專利名稱：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用的制作方法
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用技術領域
本發(fā)明屬于工業(yè)廢酸處理領域，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用。
背景技術：
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，因此直接排放不僅會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成極大的危害， 而且也會造成資源的嚴重浪費。
目前，廢硫酸處理的傳統方法，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。這類方法應用較廣泛，技術較成熟，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，生產能力較小，由于硫酸的強腐蝕性和酸霧對設備和操作人員的危害很大，實際操作復雜。高溫裂解法以重油或天然氣為燃料，在分解爐中1000 iioo°c溫度下，將硫酸還原分解為SO2，再經過酸洗凈化、接觸轉化和吸收等工藝生產硫酸。此法可生產出98%的硫酸， 但是投資大，能耗高，工藝流程復雜，對設備和管道的腐蝕嚴重。此外還有氧化法、萃取法等用于轉化去除廢硫酸中的雜質，但對提高硫酸的濃度的效果有限，且效率較低，成本較高， 操作復雜，適用范圍較小，無法回收得到高濃度硫酸。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術中存在的不足之處，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用。
本發(fā)明的目的是通過如下方法來實現的從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行加熱精餾，分離去除廢硫酸中的水及大部分有機物雜質，第二階段將剩余的廢硫酸繼續(xù)在填料精餾塔中進行減壓精懼，進一步分尚去除廢硫酸中殘余的有機物雜質，并提聞硫酸的濃度和純度，最終得到聞純硫fe。
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°C， 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相變熱質交換，使廢酸中的水及有機物雜質與硫酸充分分離并去除；同時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物雜質，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I. 2 2. OkPa，減壓精餾的溫度為210 230°C，對剩余的硫酸進行精餾，進一步分離去除殘余的有機物雜質，最大限度地提高硫酸的濃度和純度。在I :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Φ4χ0. 5，自然堆放，理論塔板數為10 20，該填料具有比表面積大，傳質效果好，耐高溫耐腐蝕等特點，具有強化傳質，使TNT硝化廢酸中水分及有機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用，不僅用于2，4，6-三硝基甲苯硝化廢酸的回收處理，同時用于含有其他有機物硝基苯、硝基氯苯的廢硫酸的回收處理。 本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點工藝簡單，成本較低，產品品質好；與傳統的濃縮法相比，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90%;與傳統的高溫裂解法相比，在同樣生產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到GB/Τ532-2002規(guī)定的工業(yè)硫酸標準，可直接回用于TNT硝化工藝；同時達到資源回收和保護環(huán)境的目的。
具體實施例方式下面列舉兩個實施例，對本發(fā)明加以進一步說明，但本發(fā)明不只限于這兩個實施例。實施例I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行精餾，第一階段精餾在常壓下從室溫逐步升溫至320°C，第二階段減壓精餾在I. SkPa和220°C的條件下進行。初始廢酸的硫酸濃度為68. 5%，密度為I. 603g/cm3,回收得到的高純硫酸濃度為98. 2%，密度為I. 832g/cm3，各項指標達到GB/T532-2002規(guī)定的工業(yè)硫酸標準。實施例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行精餾，第一階段精餾在常壓下從室溫逐步升溫至310°C，第二階段減壓精餾在I. 2kPa和210°C的條件下進行。初始廢酸的硫酸濃度為69. 0%，密度為I. 645g/cm3,回收得到的高純硫酸濃度為98. 1%，密度為I. 831g/cm3，各項指標達到GB/T532-2002規(guī)定的工業(yè)硫酸標準。
權利要求
1.從2，4，6-三硝基甲苯硝化廢酸中回收高純硫酸的方法，其特征在于利用填料精餾塔對2，4，6-三硝基甲苯硝化廢酸進行分階段精餾，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行加熱精餾，分離去除廢硫酸中的水及大部分有機物雜質，第二階段將剩余的廢硫酸繼續(xù)在填料精餾塔中進行減壓精餾，進一步分離去除廢硫酸中殘余的有機物雜質，并提聞硫酸的濃度和純度，最終得到聞純硫酸。
2.根據權利要求I所述的從2，4，6-三硝基甲苯硝化廢酸中回收高純硫酸的方法，其特征在于所述的精餾過程采用先常壓再減壓的精餾過程，減壓階段的壓力為I. 2 2. OkPa ；常壓精餾的溫度為160 320°C，減壓精餾的溫度為210 230°C。
3.根據權利要求I所述的從2，4，6-三硝基甲苯硝化廢酸中回收高純硫酸的方法，其特征在于所述的填料精餾塔，填料為玻璃彈簧填料Φ4χ0. 5，理論塔板數為10 20，回流比為 I :1。
4.根據權利要求I所述的從2，4，6-三硝基甲苯硝化廢酸中回收高純硫酸的方法，其特征在于所述的原料是2，4，6-三硝基甲苯硝化廢酸。
5.由權利要求I所述的從2，4，6-三硝基甲苯硝化廢酸中回收高純硫酸的方法的應用，不僅用于2，4，6-三硝基甲苯硝化廢酸的回收處理，同時用于含有其他有機物硝基苯、硝基氯苯的廢硫酸的回收處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及從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用。用填料精餾塔對TNT硝化廢酸分階段精餾，步驟為第一階段利用填料精餾塔對TNT硝化廢酸常壓下加熱精餾，分離去除廢硫酸中的水及大部分有機物雜質，第二階段將剩余的廢硫酸繼續(xù)在填料精餾塔中減壓精餾，進一步分離去除廢硫酸中殘余的有機物雜質，提高硫酸的濃度和純度，最終得到高純硫酸。詳細步驟見說明書。本發(fā)明優(yōu)點是工藝流程簡單，成本較低，產品品質好，直接得到98%的高純硫酸，硫酸回收率達90%，供TNT硝化工藝再次使用，同時資源回收和保護環(huán)境。本發(fā)明不僅用于2,4,6-三硝基甲苯硝化廢酸的回收處理，同時用于含有其他有機物硝基苯、硝基氯苯的廢硫酸的回收處理。
文檔編號C01B17/94GK102936002SQ201210408710
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權日2012年10月24日
發(fā)明者葉正芳, 宋凱, 舒帆, 孟慶強 申請人:北京豐澤綠源環(huán)境技術有限公司