烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法技术

本发明专利技术公开了一种烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法，该方法包括废酸渣水解、钛液提纯、管式超滤膜浓缩、钛液蒸发浓缩、生产副产品氯化铵5个步骤。本发明专利技术从烯烃聚合工业废酸渣大量回收钛，工艺操作要求低、回收率高、同时产生的副产物氯化铵化肥、对环境友好，具有广阔的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法
本专利技术属于石油化工
，尤其涉及烯烃聚合催化剂的工业生产中四氯化钛废液回收过程中副产物的处理，具体为一种烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法。
技术介绍
在烯烃聚合催化剂的工业生产中，四氯化钛是一种重要的并大量使用的原料，使用后产生大量含四氯化钛的废酸渣。废酸渣的水质组分非常复杂。但其中的阳离子主要是钛，约占99%，而阴离子只有氯。关于废酸渣现有处理技术有两种。第一方法是采用将废酸渣加入生石灰进行中和反应，产生大量沉淀物，再用板框压滤机分离出沉淀物。所以通过板框压滤不能回收有价值的钛。第二种方法是直接对废酸渣采用高温蒸发工艺，将废酸渣中的盐酸蒸发出来，蒸发釜釜底会产生氧化钛晶体，但是由于是工作在盐酸的环境，因此，对设备的防腐要求极其高，很难实现批量生产和长周期运行。而且第二种方法还存在如下问题：蒸馏塔底温度高，造成烷氧基钛和酯钛络合物等有机物的分解，结焦，积垢，为了使塔底物容易出料，需要控制蒸发温度，留有一定量的TiCl4。这样就大大降低了TiCl4回收率，增加了废物的量。且废物进行再处理时产生大量的酸水、酸气和废渣不容易处理，污染环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种既能从烯烃聚合工业废酸渣中提取高纯度钛液，又能使提纯钛液的过程节能环保，将其副产物资源化处理的方法。为了实现上述目的，本专利技术首先对废酸渣进行水解，为了去除废酸渣水解后溶液中含有的杂质，提取高纯度钛液，因此在此过程中引入了一定量的阳离子氨。在提纯钛液的过程中，再将氨回收，最终的产品为氯化铵化肥。具体方案为：一种烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法，包括以下步骤：步骤1废酸渣水解：将含有四氯化钛的废酸渣在常温常压下依次进行两次水解，收集两次水解上清液；所述常温为20~30℃，所述常压为一个标准大气压；步骤2钛液提纯：步骤1收集到的水解上清液过滤后加入氨水及氯化镁调节pH值至10.5~12.5，静置除去沉淀，获取氢氧化钛悬浮液；步骤3管式超滤膜浓缩：将步骤2获得氢氧化钛悬浮液通过管式超滤膜系统进行浓缩，氢氧化钛浓缩物进入步骤4；膜产水进入步骤5；步骤4钛液蒸发浓缩：将步骤3的氢氧化钛浓缩物经过蒸发器进一步浓缩；蒸发冷凝液进入步骤5；步骤5生产副产品氯化铵：将管式超滤膜浓缩产生的膜产水和钛液蒸发浓缩产生的蒸发冷凝液混合在一起，混合液加入盐酸，调整pH值为4.5~5.0，通过电渗析进行浓缩，然后进入蒸发结晶系统，经过蒸发、冷却结晶和离心分离，得到氯化铵晶体。进一步的，步骤3中管式超滤膜过滤精度为0.05微米。进一步的，步骤4中采用两效蒸发器进行蒸发浓缩并采用逆流进料方式。进一步的，步骤5中电渗析进行浓缩，浓缩液达到200000ppm时再进入MVR蒸发结晶系统，获得达99%以上纯度的氯化铵晶体；电渗析产生的淡盐水经过反渗透膜脱盐处理，反渗透膜（RO）处理后的淡水回流至步骤1中作为水解用水。