专利名称：用于提纯废硫酸的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于提纯废硫酸的设备，其中通过在高温下的处 理以及氧化剂的添加来破坏硫酸中的有机杂质并且由此对该酸进行提 纯。
背景技术：
由DE 24 04 613 B2已经公开了一种方法，该方法用于对使用过的 酸流进行提纯，所述酸流则用于对芳族化合物进行硝化，所述使用过 的酸除了有机杂质以外还包括大约60到85%的硫酸，其中通过除去酸 流以用于去除挥发的有机化合物的主要份额并且随后使在这过程中得 到的至少50ppm的非挥发性的、由硝化曱酚及其它硝化酚化合物组成 的包含有机杂质的酸流与一种氧化剂接触，其特征在于，以这样的方 式使所述除去的酸流与一种由臭氧、过氧化氢、氯酸盐、过二硫酸盐 或者这些化合物的混合物所组成的氧化剂相接触，即每当量非挥发的 有机化合物将至少1化学计算当量的氧化剂以大约三分之一当量或更 少当量的份额在1分钟到大约60分钟的时间过程中在从130到230匸 的温度下进行添加，并且抽走经过提纯的酸流。
从EP 0 052 548 B1中公开了一种方法，该方法用于通过相应的烯 烃水合作用对来自乙醇生产的残余硫酸进行提纯，在该方法中人们持 续并且同时在一个反应器中加入事先浓缩到至少70%的硫酸并且装入 浓度至少为60。/。HN03的硝酸，其中在温度至少为1S01C时装入所述硝 酸，其特征在于，将所述硝酸以每个碳原子0.5到l个硝酸分子的量进 行添加，其中碳以有机物质的形式溶解到有待提纯的硫酸中，并且将 如此获得的液体持续不断地倒入第二反应器中，该反应器保持在150 TC以上的温度范围内并且没有添加硝酸。
从EPOl 17 986A2和EP01 17 986 Bl中7〉开了一种循环法，该循 环法用于对包含有机杂质的硫酸进行浓缩和提纯，在该方法中将有待 处理的硫酸在输入热量的情况下持续不断地输送到蒸发过程中并且在 不断分离蒸汽混合物的情况下达到更高的浓度，其特征在于，将所述 有待处理的硫酸以和必需的加热行程相应的、形成反应线路的、与蒸
5汽混合物及气体离开液相的分离点之间的间距输送到所述以浓缩方式 离开蒸发过程的酸的一部分中，并且与这部分酸一起导送给所述的分 离点，其中在顺流中向所述有待处理的酸在其导入所述处于蒸发过程 中的酸的液相中之前添加 一种氧化剂。在这里没有对专门用于加热器 的材料进行详细说明。
从DE 198 07 632 Al中公开了一种装置，该装置用于将硫酸浓缩 到95到98%112804-含量并且必要时用于在270到340*C的温度下对硫 酸进行提纯，该装置至少包括一个自然循环蒸发系统，该自然循环蒸 发系统由一个双构件的蒸汽包、 一个管束式换热器、循环管路及蒸馏 柱所构成，其特征在于，所述导引着液态的温度高达270到3401C的热 硫酸的设备部件蒸汽包下部件、换热器和循环管路由一种含硅的、奥
氏体-铁素体的具有相应说明的成分的铁合金所制成并且所述蒸汽包的 上部件及蒸馏柱由搪资钢制成。
从BARTHOLOME. E.[u.a. HrsgUllmanns Encyklop3die der Technischen Chemie ， 4. neubearbeitete und erweiterte Auflage ， Weinheim[u.a.Verlag Chemie， 1982年，Band A21，第157-159页 中公开了具有14-18%硅-含量的硅铁铸件对浓缩硫酸的稳定性，但也提 到了所述材料对热冲击及机械沖击较低的稳定性。
