烷基化硫酸廢液的處理方法與流程

本發明涉及化學或化工工程，更具體地，涉及一種用于對烷基化廢硫酸進行無害化處理和利用的方法。
背景技術：
：以下對本發明的相關技術背景進行說明，但這些說明并不一定構成本發明的現有技術。煉油廠在烷基化過程中使用濃硫酸作為催化劑。在烷基化反應中，濃硫酸中不斷有烯烴和水溶入，降低了濃硫酸的濃度，當濃度小于90％時，就失去了催化活性，只能當作廢品排出。廢硫酸呈黑色不透明液體，散發特殊氣味，如果隨意排放會對環境造成嚴重污染。煉油廠廢酸的排量和使用新硫酸的量大體相當，6萬噸/年的烷基化裝置年排酸量達3000-9000噸。世界各國對于煉油廠廢硫酸的處理作了長期大量的研究工作，還不盡理想。目前有如下幾種主要的處理方案：(1)直接利用；(2)硫資源回收；(3)廢硫酸有機物脫碳再生。最主流的處理方法是把廢硫酸中的硫資源以三氧化硫、二氧化硫或硫元素形態回收。該方法的傳統處理方式是建設熱裂解裝置，用天然氣(或燃料油)在裂解爐中燃燒放熱，以廢硫酸制酸。這一技術盡管成熟，但存在投資大成本高的問題。有機物脫碳再生方法是采用溶劑油提取有機物或者強氧化劑氧化有機物，使廢酸再生重復利用。該技術也同樣存在成本高的問題，未形成大規模工業生產。廢硫酸直接利用的途徑有多種。例如廢硫酸分解石灰石生產石膏，分解磷礦石生產普鈣磷肥，用于油田回注、改良鹽堿地和生產其他化學品等。廢硫酸在生產磷肥方面的應用，大多都是地方小磷肥廠采用。由于小磷肥工業工藝簡陋，除油措施不健全導致產品質量差，非密封操作導致工作環境污染相當嚴重。在不能夠經濟有效地解決污染和徹底分油問題的前提下，不是一條可靠的廢硫酸處理方式。廢硫酸用于油田回注可以溶蝕地下含油層石灰巖，增產原油產量，但是有一系列復雜問題，如高壓酸泵、井口和井管耐酸材料的選擇存在困難，采出原油的酸性和含硫量增加會導致生產和儲運方面的難題。廢硫酸用于鹽堿地改良，雖然國外有成功的經驗，但是技術細節不明。廢硫酸用于生產其他化學品，理論上和工業實施上可行，但是需要對廢硫酸作必要的預處理，尚未形成大規模應用。用廢硫酸分解石灰石生產石膏，具有工藝簡單，操作方便等特點。在上世紀80年代有煉油廠曾經做過嘗試，但出于當時現實需求方面的原因，采取了其他治理途徑。利用石灰石作為反應物，具有以下缺點：第一，石灰石需要進行粉碎，而這一點會占據生產成本的主要部分。第二點，石灰石和硫酸反應不徹底，需要一個相當長的熟化時間，這會導致對倉儲場地的大量需求。第三點，制備的石膏含有大量有機廢物，品質不高，限制了其應用領域。因此，現有技術中需要一種能夠解決現有技術中存在的烷基化硫酸廢液不能被無害化處理或處理成本較高的問題的解決方案。技術實現要素：本發明的目的在于提出一種能夠有效處理烷基化硫酸廢液的方法，從而能夠以成本較低的方式實現烷基化硫酸廢液的無害化處理，并且將有害物變廢為寶，從而最大限度地節約資源，減輕對環境的污染。本發明提供一種烷基化硫酸廢液的處理方法，其包括以下步驟：對烷基化硫酸廢液進行稀釋處理；對稀釋后的烷基化硫酸廢液進行降溫，并去除降溫后的烷基化硫酸廢液中的有機物；向烷基化硫酸廢液中加入熟石灰粉，從而生成石膏，直至烷基化硫酸廢液中不再繼續產生石膏為止；以及對所產生的石膏進行煅燒，從而去除其中殘留的有機物。根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法能夠利用較為簡單有效的方法將烷基化硫酸廢液進行無害化處理，大大降低了濃硫酸廢液處理的成本。另外，不僅對濃硫酸廢液進行了無害化處理，而且使其轉化成了品質較高的石膏，從而大大提高了廢液處理后的效益。根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的一個優選的實施例，對烷基化硫酸廢液進行稀釋處理的步驟包括利用水將烷基化硫酸廢液的濃度稀釋至60％以下。在根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的另一個優選的實施例中，對稀釋后的烷基化硫酸廢液進行降溫的步驟包括使所述烷基化硫酸廢液的溫度降低至30℃以下。根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的再一個優選的實施例，去除降溫后的烷基化硫酸廢液中的有機物的步驟包括通過溢流方式或冷卻方式去除所述烷基化硫酸廢液中的有機物。在根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的又一個優選的實施例中，熟石灰粉通過在生石灰中加水使其粉碎成粉末而獲得。根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的還一個優選的實施例，所生成的石膏的煅燒溫度為300℃-800℃。進一步有利地，所生成的石膏的煅燒溫度為500℃。在根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的另一個優選的實施例中，所生成的石膏的煅燒時間為1小時-3小時。