一种高纯度精制硫酸的制造方法与流程

本发明涉及无机化工制造
技术领域：
，特别是涉及一种高纯度精制硫酸的制造方法。
背景技术：
：目前国內试剂硫酸的质量标准执行gb/t625-2007《化学试剂硫酸》，其生产方法主要有蒸馏法和吸收法两种。其中，酸洗净化-吸收法试剂硫酸制造蒸馏法一般采用w(h2so4)98％工业硫酸为原料，经预处理后在石英玻璃装置中加热蒸馏提纯，是一种工业硫酸的后处理物理提纯过程。蒸馏法所用热源主要为电能，也有使用燃煤和煤气的。蒸馏法的最大不足是能耗高，据多年的生产实践统计，生产l吨试剂硫酸耗电400～600kwh。此外，还有其他一些因素也制约着生产成本的降低。例如，单台设备处理能力小，一般产能约200kg/d，要想提高产量只能靠多台并联生产，因而不利于设备的操作和安全生产管理；石英玻璃器壁容易结垢，需用氢氟酸定期清洗，势必造成设备腐蚀，生产成本增加。为了克服蒸馏法的不足、降低生产成本，随着材料和设备制造技术的进步，吸收法试剂硫酸生产工艺应运而生。吸收法工艺是以纯净的so3气体为原料，用w(h2so4)98％的试剂硫酸作为循环吸收剂，并向系统中加入脱盐水以平衡酸浓度。吸收法试剂硫酸生产则是以控制原、辅材料和生产过程中杂质的摄入量为主要手段，通过精确的工艺控制，使产品纯度达到设定的目标而直接生产出试剂硫酸，是so3与h2o的化合反应。吸收法试剂硫酸生产工艺流程可分为so3的制取和净化吸收两个部分。其中，so3的制取与接触法工业硫酸生产工艺流程相同，也可直接采购液态so3，但成本太高，无法形成规模化生产。so3的净化吸收可分为两类：一类是通过除尘过滤器对so3气体过滤净化后直接供试剂酸吸收塔进行吸收(下称过滤净化吸收法)，并向系统中加入脱盐水以平衡酸浓度；过滤净化吸收法的优势是成本低，生产的试剂硫酸产品成本与工业硫酸的生产成本基本持平，但由于过滤后的炉气仍然带有一定量的杂质，产出的试剂硫酸一般只能达到gb/t625-2007化学纯规格。另一类是通过先吸收制取发烟硫酸，再加热发烟酸析出纯净的so3，供试剂酸吸收塔进行吸收(下称发烟酸蒸发吸收法)，并向系统中加入脱盐水以平衡酸浓度；发烟酸蒸发吸收法生产的试剂硫酸纯度可以达到gb/t625-2007分析纯规格，但发烟酸蒸出so3的过程能耗仍然较高，成本优势不明显。技术实现要素：本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供一种高纯度精制硫酸的制造方法，该高纯度精制硫酸的制造方法具有生产能耗低，生产成本低的优点。为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。提供一种高纯度精制硫酸的制造方法，它包括以下步骤：步骤一、设备改造：建设一座发烟硫酸净化塔和一座试剂硫酸吸收塔，并在工业硫酸生产主装置的一吸塔进口设置一旁路与所述发烟硫酸净化塔连接，并将试剂硫酸吸收塔的尾气接回工业硫酸生产主装置的一吸塔出口；步骤二、发烟酸循环酸洗净化工艺：由工业硫酸生产主装置转化一转送来的so3炉气，并从发烟硫酸净化塔底部进入，然后so3炉气与发烟硫酸净化塔上部进入的发烟循环酸逆向接触发烟循环酸把so3炉气的杂质洗涤下来，同时吸收部分so3，然后自发烟硫酸净化塔的上部输出的炉气送入试剂硫酸吸收塔的底部；发烟硫酸净化塔的发烟循环酸进入发烟酸循环槽，并与来自工业硫酸生产主装置的干吸工段的浓硫酸混合，以调节发烟循环酸的浓度并保持稳定，大部分的发烟循环酸送入发烟硫酸净化塔进行连续循环，多余部分的发烟循环酸送入工业硫酸生产主装置的干吸工段以维持发烟酸循环槽的液位平衡；步骤三、试剂硫酸循环吸收工艺：来自发烟硫酸净化塔的烟气自底部进入试剂硫酸吸收塔，与试剂硫酸吸收塔的上部均匀分布的循环硫酸逆向接触，循环硫酸吸收炉气so3，自试剂硫酸吸收塔的上部离开的炉气经过塔出口段的纤维除雾器后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化；自试剂硫酸吸收塔的底部输出的循环试剂酸进入试剂硫酸循环槽，并与来自脱盐水工段的脱盐水混合调节