进一步的优化方案，步骤1在常温常压水解系统中进行，所述常温常压水解系统包括一级水解系统、二级水解系统、废酸渣收集系统、压滤系统、水解上清液收集装置、清水进水管及废酸渣进料装置；所述一级水解系统包括：一级水解箱、一级水解循环泵、一级水解外输泵；所述二级水解系统包括：二级水解箱、二级水解循环泵、二级水解外输泵；所述废酸渣收集系统包括：污泥箱、污泥给料泵；所述一级水解箱和二级水解箱均设置有废酸渣进口、废酸渣及循环水出口、进液口、水解上清液出口及循环水入口；一级水解箱的废酸渣进口与所述废酸渣进料装置连接；一级水解箱的进液口通过一条支管路连接至所述清水进水管，且该支管路上设有一级水解箱进水阀；一级水解箱的废酸渣及循环水出口通过管路连接至一级水解循环泵的进水端，一级水解循环泵的出水端管路分成两个分支管路，分别连接至一级水解箱的循环水入口和二级水解箱的废酸渣进口，其中与一级水解箱的循环水入口连接的分支管路上设置有一级水解箱进口循环阀，与二级水解箱的废酸渣进口连接的分支管路上设置有一级水解泵出口排放阀；一级水解箱的上清液出口连接至一级水解外输泵的进水端，一级水解外输泵的出水管路连接至水解上清液收集装置；二级水解箱的进液口通过一条支管路连接至所述清水进水管，且该支管路上设有二级水解箱进水阀；二级水解箱的废酸渣及循环水出口通过管路连接至二级水解循环泵的进水端，二级水解循环泵的出水端管路分成两个分支管路，分别连接至二级水解箱的循环水入口和污泥箱的进口，其中与二级水解箱的循环水入口连接的分支管路上设置有二级水解箱进口循环阀，与污泥箱的进口连接的分支管路上设置有二级水解泵出口排放阀；二级水解箱的上清液出口连接至二级水解外输泵的进水端，二级水解外输泵的出水管路连接至水解上清液收集装置；污泥箱的出口通过管路连接污泥给料泵的进料端，污泥给料泵的出料端通过管路连接至压滤系统，压滤系统的滤液排出管路接入二级水解箱。进一步的，步骤3中管式超滤膜系统包括管式膜给水泵、管式膜循环泵、管式膜装置、管式膜产水箱、中和水泵、管式膜清洗装置和自动控制装置；步骤3的具体操作为：氢氧化钛悬浮液通过管式膜给水泵提升后进入管式膜装置进行浓缩，管式膜给水泵来水与循环浓缩液混合后经管式膜循环泵提升至管式膜装置，管式膜装置浓缩物排放至氢氧化钛料液箱，以备后续蒸发和煅烧获得钛白粉；管式膜装置膜产水进入到管式膜产水箱，通过中和水泵排出。进一步的，步骤5生产副产品氯化铵使用的设备包括盐酸中和系统、电渗析膜浓缩系统和蒸发结晶系统；所述电渗析膜浓缩系统包括电渗析循环装置、浓水输出装置、淡水反渗透膜脱盐装置，所述电渗析循环装置中包括有电渗析器、多个循环泵及多个储液箱；盐酸中和系统中和后的溶液输送至电渗析循环装置通过电渗析器进行浓缩，电渗析浓缩液通过浓水输出装置输送至蒸发结晶系统蒸发获得氯化铵结晶产品，电渗析脱盐后淡水输送至淡水反渗透膜脱盐装置进行进一步脱盐；经过反渗透膜进一步脱盐的淡水回流至常温常压水解系统用于循环水解，经反渗透膜进一步脱盐获得的浓水再进入电渗析流程中；所述蒸发结晶系统，包括：进料预热装置、蒸发装置、结晶装置、出料装置及冷凝装置；经进料预热装置预热后将物料打入蒸发装置中的气液分离器中完成进料；通过蒸发装置中的蒸汽压缩机增温增压完成蒸发，蒸发后获得的浓缩溶液在达到预定浓度后输送至结晶装置中冷却结晶，蒸发后的蒸汽进入冷凝装置冷凝；结晶装置冷却结晶获得的氯化铵晶体通过出料装置中的离心机离心被收集，离心后的母液经出料装置中的母液回流预热器加热后外排或者输送回蒸发装置；冷凝装置中获得的冷凝液一部分用于给蒸汽压缩机的喷水罐补水，另一部分与步骤3管式超滤膜浓缩获得的膜产水合并。本专利技术的优点和有益效果是：该专利技术为难处理的工艺废水实现资源化处理的提供了良好的方案。本方法首先经水解单元水解反应，使废酸渣几乎全部溶解成水溶液，所产生的污泥量很少，大大减少了固废量；加氨水和加镁去除磷和硅，从而得到高浓度高纯度的氢氧化钛溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1废酸渣水解：将含有四氯化钛的废酸渣在常温常压下依次进行两次水解，收集两次水解上清液；/n步骤2钛液提纯：步骤1收集到的水解上清液过滤后加入氨水及氯化镁调节pH值至10.5~12.5，静置除去沉淀，获取氢氧化钛悬浮液；/n步骤3管式超滤膜浓缩：将氢氧化钛悬浮液通过管式超滤膜系统进行浓缩，氢氧化钛浓缩物进入步骤4；膜产水进入步骤5；/n步骤4钛液蒸发浓缩：将步骤3的氢氧化钛浓缩物经过蒸发器进一步浓缩；蒸发冷凝液进入步骤5；/n步骤5生产副产品氯化铵：将管式超滤膜浓缩产生的膜产水和钛液蒸发浓缩产生的蒸发冷凝液混合在一起，混合液加入盐酸，调整pH值为4.5~5.0，通过电渗析进行浓缩，然后进入蒸发结晶系统，经过蒸发、冷却结晶和离心分离，得到氯化铵晶体。/n

