[发明专利]一种高浓度废硫酸净化处理工艺

说明书

一种高浓度废硫酸净化处理工艺，属于浓硫酸回收处理技术领域。烷基化反应催化完成后的浓硫酸一般含有除含80～95％的H₂SO₄外，还含有3～8％的有机物和2～8％的水。本发明利用：1）废硫酸加入水中稀释至质量浓度70%或以下；2）依次加入硫酸盐或硫酸氢盐、纤维素粘合剂、氧化剂、氧化硅搅拌均匀；3）将步骤2）所得混合液过滤，液相进入冷冻分离机降温分离盐，液相加热到90~120℃加入氧化剂反应至浅褐色，通过活性炭吸附罐完成处理。不需高温与大量氧化剂，利用絮凝收集除去有机杂质，反应过程温和，去除彻底，成本低，环保效果更好。

技术领域

一种高浓度废硫酸净化处理工艺，属于浓硫酸回收处理技术领域。

背景技术

汽油生产过程中一般需要大量的质量浓度80%以上的高浓度硫酸作为催化剂，烷基化反应催化完成后的浓硫酸一般含有除含80～95％的H₂SO₄外，还含有3～8％的有机物和2～8％的水，有机物主要是高分子烯烃、二烯烃、烷基磺酸、硫酸脂以及硫醇等，这些杂质本身对环境污染大，也导致催化后的浓硫酸难以重复参与烷基化反应，只能用于其他产业，浪费污染严重，处理困难。

现有的处理废硫酸的方法包括：高温裂解法，高温裂解产生二氧化硫再进行催化成三氧化硫，然后用较稀硫酸吸附三氧化硫为浓硫酸。设备成本高、处理成本高、安全隐患高，而且其中有用的成分被白白燃烧了，浪费资源，增加了用户企业成本，反应条件苛刻，而且难以小型化，对于用户企业资金压力大。

高温碳化法，将浓硫酸与氧化镁反应制备硫酸镁，用高温碳化浓硫酸中的有机物等杂质后，溶解分离碳化物与其中硫酸镁，溶液提浓获取硫酸镁，这种手段耗费能源较高，而且废酸不能回收利用，生产的硫酸镁有些依然存留有机物，存在二次污染的可能。其中的碳化物用途不大，造成废物堆积。

高温氧化提纯废硫酸，需要大量的氧化剂对废硫酸中的杂质氧化消耗再提纯，氧化剂用量大，能耗高，有机物处理不彻底，处理后的废硫酸依然无法达到返回烷基化反应的纯度，难以达到回收利用的预期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种处理工艺简单，能量、物料消耗极低，废硫酸回收程度高的高浓度废硫酸净化处理工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高浓度废硫酸净化处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1）废硫酸加入水中稀释至质量浓度70%或以下；

2）依次加入硫酸盐或硫酸氢盐，纤维素粘合剂、氧化剂、氧化硅搅拌均匀；

3）将步骤2）所得混合液过滤，液相进入冷冻分离机降温分离盐，液相加热到90~120℃加入氧化剂反应至浅褐色，氧化后通过活性炭吸附罐完成处理。

申请人发现高浓度废硫酸难处理的原因是：高浓度废硫酸中存在两种形式的油、酸混合体系，一种是烷基化废硫酸的油包酸型，一种是硫酸二甲脂和其他废硫酸的极细微尘型；以上两种体系中的有机杂质在酸性的环境中均以带负电的形式与硫酸产生的负离子相排斥。而本发明所述的工艺在于发现了上述问题的基础上，利用将油包酸或微尘的负电子除掉的方式，使废硫酸中的有机杂质产生絮凝的可能。

步骤2）加入的硫酸盐或硫酸氢盐相当于“油酸分离剂”或“破乳剂”，能够将硫酸与其他大分子物质在分子层面进一步疏远；然后加入的纤维素相当于“粘合剂”，纤维素溶于硫酸后会产生分子间作用力，如氢键力和范德华力，同时产生正电子，和大分子有机物里的负电子互相吸引，将脱离了“油包酸形式”或过度分散的“微尘形式”的有机杂质分子聚拢；此时加入的氧化剂相当于电子释放剂，吸引有机杂质分子上的负电子，有机杂质分子之间得以相互吸引；最后加入的氧化硅则作为“结核剂”，提供正电荷中心，将废硫酸中的相互吸引结合的有机杂质进一步集中固定，最终呈现絮凝现象。过滤掉絮凝杂质后除盐、氧化、吸附微量残余的被氧化小分子有机杂质即可保证所得硫酸纯度满足重新利用的标准。