，维持98％的酸浓度稳定，大部分的循环试剂酸送入试剂硫酸吸收塔的上部连续循环，多余部分循环试剂酸送入脱气塔以维持试剂酸循环槽液位平衡；步骤四、试剂硫酸脱气工艺：来自试剂硫酸循环槽的试剂硫酸送入脱气塔上部，与脱气塔的下部进入的来自工业硫酸生产主装置的干燥塔进口的空气逆向接触，以脱除试剂硫酸中残留的so2还原物，同时吸收部分空气中的水分，使试剂硫酸的浓度稳定进入储库；由脱气塔出来的空气与试剂硫酸吸收塔出口的烟气混合后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化。上述技术方案中，所述步骤二中，所述发烟循环酸的浓度为质量浓度35％。上述技术方案中，所述步骤二中，所述来自工业硫酸生产主装置的干吸工段的浓硫酸的质量浓度为98％。上述技术方案中，所述步骤二中，以调节发烟硫酸的浓度至107.8％后保持稳定。上述技术方案中，所述步骤二中，大部分的循环硫酸通过循环泵送入发烟硫酸净化塔进行连续循环。上述技术方案中，所述步骤三中，所述循环硫酸为质量浓度为98％的试剂硫酸。上述技术方案中，所述步骤三中，大部分的循环试剂酸通过循环泵送入试剂硫酸吸收塔的上部连续循环。上述技术方案中，所述步骤四中，使试剂硫酸的浓度稳定维持在95％～98％进入储库。本发明的有益效果：(1)本发明提供的一种高纯度精制硫酸的制造方法，由于烟气中含有粉尘等颗粒会降低试剂酸的品质，因此本发明采用发烟硫酸对烟气进行洗涤净化，净化后的烟气再进入试剂硫酸吸收塔进行吸收，进而能够使得产品的纯度高，并具有生产成本低的优点。(2)本发明提供的一种高纯度精制硫酸的制造方法，由于设置发烟硫酸净化塔，并且发烟硫酸净化塔采用高浓度的发烟循环酸以进行循环吸收，进而能够降低发烟硫酸净化塔的吸收率，并保证进入试剂硫酸吸收塔的炉气so3的浓度，进而稳定试剂硫酸的产出，且没有蒸汽等热能的消耗，因而具有生产能耗低，生产成本低的优点。(3)本发明提供的一种高纯度精制硫酸的制造方法，由于在试剂硫酸产品产出前设置脱气塔，并采用工业硫酸生产主装置的干燥塔出口的空气进行脱除试剂硫酸中残留的so2，不需要另外增加动力消耗，脱气塔出口的烟气进入系统，没有环境的污染。(4)本发明提供的一种高纯度精制硫酸的制造方法，由于试剂硫酸吸收塔的出口设置纤维除雾器，能够有效降低烟气中的酸雾含量，进而保护下游设备。(5)本发明提供的一种高纯度精制硫酸的制造方法，具有方法简单，能够适用于大规模工业化生产的特点。附图说明利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。图1是本发明的一种高纯度精制硫酸的制造方法的工艺流程示意图。具体实施方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1。见图1。本实施例的一种高纯度精制硫酸的制造方法，它包括以下步骤：步骤一、设备改造：建设一座发烟硫酸净化塔和一座试剂硫酸吸收塔，并在工业硫酸生产主装置的一吸塔进口设置一旁路与所述发烟硫酸净化塔连接，并将试剂硫酸吸收塔的尾气接回工业硫酸生产主装置的一吸塔出口；步骤二、发烟酸循环酸洗净化工艺：由工业硫酸生产主装置转化一转送来的so3炉气，并从发烟硫酸净化塔底部进入，然后so3炉气与发烟硫酸净化塔上部进入的发烟循环酸逆向接触发烟循环酸把so3炉气的杂质洗涤下来，同时吸收部分so3，然后自发烟硫酸净化塔的上部输出的炉气送入试剂硫酸吸收塔的底部；发烟硫酸净化塔的发烟循环酸进入发烟酸循环槽，并与来自工业硫酸生产主装置的干吸工段的质量浓度为98％的浓硫酸混合，以调节发烟循环酸的浓度至107.8％后并保持稳定，大部分的发烟循环酸通过循环泵送入发烟硫酸净化塔进行连续循环，多余部分的发烟循环酸送入工业硫酸生产主装置的干吸工段以维持发烟酸循环槽的液位平衡；本实施例中，发烟循环酸的浓度为质量浓度35％；步骤三、试剂硫酸循环吸收工艺：来自发烟硫酸净化塔的烟气自底部进入试剂硫酸吸收塔，与试剂硫酸吸收塔的上部均匀分布的循环硫酸逆向接触，循环硫酸吸收炉气so3，自试剂硫酸吸收塔的上部离开的炉气经过塔出口段的