阅读说明：本技术 一种用于废硫酸的回收方法 (Method for recovering waste sulfuric acid ) 是由 黄中桂 袁晓林 朱礼华 陈军 孔德明 于 2020-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于废硫酸的回收方法,基于一套回收装置,回收装置包括有过滤釜、萃取釜、精馏Ⅰ釜、精馏Ⅱ釜、阳离子交换树脂柱、浓缩釜和双重冷凝器；本发明的废硫酸的回收方法针对的是氯苯法制备对硝基酚的生产过程,先通过过滤的方式分离废硫酸中的不溶物,用苯萃取废硫酸中的剩余的有机物,并通过精馏的方式分离出萃取剂,再通过离子交换后浓缩得到较高纯度的硫酸溶液；本发明创造性地用萃取的方式将废硫酸中的有机相剥离废硫酸,再通过离子交换拦截溶液中的金属离子,将溶液中盐含量降至最低,实现溶液中杂质过滤,回收的废硫酸、有机相可重复套用,进而降低生产成本,提高经济效益,具有良好的实用性和应用前景。(The invention relates to a recovery method for waste sulfuric acid, which is based on a set of recovery device, wherein the recovery device comprises a filtering kettle, an extraction kettle, a rectification kettle I, a rectification kettle II, a cation exchange resin column, a concentration kettle and a double condenser; the method for recovering the waste sulfuric acid aims at the production process of preparing the p-nitrophenol by the chlorobenzene method, firstly, insoluble substances in the waste sulfuric acid are separated in a filtering mode, the residual organic substances in the waste sulfuric acid are extracted by benzene, an extracting agent is separated in a rectifying mode, and then, a sulfuric acid solution with higher purity is obtained by concentration after ion exchange; the invention creatively uses the extraction mode to strip the organic phase in the waste sulfuric acid from the waste sulfuric acid, then intercepts the metal ions in the solution through ion exchange, reduces the salt content in the solution to the minimum, realizes the filtration of impurities in the solution, and can repeatedly use the recovered waste sulfuric acid and the organic phase, thereby reducing the production cost, improving the economic benefit and having good practicability and application prospect.)

一种用于废硫酸的回收方法

技术领域

本发明涉及废酸回收技术领域，更确切的说是涉及一种用于废硫酸的回收方法。

背景技术

硫酸作为化工产品已经被广泛应用于多个行业生产用，比如化工、石油等生产过程中会产生大量的稀硫酸。为了避免稀硫酸对环境的污染，一般采用石灰或者其他碱性溶液进行中和，但这样不仅造成石灰或者其他碱性溶液的消耗，而且造成硫酸资源的浪费，废硫酸的浓缩不仅有助于降低石灰等物质的耗费，而且能够达到硫酸的回收再利用，有助于增加经济成本，构建资源节约型社会。

目前，生产中稀硫酸的提浓处理主要有以下方法：加热环境下对水分进行高温蒸发洗脱，或者加热的过程中减压浓缩。但是由于硫酸具有较强的腐蚀性，容易腐蚀浓缩设备，高温条件下，浓缩设备的耗损率进一步增加，将增加浓缩设备的维护管理费用。另外，不同的工业废液中除了含有需要回收的稀硫酸，还含有其他废物，比如硫酸法烷基化油生产过程中，异链烷烃与烯烃在强酸催化作用下生成烷基化油，反应只有不仅废液中含有废硫酸，而且还含有少量的未反应完全的异链烷烃、烯烃和为完全分离掉的烷基化油等物质。工厂酸洗的废硫酸液中还有可能存在Fe 3+、Ni+及Cr 3+等金属离子，有的还会存在氯气或者其他一些悬浮物。如果将该废液直接用于加热提浓，只能达到浓缩硫酸效果，无法达到增加硫酸纯度的效果。

综上，现有技术存在的问题是，加热提浓硫酸的过程中，设备耗损率较高，且无法提高硫酸的纯度。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种废硫酸的回收方法，旨在从废硫酸中回收高纯度、高浓度的硫酸溶液，降级损耗率，提高经济效益，避免环境污染。

本发明使通过如下技术方案来实现的：

一种用于废硫酸的回收方法，所述回收方法基于一套回收装置，所述回收装置包括有过滤釜(1)、萃取釜(2)、精馏Ⅰ釜(3)、精馏Ⅱ釜(4)、阳离子交换树脂柱(5)和浓缩釜(6)，所述精馏Ⅰ釜(3)、精馏Ⅱ釜(4)和浓缩釜(6)上均连接有双重冷凝器(7)；

