸凈化步驟
來自原料儲罐I的黑硫酸，經(jīng)進(jìn)料泵2進(jìn)入凈化釜3，凈化劑經(jīng)計(jì)量后也加入到凈化釜3中，二者混合后在常溫下攪拌10分鐘，經(jīng)出料泵4和過濾器5過濾后進(jìn)入中間儲槽6中，凈化釜3的頂部、中間儲槽6的小部分尾氣(尾氣主要為氯化氫、氮?dú)?、氧氣?進(jìn)入尾氣中和步驟；
2)黑硫酸熱解步驟
來自中間儲槽6的黑硫酸，經(jīng)熱解進(jìn)料泵7、換熱器8管程、換熱器9管程加熱至200-2500C，從熱解塔10的中部進(jìn)入，大部分的黑硫酸通過熱解塔10進(jìn)入塔釜，塔釜中黑硫酸的溫度控制在為315-330°C，塔釜中的硫酸質(zhì)量濃度為97%-98%，利用重力作用或者抽負(fù)壓出料，經(jīng)換熱器8殼程、換熱器9殼程與黑硫酸換熱降溫、換熱器11用循環(huán)水降溫至50°C以下后進(jìn)入成品罐12，所得成品酸經(jīng)成品酸泵13、過濾器14過濾后回用至氯乙烯混合脫水和乙炔硫酸清凈裝置；而在凈化劑的作用下，熱解塔10內(nèi)黑硫酸中的雜質(zhì)分解為CO2、水等雜質(zhì)分解物，雜質(zhì)分解物及其它低沸點(diǎn)物(如水、二氧化硫、氯化氫、硫化物、磷化物等)從塔頂蒸出進(jìn)入尾氣中和步驟；
3)尾氣中和步驟
步驟I)所得尾氣(尾氣主要為氯化氫、氮?dú)?、氧氣?及步驟2)所得雜質(zhì)分解物及其它低沸點(diǎn)物經(jīng)換熱器15用循環(huán)水降溫后用堿洗塔16吸收后剩余尾氣(主要為氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳?由引風(fēng)機(jī)18進(jìn)行高排空；其中堿洗塔16中的堿液由堿洗塔循環(huán)泵17泵入。其中，上述所用的凈化劑為活性炭、硅藻土、酸性白土、凹凸棒土、白炭黑、分子篩、氧化銅粉、氧化鈷粉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、質(zhì)子酸、空氣中的一種或幾種。為便于對本發(fā)明所達(dá)到的效果有進(jìn)一步的了解，現(xiàn)舉較佳實(shí)施例詳細(xì)說明如下。
·
實(shí)施例I
原料為氯乙烯混合脫水黑硫酸，加入的凈化劑為重鉻酸鉀固體(粒度為30目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-0. 5%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率95-99%。實(shí)施例2
原料為乙炔硫酸清凈黑硫酸，加入的凈化劑為重鉻酸鉀固體(粒度為30目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-0. 5%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率95-99%。實(shí)施例3
原料為質(zhì)量比為O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，力口入的凈化劑為重鉻酸鉀固體(粒度為30目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-0. 5%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率95-99%。實(shí)施例4
原料為質(zhì)量比從O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，力口入的凈化劑為高錳酸鉀固體粉末(粒度為40-120目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-0. 6%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率95-99%。實(shí)施例5
原料為質(zhì)量比為O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，加入的凈化劑為氧化銅粉固體粉末(粒度為325目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-0. 5%)和空氣(比例為硫酸質(zhì)量的O. 5%-5. 0%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率 95-99%。實(shí)施例6
原料為質(zhì)量比為O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，力口入的凈化劑為氧化鈷粉固體粉末(粒度為30-50目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-0. 5%)和空氣(比例為硫酸質(zhì)量的O. 5%-5. 0%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率 95-99%。實(shí)施例7
原料為質(zhì)量比為O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，力口入的凈化劑為化學(xué)工業(yè)類活性炭(粒度為50-200目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-1. 0%)和空氣(比例為硫酸質(zhì)量的O. 5%-5. 0%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率 95-99%。實(shí)施例8
原料為質(zhì)量比為O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，力口入的凈化劑為硅藻土粉末(比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-0. 9%)和空氣(比例為硫酸質(zhì)量的
O.5%-5. 0%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率95-99%。
實(shí)施例9
