[发明专利]一种烷基化废硫酸资源化处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷基化废硫酸资源化处理装置及方法，具体来说，是一种通过将烷基化废硫酸与氨气反应，通过反应浮选，降压蒸发结晶等方法，生产硫酸铵化肥并副产烷基化油的方法。该技术属于石油化工行业废弃物资源化利用的领域。

背景技术

烷基化油(异辛烷)是重要的汽油添加组分，国内主要采用硫酸法生产。该方法每生产一吨烷基化油，会产生100公斤左右的废硫酸，据估算我国每年有100万吨以上的烷基化废硫酸需要处理。这种废硫酸呈深黑色，含约85％硫酸、5％聚合油类、5％硫酸酯类、5％水，有恶臭气味，且随着存放时间的增加，油类在浓硫酸环境中不断聚合或氧化，使得处理非常困难，对环境造成严重污染威胁。目前烷基化废硫酸还没有一种比较好的处理技术。

烷基化废硫酸目前比较成熟的处理方法为热裂解再生法，该法投资大，操作费用高，另外，处于研究开发阶段的有透析扩散法，氧化法，萃取法等，这些方法因为技术难度大，处理费用高，产生二次污染等原因未能推广。

废硫酸与氨气中和反应制备硫酸铵化肥的方法在上世纪80年代有所探索，从理论上讲，氨气中和法是实现烷基化废硫酸资源化利用的正确思路。传统的处理方法需先将浓硫酸稀释为稀硫酸，稀硫酸腐蚀性比较严重；稀硫酸冷却后再通入氨水进行中和反应，反应中强放热需要大量冷却水处理；反应后的物料需要长时间沉降以实现油水的分离；冷却除油后的铵盐溶液需过滤以除去其它杂质；最后蒸发结晶得到硫酸铵化肥，由于该过程酸碱中和后生成的硫酸铵溶液浓度很低，导致蒸发结晶过程耗能巨大。由于上述种种缺点的存在，氨气中和法目前仍未能推广应用。为克服上述缺点，本专利提出了一种新型烷基化废硫酸资源化处理方法及装置。

发明内容

本发明提出了一种烷基化废硫酸资源化处理装置及方法，该方法采用集成化设计，解决了烷基化废硫酸处理传统方法中能耗大，间歇操作，热量浪费严重，聚合油难回收，硫酸铵结晶品相差等问题，在解决了环保问题的同时，实现了烷基化废硫酸的资源化，具有良好的经济和社会效益。

本发明是通过以下技术实现的:

一种烷基化废硫酸资源化处理装置，由反应浮选塔、结晶器、换热器、母液循环泵、凝结水泵以及其间的连接管路构成；反应浮选塔的塔底液体出口与结晶器下部液相进口连接；结晶器塔底溶液出口通过母液循环泵与反应浮选塔上部溶液进口相连；反应浮选塔的塔顶气体出口与结晶器的外夹套上部气相进口相连，结晶器外夹套下部液体出口与凝结水泵进口相连；结晶器塔顶气相出口与换热器进口相连，换热器出口与凝结水泵相连；凝结水泵出口与反应浮选塔上部的液相进口相连。

本发明的进行烷基化废硫酸资源化处理方法，反应浮选塔的进料分别为烷基化废硫酸和氨气；反应浮选塔塔底生成的高温高压硫酸铵母液进入结晶器内部；反应浮选塔生成的低压蒸汽在塔顶采出并进入结晶器的外部夹套；烷基化废硫酸中的聚合油类在反应浮选一体化设备中浮选采出聚合油；在结晶器中结晶后的常压饱和硫酸铵母液经母液循环泵返回反应浮选塔；结晶器中产生的晶体采出作为产品硫酸铵晶体；结晶器中产生的常压蒸汽经换热器冷凝后经凝结水泵返回至反应浮选塔；结晶器外部夹套中产生的冷凝水经凝结水泵返回至反应浮选塔。

上述反应浮选塔A操作压力为0.15～0.3Mpa，其温度为相应溶液在该压力下溶液的饱和蒸汽压，温度范围为110～160℃。由于塔内液相及气相的自身重力及流动阻力，塔顶压力略高于塔底压力。

上述结晶器B的操作压力为0.08～0.15Mpa，其温度为相应溶液在该压力下溶液的饱和蒸汽压，温度范围为80～110℃。由于塔内液相及气相的自身重力及流动阻力，塔顶压力略高于塔底压力。

上述高温高压硫酸铵母液3，其压力与温度与反应浮选塔A的塔底压力及温度相同。

上述低压蒸汽5，其压力与温度与反应浮选塔A的塔顶压力及温度相同。

上述常压饱和硫酸铵母液4，其压力与温度与结晶器B塔底的压力及温度相同。

上述常压蒸汽8，其压力与温度与结晶器B顶部压力及温度相同。

所述压力为绝对压力。