在DE30 50 562 Al、 DE3015 957A1、 DE 972 412 Bl及GB 11 75 055 A中已经提出硅铁铸件的使用，也就是一种带有14-18%硅含量的 铁合金的使用，所述硅铁铸件用于一种用于热硫酸的换热器。不过， 在DE 33 20 527 C2中指出，具有14到18%的硅的材料由于材料的硬 度和脆性不用作换热器。在EP0615 950A1、 EP0378 998 Al、 DE 197 19 394 Cl、 DE 42 13 325 Al及DE 33 20 527 C2中对所述具有处于4 到最大9%之间的硅的硅含量的含硅合金对硫酸的稳定性及用作换热 器的情况进行了说明。但在所述文献中指出，具有14到18%的硅的材 料由于材料的硬度和脆性不用作换热器。
在US 2002/0009382 Al中也对具有高硅含量的材料对热沖击的敏 感性进行了说明并且指出，这种材料没有以可加工的形式提供使用。
在US 1 861 568中同样指出，具有8-20%的硅的材料没有以可加
工的形式提供使用。这里也提到了材料的易碎性。在这里，只有通过 锑的添加才能进行加工。
在DE 30 15 957 Al中虽然对将含硅的铸钢用作换热器的可能性进 行了描述，但没有说明硅含量及成分。
在GB 429 267中对将含硅的铸钢用作换热器的可能性进行了描 述。但这里仅仅对在最大140到1501C的温度下用作冷凝器及冷却器的 情况进行了说明。在此没有对在更高的温度下用作加热器的情况进行 说明。在此也没有说明硅含量和成分。
在GB 1 175 055中虽然对将含硅的铸钢用作用于对硫酸进行加热 的换热器的可能性进行了说明，但没有说明硅含量和成分。
在US 1 861 568中也对将含硅的铸钢用作换热器的可能性进行了 说明。但这里同样仅仅对用作冷凝器和冷却器的情况进行了说明，更 确切地说所述冷凝器和冷却器用于S03和H20蒸汽。这里同样没有说 明硅含量和成分。
由此现有技术是，通过添加氧化剂和/或在高温下进行处理的方式
从大量被有机物污染的硫酸中去除有机杂质。但是，按现有技术不可 能将由具有处于14到18°/ 的硅的硅含量的材料制成的换热器用于对酸
进行加热，因为这种材料由于相对于热冲击及机械冲击的敏感性以及 很差的可加工性不可用作在高温下对硫酸进行加热的加热器。
发明内容
现在本发明的任务是提供一种成本低廉的、用于对废硫酸进行提 纯的设备，该设备能够在高温下用相应不同的氧化剂对不同的废酸进 行处理。
按本发明的设备包括一个反应器、 一台循环泵、 一个专门的用于 将所需要的能量加入酸中的换热器以及连接该换热器的管道，其中如 此设计所述反应器的尺寸，使得停留时间足以用于破坏有机杂质，并 且其中用高温载热油对所述换热器进行加热。
为选择合适的、耐腐蚀的材料，首先对因其对热硫酸的稳定性而 出名的材料如搪瓷钢、用聚四氟乙烯或高氟化物-共聚物加衬的钢、特 殊的陶瓷材料、含硅的铸钢以及含硅的特种钢合金检查其可使用性。
按照期望，对于所述反应器和所述管道来说，搪瓷钢和用聚四氟 乙烯加衬的钢证实非常好用。在选择用于所述换热器的材料及选择有 待使用的加热介质时出现一个问题，因为对于大多数材料而言在这里 会达到在机械的及特殊的耐温度变化性能方面的极限。在蒸汽用作加
热介质时，由于在酸中所期望的>190*€到2601C的温度人们碰到这样的 问题，即人们必须在>20到40bar的压力范围内工作，用于实现合理的 在加热介质和酸之间的温差。此外，在避免局部温差的情况下用蒸汽 进行緩慢而均匀的加热是十分困难的。在断开时，通过剩余蒸汽的冷 凝在蒸汽侧出现低压，该低压对在酸侧和加热介质之间的密封提出了 额外的更高的要求。因此放弃将加热介质蒸汽用于按本发明的设备， 并且将高温栽热油选为加热介质。这提供了这样的好处，即可以用恒 定的适中的大约6到10 bar的压力来运行所述换热器。在此也可以对 所述换热器进行均匀加热，因为换热器表面被油均匀覆盖并且油温在 加热时均匀而緩慢地上升。作为载热体可以使用所有在所必需的从200 到350TC的温度条件下保持稳定的天然的及以合成方式制成的载热 油。同样可以设想其它具有类似性能的载热液体。
