一种废硫酸的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种废硫酸的处理方法，该方法通过在废硫酸的裂解过程中使用作为第一燃料的硫磺和作为第二燃料的选自天然气、液化气、干气、硫化氢、二甲醚、轻质油和重油中的一种以上与含氧气体在该裂解炉内燃烧提供热量，能够有效控制炉气内的水分含量，减缓废硫酸处理设备露点腐蚀，大幅降低含酸污水处理量和排放量，提高废硫酸回收率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业废酸的处理方法，具体地，涉及一种废硫酸回收率高、能够大幅降低含酸污水量的废硫酸的处理方法。
技术介绍
浓硫酸作为一种化工原料，在工业上有着极其广泛的应用。然而，在工业硫酸的使用过程中，会不可避免地产生大量的废硫酸。例如，在烷基化油的生产工业中，目前，以液体酸催化工艺为主，国内绝大部分采用硫酸作催化剂。烷基化油具有辛烷值高、蒸汽压低、不含烯烃和芳烃、硫含量低等优点，是理想的高辛烷值清洁汽油调和组分。在硫酸催化法生产烷基化油的生产过程中，常会伴随产生大量的含有油、水等杂质的废硫酸，直接排放，将给生态环境造成严重污染，通常将其经过工艺处理后回收利用。烷基化废硫酸的处理主要有以下几种工艺：1、生产白碳黑和石油除锈剂工艺首先用水稀释废硫酸，其酸渣与水之间的体积比约为1:5-15，达到静止分离出聚合油的目的，分将聚合油分离后的稀硫酸浓度为7重量％～18重量％，然后用硅酸钠溶液中和，接着从生成物硫酸钠溶液中析出水合二氧化硅，经老化、洗涤、过滤、干燥、粉碎得到产品。将废硫酸中分离出的聚合油进行水洗，除去大部分硫酸，再用碱溶液进行一次皂化，静止后分为轻质聚合油层和重质聚合油层，将分出的轻、重聚合油分别用碱土金属氢氧化物溶液，在温度30-70℃下过滤，得到轻质防锈剂和重质防锈剂。该工艺具有工艺成熟、废硫酸处理彻底、利用率高等优点，但也存在产品市场需求量小、工艺路线复杂、原料硅酸钠不易得到、生产过程中产生的稀硫酸和废液无法满足直接排放标准等不足。2、生产硫酸铵和防锈剂工艺利用氨水与废硫酸反应生成硫酸铵溶液(含油棕色)，硫酸铵浓度以35重量％～38重量％为宜，对硫酸铵溶液进行沉降除油、脱色、脱臭处理，得到硫酸铵母液，再经过蒸发、离心、干燥后得到可用作化肥的硫酸铵产品。从硫酸铵溶液分出的聚合油经过碱液皂化、精制即可得到防锈剂产品。利用烷基化废硫酸生产硫酸铵和防锈剂的生产工艺，具有工艺较成熟，设备选型容易等优点，但目前国内的氮肥市场已经饱和，而且由废硫酸制成的硫酸铵肥的市场竞争力受氨水影响较大，且硫酸铵含量只有27重量％，其余为难分解的硫酸根SO42-，肥效较低，产品进入市场困难较大。同时，脱色、脱臭剂的使用寿命和再生还需进一步改进。3、高温裂解制工业硫酸工艺烷基化废硫酸中的硫酸在1000～1100℃的高温下裂解生成SO2裂解气，其中的有机物同时燃烧生成CO2，高温裂解气冷却后，经过酸洗净化，再送入转化系统，在铁触媒催化剂作用下将SO2转化生成SO3，再用98.3重量％的浓硫酸吸收，生产的浓硫酸产品则供烷基化装置再次使用，实现废硫酸的再生回收利用，废硫酸回收率约为90％。而有机物焚烧产生的高温尾气还可以用来生产蒸汽；与此同时，焚烧产生的尾气只需经简单吸收处理，即可达到排放指标后排入大气，达到保护环境的目的。该工艺技术成熟、废硫酸处理较彻底，目前，已被广泛采用，但大多数废硫酸经高温裂解制硫酸工艺，在裂解步骤主要采用的是天然气燃料与空气混合燃烧来提供热能的方法，该方法天然气燃料消耗费用较大，同时，天然气和废酸中的有机物燃烧会生产大量的水，致使裂解过程产生大量的硫酸含量在2％-10％左右的稀硫酸，将严重影响废酸回收系统的水平衡，现有技术是将过量的稀硫酸中和处理后排放污水池，造成污水处理费用和排污量显著增加，造成在解决废酸污染问题的同时又带来了废水污染的问题，因此并没有从根本上解决。另外，因引入大量空气来支撑天然气和废酸中的有机物燃烧，致使裂解气中SO2气体浓度被稀释，在转化步骤中放热量低，为了维持反应转化率，需采用电热炉加热，致使装置能耗增加。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的工业废硫酸处理过程中，尤其是采用高温裂解处理烷基化废硫酸来制备工业硫酸的过程中，会产生大量稀硫酸，造成污水处理量和排放量大幅增加，并且废硫酸回收率低的问题，目的在于提供一种废硫酸的处理方法，特别是处理烷基化油制备过程中产生的废硫酸的方法。该方法不会产生大量稀硫酸，可有效减缓废硫酸处理设备露点腐蚀，能够大幅降低含酸污水处理量和排放量，提高废硫酸回收率。