一種廢硫酸的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種工業(yè)廢酸的處理方法，具體地，設(shè)及一種廢硫酸回收率高、能夠大 幅降低含酸污水量的廢硫酸的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 濃硫酸作為一種化工原料，在工業(yè)上有著極其廣泛的應(yīng)用。然而，在工業(yè)硫酸的使 用過程中，會(huì)不可避免地產(chǎn)生大量的廢硫酸。例如，在烷基化油的生產(chǎn)工業(yè)中，目前，W液體 酸催化工藝為主，國內(nèi)絕大部分采用硫酸作催化劑。
[0003] 烷基化油具有辛燒值高、蒸汽壓低、不含締控和芳控、硫含量低等優(yōu)點(diǎn)，是理想的 高辛燒值清潔汽油調(diào)和組分。在硫酸催化法生產(chǎn)烷基化油的生產(chǎn)過程中，常會(huì)伴隨產(chǎn)生大 量的含有油、水等雜質(zhì)的廢硫酸，直接排放，將給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，通常將其經(jīng)過工 藝處理后回收利用。烷基化廢硫酸的處理主要有W下幾種工藝：
[0004] 1、生產(chǎn)白碳黑和石油除誘劑工藝
[0005] 首先用水稀釋廢硫酸，其酸渣與水之間的體積比約為1:5-15,達(dá)到靜止分離出聚 合油的目的，分將聚合油分離后的稀硫酸濃度為7重量％~18重量％，然后用娃酸鋼溶液中 和，接著從生成物硫酸鋼溶液中析出水合二氧化娃，經(jīng)老化、洗涂、過濾、干燥、粉碎得到產(chǎn) 品。
[0006] 將廢硫酸中分離出的聚合油進(jìn)行水洗，除去大部分硫酸，再用堿溶液進(jìn)行一次皂 化，靜止后分為輕質(zhì)聚合油層和重質(zhì)聚合油層，將分出的輕、重聚合油分別用堿±金屬氨氧 化物溶液，在溫度30-70°C下過濾，得到輕質(zhì)防誘劑和重質(zhì)防誘劑。
[0007] 該工藝具有工藝成熟、廢硫酸處理徹底、利用率高等優(yōu)點(diǎn)，但也存在產(chǎn)品市場(chǎng)需求 量小、工藝路線復(fù)雜、原料娃酸鋼不易得到、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的稀硫酸和廢液無法滿足直接 排放標(biāo)準(zhǔn)等不足。
[000引 2、生產(chǎn)硫酸錠和防誘劑工藝
[0009] 利用氨水與廢硫酸反應(yīng)生成硫酸錠溶液(含油棟色），硫酸錠濃度W35重量％~38 重量％為宜，對(duì)硫酸錠溶液進(jìn)行沉降除油、脫色、脫臭處理，得到硫酸錠母液，再經(jīng)過蒸發(fā)、 離屯、、干燥后得到可用作化肥的硫酸錠產(chǎn)品。從硫酸錠溶液分出的聚合油經(jīng)過堿液皂化、精 制即可得到防誘劑產(chǎn)品。
[0010] 利用烷基化廢硫酸生產(chǎn)硫酸錠和防誘劑的生產(chǎn)工藝，具有工藝較成熟，設(shè)備選型 容易等優(yōu)點(diǎn)，但目前國內(nèi)的氮肥市場(chǎng)已經(jīng)飽和，而且由廢硫酸制成的硫酸錠肥的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 力受氨水影響較大，且硫酸錠含量只有27重量％，其余為難分解的硫酸根S〇4 2^，肥效較低， 產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)困難較大。同時(shí)，脫色、脫臭劑的使用壽命和再生還需進(jìn)一步改進(jìn)。
[0011] 3、高溫裂解制工業(yè)硫酸工藝