尽管这些有利的条件，搪瓷的换热器还总是显示这样的缺陷，即 在设备频繁地启动和停止时导致在搪瓷中出现裂紋，所述裂紋则导致 泄漏。因此已经抛弃将搪乾钢用作加热器的材料。在搪资的管道和设 备上没有出现这种现象，因为一方面与在搪瓷的加热器上的搪瓷层相 比这里的搪瓷层要厚得多，另一方面温度变化也没有如此极端。钽不 能作为用于加热器的材料，因为对于96重量百分比H2S04以下的硫酸 浓度来说自大约210TC起就在酸侧出现腐蚀，对于>96重量百分比 H2S04的硫酸浓度来说自大约1卯1C起就在酸侧出现腐蚀。相对于硫酸 极具耐腐蚀性能的材料是更加特殊的具有很高硅含量的铸钢。对于不 经受强烈热负荷及机械负荷的部件如柱状内置件来说，所述铸钢自数 十年以来在硫酸浓缩中使用。这种具有很高的14-18%的硅的硅含量的 铸钢在过去显示出类似玻璃一样很低的机械稳定性，也就是说在温度 快速变化时出现局部应力，并且这导致应力断裂。在热膨胀时同样会 出现应力断裂。在由含硅的铸钢制造均匀的、无孔的、气密的成形件 时，也产生巨大困难，因为该材料在冷却时会收缩。因此至今没有将 具有14-18%的硅的含硅铸钢用作用于热载体的材料，所述热载体则用 于对硫酸进行加热，并且迄今也没有考虑用于此用途。由于特殊的铸 造技术及相应的精加工，同时可以以稳定的质量制造相应的成形件， 特别是由含硅的铸钢来制造管子。在这种情况下，如此安装用于管子 的铸模，从而对管子进行垂直铸造。从下面将熔液加入到所述铸模中，
使得熔液均匀地在分布在铸模中并且没有夹杂任何气泡。在铸造之
后，使管子在铸模中均匀冷却12到36小时，通常冷却大约24小时。 通过这种措施获得具有非常均匀的分子结构的管子。
现在利用如此专门制造的管子进行试验，在何种程度上可以用这 种材料制造用于硫酸的加热器。在盛有高温载热油的油池中从外面对 这种管子进行加热。通过该管子抽吸具有不同浓度的硫酸，所述浓度 处于60重量百分比H2SO4到98重量百分比H2S04的范围内。 一方面 对管子的热膨胀进行测量，另一方面检查，通过酸的流动速度会在多 大程度上出现侵蚀或严重的腐蚀。也通过油池的快速加热和冷却检查 了温度变化稳定性。
令人惊讶地发现，在按如上所述方法制造的管子上，含硅的铸钢 与根据以往的经验的含硅的具有类似成分的铸钢相比，显示出高得多 的相对于温度变化的稳定性。材料的热膨胀也处于一个可以通过相应 的设计及力补偿来承受的范围内，从而没有对该管子产生机械应力， 所述机械应力会导致应力断裂。此外还发现，即使酸在管子中以较高 的处于1和5米/秒之间的流动速度流动时也没有出现侵蚀和很高的材
料腐蚀，这一点同样令人惊讶。因此，对按本发明的设备来说，作为 用于换热器的被酸浸润的部件的材料使用具有处于14到18%的硅的硅
含量的含硅铸钢。以下示范性地说明几种可能的成分
材料l
硅15到17重量百分比
碳0.4到0.7重量百分比
锰0.3到0.5重量百分比
磷0.05重量百分比
硫0.009至ij 0.05重量百分比
钼-重量百分比
铬-重量百分比
铁剩余部分重量百分比
材料2
硅14.5到15.5重量百分比
碳0.4到0.7重量百分比
锰0.5重量百分比磷 0.05 重量百分比
硫 0.01 重量百分比
钼 3.0 重量百分比
铬 - 重量百分比