所述废硫酸的回收方法包括有以下步骤：

1).过滤：将含有废硫酸的溶液先转入到过滤釜中，升温加热至50～80℃，往溶液中加入椰壳活性炭，以500～800r/min的搅拌速率搅拌20～40min，恒温静置10～30min，先用微滤膜压滤，再用纳滤膜压滤，控制气压为0.2～0.5Mpa，收集滤液；

2).萃取：将滤液转入到萃取釜中，降温至20～30℃，往滤液中加入萃取剂苯，以500～800r/min的搅拌速率搅拌均匀，静置分层后，将有机相转入到精馏Ⅰ釜中，水相转入到精馏Ⅱ釜中；

3).精馏：根据精馏Ⅰ釜中苯和其他有机物的沸点差异，设置不同的加热温度点，以500～1000r/min的搅拌速率搅拌，将萃取剂和其他有机成分完全分离，釜底的高沸点杂质直接用作燃料燃烧，回收萃取剂苯；

将精馏Ⅱ釜的温度加热至80～100℃，以500～1000r/min的搅拌速率搅拌，收集精馏的轻组分，再次升温至100～110℃，精馏除水，将溶液进行初浓缩；

4).过柱：将精馏Ⅱ釜的精馏重组分转入到阳离子交换树脂柱中进行阳离子交换，从树脂柱下端回收硫酸溶液，控制过柱的温度为20～50℃；

5).浓缩：将过柱后的硫酸溶液转入到浓缩釜中，将釜内温度升温至100～150℃，精馏除水并浓缩硫酸，并根据所需浓度控制精馏温度和精馏时间，得到回收的废硫酸。

作为优选的技术方案，所述回收方法步骤1中过滤釜中加入的椰壳活性炭的质量百分比为5～15％。

作为优选的技术方案，所述回收方法步骤1中微滤膜的膜孔径为500～800nm，纳滤膜的膜孔径为50～250nm。

作为优选的技术方案，所述回收方法步骤2中加入萃取剂苯的质量百分比为30～70％。

作为优选的技术方案，所述回收方法步骤3中精馏Ⅱ釜中硫酸溶液初浓缩后的浓度为30～50％。

作为优选的技术方案，所述回收方法步骤4中的阳离子交换树脂为氢离子交换树脂。

作为优选的技术方案，所述回收方法步骤5中最终回收得到的硫酸溶液的浓度为50～80％。

本发明的有益效果：本发明的废硫酸的回收方法针对的是氯苯法制备对硝基酚的生产过程，先通过过滤的方式分离废硫酸中的不溶物，用苯萃取废硫酸中的剩余的有机物，并通过精馏的方式分离出萃取剂，再通过离子交换后浓缩得到较高纯度的硫酸溶液；本发明创造性地用萃取的方式将废硫酸中的有机相剥离废硫酸，再通过离子交换拦截溶液中的金属离子，将溶液中盐含量降至最低，实现溶液中杂质过滤，回收的废硫酸、有机相可重复套用，进而降低生产成本，提高经济效益，具有良好的实用性和应用前景。

附图说明

图1是本发明用于废硫酸的回收装置整体结构示意图。

图中：1、过滤釜；2、萃取釜；3、精馏Ⅰ釜；4、精馏Ⅱ釜；5、阳离子交换树脂柱；6、浓缩釜；7、双重冷凝器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种用于废硫酸的回收方法，回收方法基于一套回收装置，回收装置包括有过滤釜1、萃取釜2、精馏Ⅰ釜3、精馏Ⅱ釜4、阳离子交换树脂柱5和浓缩釜6，精馏Ⅰ釜3、精馏Ⅱ釜4和浓缩釜6上均连接有双重冷凝器7；

废硫酸的回收方法包括有以下步骤：

1).过滤：将含有废硫酸的溶液先转入到过滤釜中，升温加热至80℃，往溶液中加入椰壳活性炭，以800r/min的搅拌速率搅拌40min，恒温静置30min，先用微滤膜压滤，再用纳滤膜压滤，控制气压为0.5Mpa，收集滤液；

