專利名稱：低濃度硫酸裂解制取高濃度硫酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢棄物綜合利用化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種以含低濃度硫 酸混合物裂解法制取高濃度硫酸的方法。技術(shù)背景生產(chǎn)硫酸的原料一般為硫鐵礦、硫磺、冶煉煙氣或含硫化氫的酸性氣體 等，其工藝技術(shù)都很成熟。但近年來，隨著國(guó)家對(duì)煉化企業(yè)環(huán)境保護(hù)要求的提高，其在烷基 化過程中所產(chǎn)生的大量濃度為80% 92%的低濃度硫酸(還有5%左右的有機(jī)物，其余為 水份)因無法得到有效的處理而被迫停產(chǎn)。而隨著汽油質(zhì)量升級(jí)的迫切需要，恢復(fù)烷基化 裝置生產(chǎn)又勢(shì)在必行。這就需要開發(fā)一種新的處理方法來解決這一難題，既能給低濃度硫 酸找到出路，解決污染問題，又能對(duì)硫資源進(jìn)行有效的回收利用，降低硫酸的生產(chǎn)成本，使 硫酸(98%酸)在烷基化過程中循環(huán)使用，變廢為寶。目前處理低濃度硫酸的方法有多種，主要有熱分解法、結(jié)晶回收法、催化分解法、 還原法等幾種可再生的硫資源回收利用方法，也有采用直接石灰中和的拋棄法。如熱分解 法的一種是將低濃度硫酸噴入硫鐵礦制酸的沸騰爐中裂解后與爐氣一起進(jìn)入后續(xù)的制酸 系統(tǒng)，該方法需具備有硫鐵礦制酸裝置，投資大，具有相當(dāng)大的局限性；拋棄法則不可取，特 別是在當(dāng)前節(jié)約資源、環(huán)境友好的大背景下很少采用。本發(fā)明是單一采用低濃度硫酸作為原料，通過高溫裂解來生產(chǎn)高濃度硫酸，做到 硫資源的循環(huán)利用，且投資省，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是采用低濃度硫酸作為原料，通過高溫裂解來生產(chǎn)高濃 度硫酸，做到硫資源的循環(huán)利用，同時(shí)做到環(huán)境友好。通過對(duì)煉廠烷基化工藝過程中所產(chǎn)生的以低濃度硫酸為主的混合物采用熱源通 過裂解爐進(jìn)行加熱使其裂解，生成含so2、so3、CO2和水蒸氣等高溫氣體，含SA的高溫氣體 經(jīng)過余熱回收、凈化降溫除濕、爐氣干燥、兩轉(zhuǎn)兩吸工藝生產(chǎn)工業(yè)級(jí)硫酸。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的是以含硫酸重量百分濃度大于80%的硫酸混合物為原 料，通過裂解法制取高濃度硫酸的方法，即利用熱源，如天然氣、煤氣或瓦斯氣和空氣燃燒 來加熱裂解含硫酸的混合物，經(jīng)過裂解，得到主要含S02、S03、0)2和水蒸氣的高溫爐氣，此氣 體經(jīng)過余熱回收、封閉凈化降溫除濕、爐氣干燥、采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝生產(chǎn)工業(yè)級(jí)硫酸。一般的加熱裂解過程是通過臥式裂解爐來實(shí)現(xiàn)的，其反應(yīng)溫度控制在950 1150°C，加熱裂解過程是通過火焰監(jiān)測(cè)器及自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)來控制實(shí)現(xiàn)的；裂解所用空氣是 采用熱空氣，該熱空氣是采用煙道氣間接換熱或電爐加熱至350 700°C后進(jìn)入裂解爐的。從臥式裂解爐尾部出來的含二氧化硫煙氣需補(bǔ)入空氣以燃盡可燃?xì)怏w，空氣量的 大小是通過氧表控制二氧化硫主風(fēng)機(jī)使裂解爐產(chǎn)生微負(fù)壓來實(shí)現(xiàn)的。所述燃盡可燃?xì)怏w 的含二氧化硫煙氣再經(jīng)過余熱鍋爐回收熱量，采取動(dòng)力波洗滌器、填料塔、電除霧器和板式 換熱器封閉酸洗凈化降溫除濕，并經(jīng)干燥達(dá)到制酸要求后采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝生產(chǎn)工業(yè)級(jí)硫 酸。酸洗凈化降溫除濕后含SA氣體溫度控制在25 38°C，其副產(chǎn)的稀硫酸重量百分 濃度為5 30%，作為吸收系統(tǒng)的補(bǔ)充水，以減少一次水的使用。所述的兩轉(zhuǎn)兩吸是采用“3+2”或“3+1”配套尾氣吸收制式，以滿足環(huán)境保護(hù)的需要。所述的工業(yè)級(jí)硫酸為滿足GB/T534-2002標(biāo)準(zhǔn)的重量百分比92. 5%或98%酸兩種 規(guī)格。本發(fā)明的技術(shù)效果為低濃度硫酸的回收率> 97%;產(chǎn)品酸濃度為92. 5%或98% 兩種規(guī)格；尾氣排放滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16^7-1996。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)描述。實(shí)施例本發(fā)明適用于含硫酸濃度大于80%的混合物。