[0012] 烷基化廢硫酸中的硫酸在1000~1100°C的高溫下裂解生成S〇2裂解氣，其中的有 機(jī)物同時(shí)燃燒生成C〇2，高溫裂解氣冷卻后，經(jīng)過酸洗凈化，再送入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，在鐵觸媒催化 劑作用下將S〇2轉(zhuǎn)化生成S〇3，再用98.3重量％的濃硫酸吸收，生產(chǎn)的濃硫酸產(chǎn)品則供烷基化 裝置再次使用，實(shí)現(xiàn)廢硫酸的再生回收利用，廢硫酸回收率約為90%。而有機(jī)物焚燒產(chǎn)生的 高溫尾氣還可W用來生產(chǎn)蒸汽;與此同時(shí)，焚燒產(chǎn)生的尾氣只需經(jīng)簡(jiǎn)單吸收處理，即可達(dá)到 排放指標(biāo)后排入大氣，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。
[0013] 該工藝技術(shù)成熟、廢硫酸處理較徹底，目前，已被廣泛采用，但大多數(shù)廢硫酸經(jīng)高 溫裂解制硫酸工藝，在裂解步驟主要采用的是天然氣燃料與空氣混合燃燒來提供熱能的方 法，該方法天然氣燃料消耗費(fèi)用較大，同時(shí)，天然氣和廢酸中的有機(jī)物燃燒會(huì)生產(chǎn)大量的 水，致使裂解過程產(chǎn)生大量的硫酸含量在2%-10%左右的稀硫酸，將嚴(yán)重影響廢酸回收系 統(tǒng)的水平衡，現(xiàn)有技術(shù)是將過量的稀硫酸中和處理后排放污水池，造成污水處理費(fèi)用和排 污量顯著增加，造成在解決廢酸污染問題的同時(shí)又帶來了廢水污染的問題，因此并沒有從 根本上解決。另外，因引入大量空氣來支撐天然氣和廢酸中的有機(jī)物燃燒，致使裂解氣中 S化氣體濃度被稀釋，在轉(zhuǎn)化步驟中放熱量低，為了維持反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，需采用電熱爐加熱，致 使裝置能耗增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的工業(yè)廢硫酸處理過程中，尤其是采用高溫裂解處理烷基化 廢硫酸來制備工業(yè)硫酸的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量稀硫酸，造成污水處理量和排放量大幅增加， 并且廢硫酸回收率低的問題，目的在于提供一種廢硫酸的處理方法，特別是處理烷基化油 制備過程中產(chǎn)生的廢硫酸的方法。該方法不會(huì)產(chǎn)生大量稀硫酸，可有效減緩廢硫酸處理設(shè) 備露點(diǎn)腐蝕，能夠大幅降低含酸污水處理量和排放量，提高廢硫酸回收率。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種廢硫酸的處理方法，該方法包括：
[0016] a、裂解步驟:使所述廢硫酸在裂解爐內(nèi)裂解，其中，該裂解所需的熱量由第一燃料 和第二燃料與含氧氣體在該裂解爐內(nèi)燃燒而提供；
[0017] b、凈化干燥步驟:將步驟a得到的裂解爐爐氣降溫后，用硫酸洗涂并干燥，得到降 低了水含量的含S〇2凈化氣；
[0018] C、轉(zhuǎn)化步驟:將步驟b得到的含S〇2凈化氣中的S〇2氧化為S〇3;
[0019] d、吸收步驟:將步驟C得到的S〇3用濃度為97~98.3重量％的硫酸吸收，得到濃度 為98~99重量％的硫酸，再將得到的濃度為98~99重量％的硫酸稀釋成濃度為97~98.3重 量％的硫酸；
[0020] 所述第一燃料為硫橫，所述第二燃料為選自天然氣、液化氣、干氣、硫化氨、二甲 酸、輕質(zhì)油和重油中的一種W上。
[0021 ]優(yōu)選地，所述第一燃料和所述第二燃料的重量比為0.01-99.99:1，更優(yōu)選為1-12: 1，進(jìn)一步優(yōu)選為1.5-8:1。
[0022] 優(yōu)選地，所述廢硫酸含有87重量％~90重量％的出S化，所述含氧氣體為空氣。
[0023] 優(yōu)選地，所述含氧氣體的用量使得從裂解爐出來的爐氣中氧氣含量為2-10體 積％。
[0024] 優(yōu)選地，所述第一燃料和所述第二燃料的總量與所述廢硫酸的重量比為（0.1-1.0):1。