铁 剩余部分 重量百分比 材料3
硅 14.5到15 重量百分比
碳 0.4到0.7 重量百分比
锰 0.5 重量百分比
磷 0.05 重量百分比
硫 0.01 重量百分比
钼 - 重量百分比
铬 5 重量百分比
铁 剩余部分 重量百分比
所有三种材料不仅在实验室试验中而且在工业应用中都证实非常 合适，并且按本发明得到使用。根据在相应的废酸中的杂质，各种材 料显示出特定的优点，从而根据现有的工作经验或者借助于实验室试 验进行选择。对于工业应用来说，将由含硅的铸钢制成管子装入由钢、 比如RSt 37.2制成的管子中，而后通过该管子导引高温载热油。在所 述由含硅的铸钢制成的内管和由钢制成的外管之间的密封则通过相应 的密封件进行，所述密封件相对于高温载热油并且在高达3501C的油侧 的工作温度下具有稳定性。
由于尤其在更高的处于75和98重量百分比之间的浓度范围内的 硫酸的粘度，在按本发明的设备中，通过换热器抽吸硫酸。作为用于 泵的材料，同样可以使用所述含硅的铸钢。根据所期望的处理温度， 也可以使用其它耐腐蚀的材料如氟聚物塑料作为泵材料。
图1是按本发明的用于对废硫酸进行提纯的设备； 图2是按本发明的用于对废硫酸进行提纯的设备； 图3是按本发明的用于对废硫酸进行提纯的设备。
具体实施例方式
在图1示出了按本发明的用于对废硫酸进行提纯的设备。该设备
包括由耐腐蚀的材料如搪瓷钢或者由用氟聚物加衬的钢制成的反应器
R、由含硅的铸钢或其它耐腐蚀的材料如氟聚物塑料制成的循环泵P、 由用含硅的铸钢制成的内管i及用钢制成的外管a所制成的换热器W 以及连接所述换热器的管道，所述管道同样由耐腐蚀的材料如搪乾钢 或由用氟聚物加衬的钢制成。
如此选择所述反应器R的容积，使得酸在所述设备中停留足够的 时间以用于破坏有机杂质。所需要的停留时间根据在处理类似的废酸
时所积累的工作经验或借助于实验室试验予以确定。所述泵P的循环 功率根据有待处理的废硫酸的量来确定，并且同样产生于在处理类似
的废酸时所积累的工作经验或借助于实验室试验来产生。所述换热器 W的大小由用于处理酸所需要的能量计算得到。按所述换热器W的安 装方式可以优选以串联或并联方式运行多个换热器W。所述换热器W 不仅可以水平安装而且可以垂直安装，因为按本发明不仅抽吸酸而且 抽吸高温载热油，并且由此不依赖于安装方式实现介质的通流。在工 艺流程方面有意义的是，将所述酸相对于所述高温载热油以逆流进行 导向，也就是说所述酸在位置4处流到所述换热器W中并且在位置5 处离开该换热器W，而高温载热油则在位置6处流入所述换热器中并 且在位置7处离开所述换热器W。所述高温载热油在此仅仅在外壳a 中流动并且均匀地浸润所述内管i的外表面，而所述酸则在所述内管i 的内侧旁边流过、吸收来自所述高温载热油的能量并且在这过程中得 到加热。所述经过加热的硫酸而后流进所述反应器R中。在原理上也 可以在顺流中用所述高温载热油对所述酸进行加热；不过从工艺流程 的角度来看逆流方式更有意义，因为这里可以实现酸的更高的最终温 度。经过提纯的酸循环返回到所述循环泵P。经过提纯的酸可选在位置 3处或者在位置2处从反应器中或者说从反应器的排出管道中提取出 来。在破坏有机杂质时产生的气体在位置13处从反应器中排出。有待 处理的废硫酸优选在位置1处加到循环的、热的并且经过提纯的硫酸 中。不过作为替代方案，也可以在位置11处在所述循环泵P的压力侧 进行添加。作为替代方案，可以在位置8、 9、 10和12处对氧化剂进 行计量。氧化剂的计量对提纯来说是否有必要，在哪个位置上对所述 氧化剂进行计量，使用何种氧化剂并且需要多少量的氧化剂，均取决 于废酸的种类，并且借助于在处理类似的废酸时所积累的工作经验或
