一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法及设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及硫酸法烷基化生产领域，具体而言，涉及一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法及设备。该硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法，包括：将深化处理后的废硫酸与发烟硫酸混合，配制成质量百分比浓度为100%的硫酸；该硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的设备，包括：混合器、第一流量调节器、第二流量调节器、用于输送深化处理后废硫酸的第一进液管道、第二进液管道以及出液管道；第一进液管道和第二进液管道与混合器的入口连接，出液管道与混合器的出口连接，第一流量调节器设置在第一进液管道上，第二流量调节器设置在第二进液管道上。这种方法及设备可很好地对废硫酸进行回收处理，解决了废硫酸直接外排会污染环境的问题。
【专利说明】一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法及设备
【技术领域】[0001]本发明涉及硫酸法烷基化生产领域，具体而言，涉及一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法及设备。
【背景技术】
[0002]烷基化油是一种较好的油品调和剂，调和汽油的抗爆震指标满足国V标准。目前国内烷基化油的生产方法多以硫酸法(98%硫酸作催化剂)为主，具体步骤为:用异链烷烃与烯烃在强酸催化作用下生成烷基化油，反应之后将废硫酸与产物分馏处理，分馏后的硫酸如果直接外送处理会污染环境。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法及设备，以解决上述的问题。
[0004]在本发明的实施例中提供了一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法，包括如下步骤:
[0005]将深化处理后的废硫酸与发烟硫酸混合，配制成质量百分比浓度为100%的硫酸；
[0006]其中，发烟硫酸与废硫酸的体积比满足如下公式(I):
[0007](0.225^+1) V^C2V2=IOO0Zo (V^V2) (I)
[0008]C1:发烟硫酸中三氧化硫的质量百分比浓度，单位％ ；
[0009]C2:废硫酸中溶质的质量百分比浓度，单位％ ；
[0010]V1:发烟硫酸的体积；
[0011]V2:废硫酸的体积。
[0012]本发明的实施例还提供了一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法的设备，包括:混合器、第一流量调节器、第二流量调节器、用于输送深化处理后废硫酸的第一进液管道、第二进液管道以及出液管道；
[0013]第一进液管道与第二进液管道与混合器的入口相连，出液管道与混合器的出口连接，第一流量调节器设置在第一进液管道上，第二流量调节器设置在第二进液管道上。
[0014]本发明实施例提供的一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法及设备，可很好地对废硫酸进行回收处理，解决了废硫酸直接外排会污染环境的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1示出了本发明实施例一所述的一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的设备结构示意图；
[0016]图2示出了本发明实施例二所述的一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的设备结构示意图；
图3示出了本发明实施例二所述的另一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的设备结构示意图；
[0017]图中:1.废硫酸罐，2.第一流量调节器，3.发烟硫酸罐，4.第二流量调节器，5.混合器，6.冷凝器，7.采样装置，8.硫酸罐，9.水封罐，10.真空喷射泵，11.真空水箱，12.水循环泵，13酸雾吸收器，14碱液循环槽，15碱液循环泵，16第一进液管道，17第二进液管道，18出液管道，19第一酸气管道，20第二酸气管道，21 一次酸气管道，22 二次酸气管道，23水循环管道，24碱液循环管道，25三次酸气管道。
【具体实施方式】
[0018]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0019] 在本发明的实施例中提供了一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法，包括如下步骤:
[0020]将深化处理后的废硫酸与发烟硫酸混合，配制成质量百分比浓度为100%的硫酸；
[0021]其中，发烟硫酸与废硫酸的体积比满足如下公式(I):
[0022](0.225C1+1) V1C2V2=IOO0Zo (V1+V2)
[0023]C1:发烟硫酸中三氧化硫的质量百分比浓度，单位％ ；
[0024]C2:废硫酸中溶质的质量百分比浓度，单位％ ；
[0025]V1:发烟硫酸的体积；