進一步有利地，所生成的石膏的煅燒時間為2小時。根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的再一個優選的實施例，該烷基化硫酸廢液的處理方法還包括通過催化氧化凈化系統對在所述處理方法中產生的廢氣進行無害化處理。根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的生產流程和工藝簡單，成本較低，其中的中和反應所需時間短，反應徹底，因此對硫酸廢液的處理比較徹底。進一步地，本發明利用生石灰加水的方式獲得熟石灰，期間生石灰能夠自動粉碎并生成熟石灰，由此避免了機械粉碎的操作過程，大大降低了生產成本。此外，反應過程不生成大量氣體產物，因此不需要建設吸收塔。而且，通過根據本發明的方法制備的石膏品質高，效益好。根據本發明的生產過程所生成的少量含有機物的廢氣可以通過催化氧化系統進行處理。因此，根據本發明的處理方法沒有害廢水、廢氣和固體廢棄物排放，不會對環境產生污染。附圖說明通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分，本發明的特征和優點將變得更加容易理解，在附圖中：圖1是根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的流程圖。圖2是利用根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法制得的石膏在煅燒之前的視圖。圖3是利用根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法制得的石膏在煅燒之后的視圖。具體實施方式下面參照附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發明及其應用或用法的限制。本發明根據現有技術的不足，提出了一種實現烷基化廢硫酸無害化處理和利用的方法，解決了廢硫酸難處理的問題。本發明提出一種利用烷基化硫酸廢液制備石膏的生產方法，主要包括稀釋除油、粉碎石灰、中和反應和煅燒等幾個主要步驟。硫酸廢液在反應釜中加水稀釋，由于稀釋是放熱反應，溫度升高，稀硫酸溶液溶解有機物的能力下降，有機物懸浮在溶液上面并與酸分離，可以通過溢流或者冷卻使油層凝固等方法來除去大部分的有機物；生石灰加水自動粉碎成很細的熟石灰粉末；利用熟石灰粉末和稀硫酸進行中和反應；把生成的石膏產物進行高溫煅燒，除去其中有氣味的有機物；中和反應和煅燒過程中釋放出來的包含有機物的氣體通過催化氧化系統進行處理。在該化學工藝過程中的主要化學反應方程式為：CaO+H2O→Ca(OH)2；以及H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2H2O。以下結合附圖1對根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法進行具體說明。根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法包括以下步驟，首先，在步驟102對烷基化硫酸廢液進行稀釋處理，在此，可以通過向存放烷基化硫酸廢液的容器內加入水來對烷基化硫酸廢液進行稀釋處理。烷基化硫酸廢液的濃度一般在90％左右，需要將其加水稀釋到60％或以下的濃度。硫酸在稀釋過程中會放出熱量，因此，需要將稀釋后的硫酸廢液降溫后進行進一步的處理。接著，在步驟104中，對稀釋后的烷基化硫酸廢液進行降溫，并去除降溫后的烷基化硫酸廢液中的有機物，濃硫酸作為催化劑在使用過程中會有水以及有機物滲入，因此，在處理時需要將其中的有機物濾除。進一步地，在步驟106中，向烷基化硫酸廢液中加入熟石灰粉，從而生成石膏，直至烷基化硫酸廢液中不再繼續產生石膏為止，也就是說，向烷基化硫酸廢液中加入足夠量的熟石灰粉末，與其中的硫酸廢液完全反應，從而使硫酸廢液完全轉變成石膏。最后，在步驟108中，對所產生的石膏進行煅燒，從而去除其中殘留的有機物。可以在300℃至800℃的溫度下對石膏進行煅燒作業，從而將石膏中的有機物雜質轉變成氣體排出，由此提高了石膏的品質和純度。進一步地，根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法中的對烷基化硫酸廢液進行稀釋處理的步驟可以包括利用水將烷基化硫酸廢液的濃度稀釋至60％以下。通過將濃度為90％左右的烷基化硫酸廢液稀釋至60％的濃度以下，從而析出其中的有機物，然后通過本領域已知的分離方法將有機物分離。接著，對稀釋后的烷基化硫酸廢液進行降溫的步驟可以包括使烷基化硫酸廢液的溫度降低至30℃以下。通過降低烷基化硫酸廢液的溫度能夠使硫酸廢液中的有機物更好地析出。進一步地，可以在烷基化硫酸廢液降溫之后通過溢流方式或冷卻方式去除烷基化硫酸廢液中的有機物。比如，可以通過溢流方式使液體狀態的烷基化硫酸廢液從容器中溢流出，而在容器中留下作為固體的有機物。另外，可以通過冷卻方式將有機物冷卻成硬度較高的固體塊，從而可以從容器中去除固化的有機物，獲得有機物含量較少的烷基化硫酸廢液。