借助于实验室试验来确定。而后在按本发明的设备上设置相应的计量 点或者说如有必要也设置多个计量点。如果要用本设备对不同的废硫 酸进行处理，那么可以在按本发明的设备上设置相应的计量点。然后 不过仅仅在需要时根据酸来使用这些计量点。
按本发明的设备可以根据有待提纯的废酸的浓度及为提纯所需要
的温度在10mbar和10bar之间的工作压力下运行。对许多废酸来说， 近似在沸点温度下或者甚至相对于沸点温度在酸的轻微的过热条件下 在相应的工作压力下运行证实特别有效。在使用具有不同的处于60重 量百分比H2S04到98重量百分比H2S04之间的范围内的浓度并且具有 >19010到2601C的酸温度的硫酸的情况下，实现了最佳的提纯结果。
按本发明的设备可选按装料方式(ansatzweise )或者作为替代方 案在持续运行中加以使用。
在按装料方式运行时，将废酸加入到按本发明的设备中。在这种 情况下，已经可以添加氧化剂。随后使酸循环并且通过利用换热器W 进行的加热加热到工作温度。在所述位置9、 10和12处，已经可以在 加热过程中并且也在整个工作持续时间里将氧化剂加到酸中。为更好 地将酸与所述氧化剂混合，可以紧接在添加点后面额外地将混合器优 选静态混合器安装在管路中。在图2中将可能的混合器位置作为M示 出。如果废酸的提纯结束，那就提取出经过提纯的酸并且相应地重新 注入。可选在经过提纯的酸尚热时或者在其冷却之后将其提取出来。 随后将下 一批装料装入按本发明的设备中。
如果需要较长的停留时间及较大量的氧化剂用于提纯废酸，那么 按装料方式的运行则十分有利。如果在循环一次后就已经可以获得所 期望的提纯效果，那么持续运行则更有意义。
在持续运行时，将废酸持续不断地加入到循环的、热的、经过提 纯的酸中。将废酸添加到循环的、热的、经过提纯的硫酸中这种做法 的好处是， 一方面将废酸一下子置于近似的工作温度上，由此已经破 坏了许多有机杂质，另一方面在混合中相应地根据输入的废酸与循环 的经过提纯的酸之间的比例来降低有机杂质的浓度，由此特别在各种 有机化合物的强烈放热的分解反应时保证以硫酸加热的形式可靠地导 散能量。由此也可以将按本发明的设备用于来自爆炸性材料制造过程 的废酸，利用按本发明的设备可以可靠地对其进行提纯。输入的废酸
与循环的经过提纯的酸之间的比例在按本发明的设备上在持续运行时
通常是废酸对循环的酸的比例在1:1和l:400之间。但也可以为特殊 的提纯任务相应地对此进行调整。
即使在持续运行时，也可以在位置8、 9、 10和12处持续不断地 将氧化剂加到酸中。在这里也可以对混合效果进行改进，方法是额外 地紧接在氧化剂计量点之后将在图2中示范性地作为M示出的混合器 安装在管路中。比如可以将氧化剂(通过位置8或者说12)加到所输 入的可能还冷的废硫酸中(通过位置1和/或11进行输送)，使得该氧 化剂在进入按本发明的设备中之前在混合物而后导入所述热的循环的 经过提纯的硫酸之前就已经与处于冷的状态中的废酸进行了最佳混 合。这种做法会带来这样的优点，即有机杂质在冷的废酸中就已经与 氧化剂起反应并且通过猛然的加热在计量之后顺利地继续进行反应。 试验表明，利用按本发明的设备的相应的工作方式在几种酸上可以降 低用于提纯的氧化剂需求，如果所述废酸早在冷的状态中就已与氧化 剂混合。在添加氧化剂之前或者之后在将废酸加入到按本发明的设备 中之前对其进行预热，这样做也是有利的，因为由此减少了必须通过 所述换热器W加入到该系统中的能量并且额外地在添加废酸之后没有 如此大幅度地使所述循环的酸冷却下来。在图3中将可能的用于相应 的预热器的位置作为W2和W3示出。何种工作方式带来大多数优点， 必须通过试验予以查明或者根据工作经验得知。