为了实现上述目的，本专利技术提供一种废硫酸的处理方法，该方法包括：a、裂解步骤：使所述废硫酸在裂解炉内裂解，其中，该裂解所需的热量由第一燃料和第二燃料与含氧气体在该裂解炉内燃烧而提供；b、净化干燥步骤：将步骤a得到的裂解炉炉气降温后，用硫酸洗涤并干燥，得到降低了水含量的含SO2净化气；c、转化步骤：将步骤b得到的含SO2净化气中的SO2氧化为SO3；d、吸收步骤：将步骤c得到的SO3用浓度为97～98.3重量％的硫酸吸收，得到浓度为98～99重量％的硫酸，再将得到的浓度为98～99重量％的硫酸稀释成浓度为97～98.3重量％的硫酸；所述第一燃料为硫磺，所述第二燃料为选自天然气、液化气、干气、硫化氢、二甲醚、轻质油和重油中的一种以上。优选地，所述第一燃料和所述第二燃料的重量比为0.01-99.99:1，更优选为1-12:1，进一步优选为1.5-8:1。优选地，所述废硫酸含有87重量％～90重量％的H2SO4，所述含氧气体为空气。优选地，所述含氧气体的用量使得从裂解炉出来的炉气中氧气含量为2-10体积％。优选地，所述第一燃料和所述第二燃料的总量与所述废硫酸的重量比为(0.1-1.0)：1。优选地，在所述裂解步骤中，预先将所述第一燃料加热到140℃～180℃、并将所述含氧气体加热到190℃～210℃后，通入到所述裂解炉中。优选地，步骤a中所述裂解在950℃～1200℃的温度下进行。优选地，在所述净化干燥步骤中，所述用硫酸洗涤并干燥包括先用浓度为2-10重量％的硫酸洗涤，再用浓度为92-95重量％的硫酸干燥。优选地，使所述净化干燥步骤中经过所述洗涤后得到的硫酸流入到洗涤酸槽(14)，使所述经过所述干燥后的硫酸流入到干燥酸槽(15)中，将该洗涤酸槽(14)和干燥酸槽(15)中的硫酸的一部分循环用于裂解炉炉气的洗涤和干燥，另一部分串用于所述吸收步骤中所述浓度为98～99重量％的硫酸的稀释，并将稀释后得到的浓度为97～98.3重量％的硫酸按照与用于所述浓度为98～99重量％的硫酸的稀释的硫酸重量相等的量补充到所述洗涤酸槽(14)和干燥酸槽(15)中。优选地，所述吸收步骤中所述浓度为98～99重量％的硫酸的稀释所需要的水一部分来自于从所述洗涤酸槽(14)和干燥酸槽(15)串用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废硫酸的处理方法，该方法包括：a、裂解步骤：使所述废硫酸在裂解炉内裂解，其中，该裂解所需的热量由第一燃料和第二燃料与含氧气体在该裂解炉内燃烧而提供；b、净化干燥步骤：将步骤a得到的裂解炉炉气降温后，用硫酸洗涤并干燥，得到降低了水含量的含SO2净化气；c、转化步骤：将步骤b得到的含SO2净化气中的SO2氧化为SO3；d、吸收步骤：将步骤c得到的SO3用浓度为97～98.3重量％的硫酸吸收，得到浓度为98～99重量％的硫酸，再将得到的浓度为98～99重量％的硫酸稀释成浓度为97～98.3重量％的硫酸；所述第一燃料为硫磺，所述第二燃料为选自天然气、液化气、干气、硫化氢、二甲醚、轻质油和重油中的一种以上。

【技术特征摘要】
1.一种废硫酸的处理方法，该方法包括：
a、裂解步骤：使所述废硫酸在裂解炉内裂解，其中，该裂解所需的热
量由第一燃料和第二燃料与含氧气体在该裂解炉内燃烧而提供；
b、净化干燥步骤：将步骤a得到的裂解炉炉气降温后，用硫酸洗涤并
干燥，得到降低了水含量的含SO2净化气；
c、转化步骤：将步骤b得到的含SO2净化气中的SO2氧化为SO3；
d、吸收步骤：将步骤c得到的SO3用浓度为97～98.3重量％的硫酸吸收，
得到浓度为98～99重量％的硫酸，再将得到的浓度为98～99重量％的硫酸稀
释成浓度为97～98.3重量％的硫酸；
所述第一燃料为硫磺，所述第二燃料为选自天然气、液化气、干气、硫
化氢、二甲醚、轻质油和重油中的一种以上。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述第一燃料和所述第二燃料的重
量比为0.01-99.99:1，优选为1-12:1，更优选为1.5-8:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废硫酸含有87重量％～90
重量％的H2SO4，所述含氧气体为空气。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述含氧气体的
用量使得从裂解炉出来的炉气中氧气含量为2-10体积％。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述第一燃料和
所述第二燃料的总量与所述废硫酸的重量比为(0.1-1.0)：1。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗庆金，湛明，余良军，胡先念，
申请(专利权)人：惠州宇新化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44