一種硫磺還原廢硫酸製備亞硫酸鈉的環保生產方法與流程
2023-09-09 14:28:40 2
本發明涉及一種廢硫酸循環利用工藝，屬環保領域，特別涉及一種硫磺還原廢硫酸製備亞硫酸鈉的環保生產方法。
背景技術：
：硫酸應用於工業生產的方方面面，在利用的同時，又產生大量的廢硫酸，廢硫酸長期以來一直是困擾化工行業的一大難題。如果嚴格按照國家的環保政策和易製毒化學品管理條例來執行，國內許多產生廢硫酸的企業要關停。由於產生廢硫酸的產品不計其數，應用於國民經濟的各行各業，一旦停產，造成的影響不可估量，因此，廢硫酸的循環利用就顯越來越重要。現有廢硫酸還原制二氧化硫的工藝，是將廢硫酸提濃後，用天然氣高溫裂解還原廢硫酸，生成二氧化硫。該工藝以天然氣提供熱源並作為還原劑，還原溫度較高，反應溫度在1000-1100℃，這種條件下設備腐蝕嚴重，維護成本高，且經常發生滲漏，造成生產事故，給企業的生產、安全帶來極大隱患。技術實現要素：本發明的發明目的在於：針對現有技術存在的問題，提供一種硫磺還原廢硫酸製備亞硫酸鈉的環保生產方法，不僅解決廢硫酸難以處理的問題，同時解決傳統亞硫酸鈉製備工藝中高溫高能耗的問題。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為：一種硫磺還原廢硫酸製備亞硫酸鈉的環保生產方法，包括以下步驟：(1)將廢硫酸濃縮至硫酸重量百分濃度大於70％，然後按照硫磺與硫酸的重量比為1:4-6的比例加入硫磺，加熱到200-250℃反應，產生二氧化硫氣體；其反應式為：S+2H2SO4→3SO2+2H2O(2)將步驟(1)產生的二氧化硫氣體進行降溫後，與氫氧化鈉溶液發生中和反應，生成亞硫酸鈉溶液；其反應式為：SO2+2Na0H→Na2SO3+H2O(3)將步驟(2)得到的亞硫酸鈉溶液經過減壓蒸發、結晶、離心、乾燥後得到亞硫酸鈉產品。作為本發明的優選技術方案，所述步驟(1)中，反應溫度為220-240℃。作為本發明的優選技術方案，所述步驟(2)中，降溫為換熱器循環水降溫、冷鹽水降溫或兩者共同處理。作為本發明的優選技術方案，所述步驟(2)中，所用氫氧化鈉水溶液的重量百分濃度為30％。本發明中，所述廢硫酸可以為各種化工產品生產過程中產生的不含或含少量無機鹽的廢硫酸，比如磺化工藝、硝化工藝或作為乾燥劑吸收水份後產生的廢硫酸，其中不含或含少量無機鹽。本發明的有益效果在於：1、本發明提供了一種硫磺於200-250℃下還原廢硫酸的工藝，以硫磺為還原劑替代了以天然氣提供熱源並作為還原劑的裂解方式，不僅反應溫度低，能耗低，而且避免了設備腐蝕問題，在設備上較易實現，解決了現有技術對設備要求極高，能耗高，生產成本較高的問題。2、本發明不僅解決了廢硫酸難以處理的問題，更為解決傳統亞硫酸鈉製備工藝中高溫高能耗的問題提供了新思路，對亞硫酸鈉的製備工藝具有極大的革新性和普遍應用性。3、本發明中，硫酸被硫磺還原生成的二氧化硫氣體經降溫後可去掉高沸點雜質，製備的亞硫酸鈉符合HG/T2967-2000工業無水亞硫酸鈉產品標準要求。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的優選實施例進行詳細的描述。下列實施例中含量均為重量百分含量，原料份數均為重量份；下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，按照常規的方法和條件進行選擇。實施例1本實施例的硫磺還原廢硫酸製備亞硫酸鈉的環保生產方法，包括以下步驟：(1)甲苯磺化產生的廢硫酸，含量45％，取500份，濃縮到75％，剩餘約300份；在攪拌下加熱至210℃，加入55份硫磺反應，產生二氧化硫氣體；(2)將步驟(1)產生的二氧化硫氣體先經換熱器降溫後，進入預先配置有1355克重量百分濃度為30％的氫氧化鈉水溶液的中和反應器中，發生中和反應，生成亞硫酸鈉溶液；(3)將步驟(2)得到的亞硫酸鈉溶液經過減壓蒸發、結晶、抽濾和乾燥後，得到含量96.5％亞硫酸鈉546克，收率(以硫磺計)85％；母液重量201克，含量34.2％，折算收率11％，合計總收率為96％。實施例2本實施例的硫磺還原廢硫酸製備亞硫酸鈉的環保生產方法，包括以下步驟：(1)苯胺磺化產生的廢硫酸，含量40％，取500份，濃縮到80％，剩餘約250份；在攪拌下加熱至230℃，加入46份硫磺反應，產生二氧化硫氣體；(2)將步驟(1)產生的二氧化硫氣體先經換熱器降溫後，進入預先配置有1133克重量百分濃度為30％的氫氧化鈉水溶液的中和反應器中，發生中和反應，生成亞硫酸鈉溶液；(3)將步驟(2)得到的亞硫酸鈉溶液經過減壓蒸發、結晶、抽濾和乾燥後，得到含量96.2％亞硫酸鈉463克，收率(以硫磺計)85.9％；母液重量170克，含量35％，折算收率11.5％，合計總收率為97％。實施例3將實施例1和實施例2的母液合併減壓蒸發、結晶、抽濾和乾燥後，得到亞硫酸鈉107.5克，含量96％，剩餘母液70克，含量32％。對上述實施例製備的亞硫酸鈉進行產品質量檢測，產品質量標準執行HG/T2967-2000工業無水亞硫酸鈉產品規格，所製備的亞硫酸鈉質量符合下表要求。亞硫酸鈉質量指標表項目名稱指標亞硫酸鈉≥96.0％水不溶物≤0.03％鐵(以Fe計)≤0.01％游離鹼(以Na2CO3計)≤0.60％重金屬(以Pb計)≤0.001％砷(以As計)≤0.0002％澄清度通過試驗最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管通過參照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍。當前第1頁1 2 3