过滤釜中加入的椰壳活性炭的质量百分比为15％；微滤膜的膜孔径为500nm，纳滤膜的膜孔径为50nm；

2).萃取：将滤液转入到萃取釜中，降温至30℃，往滤液中加入萃取剂苯，以800r/min的搅拌速率搅拌均匀，静置分层后，将有机相转入到精馏Ⅰ釜中，水相转入到精馏Ⅱ釜中；

加入萃取剂苯的质量百分比为70％；

3).精馏：根据精馏Ⅰ釜中苯和其他有机物的沸点差异，设置不同的加热温度点，以1000r/min的搅拌速率搅拌，将萃取剂和其他有机成分完全分离，釜底的高沸点杂质直接用作燃料燃烧，回收萃取剂苯；

将精馏Ⅱ釜的温度加热至100℃，以1000r/min的搅拌速率搅拌，收集精馏的轻组分，再次升温至110℃，精馏除水，将溶液进行初浓缩；

精馏Ⅱ釜中硫酸溶液初浓缩后的浓度为50％；

4).过柱：将精馏Ⅱ釜的精馏重组分转入到氢离子交换树脂柱中进行阳离子交换，从树脂柱下端回收硫酸溶液，控制过柱的温度为50℃；

5).浓缩：将过柱后的硫酸溶液转入到浓缩釜中，将釜内温度升温至150℃，精馏除水并浓缩硫酸，并根据所需浓度控制精馏温度和精馏时间，得到回收浓度为80％的废硫酸。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：

一种用于废硫酸的回收方法，回收方法基于一套回收装置，回收装置包括有过滤釜1、萃取釜2、精馏Ⅰ釜3、精馏Ⅱ釜4、阳离子交换树脂柱5和浓缩釜6，精馏Ⅰ釜3、精馏Ⅱ釜4和浓缩釜6上均连接有双重冷凝器7；

废硫酸的回收方法包括有以下步骤：

1).过滤：将含有废硫酸的溶液先转入到过滤釜中，升温加热至50℃，往溶液中加入椰壳活性炭，以800r/min的搅拌速率搅拌20min，恒温静置10min，先用微滤膜压滤，再用纳滤膜压滤，控制气压为0.2Mpa，收集滤液；

过滤釜中加入的椰壳活性炭的质量百分比为5％；微滤膜的膜孔径为800nm，纳滤膜的膜孔径为250nm；

2).萃取：将滤液转入到萃取釜中，降温至20℃，往滤液中加入萃取剂苯，以500r/min的搅拌速率搅拌均匀，静置分层后，将有机相转入到精馏Ⅰ釜中，水相转入到精馏Ⅱ釜中；

加入萃取剂苯的质量百分比为30％；

3).精馏：根据精馏Ⅰ釜中苯和其他有机物的沸点差异，设置不同的加热温度点，以500r/min的搅拌速率搅拌，将萃取剂和其他有机成分完全分离，釜底的高沸点杂质直接用作燃料燃烧，回收萃取剂苯；

将精馏Ⅱ釜的温度加热至80℃，以500r/min的搅拌速率搅拌，收集精馏的轻组分，再次升温至100℃，精馏除水，将溶液进行初浓缩；

精馏Ⅱ釜中硫酸溶液初浓缩后的浓度为30％；

4).过柱：将精馏Ⅱ釜的精馏重组分转入到氢离子交换树脂柱中进行阳离子交换，从树脂柱下端回收硫酸溶液，控制过柱的温度为20℃；

5).浓缩：将过柱后的硫酸溶液转入到浓缩釜中，将釜内温度升温至100℃，精馏除水并浓缩硫酸，并根据所需浓度控制精馏温度和精馏时间，得到回收浓度为50％的废硫酸。

实施例3

本实施例与实施例1、2的不同之处在于：

一种用于废硫酸的回收方法，回收方法基于一套回收装置，回收装置包括有过滤釜1、萃取釜2、精馏Ⅰ釜3、精馏Ⅱ釜4、阳离子交换树脂柱5和浓缩釜6，精馏Ⅰ釜3、精馏Ⅱ釜4和浓缩釜6上均连接有双重冷凝器7；

废硫酸的回收方法包括有以下步骤：

1).过滤：将含有废硫酸的溶液先转入到过滤釜中，升温加热至60℃，往溶液中加入椰壳活性炭，以800r/min的搅拌速率搅拌30min，恒温静置20min，先用微滤膜压滤，再用纳滤膜压滤，控制气压为0.3Mpa，收集滤液；