作为替代方案当然也存在这样的方案，即在事先定量供给氧化剂 或者在没有事先定量供给氧化剂的情况下将废酸在不同的位置(1、 9、 10、 12)加入到按本发明的设备中。在加入按本发明的设备中之前， 对一部分废酸或所有的废酸进行预处理也是有利的。这种预处理可以 比如包括解吸(Strippung)、浓缩或析取(Extraktion )，由此对几种 应用情况来说已经可以降低有机杂质的份额并且由此简化所述用于按 本发明的设备的提纯任务。
通过所述换热器W也可以将额外的能量在按本发明的设备中加入 到酸中，所述酸而后以水蒸汽的形式与在有机化合物分解时产生的废 气一起并且与水蒸汽挥发的有机化合物以及分解产物一起在位置13处 从按本发明的设备中排出。由此在提纯步骤中从所述循环的酸中去除 水蒸汽挥发的化合物并且额外地使酸得到浓缩。
按本发明的设备不仅仅可以用于对废硫酸进行提纯，而且可以用 于对废酸进行提纯并且同时对废酸进行浓缩。
在原理上，按本发明的设备也可以仅仅用于对硫酸进行浓缩而不 执行提纯任务，因为该设备在相应的工作条件下具有耐腐蚀性能。所 述经过提纯的废酸可以优选导回到产生该废酸的过程中或者作为替代 方案予以出售。也可以随后对经过提纯的酸进行浓缩。
作为氧化剂，可以为提纯使用从文献中公开的氧化剂如硝酸、过 氧化氢、臭氧等。如果不要通过添加氧化剂不必要地降低硫酸的浓度， 那就必须相应地使用高浓缩的氧化剂溶液。
以下在不同的实例中对按本发明的设备的功能原理进行解释。
实例1:
一种废酸中混有2-丁醇(SBA)和曱基乙基酮(MEK)，该废酸 具有大约60重量百分比H2S04的硫酸浓度，持续不断地用按本发明的 设备对该废酸进行处理。在所述设备中存放了更纯净的具有77重量百 分比H2S04的硫酸并且将硫酸在大约1300mbar的工作压力下加热到 大约197TC的沸点温度。在位置1处输送所述废硫酸。按照硝酸对废酸 的比例0.01:1通过位置8将硝酸添加到大约20TC的冷的废硫酸中。而 后将混合物在定量输送到所述循环的硫酸中之前通过换热器间接地加 热到1301C。循环的硫酸对废酸的比例为50:1。通过所述循环的酸的温 度对通过换热器W输送到按本发明的设备中的能量进行调节，从而将 这个温度恒定地保持在197TC上。废气及产生的水蒸汽在位置13处从 所述设备中排出。经过提纯的酸在位置2处以恒定的77重量百分比 H2S04的硫酸浓度离开所述设备。在所述酸中，有机杂质的含量可以 从在废酸中的大约4000 mg 02/kg CSB下降到在产物酸中的大约2000 mg 02/kg CSB。所述酸在随后的浓缩之后可以再度在生产过程中使 用。
实例2:
一种废酸中混有烷基磺酸(Alkylsulfonsauren )并且具有大约60 重量百分比H2S04的硫酸浓度，用按本发明的设备对废酸进行持续不 断地处理。在所述设备中存放了更纯净的具有80重量百分比H2S04的 硫酸，并且将硫酸在大约1000mbar的工作压力下加热到大约210lC的 沸点温度。在位置1处输入所述废硫酸。按照过氧化氢对废酸的0.03:1
