由副产物硫酸生产白炭黑的工艺研究.doc

本文由marunyong贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 ? 广州化工 年 卷第 期 由副 产 物 硫 酸 生 产 白炭 黑 的 工 艺 研 究 李相彪 ， 俞慧玲 （ 宜宾职 业技 术 学院 ，四川 宜宾 ） 摘 要 ： 在电解法制备烧碱的工业生产中， 其湿氯气通常采用冷凝脱水后， 再用工业浓硫酸对其进行进一步的干燥脱水， 使得 氯气含水量符合产 品要求 。经吸收水份后硫酸浓度一般在 左右 ， 为副产物硫 酸。用该硫 酸与酿 酒生产产 生的稻壳灰 为硅源 成 材料生产水玻璃 ， 采用沉淀法对 白炭黑制备的工艺进行 试验研究 。其 制备的白炭黑 经质 量检测符合 国家产 品标准 。 关键词 ： 副产物稀硫酸； 酿酒废糟； 水玻璃 ； 制备白炭黑 ， （ ， ） ， ： ， ， ， ： ； ； ； 宜 宾 ， 处 长 江 上 游 ， 西 南 和 四 区 化 工 和 造 酒 基 地 。 地 是 地 直接经济效益 万元 ， 总计 创造 经济效益 万元 。电石消 耗连续三年下降 至 。 酿 酒 企 业 是 一 个 污 染 物 产 生 量 相 对 较 高 的 行 业 ， 酒 过 程 酿 中 ， 仅消耗不 少水 、 汽 和粮 食 ， 且产 生 大量 废水 和 酒糟 。 不 蒸 而 其 中宜宾天原集团有限公司和五粮液集 团是 国家六部委 确定 的 全 国 家 循 环 经 济 试 点 企 业 中第 一 批 试 点 企 业 。 宜宾天原集团股份有限公司是一个集 氯碱化工 、 精细 化工 、 建筑材料 、 造纸产 业 于一体 的企业集 团。不仅 是 中国制造 业企 业 强 企业 ， 且 是 中 国 石 油 和 化 学 工 业 百 强 企 业 。 天 原 集 而 本着 污染物 “ 源头化 、 害化 、 无 减量化 ” 的原则 ， 五粮 液集 团积极 开展综合 治理 。其 中主要采用 了以下方式 ： 一是废水 废物治理 ； 二是 无 害化 效 益 化 处 理 丢糟 “ 次 发 酵 ” 产 复糟 酒 技 术 。 三 是 二 生 团下属有十多家控 股参股 子公 司 ， 同组成 了 以电石法 聚氯 乙 共 烯生产制造为核心 ， 下游纵 向不断 深化延 伸 的大产业链 条 型 上 集 团化组织 。天原集 团的年销售额为 多亿元 ， 主导 产品 聚氯 丢糟 “ 多级链式综合利用” 生产 白碳黑 。四是酿酒底 锅水生产乳 酸及乳酸钙技 术。该循环 经济模 式实施 年来 ， 年创造 销售 每 收 入 多元 ， 现 利 税 亿 实 多 万 元 ， 煤 吨 ， 少 煤 渣 排 节 万 减 放 量 万 吨 。 乙烯 和烧碱 的生产 规模 行业排 位第 位和第 位 ， 效益 连续 五 年保持 中国氯碱行业首位 。 作 为 中 国 西部 最 大 的 电石 法 聚氯 乙 烯 生 产 企 业 和 宜 宾 第 一 作 为 两 个 大 型 企 业 ， 自在 自己 的 企 业 内部 ， 对 资 源 和 环 各 均 耗能大户 ， 宜宾天原通过 自主创新和引进 吸收 ， 用多项独 立开 运 发的循环经济 、 清洁生产 的专有技 术 ， 求投 入 的元 素产 追 出近 的产 品和实现元素 “ 零流失 ” 的创新 理念 ， 成功创建 了 国内氯碱行业烧 碱 和 聚氯 乙烯生 产最 完 整 的集能 源 、 电 、 热 电 石、 化工 、 建材 为一体 的环保 型循 环经济模式 。公 司通过发 展循 环经济 ， 点石为金 实施 的电石渣 制水泥 、 电石渣清 液回用 、 水循 环 使 用 和 废 盐 碱 回 收 等 项 目 ， 计 减 少 排 污 费 万 元 ， 造 累 创 境实现 了最佳 的配制。