BDO废硫酸资源化利用研究
时二龙
（陕西陕化煤化工集团有限公司，陕西华县 714100）
[摘 要] 陕化集团BDO装置废硫酸中含有有机物、硫化物等杂质，若采用常规废硫酸处理装置，投资大，生产成本高；而直接将其作为磷铵装置的原料，则会影响系统的正常生产。基于磷铵生产条件进行模拟试验，将经热空气吹除处理后的废硫酸加磷矿粉在萃取槽内反应，并对吹除尾气予以中和洗涤处理。以模拟试验为基础进行中试，取得了成功，据此设计了BDO废硫酸资源化利用方案，具有投资小、工艺简单、易于操作等特点。
[关键词] BDO装置；废硫酸；资源化利用；模拟实验；热空气吹除；磷矿粉；萃取；吹除尾气处理
[中图分类号] X 703 [文献标志码] A [文章编号] 1004-9932（2017）03-0058-03
1 概 述
陕化集团BDO公司生产1,4－丁二醇（简称BDO）所用的乙炔气体要求用浓硫酸洗涤净化。现有BDO装置产能为30 kt/a，每年产生约3 000 t废硫酸，二期BDO装置建成后总产能将达130 kt/a，每年会产生近9 000 t废硫酸。废硫酸中主要含有硫酸90%～92%、水分5%～7%，以及少量乙炔类、醛类、酮类等有机物和硫化物、炭黑等杂质。BDO废硫酸为稳定的黑褐色粘稠液体，经稀释后呈褐色或浅褐色，无明显悬浮物。之所以形成稳定粘稠液体，是因为浓硫酸在乙炔气处理工序中，除硫酸本身携带的杂质外，乙炔气体中的杂质被浓硫酸洗涤吸收、氧化，并溶解了部分乙炔，还有可能与乙炔产生氧化和聚合反应而生成炭黑和其他物质等[1]。
目前，国内外普遍采用的废硫酸处理方法主要有高温热解法、高温裂解法、氧化法、萃取法等[2]，这些方法的共同特点是，装置投资大、生产成本高，1套10 kt/a的废硫酸处理装置投资约需7 000万元，且处理成本在600～800元/t之间，远远超出了硫酸本身的商品价值。
陕化集团复肥公司生产磷铵产品的原料之一就是硫酸。利用现有磷铵装置实现对BDO废硫酸的资源化利用是最佳选择。
陕化集团复肥公司曾在磷铵生产中进行过多次试验，将未经处理的BDO废硫酸直接用于磷铵生产，或以不同比例与商品硫酸混合后再利用，或用作调整养分的原料，试用于磷铵装置中不同的位置。但试用时会产生大量的泡沫，严重时影响系统正常生产，同时也有刺激性气体溢出，若不进行处理，会对环境造成污染。泡沫的消除有2种途径，一种是对磷铵装置进行适应性改造，在生产过程中对泡沫进行消除；另一种是对废硫酸进行预处理，消除产生泡沫的物质。公司拟采用第二种途径，通过模拟试验探索BDO废硫酸的资源化利用方案。
2 模拟试验
2.1 试验目的
通过简单、经济的方法处理废硫酸，使之能达到磷铵生产的要求。
2.2 试验原理
BDO废硫酸直接用于磷铵生产，磷铵装置中产生泡沫和刺激性气味的原因是废硫酸中含有有机物和SO2。废硫酸中的一部分有机物和SO2可被热空气直接吹除，一部分有机物可在一定温度下被空气和硫酸氧化[2]。据硫酸水溶液的沸点图（图1）可以看出：气体吹除氧化温度应在100～200 ℃之间，在此温度范围内，随着温度升高硫酸浓度不断升高；在200 ℃以内气相中几乎没有硫酸，长时间吹除所带走的硫酸是很少的。因此，吹除气温度应控制在200 ℃以内。
图1 硫酸水溶液的沸点
更多内容详见《中氮肥》2017年第3期