在根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法中，熟石灰粉可以通過在生石灰中加水使其粉碎成粉末而獲得，并將獲得的熟石灰粉加入到烷基化硫酸廢液中。進一步地，煅燒所生成的石膏的溫度為300℃-800℃，有利地，煅燒所生成的石膏的溫度為500℃。煅燒所生成的石膏的時間為1小時-3小時，有利地，煅燒所生成的石膏的時間為2小時。此外，根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法還包括通過催化氧化凈化系統對在該處理方法中產生的廢氣進行無害化處理，由此可以盡可能地減少烷基化硫酸廢液的處理過程中所產生的環境不利影響。根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法的生產流程和工藝簡單，成本較低，其中的中和反應所需時間短，反應徹底，因此對硫酸廢液的處理比較徹底。進一步地，本發明利用生石灰加水的方式獲得熟石灰，期間生石灰能夠自動粉碎并生成熟石灰，由此避免了機械粉碎的操作過程，大大降低了生產成本。此外，反應過程不生成大量氣體產物，因此不需要建設吸收塔。而且，通過根據本發明的方法制備的石膏品質高，效益好。根據本發明的生產過程所生成的少量含有機物的廢氣可以通過催化氧化系統進行處理。因此，根據本發明的處理方法沒有害廢水、廢氣和固體廢棄物排放，不會對環境產生污染。本發明所述實施例中采用的生石灰的化學成分組成如以下表1所示。表1：生石灰成分比例成分CaOSiO2Al2O3MgO其它質量百分比(％)90.487.211.600.530.18以下結合具體實施例對根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法進行說明。實施例1：第一，取500毫升水放入容量為2升的燒杯內，然后緩慢放入850克濃度為85％的硫酸廢液，硫酸廢液稀釋放熱，燒杯內溫度可以達到90℃-120℃左右，靜置2小時，硫酸廢液中的有機物析出，浮于容器中液體的表面之上。等到硫酸廢液冷卻到低于30℃的溫度時，從硫酸廢液中析出的有機物凝固，可以將有機物從燒杯內撈出。第二，取含鈣量為90％的生石灰，撒入適量水，放置4小時—12小時，直到生石灰自動粉碎成熟石灰粉。對熟石灰粉進行過篩，把其中的石頭和較大的顆粒去除，隨后獲得熟石灰粉460克。第三，將所獲得的熟石灰粉緩慢加入到燒杯內與稀釋后的硫酸廢液反應，緩慢攪拌，避免粉塵飄揚。第四，待熟石灰與硫酸廢液反應完成后，生成物為半濕的石膏固體。從燒杯內取出石膏，放入馬弗爐內，在800℃下進行煅燒，煅燒時間為2小時，然后煅燒完成后等其自然冷卻。即能獲得最終產品，即為無水石膏粉末，顏色呈白色，其成分如表2所示，其中有機物(COD)的含量低于0.005％。表2：實施例1中所生成的無水石膏的組成成分成分CODCaSiAlMgSO42-其他質量百分比(％)0.00528.711.490.370.1468.490.24實施例2：把250升水放入容積為1000升的反應釜中，然后把360公斤濃度為90％的硫酸廢液緩慢加入反應釜中，在稀釋過程中可以通過水冷把反應釜的溫度控制在100℃以下。靜置一段時間之后使大部分有機物浮在上面與硫酸廢液分離開，等到冷卻至30℃以下時，把漂浮在液面以上的已經凝固的有機物撈取出來，反應釜中剩余基本純凈的硫酸廢液。在含鈣量為大約85％的生石灰中加入適量水，等待一段時間，待生石灰完全粉碎生成熟石灰粉之后，通過100目篩過篩，把其中的石塊和較大顆粒等分離出來。取220千克熟石灰粉逐漸加入反應釜內，并進行適當攪拌，促進中和反應的進行，通過水冷系統控制反應釜的溫度，隨著石灰粉加入量的增加，需要加強攪拌，直至計量的熟石灰粉全部加入為止。反應過程中所釋放出來的夾雜有有機物的少量水蒸氣通過催化氧化系統進行處理。反應物料在反應釜內保持一段時間，反應充分之后將石膏料取出。把生產的石膏料放入燃氣窯爐內，窯爐的溫度控制在700℃-800℃之間，煅燒2小時，由此可以消除石膏料中的有機物。煅燒過程中釋放出來的包含有機物的氣體通過催化氧化系統進行處理。煅燒完畢的石膏即為最終產品。煅燒后的石膏的成分如表2所示，其中有機物(COD)的比例低于0.006％。表3：實施例2中所生成的無水石膏的組成成分成分CODCaSiAlMgSO42-其他質量百分比(％)0.00628.851.480.360.1368.400.22根據本發明的烷基化硫酸廢液的處理方法能夠利用較為簡單有效的方法將烷基化硫酸廢液進行無害化處理，大大降低了濃硫酸廢液處理的成本。另外，不僅對濃硫酸廢液進行了無害化處理，而且使其轉化成了品質較高的石膏，從而大大提高了廢液處理后的效益。雖然參照示例性實施方式對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明并不局限于文中詳細描述和示出的具體實施方式，在不偏離權利要求書所限定的范圍的情況下，本領域技術人員可以對所述示例性實施方式做出各種改變。當前第1頁1 2 3