[發明專利]一種利用烷基化廢酸制備炭基酸性材料的方法

有效

• 申請號: 201610682877.2
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN107754816B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 周志茂;楊飛飛;張鎖江;戴力
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J27/02
• 分類號: B01J27/02;B01J31/02
• 代理公司: 11332 北京品源專利代理有限公司
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

本發明涉及一種利用烷基化廢酸制備炭基酸性材料的方法，其包括如下步驟：將烷基化廢酸加熱至100～500℃，保持1～10h，產物用溶劑洗滌至中性，60～200℃烘干，獲得所述炭基酸性材料，洗滌后的溶劑中基本不含有機物，其中，所述溶劑為水、稀硫酸、氨水、硫酸銨中的至少一種。本發明制備炭基酸性材料的方法工藝路線短、投資小、操作簡單、運行費用低、適用范圍廣，可以實現廢硫酸中酸溶油和硫酸的資源化回收利用，減少碳排放。

技術領域

本發明涉及一種利用烷基化廢酸制備炭基酸性材料的方法，尤其是利用異丁烷和烯烴反應生成烷基化油的廢硫酸中的酸溶油來制備炭基酸性材料。

技術背景：

廢硫酸產生于有機物的硝化、磺化、烷基化、酯化等精細化工產品的生產過程中，也產生于礦產加工、石油煉制、國防工業等，據測算，每年產生的廢硫酸量在1億噸以上。廢硫酸一直是困擾生產企業的一大難題。如果嚴格按照國家的環保政策及易制毒化品管理條例來執行，國內大多數產生廢硫酸的企業要關停。由于廢硫酸是一種液體，偷排偷放比固體廢物和廢氣來得方便和隱蔽，因此，從環境保護的角度講，廢硫酸的治理就極為迫切。從化學角度來講，所謂的廢物是指沒被利用的物質，如果將這些物質加以利用，不但可以減少污染，同時也可節省資源。對此廢硫酸進行再生既可大大減輕環境污染，又可回收一部分硫酸資源和碳資源，具有重大的經濟效益和環境效益。

烯烴烷基化是以催化裂化、催化重整裝置副產的丁烯、異丁烯或戊烯為原料，用98％硫酸為催化劑，碳四異構烷烴和烯烴通過烷基化技術生產的純度較高的工業異辛烷的工藝。國內大氣環境的日益惡化促使油品升級的提速，烷基化油具有辛烷值高、蒸汽壓低、無硫、無芳烴等優點，是理想的替代MTBE和乙醇的環境友好的高辛烷值汽油添加組分。加大異辛烷的調和比例是加快國內汽油升級、減少機動車尾氣中有害氣體排放和保護環境的最有效途徑。與此同時，全國汽車的保有量持續增長，對高品質油品的剛性需求急劇增加。因此，在未來大氣污染防治和油品質量升級過程中，異辛烷的重要性將日益突出，同時也預示著我國石油煉制工業中異辛烷生產的良好市場前景。目前濃硫酸法在異辛烷工業化生產中居主導地位，近年來國內外新建的異辛烷裝置多采用硫酸技術，國內新建裝置中84％采用濃硫酸技術。在烷基化反應過程中，當硫酸濃度低于90％時，須從反應器中排出，這就是所說的烷基化廢硫酸，每噸烷基化油會產生80-100kg的廢硫酸。目前國內硫酸法烷基化產能超過1000萬噸，如達產將會有100萬噸以上的廢硫酸。烷基化廢硫酸中酸性脂、酸溶油和水約占10-15％左右，外觀為褐色或黑褐色并具有強烈的刺激性氣味。目前國內外普遍采用的廢硫酸處理方法主要有：

a.高溫熱解法。通過廢硫酸在含氧環境中通過加入天然氣燃燒，高溫環境下有機物裂解，還有通過硫磺替代部分燃料，該法能徹底消除硫酸中有機物，回收生產的硫酸純度也很高，缺點是能耗太大；

b.生產化肥。含有機物廢硫酸可用于生產硫酸銨、普鈣等，但只適宜于有機物含量較少(<2％)的廢硫酸，且產品質量受廢酸中有機物的影響，可能使有害物隨肥料進入土壤，再由土壤進入食物，對食品安全構成重大隱患。有研究通過活性炭等吸附其中的有機物，又會產生大量的廢棄活性炭，成本較高；

c.生成白炭黑和石油防銹劑。用水稀釋廢硫酸得到稀硫酸和聚合油，稀硫酸與硅酸鈉溶液中和生成白炭黑，聚合油用堿土金屬氫氧化物溶液處理得到防銹劑。該方法廢酸處理較徹底，在荊門煉油廠中型裝置應用，產品白炭黑應用少，工藝流程復雜、投資大、運行成本高；

d.化學氧化法。此法是以臭氧、過氧化氫、硝酸、高錳酸鉀等為氧化劑的化學氧化法，目前國外研究的方法較多。此法普遍存在的問題是氧化效率不高，且成本高；

e.廢硫酸可采用濃縮后用硫磺還原的工藝再生產硫酸，含有無機鹽的廢硫酸可先用石灰石粉中和后經過濾、洗滌生產石膏，石膏再與煤粉在1100℃發生還原反應生成二氧化硫，進一步氧化吸收生產硫酸，同時聯產石灰。