的比例通过位置8将过氧化氬添加到大约201C的冷的废硫酸中。循环 的经过提纯的硫酸对废酸的比例为100:1。通过所述循环的酸的温度对 所述通过换热器W加到按本发明的设备中的能量进行调节，从而将这 个温度恒定地保持在2071C上。废气及产生的水蒸汽在位置13处从设 备中排出。经过提纯的酸在位置2处以恒定的80重量百分比H2S04的 硫酸浓度离开所述设备。这种酸而后持续不断地导入按本发明的第二 设备中并且用该设备再次进行处理。在所述第二设备中存放了更纯净 的具有85重量百分比H2S04的硫酸，并且将硫酸在大约1000mbar的 工作压力下加热到大约2301C的沸点温度。在位置1处输入来自所述笫 一设备的经过预提纯的硫酸。按照过氧化氢对废酸的0.03:1的比例通 过位置8将过氧化氢添加到大约207TC的热的废硫酸中。循环的经过提 纯的硫酸对废酸的比例为100:1。通过所述循环的酸的温度对所述通过 换热器W加到按本发明的设备中的能量进行调节，从而将这个温度恒 定地保持在2301C上。所述废气及产生的水蒸汽在位置13处从设备中 排出。经过提纯的酸在位置2处以恒定的85重量百分比H2S04的硫酸 浓度离开所述设备。在所述酸中，有机杂质的含量可以从在废酸中的 大约9000 mg 02/kg COD下降到在产物酸中的<100 mg 02/kg COD。 实例3:
首先通过解吸和浓缩对来自DNT生产中的废酸进行预处理。由此 产生的硫酸具有大约85重量百分比H2S04的浓度，并且持续不断地用 按本发明的设备进行处理。在所述设备中存放了更纯净的具有96重量 百分比H2S04的硫酸，并且将硫酸在大约90mbar的工作压力下将其加 热到大约2301C的沸点温度。通过位置9将硝酸添加到循环的硫酸中。 通过所述循环的酸的温度对所述通过换热器W加到按本发明的设备中 的能量进行调节，从而将这个温度恒定地保持在230TC上。废气及产生 的水蒸汽在位置13处从设备中排出。经过提纯的酸在位置2处以恒定 的96重量百分比H2S04的硫酸浓度离开所述设备。在产物酸中所述有 机杂质的含量可以恒定地保持< 200 ppmTOC。所述酸可以再度用在 生产过程中。
权利要求
1.用于提纯废硫酸的设备，其中通过在高温下的处理以及氧化剂的添加来破坏硫酸中的有机杂质，该设备包括反应器、循环泵、换热器以及连接该换热器的管道，其中如此设计所述反应器的尺寸，使得停留时间足以用于有机杂质的破坏，其特征在于，a)所述反应器由搪瓷钢或者用聚四氟乙烯加衬的钢制成；b)所述管道由搪瓷钢或者用聚四氟乙烯加衬的钢制成；c)使用高温载热油作为加热介质；d)作为用于所述换热器的被酸浸润的部件的材料，使用含硅的具有处于14到18％的硅的硅含量的铸钢；e)所述换热器包括由含硅的铸钢制成的内管以及由钢制成的外管；f)所述内管由含硅的铸钢铸成，其中i. 铸模垂直安装；ii. 熔液从下面装入铸模中；iii. 并且在铸造之后将管子在铸模中冷却12到36小时；g)所述泵由一种耐腐蚀的材料如含硅的铸钢或一种氟聚物塑料制成；h)所述设备设置了将氧化剂定量输送到酸中的方案。
2. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，所述用于换热器的含 硅的铸钢具有以下成分硅15到17重量百分比碳0.4至'J 0.7重量百分比锰0.3到0.5重量百分比磷0.05重量百分比硫0.009多J 0.05重量百分比钼-重量百分比铬-重量百分比铁剩余部分重量百分比。
3.按权利要求l所述的设备，其特征在于，所述用于换热器的含 硅的铸钢具有以下成分硅 14.5到15.5 重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比,碳 0.4到0.7锰 0.5磷 0.05硫 0.01钼 3.0铬 -铁 剩余部分
4. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，所述用于换热器的含 硅的铸钢具有以下成分硅 14.5到15碳 0.4到0.7锰 0.5磷 0.05硫 0.01钼 _铬 5 铁 剩余部分
5. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，在所述换热器上在由 含硅的铸钢制成的内管和由钢制成的外管之间的密封通过密封件进 行，所述密封件对高温载热油具有稳定性并且在高达350"C的油侧的工作温度下是稳定的。
6. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，垂直安装所述换热器。
7. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，水平安装所述换热器。
8. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，并联连接多个换热器。
9. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，串联连接多个换热器。
10. 按权利要求1所述的设备，其特征在于，并联以及串联连接 多个换热器。
11. 按权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述内管中实现 所述酸的处于1和5m/s之间的流动速度。
12. 按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备在酸侧在 处于10mbar和10bar之间的工作压力下运行。
13. 按权利要求1所述的设备，其特征在于，在6到10bar的压力重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比 重量百分比, 下使用所述载热油。
14. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，抽吸所述栽热油。
15. 按权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述换热器中的 载热油相对于所述酸以逆流进行导引。
16. 按权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述换热器中的 载热油相对于所述酸以顺流进行导引。
17. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，在所述设备中安装了 用于对氧化剂和酸进行混合的混合器。
18. 按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有计量 点(1、 9、 10、 12)。
19. 按权利要求1所述的设备，其特征在于，产生的废气、水蒸 汽挥发的有机化合物及分解产物在位置13处从所述设备中排出。
全文摘要
本发明涉及一种用于提纯废硫酸的设备，其中通过氧化剂的添加及在高温下的处理来破坏硫酸中的有机杂质并且由此对酸进行提纯。按本发明的设备包括反应器(R)、循环泵(P)、专门的用于将所需要的能量加入酸中的换热器(W)以及连接该换热器(W)的管道，其中如此设计所述反应器(R)的尺寸，使得停留时间足以用于有机杂质的氧化，并且其中用高温载热油对所述换热器(W)进行加热。按本发明的设备不仅可以用于对废硫酸进行提纯，而且可以用于对废酸进行提纯并且同时对废酸进行浓缩。经过提纯的废酸可以优选导回到产生所述废酸的过程中或者作为替代方案可以予以出售。
文档编号C22C38/04GK101372320SQ20071014264
公开日2009年2月25日 申请日期2007年8月20日 优先权日2007年8月20日
发明者H·温特鲍尔, J·赫特泽尔, L·亨克, P·帕塔基 申请人:普林克有限责任公司