过滤釜中加入的椰壳活性炭的质量百分比为10％；微滤膜的膜孔径为600nm，纳滤膜的膜孔径为100nm；

2).萃取：将滤液转入到萃取釜中，降温至25℃，往滤液中加入萃取剂苯，以600r/min的搅拌速率搅拌均匀，静置分层后，将有机相转入到精馏Ⅰ釜中，水相转入到精馏Ⅱ釜中；

加入萃取剂苯的质量百分比为50％；

3).精馏：根据精馏Ⅰ釜中苯和其他有机物的沸点差异，设置不同的加热温度点，以800r/min的搅拌速率搅拌，将萃取剂和其他有机成分完全分离，釜底的高沸点杂质直接用作燃料燃烧，回收萃取剂苯；

将精馏Ⅱ釜的温度加热至90℃，以800r/min的搅拌速率搅拌，收集精馏的轻组分，再次升温至105℃，精馏除水，将溶液进行初浓缩；

精馏Ⅱ釜中硫酸溶液初浓缩后的浓度为40％；

4).过柱：将精馏Ⅱ釜的精馏重组分转入到氢离子交换树脂柱中进行阳离子交换，从树脂柱下端回收硫酸溶液，控制过柱的温度为40℃；

5).浓缩：将过柱后的硫酸溶液转入到浓缩釜中，将釜内温度升温至120℃，精馏除水并浓缩硫酸，并根据所需浓度控制精馏温度和精馏时间，得到回收浓度为60％的废硫酸。

实施例4

本实施例与实施例1、2、3的不同之处在于：

一种用于废硫酸的回收方法，回收方法基于一套回收装置，回收装置包括有过滤釜1、萃取釜2、精馏Ⅰ釜3、精馏Ⅱ釜4、阳离子交换树脂柱5和浓缩釜6，精馏Ⅰ釜3、精馏Ⅱ釜4和浓缩釜6上均连接有双重冷凝器7；

废硫酸的回收方法包括有以下步骤：

1).过滤：将含有废硫酸的溶液先转入到过滤釜中，升温加热至70℃，往溶液中加入椰壳活性炭，以800r/min的搅拌速率搅拌25min，恒温静置25min，先用微滤膜压滤，再用纳滤膜压滤，控制气压为0.4Mpa，收集滤液；

过滤釜中加入的椰壳活性炭的质量百分比为10％；微滤膜的膜孔径为700nm，纳滤膜的膜孔径为150nm；

2).萃取：将滤液转入到萃取釜中，降温至25℃，往滤液中加入萃取剂苯，以700r/min的搅拌速率搅拌均匀，静置分层后，将有机相转入到精馏Ⅰ釜中，水相转入到精馏Ⅱ釜中；

加入萃取剂苯的质量百分比为60％；

3).精馏：根据精馏Ⅰ釜中苯和其他有机物的沸点差异，设置不同的加热温度点，以800r/min的搅拌速率搅拌，将萃取剂和其他有机成分完全分离，釜底的高沸点杂质直接用作燃料燃烧，回收萃取剂苯；

将精馏Ⅱ釜的温度加热至95℃，以1000r/min的搅拌速率搅拌，收集精馏的轻组分，再次升温至110℃，精馏除水，将溶液进行初浓缩；

精馏Ⅱ釜中硫酸溶液初浓缩后的浓度为45％；

4).过柱：将精馏Ⅱ釜的精馏重组分转入到氢离子交换树脂柱中进行阳离子交换，从树脂柱下端回收硫酸溶液，控制过柱的温度为35℃；

5).浓缩：将过柱后的硫酸溶液转入到浓缩釜中，将釜内温度升温至120℃，精馏除水并浓缩硫酸，并根据所需浓度控制精馏温度和精馏时间，得到回收浓度为60％的废硫酸。

在本发明中，本发明的废硫酸的回收方法针对的是氯苯法制备对硝基酚的生产过程，先通过过滤的方式分离废硫酸中的不溶物，用苯萃取废硫酸中的剩余的有机物，并通过精馏的方式分离出萃取剂，再通过离子交换后浓缩得到较高纯度的硫酸溶液；本发明创造性地用萃取的方式将废硫酸中的有机相剥离废硫酸，再通过离子交换拦截溶液中的金属离子，将溶液中盐含量降至最低，实现溶液中杂质过滤，回收的废硫酸、有机相可重复套用，进而降低生产成本，提高经济效益，具有良好的实用性和应用前景。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。