[發(fā)明專利]從2,4,6-三硝基甲苯硝化廢酸中回收高純硫酸的方法及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102936002A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉正芳;宋凱;舒帆;孟慶強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京豐澤綠源環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號: C01B17/94
• 分類號: C01B17/94
• 代理公司: 北京金闕華進(jìn)專利事務(wù)所(普通合伙) 11224
• 代理人: 曹正鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)廢酸處理領(lǐng)域，確切地說是涉及從2,4,6-三硝基甲苯（TNT）硝化廢酸中回收高純硫酸的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

TNT硝化廢酸主要是粗制TNT階段三段硝化工藝所排放的廢酸液，其中含有高濃度的硫酸和大量的芳香族硝基化合物。由于硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，而芳香族硝基化合物具有致癌、致畸和致突變的性質(zhì)，因此直接排放不僅會(huì)對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成極大的危害，而且也會(huì)造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

目前，廢硫酸處理的傳統(tǒng)方法，主要有濃縮法和高溫裂解法。濃縮法是利用各種濃縮器加熱濃縮廢稀硫酸，主要方式有鼓式濃縮、鍋式濃縮、浸沒燃燒濃縮和噴霧濃縮等。這類方法應(yīng)用較廣泛，技術(shù)較成熟，但最高只能將廢硫酸中濃縮至95%，且濃縮器的傳熱效率較低，生產(chǎn)能力較小，由于硫酸的強(qiáng)腐蝕性和酸霧對設(shè)備和操作人員的危害很大，實(shí)際操作復(fù)雜。高溫裂解法以重油或天然氣為燃料，在分解爐中1000～1100℃溫度下，將硫酸還原分解為SO₂，再經(jīng)過酸洗凈化、接觸轉(zhuǎn)化和吸收等工藝生產(chǎn)硫酸。此法可生產(chǎn)出98%的硫酸，但是投資大，能耗高，工藝流程復(fù)雜，對設(shè)備和管道的腐蝕嚴(yán)重。此外還有氧化法、萃取法等用于轉(zhuǎn)化去除廢硫酸中的雜質(zhì)，但對提高硫酸的濃度的效果有限，且效率較低，成本較高，操作復(fù)雜，適用范圍較小，無法回收得到高濃度硫酸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，而提供一種成本較低、工藝簡單的從2,4,6-三硝基甲苯硝化廢酸中回收高純硫酸的方法及其應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是通過如下方法來實(shí)現(xiàn)的：從2,4,6-三硝基甲苯硝化廢酸中回收高純硫酸的方法，利用填料精餾塔對2,4,6-三硝基甲苯硝化廢酸進(jìn)行分階段精餾，方法步驟為：第一階段利用填料精餾塔對TNT硝化廢酸在常壓下進(jìn)行加熱精餾，分離去除廢硫酸中的水及大部分有機(jī)物雜質(zhì)，第二階段將剩余的廢硫酸繼續(xù)在填料精餾塔中進(jìn)行減壓精餾，進(jìn)一步分離去除廢硫酸中殘余的有機(jī)物雜質(zhì)，并提高硫酸的濃度和純度，最終得到高純硫酸。

所述的精餾過程采用先常壓再減壓的精餾過程；常壓精餾的溫度為160～320℃，在此過程中，通過精餾塔中廢酸蒸發(fā)的小液滴在填料間反復(fù)相變熱質(zhì)交換，使廢酸中的水及有機(jī)物雜質(zhì)與硫酸充分分離并去除；同時(shí)利用高溫下濃硫酸的氧化碳化作用可以更充分的去除有機(jī)物雜質(zhì)，常壓精餾處理后，初始濃度為65%～70%的呈棕紅色含有大量芳香族硝基化合物的原始TNT硝化廢酸，轉(zhuǎn)化為濃度為96%～98%的呈淡黃色僅含有少量芳香族硝基化合物的濃硫酸；減壓階段的壓力為1.2～2.0kPa，減壓精餾的溫度為210～230℃，對剩余的硫酸進(jìn)行精餾，進(jìn)一步分離去除殘余的有機(jī)物雜質(zhì)，最大限度地提高硫酸的濃度和純度。在1：1的回流比下收集精餾頭滴下的冷凝液，即為濃度為98%的清澈透明的高純硫酸。

所述的填料精餾塔，填料為玻璃彈簧填料Ф4x0.5，自然堆放，理論塔板數(shù)為10～20，該填料具有比表面積大，傳質(zhì)效果好，耐高溫耐腐蝕等特點(diǎn)，具有強(qiáng)化傳質(zhì)，使TNT硝化廢酸中水分及有機(jī)物與硫酸分離更徹底的作用。

所述的原料是2,4,6-三硝基甲苯硝化廢酸。

從2,4,6-三硝基甲苯硝化廢酸中回收高純硫酸的方法的應(yīng)用，不僅用于2,4,6-三硝基甲苯硝化廢酸的回收處理，同時(shí)用于含有其他有機(jī)物硝基苯、硝基氯苯的廢硫酸的回收處理。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單，成本較低，產(chǎn)品品質(zhì)好；與傳統(tǒng)的濃縮法相比，將回收硫酸的濃度由最大的95%提高到本發(fā)明方法的98%，硫酸回收率可達(dá)90%；與傳統(tǒng)的高溫裂解法相比，在同樣生產(chǎn)98%硫酸的前提下，操作溫度的大幅降低使能耗明顯減少，且工藝流程簡單；本方法從TNT硝化廢酸中回收的高純硫酸達(dá)到GB/T532-2002規(guī)定的工業(yè)硫酸標(biāo)準(zhǔn)，可直接回用于TNT硝化工藝；同時(shí)達(dá)到資源回收和保護(hù)環(huán)境的目的。

具體實(shí)施方式

下面列舉兩個(gè)實(shí)施例，對本發(fā)明加以進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不只限于這兩個(gè)實(shí)施例。

實(shí)施例1

采用本發(fā)明方法處理遼陽特種化工有限公司TNT硝化廢酸，將原始的TNT硝化廢酸直接加入填料精餾塔中進(jìn)行精餾，第一階段精餾在常壓下從室溫逐步升溫至320℃，第二階段減壓精餾在1.8kPa和220℃的條件下進(jìn)行。初始廢酸的硫酸濃度為68.5%，密度為1.603g/cm³,回收得到的高純硫酸濃度為98.2%，密度為1.832g/cm³，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到GB/T532-2002規(guī)定的工業(yè)硫酸標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)施例2

采用本發(fā)明方法處理湖北東方化工廠TNT硝化廢酸，將原始的TNT硝化廢酸直接加入填料精餾塔中進(jìn)行精餾，第一階段精餾在常壓下從室溫逐步升溫至310℃，第二階段減壓精餾在1.2kPa和210℃的條件下進(jìn)行。初始廢酸的硫酸濃度為69.0%，密度為1.645g/cm³,回收得到的高純硫酸濃度為98.1%，密度為1.831g/cm³，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到GB/T532-2002規(guī)定的工業(yè)硫酸標(biāo)準(zhǔn)。