一种试剂硫酸生产中去除硝酸盐的方法
【专利摘要】本发明涉及试剂生产中去除硝酸盐的方法，具体为一种试剂硫酸生产中去除硝酸盐的方法。本发明方法是采用多组石英玻璃精馏器并联及连续精馏的方式，提出了以工业硫酸为原料，通过向工业硫酸中加入过量的硫酸铵(相对硝酸根)，使工业硫酸中的硝氮在酸性、加热的条件下与氨氮发生逆歧化反应产生氮气，并在精馏过程中以低沸物形式，通过气提精馏柱柱顶被连续蒸出的一种生产试剂硫酸中去除硝酸盐的方法。
【专利说明】一种试剂硫酸生产中去除硝酸盐的方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及试剂生产中去除硝酸盐的方法，具体为一种试剂硫酸生产中去除硝酸盐的方法。
【背景技术】
[0003]使用节能环保型石英玻璃精馏法生产试剂硫酸，是试剂硫酸生产的通用方法，试剂硫酸生产一般是将工业硫酸(含量> 98%[1])，通过多组石英玻璃精馏器并联，采用连续进料的方式生产提纯的。采用节能环保型石英玻璃精馏法生产试剂硫酸工艺流程是:将预处理的工业硫酸连续进料，低沸物及稀硫酸通过气提精馏柱柱顶连续蒸出，高沸物试剂成品硫酸通过气提精馏柱柱底连续切出，酸渣从工业硫酸蒸馏瓶底间歇被排除。工业硫酸中含有一定量的二氧化硫以亚硫酸形式存在，需加入一定量的氧化剂水溶液使其转化为硫酸，同时过量的氧化剂也将痕量亚硝酸氧化为硝酸。实际操作时用含有氧化剂的水溶液将98%工业硫酸稀释为95-96%的硫酸，稀释后的工业硫酸将释放出溶解热，使其工业硫酸中存在的痕量的亚硝基硫酸、硝基硫酸受热后发生水解，生成硫酸、亚硝酸和硝酸，亚硝酸又被过量的氧化剂氧化为硝酸，精馏时进一步加热，硝酸分解为低沸物氧化氮气体，氧化氮气体随稀酸蒸汽通过气提精馏柱柱顶连续被蒸出。但实践证明当工业硫酸中硝酸盐含量> 0.001%(IOppm)时，工业硫酸中的硝酸盐不能在精馏过程中，以氮氧化物形式随稀酸一并被完全蒸出，导致成品试剂硫酸中硝酸盐含量通常大于0.00005%(0.5 ppm)，而不符合试剂硫酸AR级质量标准[2]，故原料工业硫酸中硝酸盐含量的高低，是决定节能环保型石英玻璃精馏法生产试剂AR级、GR级硫 酸的关键指标。
[0004]我国亚硝基法生产工业硫酸工艺早在20世纪90年代全部被淘汰[3]，取而代之的是接触法生产工业硫酸工艺，接触法制酸工艺中又以硫磺制酸、冶炼烟气制酸、硫铁矿制酸为主[4]，虽然接触法制酸较亚硝基法制酸的硝酸盐含量低，但通常还是> 0.001% (IOppm),究其原因应为工业硫酸生产中，在原料硫磺、硫化物矿、硫铁矿燃烧或焙烧产生SO2的同时，由于燃烧或焙烧产生的局部高温，会使空气中的氧气和氮气产生微量的氮氧化物，氮氧化物是随火焰温度升高增多的，温度越高NO浓度也越高，NO浓度越高转化为NO2的量也越大，致使工业硫酸中含有少量的的硝酸盐[5]，另外空气中氮氧化物也是工业硫酸含有硝酸盐原因之一。因此在试剂硫酸生产中，有必要寻找一种去除工业硫酸中硝酸盐的有效方法。
【发明内容】
[0005]本发明针对以上试剂硫酸生产的工艺技术问题，提出了一种以工业硫酸为原料，通过向工业硫酸中加入过量的硫酸铵(相对硝酸根)，使工业硫酸中的硝氮在酸性、加热的条件下与氨氮发生逆歧化反应产生氮气，并在精馏过程中以低沸物形式，通过气提精馏柱柱顶被连续蒸出的一种生产试剂硫酸去除硝酸盐的方法。[0006]为实现上述目的，本发明在工业硫酸中分别加入含有氧化剂的溶液和硫酸铵，以去除工业硫酸中的二氧化硫及硝酸盐。
[0007]本发明的具体技术方案如下:
试剂硫酸生产中去除硝酸盐的方法其特征在于:
a、工业硫酸进料阀(I)、高位罐进酸阀(4)处于关闭状态，原料罐底阀(2)、循环阀(3)及抛空阀处于开启状态，启动离心泵使原料储罐中的工业硫酸处于循环状态，通过原料储罐中的液下管(28)，按1000Kg工业硫酸加入30%试剂H2O2 l_3Kg、纯化水20_30Kg的比例，将其缓慢加入到循环的工业硫酸中，循环时间为0.5-lh，循环工业硫酸的温度通过原料储罐的内置列管换热器控制在< 60°C，然后再按1000Kg工业硫酸中加入0.045-0.135Kg的比例，通过加料管(29)缓慢加入工业硫酸铵，继续循环0.5-lh后备用。
[0008]b、将上述工业硫酸分批泵入到高位罐，开启平位槽进酸阀(6)、进酸流量调节阀
(7)、进酸阀(10)，通过平位槽控制石英玻璃精馏器中硫酸的液位，液位高度应超过石英电加热管最上方电阻丝5-15cm，开启石英电加热管进行连续精馏，通过进酸流量调节阀(7)控制进入精馏器中的工业酸量。每批精馏过程中低沸物及稀硫酸通过气提精馏柱柱顶连续蒸出，冷却后进入稀酸储罐，高沸物试剂成品硫酸通过气提精馏柱柱底连续切出，冷却后进入成品储罐，酸渣通过排渣阀(9)间歇排出。
[0009]c、成品试剂硫酸检验合格后经微孔过滤后分装。
[0010]本发明步骤a、b发生的主要化学反应为:
【权利要求】
1.一种试剂硫酸生产中去除硝酸盐的方法，其特征在于包括以下步骤: a、工业硫酸进料阀(I)、高位罐进酸阀(4)处于关闭状态，原料罐底阀(2)、循环阀(3)及抛空阀处于开启状态，启动离心泵使原料储罐中的工业硫酸处于循环状态，通过原料储罐中的液下管(28)，按1000Kg工业硫酸加入30%试剂H2O2 l_3Kg、纯化水20_30Kg的比例，将其缓慢加入到循环的工业硫酸中，循环时间为0.5-lh，循环工业硫酸的温度通过原料储罐的内置列管换热器控制在< 60°C，然后再按1000Kg工业硫酸中加入0.045-0.135Kg的比例，通过加料管(29)缓慢加入工业硫酸铵，继续循环0.5-lh后备用； b、将上述工业硫酸分批泵入到高位罐，开启平位槽进酸阀(6)、进酸流量调节阀(7)、进酸阀(10)，通过平位槽控制石英玻璃精馏器中硫酸的液位，液位高度应超过石英电加热管最上方电阻丝5-15cm，开启石英电加热管进行连续精馏，通过进酸流量调节阀(7)控制进入精馏器中的工业酸量；每批精馏过程中低沸物及稀硫酸通过气提精馏柱柱顶连续蒸出，冷却后进入稀酸储罐，高沸物试剂成品硫酸通过气提精馏柱柱底连续切出，冷却后进入成品储罐，酸渣通过排渣阀(9)间歇排出； C、成品试剂硫酸检验合格后经微孔过滤后分装。
2.根据权利要求1所述的一种试剂硫酸生产中去除硝酸盐的方法，其特征在于:所述的氧化剂30%H202亦可为含量0-100% H2O2、KMnO4、K2Cr207、Na2Cr207氧化剂；所述的硫酸铵亦可为氨水、尿素、氨基磺酸。
3.根据权利要求1所述的一种试剂硫酸生产中去除硝酸盐的方法，其特征在于:所述a、b发生的化学反应为:
H2SO3+ H2O2= H2SO4+ H2O
ON-O-SO3H + H2O ! HNO2 + H2SO4
mam
O2N-O-SO3H + H2O it HNO3 + H2SO4
mm
HNO2+ H2O2= HNO3+ H2O
4
6N03+5 (NH4) 2S045H2S04+8N2 i +18H20。
【文档编号】C01B17/90GK103803507SQ201210439953
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月7日 优先权日:2012年11月7日
【发明者】肖克强, 黄伟鹏, 黄侦杰, 梁永贵, 肖启发, 周红艳, 赵幼梅 申请人:四川西陇化工有限公司