[0025] 優(yōu)選地，在所述裂解步驟中，預(yù)先將所述第一燃料加熱到140°C~180°C、并將所述 含氧氣體加熱到190°C~210°C后，通入到所述裂解爐中。
[00%] 優(yōu)選地，步驟a中所述裂解在950°C~1200°C的溫度下進(jìn)行。
[0027]優(yōu)選地，在所述凈化干燥步驟中，所述用硫酸洗涂并干燥包括先用濃度為2-10重 量％的硫酸洗涂，再用濃度為92-95重量％的硫酸干燥。
[00%]優(yōu)選地，使所述凈化干燥步驟中經(jīng)過所述洗涂后得到的硫酸流入到洗涂酸槽 (14)，使所述經(jīng)過所述干燥后的硫酸流入到干燥酸槽（15)中，將該洗涂酸槽（14)和干燥酸 槽(15)中的硫酸的一部分循環(huán)用于裂解爐爐氣的洗涂和干燥，另一部分串用于所述吸收步 驟中所述濃度為98~99重量％的硫酸的稀釋，并將稀釋后得到的濃度為97~98.3重量％的 硫酸按照與用于所述濃度為98~99重量％的硫酸的稀釋的硫酸重量相等的量補(bǔ)充到所述 洗涂酸槽(14)和干燥酸槽(15)中。
[0029] 優(yōu)選地，所述吸收步驟中所述濃度為98~99重量％的硫酸的稀釋所需要的水一部 分來自于從所述洗涂酸槽(14)和干燥酸槽(15)串用的硫酸，另一部分來自于補(bǔ)充水。
[0030] 本發(fā)明人通過反復(fù)深入研究，意外地發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有的采用高溫裂解處理烷基化廢 硫酸來制備工業(yè)硫酸的過程中，之所W產(chǎn)生大量的稀硫酸，是由于使用天然氣為燃料時(shí)，天 然氣燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量水蒸氣，因而在廢硫酸處理過程中產(chǎn)生大量稀硫酸，并最終造成污 水處理量和排放量大幅增加，使得廢硫酸回收率降低，并且在廢硫酸處理過程中產(chǎn)生大量 的水蒸氣還會(huì)對(duì)廢硫酸處理設(shè)備造成露點(diǎn)腐蝕。本發(fā)明人基于上述意外發(fā)現(xiàn)，通過在廢硫 酸裂解步驟中，W硫橫和選自天然氣、液化氣、干氣、硫化氨、二甲酸、輕質(zhì)油和重油中的一 種W上與含氧氣體在裂解爐內(nèi)燃燒提供的熱量使廢硫酸中的硫酸裂解，能夠有效控制爐氣 內(nèi)的水分含量，從而避免了大量稀硫酸的產(chǎn)生，大大降低了含酸污水的處理量和排放量，從 而大大提高了廢硫酸的回收率，同時(shí)有效減緩廢硫酸處理設(shè)備露點(diǎn)腐蝕。另外，由于硫橫燃 燒后產(chǎn)生二氧化硫，使得裂解爐爐氣中的二氧化硫含量升高，進(jìn)而能夠提高濃硫酸的產(chǎn)率。
[0031] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予W詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0032] 附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0033] 圖1是用于說明本發(fā)明的廢硫酸的處理方法的流程圖。
[0034] 附圖標(biāo)記說明
[0035] 1裂解爐、2余熱鍋爐、3空氣預(yù)熱器、4動(dòng)力波洗涂器、5脫吸塔、6填料器、7電除霧 器、8轉(zhuǎn)化器、9干燥器、10第一吸收塔、11第二吸收塔、12省煤器、13尾氣吸收塔、14洗涂酸 槽、15干燥酸槽、16、一吸循環(huán)槽、17二吸循環(huán)槽、18~20累、21鼓風(fēng)機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0036] W下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的廢硫酸的處理方法，該方法包括：
[0038] a、裂解步驟:使所述廢硫酸在裂解爐內(nèi)裂解