【技术特征摘要】
1.一种烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1废酸渣水解：将含有四氯化钛的废酸渣在常温常压下依次进行两次水解，收集两次水解上清液；
步骤2钛液提纯：步骤1收集到的水解上清液过滤后加入氨水及氯化镁调节pH值至10.5~12.5，静置除去沉淀，获取氢氧化钛悬浮液；
步骤3管式超滤膜浓缩：将氢氧化钛悬浮液通过管式超滤膜系统进行浓缩，氢氧化钛浓缩物进入步骤4；膜产水进入步骤5；
步骤4钛液蒸发浓缩：将步骤3的氢氧化钛浓缩物经过蒸发器进一步浓缩；蒸发冷凝液进入步骤5；
步骤5生产副产品氯化铵：将管式超滤膜浓缩产生的膜产水和钛液蒸发浓缩产生的蒸发冷凝液混合在一起，混合液加入盐酸，调整pH值为4.5~5.0，通过电渗析进行浓缩，然后进入蒸发结晶系统，经过蒸发、冷却结晶和离心分离，得到氯化铵晶体。


2.根据权利要求1所述的烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法，其特征在于：步骤3中管式超滤膜过滤精度为0.05微米。


3.根据权利要求1所述的烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法，其特征在于：步骤4中采用两效蒸发器进行蒸发浓缩并采用逆流进料方式。


4.根据权利要求1所述的烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法，其特征在于：步骤5中电渗析进行浓缩，浓缩液达到200000ppm时再进入MVR蒸发结晶系统，获得达99%以上纯度的氯化铵晶体；电渗析产生的淡盐水经过反渗透膜脱盐处理，反渗透膜处理后的淡水回流至步骤1中作为水解用水。


5.根据权利要求1所述的烯烃聚合工业废酸渣提纯钛液过程中获得副产物铵肥的方法，其特征在于：其特征在于：
步骤1在常温常压水解系统中进行，所述常温常压水解系统包括一级水解系统、二级水解系统、废酸渣收集系统、压滤系统、水解上清液收集装置（5）、清水进水管（6）及废酸渣进料装置（7）；
所述一级水解系统包括：一级水解箱（1-1）、一级水解循环泵（1-2）、一级水解外输泵（1-3）；所述二级水解系统包括：二级水解箱（2-1）、二级水解循环泵（2-2）、二级水解外输泵（2-3）；所述废酸渣收集系统包括：污泥箱（3-1）、污泥给料泵（3-2）；
所述一级水解箱（1-1）和二级水解箱（2-1）均设置有废酸渣进口、废酸渣及循环水出口、进液口、水解上清液出口及循环水入口；
一级水解箱（1-1）的废酸渣进口与所述废酸渣进料装置（7）连接；一级水解箱（1-1）的进液口通过一条支管路连接至所述清水进水管（6），且该支管路上设有一级水解箱进水阀（1-4）；一级水解箱（1-1）的废酸渣及循环水出口通过管路连接至一级水解循环泵（1-2）的进水端，一级水解循环泵（1-2）的出水端管路分成两个分支管路，分别连接至一级水解箱（1-1）的循环水入口和二级水解箱（2-1）的废酸渣进口，其中与一级水解箱（1-1）的循环水入口连接的分支管路上设置有一级水解箱进口循环阀（1-5），与二级水解箱（2-1）的废酸渣进口连接的分支...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宏斌，徐传海，包满，安杉，魏亮，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，北京燕山翔宇环保工程技术有限公司，中国石化催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11