Способ переработки отработанной серной кислоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (1 1) 5)5 С 01 В 17/58 ГОСУДАРСТВЕН) ВЕДОМСТВО С ГОСПАТЕНТ СС ЮЕ ПАТЕНТНО РР)ПИСАНИ РЕТЕНИ ВТОРС ижается общий в 2-5 раз. Упапоследующих уется на нужды ки раствор начасть печи, где очной влаги и в сульфата амнюю часть на продукты поную часть печи, риоксида серы влаги 5% обуспературой упат 170-250 С и еской устойчиМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21) 4900109/2622) 08.01,9146) 23.03.93, Бюл. ЬЬ 1171) Нижегородский политехнический инсТитут72) А.А.Белов, С.Е.Когтев и И,С.Никаноров(Ь 4) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ7) Использование: в области регенерациисерной кислоты из отработанных сернокислотных растворов, отходов производства Изобретение относится к технике регенерации отходов серной кислоты, частично нейтрализованных аммиаком, содержащей органические соединения, и может быть использовано при регенерации серной кислоты отхода производства акрилатов.Целью изобретения является сокращение продолжительности процесса и повышение экономичности процесса.Поставленная цель достигается тем, что иЗ зоны разложения выделяют зону испарения, в отход добавляют 0,01-0,5% сульфонала, триполифосфата натрия, т)инатрийфосфата, динатрийфосфата и упаривание отхода ведут до остаточной влажности 5-20%. В этом случае объем пены при у)одаривании уменьшается в 3-6 раз, тем самь)м улучшаются условия массопередачи акрилатов, в производстве концентрированной серной кислоты и олеума, а также при переработке сернокислотных отходов, Сущность способа заключается в том, что в исходный раствор серной кислоты перед подачей его в зону испарения вводят 0,01- 0,5% сульфонола, или триполифосфата натрия, или тринатрийфосфата, или динатрийфосфата и процесс испарения ведут до остаточного содержания влаги 5-20%, а полученный плав нагревают при 300-700 С для выделения сульфата аммония. Продолжительность процесса составляет 5 мин, выход сульфата аммония 95-96,5%, Степень разложения образующейся газовой смеси до ЯО 2 99,2%, 1 табл,процесса выпаривания и снобъем выпарных аппаратовренная влага выводится изстадий и в виде пара использпредприятия.Полученный после выпаправляется в вертикальнуюпроисходит испарение остакислоты при 300-700 С, а плмония выводится через нижпереработку. Газообразныеступают в высокотемператургде происходит разложениедо диоксида серы.Остаточное содержаниеловлено максимальной темривания, которая составляекоторая обусловлена термичвостью добавляемых веществ. Повышениетемпературы упаривания выше 250 С приводит к быстрому их разложению и кэк правило к заметному пенообразованию,Оставлять в растворе более 20 влаги неэкономично, т.к. вся она попадает в высокотемпературную зону, что потребует увеличения энергозатрат.Количество добавок 0,01-0,56 от массыперерабатываемого раствора обусловленотем, что добавление их в перерабатываемыйраствор менее 0,01% не приводит к сколько-нибудь заметному снижению пенообразования, а добавление их более 0,5 нецелесообразно,т.к. дальнейшееувеличениемассы добавок не приводит к снижениюобъема пены.В вертикальной части печи уменьшениетемпературы менее 300 С не позволяет выделить плав сульфата аммония, а разложение при температурах более 700 Сприводит к значительному разложениюсульфата аммония, что снижает его выход.Стадия разложения триоксида серы притемпературах 800-1000 С хорошо известнаи не вызывает затруднений,Предлагаемый способ регенерации сернокислотных отходов производства акри латов позволяет получить сульфат аммония,который можно использовать как удобрение, и одновременно сернистый газ дляполучения товарной серной кислоты. Причем процесс протекает за меньшее время,требует меньших энергозатрат и имеетуменьшенные размеры выпарных установок.Способ осуществляют следующим образом,В сернокислотный отход производстваакрилатов, 100 г/мин добавляют 0,01-0,5 сульфонола и подают в выпарной аппарат,где при температуре 170-250 С происходитудаление влаги до остаточногв ее содержания в отходе 5-200 , Частично. упаренныйраствор (плав) направляют в вертикальнуюзону печи, где плав нагревают до температуры 300-700 С, В этой зоне происходит испарение избыточной влаги и кислоты,Образующийся плав сульфата аммония выводится из нижней части печи и подается надальнейшую переработку, Образующийсягазовый поток, содержащий в своем составепары воды, двуокиси углерода и серныйангидрид, направляют в высокотемператур.