纤维除雾器后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化；自试剂硫酸吸收塔的底部输出的循环试剂酸进入试剂硫酸循环槽，并与来自脱盐水工段的脱盐水混合调节，维持98％的酸浓度稳定，大部分的循环试剂酸通过循环泵送入试剂硫酸吸收塔的上部连续循环，多余部分循环试剂酸送入脱气塔以维持试剂酸循环槽液位平衡；本实施例中，循环硫酸为质量浓度为98％的试剂硫酸；步骤四、试剂硫酸脱气工艺：来自试剂硫酸循环槽的试剂硫酸送入脱气塔上部，与脱气塔的下部进入的来自工业硫酸生产主装置的干燥塔进口的空气逆向接触，以脱除试剂硫酸中残留的so2还原物，同时吸收部分空气中的水分，使试剂硫酸的浓度稳定维持在96％进入储库；由脱气塔出来的空气与试剂硫酸吸收塔出口的烟气混合后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化。实施例2。见图1。本实施例的一种高纯度精制硫酸的制造方法，它包括以下步骤：步骤一、设备改造：建设一座发烟硫酸净化塔和一座试剂硫酸吸收塔，并在工业硫酸生产主装置的一吸塔进口设置一旁路与所述发烟硫酸净化塔连接，并将试剂硫酸吸收塔的尾气接回工业硫酸生产主装置的一吸塔出口；步骤二、发烟酸循环酸洗净化工艺：由工业硫酸生产主装置转化一转送来的so3炉气，并从发烟硫酸净化塔底部进入，然后so3炉气与发烟硫酸净化塔上部进入的发烟循环酸逆向接触发烟循环酸把so3炉气的杂质洗涤下来，同时吸收部分so3，然后自发烟硫酸净化塔的上部输出的炉气送入试剂硫酸吸收塔的底部；发烟硫酸净化塔的发烟循环酸进入发烟酸循环槽，并与来自工业硫酸生产主装置的干吸工段的质量浓度为98％的浓硫酸混合，以调节发烟循环酸的浓度至107.8％后并保持稳定，大部分的发烟循环酸通过循环泵送入发烟硫酸净化塔进行连续循环，多余部分的发烟循环酸送入工业硫酸生产主装置的干吸工段以维持发烟酸循环槽的液位平衡；本实施例中，发烟循环酸的浓度为质量浓度35％；步骤三、试剂硫酸循环吸收工艺：来自发烟硫酸净化塔的烟气自底部进入试剂硫酸吸收塔，与试剂硫酸吸收塔的上部均匀分布的循环硫酸逆向接触，循环硫酸吸收炉气so3，自试剂硫酸吸收塔的上部离开的炉气经过塔出口段的纤维除雾器后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化；自试剂硫酸吸收塔的底部输出的循环试剂酸进入试剂硫酸循环槽，并与来自脱盐水工段的脱盐水混合调节，维持98％的酸浓度稳定，大部分的循环试剂酸通过循环泵送入试剂硫酸吸收塔的上部连续循环，多余部分循环试剂酸送入脱气塔以维持试剂酸循环槽液位平衡；本实施例中，循环硫酸为质量浓度为98％的试剂硫酸；步骤四、试剂硫酸脱气工艺：来自试剂硫酸循环槽的试剂硫酸送入脱气塔上部，与脱气塔的下部进入的来自工业硫酸生产主装置的干燥塔进口的空气逆向接触，以脱除试剂硫酸中残留的so2还原物，同时吸收部分空气中的水分，使试剂硫酸的浓度稳定维持在95％进入储库；由脱气塔出来的空气与试剂硫酸吸收塔出口的烟气混合后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化。实施例3。见图1。本实施例的一种高纯度精制硫酸的制造方法，它包括以下步骤：步骤一、设备改造：建设一座发烟硫酸净化塔和一座试剂硫酸吸收塔，并在工业硫酸生产主装置的一吸塔进口设置一旁路与所述发烟硫酸净化塔连接，并将试剂硫酸吸收塔的尾气接回工业硫酸生产主装置的一吸塔出口；步骤二、发烟酸循环酸洗净化工艺：由工业硫酸生产主装置转化一转送来的so3炉气，并从发烟硫酸净化塔底部进入，然后so3炉气与发烟硫酸净化塔上部进入的发烟循环酸逆向接触发烟循环酸把so3炉气的杂质洗涤下来，同时吸收部分so3，然后自发烟硫酸净化塔的上部输出的炉气送入试剂硫酸吸收塔的底部；发烟硫酸净化塔的发烟循环酸进入发烟酸循环槽，并与来自工业硫酸生产主装置的干吸工段的质量浓度为98％的浓硫酸混合，以调节发烟循环酸的浓度至107.8％后并保持稳定，大部分的发烟循环酸通过循环泵送入发烟硫酸净