[0026]V2:废硫酸的体积。
[0027]这种生产烷基化油的方法能较好解决硫酸法烷基化反应产生的废硫酸的回收利用，避免废硫酸直接外送处理造成企业成本增加和环境污染，是国内30多家硫酸法烷基化生产装置废硫酸提浓工艺中没有涉及的新技术。
[0028]这种方法在完全封闭的环境下能产生质量百分比浓度为100%的硫酸，但是实际操作过程中不能保证产生的硫酸完全隔绝大气，因此所产生的质量百分比浓度为100%的硫酸一般都会由于浓硫酸的吸水性导致其浓度下降至98%-99%。
[0029]本发明实施例一提供了一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法的设备，如图1所示，包括:混合器5、第一流量调节器2、第二流量调节器4、用于输送深化处理后废硫酸的第一进液管道16、第二进液管道17以及出液管道18 ；
[0030]第一进液管道16与第二进液管道17与混合器5的入口连接，出液管道18与混合器5的出口连接，第一流量调节器2设置在第一进液管道16上，第二流量调节器4设置在第二进液管道17上。
[0031]这种废硫酸提浓的设备可实现废硫酸的回收而且工艺流程很简单，只需将废硫酸与发烟硫酸在混合器中混合就可实现废硫酸的提浓。
[0032]本发明实施例二提供了一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的设备，如图2所示，混合器5优选为静态混合器，静态混合器占地面积小造价低，节约了成本。
[0033]目前，废硫酸提浓回收装置多采用真空浓缩装置、鼓式浓缩装置、塔式浓缩装置等，这些回收装置的设备比较庞大企业上一套废硫酸提浓回收装置，一次性总投资大概在1000-2000万之间，外加公用消耗及维护费用，总投资费用偏高。而本发明中的设备占地面积很小、易操作，如静态混合器总长度基本在1.5-2m左右，外径在200mm左右。工艺中的设备很少使得后期设备维护费用也很低，最关键的是提浓后的废硫酸可循环使用或外销。[0034]优选地，第一流量调节器2最好采用废硫酸流量控制回路，第二流量调节器4最好采用发烟硫酸流量控制回路，二者之间进行比例控制，这样可实现流量的智能化控制，废硫酸与发烟硫酸的体积比控制精确。
[0035]优选地，硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的设备最好还包括冷凝器6，冷凝器6的被冷凝介质的入口通过出液管道18与混合器5的出口连接，发烟硫酸与废硫酸混合后会产生大量热，为了防止管道热应力腐蚀热量最好及时抽走。
[0036]优选地，冷凝器6的换热面积为25m2，冷凝器的冷凝介质最好为冷冻水，冷冻水的温度一般在0-5°C，这样可以使被冷凝的介质达到的被冷凝后的温度为45°C，通过热应力计算质量百分比浓度为100%的硫酸最好被冷凝到45°C以下时能延长管道的寿命。
[0037]优选地，冷凝器6优选为列管式换热器，在满足换热要求的前提下列管式换热器比较经济实用。
[0038]优选地，硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的设备还包括采样装置7，采样装置7设置在出液管道18上，对混合后的硫酸定期取样检测，从环保及安全上考虑，采样装置7最好为密闭米样器。
[0039]优选地，硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的设备还包括尾气处理系统，尾气处理系统包括发烟硫酸罐3、硫酸罐8、水封罐9、第一酸气管道19以及第二酸气管道20 ;发烟硫酸罐3与混合器5通过第二进液管道17连接，第一酸气管道19的一端与发烟硫酸罐3的顶部连接，另一端插入水封罐9内；硫酸罐8与混合器5通过出液管道18连接；第二酸气管道20的一端与硫fete 8的顶部连接，另一端插入水封Sip 9内。
[0040]优选地，为了防止罐体内超压发烟硫酸罐3与硫酸罐8的罐顶最好设有呼吸阀。
[0041]因为发烟硫酸本身具有发烟的特点，加之废硫酸在提浓过程中放热等原因，硫酸罐内也会产生一定量的烟气，该烟气成分主要是三氧化硫气体，如不及时吸收这些气体将通过发烟硫酸罐和硫酸罐的罐顶呼吸阀扩散至空气中污染环境。因此，需要上一套尾气处理系统，将发烟硫酸罐3和硫酸罐8顶内的烟气分别通过第一酸气管道19与第二酸气管道20进入水封罐9中水的液面以下，由水充分吸收含硫烟气。
[0042]优选地，尾气处理系统还包括:真空喷射泵10、真空水箱11、水循环泵12、一次酸气管道21以及水循环管道23 ;—次酸气管道21的一端与水封罐9相连，另一端与真空喷射泵10气相进口相连，以用于水封罐9中的三氧化硫气体通过一次酸气管道21进入真空喷射泵10，真空喷射泵10的喷嘴设置在所述真空水箱11内；水循环管道23的一端与真空水箱11的底部相连，另一端与真空喷射泵10的液相进口相连；水循环泵12设置在水循环管道23上。
[0043]三氧化硫气体在水封罐9中不能吸收完全的情况下最好进行二次吸收，以保证三氧化硫不扩散到空气中污染环境，因此从水封罐9中出来的烟气先通过一次酸气管道21进入真空喷射泵10，再由真空喷射泵10喷嘴进入到真空水箱11中，烟气在真空喷射泵10与真空水箱11中都能进一步的被吸收，而水循环泵12通过水循环管道23给真空喷射泵10提供抽真空的能力，这样的过程就完成了烟气的二次吸收。