原料為質(zhì)量比為O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，加入的凈化劑為吸附劑凹凸棒土(粒度為10-90目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-1. 0%)和空氣(比例為硫酸質(zhì)量的O. 5%-5. 0%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率 95-99%。實(shí)施例10
原料為質(zhì)量比為O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，力口入的凈化劑為沉淀法白炭黑固體粉末(粒度為80-200目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-1. 0%)和空氣(比例為硫酸質(zhì)量的O. 5%-5. 0%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率95-99%。實(shí)施例11
原料為質(zhì)量比為O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，力口入的凈化劑為A型分子篩(粒度為O. 5-lmm,比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-0. 8%)和空氣(比例為硫酸質(zhì)量的O. 5%-5. 0%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率95-99%。實(shí)施例12
原料為質(zhì)量比為O. 1-2的氯乙烯混合脫水黑硫酸、乙炔硫酸清凈黑硫酸的混合酸，力口入的凈化劑為石油用活性酸性白土固體粉末(粒度為95目，比例為硫酸質(zhì)量的O. 1%-3%)和空氣(比例為硫酸質(zhì)量的O. 5%-5. 0%)，經(jīng)過凈化和熱解步驟得到的再生硫酸的質(zhì)量濃度為98-98. 5%，硫酸回收率95-99%。以上所述，僅為本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)中的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的核心技術(shù)特征的前提下，還可以做若干的改進(jìn)和潤飾，這些潤飾和改進(jìn)也應(yīng)屬于本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種黑硫酸再生的方法，其特征在于，包括以下步驟 I)黑硫酸凈化步驟 來自原料儲罐(I)的黑硫酸，經(jīng)進(jìn)料泵(2)進(jìn)入凈化釜(3)，凈化劑經(jīng)計(jì)量后也加入到凈化釜(3)中，二者混合后在常溫下攪拌10分鐘，經(jīng)出料泵(4)和過濾器(5)過濾后進(jìn)入中間儲槽(6)中，凈化釜(3)的頂部、中間儲槽(6)內(nèi)的小部分尾氣進(jìn)入尾氣中和步驟； 2)黑硫酸熱解步驟 來自中間儲槽出)的黑硫酸，經(jīng)熱解進(jìn)料泵(7)、換熱器(8)管程、換熱器(9)管程加熱至200-250°C，從熱解塔(10)的中部進(jìn)入，大部分的黑硫酸通過熱解塔(10)進(jìn)入塔釜，塔釜中黑硫酸利用重力作用或者抽負(fù)壓出料，經(jīng)換熱器(8)殼程、換熱器(9)殼程與黑硫酸換熱降溫、換熱器(11)用循環(huán)水降溫至50°C以下后進(jìn)入成品罐(12)，所得成品酸經(jīng)成品酸泵(13)、過濾器(14)過濾后回用至氯乙烯混合脫水和乙炔硫酸清凈裝置；而在凈化劑作用下，熱解塔(10)內(nèi)黑硫酸中的雜質(zhì)分解，并與其它低沸點(diǎn)物從塔頂蒸出進(jìn)入尾氣中和步驟； 3)尾氣中和步驟 步驟I)所得尾氣及步驟2)所得雜質(zhì)分解物及其它低沸點(diǎn)物經(jīng)換熱器(15)用循環(huán)水降溫后，用堿洗塔(16)吸收后剩余尾氣由引風(fēng)機(jī)(18)進(jìn)行高排空。
2.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟I)的小部分尾氣包括氯化氫、氮?dú)饧把鯕狻?br> 3.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟I)及步驟2)中所用的凈化劑為活性炭、硅藻土、酸性白土、凹凸棒土、白炭黑、分子篩、氧化銅粉、氧化鈷粉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、質(zhì)子酸或空氣中的一種或幾種。
4.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟2)的塔釜中黑硫酸的溫度控制在315-330°C，塔釜中的硫酸質(zhì)量濃度為97%-98%。
5.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟2)的黑硫酸中的雜質(zhì)分解物為包括CO2及水的混合物。
6.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟2)的其它低沸點(diǎn)物包括水、二氧化硫、氯化氫、硫化物及磷化物。
7.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟3)的剩余尾氣包括氮?dú)?、氧氣、二氧化碳?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種黑硫酸再生的方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的黑硫酸經(jīng)過凈化、熱解步驟，最終生產(chǎn)出合格的98%的工業(yè)濃硫酸，供氯乙烯合成裝置混合氣脫水工序和乙炔氣清凈工序循環(huán)使用。本發(fā)明所提供的方法成本低，可以盈利；本發(fā)明中能耗主要為硫酸的加熱、降溫，再加上使用了熱解塔出料給進(jìn)料加熱，節(jié)約了加熱和冷卻兩方面的能量，故該方法成本較低；此外本發(fā)明工藝流程短，硫酸回收率高。
文檔編號C01B17/90GK102815675SQ20121028371
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者呂濱, 王曉輝 申請人:億利資源集團(tuán)有限公司