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BDO废硫酸资源化利用研究

[日期:2017-06-12] 来源:《中氮肥》2017年第3期  作者: [字体: ]

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

 

[  ] 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] 1004-9932201703-0058-03

 

1   

    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,110 kt/a的废硫酸处理装置投资约需7 000万元,且处理成本在600800/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100200 ℃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。

1   硫酸水溶液的沸点

更多内容详见《中氮肥》2017年第3

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