化塔进行连续循环，多余部分的发烟循环酸送入工业硫酸生产主装置的干吸工段以维持发烟酸循环槽的液位平衡；本实施例中，发烟循环酸的浓度为质量浓度35％；步骤三、试剂硫酸循环吸收工艺：来自发烟硫酸净化塔的烟气自底部进入试剂硫酸吸收塔，与试剂硫酸吸收塔的上部均匀分布的循环硫酸逆向接触，循环硫酸吸收炉气so3，自试剂硫酸吸收塔的上部离开的炉气经过塔出口段的纤维除雾器后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化；自试剂硫酸吸收塔的底部输出的循环试剂酸进入试剂硫酸循环槽，并与来自脱盐水工段的脱盐水混合调节，维持98％的酸浓度稳定，大部分的循环试剂酸通过循环泵送入试剂硫酸吸收塔的上部连续循环，多余部分循环试剂酸送入脱气塔以维持试剂酸循环槽液位平衡；本实施例中，循环硫酸为质量浓度为98％的试剂硫酸；步骤四、试剂硫酸脱气工艺：来自试剂硫酸循环槽的试剂硫酸送入脱气塔上部，与脱气塔的下部进入的来自工业硫酸生产主装置的干燥塔进口的空气逆向接触，以脱除试剂硫酸中残留的so2还原物，同时吸收部分空气中的水分，使试剂硫酸的浓度稳定维持在98％进入储库；由脱气塔出来的空气与试剂硫酸吸收塔出口的烟气混合后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化。实施例4。见图1。本实施例的一种高纯度精制硫酸的制造方法，它包括以下步骤：步骤一、设备改造：建设一座发烟硫酸净化塔和一座试剂硫酸吸收塔，并在工业硫酸生产主装置的一吸塔进口设置一旁路与所述发烟硫酸净化塔连接，并将试剂硫酸吸收塔的尾气接回工业硫酸生产主装置的一吸塔出口；步骤二、发烟酸循环酸洗净化工艺：由工业硫酸生产主装置转化一转送来的so3炉气，并从发烟硫酸净化塔底部进入，然后so3炉气与发烟硫酸净化塔上部进入的发烟循环酸逆向接触发烟循环酸把so3炉气的杂质洗涤下来，同时吸收部分so3，然后自发烟硫酸净化塔的上部输出的炉气送入试剂硫酸吸收塔的底部；发烟硫酸净化塔的发烟循环酸进入发烟酸循环槽，并与来自工业硫酸生产主装置的干吸工段的质量浓度为98％的浓硫酸混合，以调节发烟循环酸的浓度至107.8％后并保持稳定，大部分的发烟循环酸通过循环泵送入发烟硫酸净化塔进行连续循环，多余部分的发烟循环酸送入工业硫酸生产主装置的干吸工段以维持发烟酸循环槽的液位平衡；本实施例中，发烟循环酸的浓度为质量浓度35％；步骤三、试剂硫酸循环吸收工艺：来自发烟硫酸净化塔的烟气自底部进入试剂硫酸吸收塔，与试剂硫酸吸收塔的上部均匀分布的循环硫酸逆向接触，循环硫酸吸收炉气so3，自试剂硫酸吸收塔的上部离开的炉气经过塔出口段的纤维除雾器后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化；自试剂硫酸吸收塔的底部输出的循环试剂酸进入试剂硫酸循环槽，并与来自脱盐水工段的脱盐水混合调节，维持98％的酸浓度稳定，大部分的循环试剂酸通过循环泵送入试剂硫酸吸收塔的上部连续循环，多余部分循环试剂酸送入脱气塔以维持试剂酸循环槽液位平衡；本实施例中，循环硫酸为质量浓度为98％的试剂硫酸；步骤四、试剂硫酸脱气工艺：来自试剂硫酸循环槽的试剂硫酸送入脱气塔上部，与脱气塔的下部进入的来自工业硫酸生产主装置的干燥塔进口的空气逆向接触，以脱除试剂硫酸中残留的so2还原物，同时吸收部分空气中的水分，使试剂硫酸的浓度稳定维持在97％进入储库；由脱气塔出来的空气与试剂硫酸吸收塔出口的烟气混合后送入工业硫酸生产主装置的转化工段进行二次转化。实验：消耗定额测试。以40kt/a规模的工业硫酸生产主装置为例，主要原材料及动力消耗定额如表1。表1原材料及动力消耗定额(以每吨100％硫酸计)序号名称规格单位消耗定额小时耗量年耗量1电380vkwh8403.36×1052脱盐水0.3mpa30.241.29600由表1的测试数据可见，本发明的一种高纯度精制硫酸的制造方法具有生产能耗低，生产成本低的优点。最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页12