[0044]优选地，尾气处理系统还包括:碱液循环槽14以及二次酸气管道22 ;二次酸气管道22的一端插入碱液循环槽14内，另一端与真空水箱11的顶部相连，对三氧化硫气体进行进一步的三次吸收，真空水箱11中水没有完全吸收的烟气会通过二次酸气管道22从真空水箱11的顶部进入到碱液循环槽14中被碱液进一步吸收从而完成烟气的三次吸收。
[0045]优选地，如图3所示，尾气处理系统还包括酸雾吸收器13、碱液循环泵15，碱液循环槽14、三次酸气管道25以及碱液循环管道24 ;三次酸气管道25的一端与酸雾吸收器13的气相进口连接，另一端与所述真空水箱11的顶部相连；碱液循环管道24的一端与酸雾吸收器13的液相进口连接，另一端与所述碱液循环槽14的侧壁连接；酸雾吸收器13的液相出口与碱液循环槽14的顶部连接，碱液循环泵15设置在碱液循环管道24上。为了使碱液对尾气进行的三次吸收更彻底，又多加了酸雾吸收器13这个设备，从酸雾吸收器13的底部自下而上的尾气与从酸雾吸收器13的自上而下的循环碱液对流进行彻底吸收后，无硫尾气排入大气，碱液循环泵15通过碱液循环管道24将碱液循环槽14中的碱液送入酸雾吸收器13，由于烟气中含有的三氧化硫为酸性气体，酸雾吸收器中的填料最好采用耐酸填料。
[0046]优选地，为了便于存放经过深化处理的废硫酸最好设置一个废硫酸罐I，废硫酸罐I和发烟硫酸罐3中的硫酸最好用泵输送。
[0047]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包`含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法，其特征在于，包括如下步骤: 将深化处理后的废硫酸与发烟硫酸混合，配制成质量百分比浓度为100%的硫酸； 其中，所述发烟硫酸与废硫酸的体积比满足如下公式(I):
(0.225^+1) V^c2V2=IOO0Zo (VV2) (I) C1:发烟硫酸中三氧化硫的质量百分比浓度，单位％ ； C2:废硫酸中溶质的质量百分比浓度，单位％ ； V1:发烟硫酸的体积； V2:废硫酸的体积。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸法烷基化生产中废硫酸提浓的方法的设备，其特征在于，包括:混合器、第一流量调节器、第二流量调节器、用于输送深化处理后废硫酸的第一进液管道、第二进液管道以及出液管道； 所述第一进液管道和所述第二进液管道与所述混合器的入口连接，所述出液管道与所述混合器的出口连接，所述第一流量调节器设置在所述第一进液管道上，所述第二流量调节器设置在所述第二进液管道上。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述混合器为静态混合器。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括:冷凝器； 所述冷凝器的被冷凝介质的入口通过所述出液管道与所述混合器的出口连接。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述冷凝器的换热面积为25m2，所述冷凝器的冷凝介质为冷冻水。
6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括:采样装置； 所述采样装置设置在出液管道上。
7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括:尾气处理系统，所述尾气处理系统包括发烟硫酸罐、硫酸罐、水封罐、第一酸气管道以及第二酸气管道； 所述发烟硫酸罐与所述混合器通过所述第二进液管道连接，所述第一酸气管道的一端与所述发烟硫酸罐的顶部连接，另一端插入所述水封罐内； 所述硫酸罐与所述混合器通过所述出液管道连接；所述第二酸气管道的一端与所述硫酸罐的顶部连接,另一端插入所述水封罐内。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述尾气处理系统还包括:真空喷射泵、真空水箱、水循环泵、一次酸气管道以及水循环管道； 所述一次酸气管道的一端与所述水封罐相连，另一端与所述真空喷射泵气相进口相连，以用于所述水封罐中的三氧化硫气体通过所述一次酸气管道进入所述真空喷射泵，所述真空喷射泵的喷嘴设置在所述真空水箱内； 所述水循环管道的一端与所述真空水箱的底部相连，另一端与所述真空喷射泵的液相进口相连； 所述水循环泵设置在所述水循环管道上。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述尾气处理系统还包括:碱液循环槽以及二次酸气管道； 所述二次酸气管道的一端插入所述碱液循环槽内，另一端与所述真空水箱的顶部相连。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述尾气处理系统还包括酸雾吸收器、碱液循环泵、碱液循环槽、三次酸气管道以及碱液循环管道； 所述三次酸气管道的一端与所述酸雾吸收器的气相进口连接，另一端与所述真空水箱的顶部相连； 所述碱液循环管道的一端与所述酸雾吸收器的液相进口连接，另一端与所述碱液循环槽的侧壁连接； 所述酸雾吸收器的液相出口与所述碱液循环槽的顶部连接，所述碱液循环泵设置在所述碱液循环管道上。`
【文档编号】C01B17/88GK103663389SQ201310625176
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】周正勇 申请人:周正勇, 牡丹江苏伯格林石化有限公司