ную зону печи, где происходит разложениесерного ангидрида в сернистый в среде продуктов сгорания углеводородного топливапри температуре 800-900 С. Отходящие изпечи газы пропускали через холодильник,где отделялись пары воды и неразложившейся кислоты, и собирали в аспиратор,Анализ газов на содержание оксида серыосуществляли хроматографически, анализплавэ на аммонийный азот проводили фор 5 мальдегидным способом, на сульфат-ион- -спектрофотометрически.П р и м е р 1. В раствор отработаннойсерной. кислоты производства метилметакрилата 100 г/мин, содержащий 30 моно-10 гидрата серной кислоты, 30% сульфатааммония и 6% органических соединений.добавляют сульфонол в количестве 0,02 иподают в выпарной аппарат, где растворупаривают при температуре 250 С до оста 15 точного влагосодержания 10 о , пары водыудаляют из испарителя, а раствор подают ввертикальную зону печи, где происходит егоразложение при 600 С, Получившийся плэвсульфата аммония выводится из нижней чэ 20 сти печи в виде продукта, а газовый поток,содержащий диоксид углерода, пары воды итриоксид серы, поступает в высокотемпературную зону печи, где происходит разложение триоксида серы до диоксида серы при25 температуре 350 С, степень разложениятриоксида серы 99,2 . Выход сульфата аммония - 95%, расход тепла на испарение0,19 кг/кг,мнг, относительный объем пены -20%. Общее время процесса 5 мин, Пример30 приведен в таблице,Анализ результатов, представленных втаблице, показывает, что отличительныепризнаки действительно оказывают существенное влияние на показатели процесса.35 Так, уменьшение количества введенных добавок до 0,005 приводит к значительному пенообразованию (отн,объемпены 350%), а вследствие этого к уменьшению скорости массоотдачи и в результате к40 увеличению времени процесса до 9,3 мин,Увеличение количества добавок до 0,6 неприводит к дальнейшему уменьшению обьема пены при упаривании, который сохраняется на уровне 20%, Общее время процесса45 сохраняется также на уровне 4,8 мин,Уменьшение температуры в зоне выделения сульфата аммония до 280 С хоть ипозволяет выделить почти весь сульфат аммония (98,1%), однако он содержит значи 50 тельное количество (до 15-20%) сернойкислоты, а увеличение температуры до720 С приводит к значительному снижениюдоли выделяемого сульфата аммония (69,0%от его исходного содержания),55Применение предлагаемого способаимеет следующие технико-зкономическиепреимущества:- позволяет уменьшить общее времяпроведения процесса с 10 до 4,8 мин;1803380- позволяет уменьшить общий обьем выпарных аппаратов в 2-5 раз,- позволяет произвести экономию топлива за счет уменьшения доли влаги, посту 11 ающей в высокотемпературную зону.Формула изобретения Способ переработки отработанной серцой кислоты, содержащей сульфат аммония, включающий упаривание ее с получением 11 лава сульфата аммония и разложение образующейся газовой смеси при 800-1000 С с получением диоксида серы, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса и повышения его экономичности, в исходный раствор перед 5 упариванием вводят 0.01-0.5 мас, сульфонола, или триполифосфата натрия, или тринатрийфосфата, или динатрийфосфата, упаривание ведут до остаточного содержания влаги 5-20 и полученный при этом 10 плав подвергают термообработке при 300700 С,Ф Разложение газов О б щ и й расходКонцентрирование Пример Добавка температура, С темпера.тура размазута,кг/кг миг степень разлож, триоксида остаточ.ное влаговыход сульфата аммония от его исотносительный обьем пеколичество добавки, мас.содержание, 1 ложения. серы ходи; содер.,сульфа 0,19 О,18 З о,по О.П 5 О 160 280 зоо 400 5 ОО 7 ОО 7 го нол триполифос ф ат натрия тринатрий фосО,П 5 98,9 8,2 5 ОО 900 96.2 23 0,2 1 О 6,9 99,1 0,175 7,9 5 ОО 900 96,0 0,2 фат динатрий 98,7 0,175 7,1 5 ОО 9 ОО 958 0,2 фосфатПо прото 1 О 98 0,19 900 5 ОО 96 0,2 типу При оптимальном содержании добавок 0,2 1. Составитель Л.ТемировТехред М.Моргентал Корректор М.Петрова Редактор Заказ 1031Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 о0,005О,О 101о,г0.50,6 боо З 5 О зо 20 го го зо.о 28.0 го 12 8 5 5 98,1 98,0 96,5 95,3 82,3 7 О,З 69,0 800 800 900 900 1 ООО 1 ООО, 1 ООО 89 89 99 99 99,2 99,2 99.2 1 О 9,3 8,2 7,1 5,0 4,8 4,8