來自煉廠烷基化裝置的含 濃度為80% 92%的低濃度硫酸，還有5%左右的有機(jī)物，其余為水份，首先進(jìn)入低濃度硫 酸緩沖槽，用泵機(jī)加壓經(jīng)過霧化后進(jìn)入臥式裂解爐內(nèi)，再配以適量的燃料瓦斯氣，同時(shí)用鼓 風(fēng)機(jī)抽取一定量的空氣采用煙道氣間接換熱或電爐加熱至350 700°C后送入裂解爐中， 通過自動(dòng)點(diǎn)火和火焰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制裂解反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)溫度為950 1150°C。反應(yīng)生成 的含濃度6 12% (干基)的高溫爐氣再經(jīng)過余熱鍋爐回收熱量及動(dòng)力波洗滌器、填 料塔、電除霧器和板式換熱器封閉酸洗凈化降溫除濕，SO2氣體溫度控制在25 38°C，并經(jīng) 干燥后采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝生產(chǎn)工業(yè)級(jí)硫酸。
權(quán)利要求
1.一種低濃度硫酸裂解制取高濃度硫酸的方法，其特征是以含硫酸重量百分濃度大于 80 %的硫酸混合物為原料，通過裂解法制取高濃度硫酸的方法，即利用熱源，如天然氣、煤 氣或瓦斯氣和空氣燃燒來加熱裂解含硫酸的混合物，經(jīng)過裂解，得到主要含S02、S03、CO2和 水蒸氣的高溫爐氣，此氣體經(jīng)過余熱回收、封閉酸洗凈化降溫除濕、爐氣干燥、采用兩轉(zhuǎn)兩 吸工藝生產(chǎn)工業(yè)級(jí)硫酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是加熱裂解過程是通過臥式裂解爐來實(shí)現(xiàn)的， 其反應(yīng)溫度控制在950 1150°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，燃燒所用空氣是采用熱空氣，其溫度為350 700°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述，熱空氣是由空氣通過煙道氣間接換熱或電爐直接加熱所得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是加熱裂解過程是通過火焰監(jiān)測(cè)器及自動(dòng) 點(diǎn)火系統(tǒng)來控制實(shí)現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是從臥式裂解爐尾部出來的含二氧化硫煙氣需 補(bǔ)入空氣以燃盡可燃?xì)怏w，空氣量的大小是通過氧表控制二氧化硫主風(fēng)機(jī)使裂解爐產(chǎn)生微 負(fù)壓來實(shí)現(xiàn)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述燃盡可燃?xì)怏w的含二氧化硫煙氣再經(jīng)過 余熱鍋爐回收熱量，采取動(dòng)力波洗滌器、填料塔、電除霧器和板式換熱器封閉酸洗凈化降溫 除濕，并經(jīng)干燥達(dá)到制酸要求后采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝生產(chǎn)工業(yè)級(jí)硫酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征是封閉酸洗凈化降溫除濕后含Sh氣體溫 度控制在25 38°C，其副產(chǎn)的稀硫酸重量百分濃度為5 30%，作為吸收系統(tǒng)的補(bǔ)充水， 以減少一次水的使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征是兩轉(zhuǎn)兩吸是采用“3+2”或“3+1”配套采 用堿液吸收尾氣制式，以滿足環(huán)境保護(hù)的需要。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征是工業(yè)級(jí)硫酸為滿足GB/T534-2002標(biāo)準(zhǔn) 的重量百分比93%或98%酸兩種規(guī)格。
全文摘要
本發(fā)明屬于廢棄物綜合利用化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及以含低濃度硫酸混合物裂解法制取高濃度硫酸的方法。是以含硫酸重量百分濃度大于80％的硫酸混合物為原料，通過裂解法制取高濃度硫酸的方法，即利用熱源，如天然氣、煤氣或瓦斯氣和空氣燃燒來加熱裂解含硫酸的混合物，經(jīng)過裂解，得到主要含SO2、SO3、CO2和水蒸氣的高溫爐氣，此氣體經(jīng)過余熱回收、封閉酸洗凈化降溫除濕、爐氣干燥、采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝生產(chǎn)工業(yè)級(jí)硫酸。
文檔編號(hào)C01B17/88GK102050430SQ20091021278
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者吳衛(wèi)民, 易東明, 杭德森, 江碧清, 魏蘭 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 南化集團(tuán)研究院