但 由于两个 企业 同处 一市 ， 对大 的环境 而言 ， 们还 有潜 力可挖 。 我 宜宾天原化工集团公 司是国内大型氯碱生产企业之一 ， 其生 产过程稳定 ， 产品质量均匀 ， 主要是其生产 中， 须对电解 产生 更 必 的湿氯气用浓硫酸来进行干燥 ， 得到干燥的氯气的同时 ， 浓硫酸被 稀释 ， 同时产生大量的稀硫酸。以年产 四十万吨烧碱计算 ， 以年产 这 些 酸在 销 售 中由 于量 大 、 低 ， 现一 定 的销 售 困难 。 价 出 资助项 目： 四川省宜宾市科委重 点科研项 目 利用废硫酸制备 白炭黑的工艺研 究（ 目编号： 。 项 ） 作 者 简 介 ： 彪 （ 一 ） 男 ， 李相 ， 高级 工 程 师 ， 宾 职 业技 术学 院高 职 研 究 所 ， 期 从 事 化 工 分析 和 化 教 学 工 作 。 宜 长 年 卷 第 期 广州 化 工 量 ， 含 量 。 含 水 玻 璃 ? 所谓 丢糟“ 多级链式综合 利用” 生产 白碳 黑 ， 以稻壳灰 为 指 硅 源 材 料 生产 出 水 玻 璃 ， 采 用 沉 淀 法 制 备 自炭 黑 的 艺 。 其 再 一 中， 生产必须使用原料之 一 为硫酸。 若 打 破原 有 原 有 思 维 定 势 ， 天 原 集 团 之 废 硫 酸 用 于 五 粮 以 液 集 团 ，产 门炭 黑 ， 环 经 济则 可再 七 个 台阶 。 七 循 一 水玻璃采用稻壳硅 原料生 产的水玻璃 ， 五粮 液精 细化工 在 有限公 司 次取样 ， ： 该料质量稳定 ， 其指标值 为： 氧化钠 ， 二 氧 化硅 ， 数 （ 为 。 模 ） 浓 硫 酸 （ 业 纯 ） 工 沉淀 法 白炭 黑生 产 工 艺 浓硫 酸（ 工业纯 ） 取至天原化 集团氯气处理 工序生产现场 的浓 硫 酸 贮 槽 。该 浓 硫 酸 为 工 业 合 格 品 ， 宾 地 产 。 经 分 析 宦 含量 为 ， 含量 为 。 ， 一 白炭黑 ， 式 化 学 名 称 为 水 合 二 氧 化 硅 ， 分 ? ， 又 名沉淀一 氧化硅 ， 白色无定形 微细粉末 。由于其具 有强补性 、 属 分散性等多种性能 ， 它被广泛用于橡胶 、 塑料 、 涂料 、 胶 、 药 、 乳 农 消防 、 纸 、 脂 、 造 树 医药 待 领 域 ， 是 行 业 不 可 缺少 的优 良助 剂 。 它 目前 ， 内外 生 产 白炭 黑 有 二 种 主 要 生 产 方 式 ： 个是 干 法 国 一 生 产 ， 以硅 的 卤 化 物 或 硅 醇 为原 料 ； 一 个 是 湿 法 生 产 ， 硫 即 再 以 酸 盐 为 原料 制 备 ， 称 沉 淀 法 。 由 于 干 法 生 产 中 的 原 材 料 价 格 也 工艺条件 筛选 加 酸 速 度 与 搅 拌 转 速影 响试 验 本试验先将 回收的废硫酸配制成 与 硫酸溶液， 分别 装入 分 液漏 斗 中 ， 酸化 再 酸进 行 反 应至 生 成 胶状 沉淀 先 为终 点 。 以加 酸速 度 和搅 拌 速 度 作 为 主 要 影 响 因 予 ， 因素 选 用 各 四个 水 平 ， 正 交试 验 。 表 （ ） 进行 为两 因 素 水平 编 码 表 。 表 因素 水 平 编 码表 加 酸 速 度 ? ， 较高 ， 腐蚀性较强 ， 又具有 可燃性等不安 全因素 ， 导致 产成本高 ， 而湿法生产因原料价格低， 操作安全 ， 成本 低。沉淀法生产 原 故 理 是 在硅 酸 钠 溶 液再 酸化 生 成 白炭 黑 ， 反 应 式 为 ： 其 （ ） 一 ： ： 搅 拌 速 度 工艺 流 程 如 卜： 觥 卅 取 化一 熟 稀硫酸配制 白炭黑 粉碎 一 锻烧 一 烘干 一 水洗 注： 在酸化二段处理中采用相同的搅拌速度 酸化反应的酸从反应原理上 ， 用硫 酸 、 硝酸 、 盐酸均 可， 但从 工 业 化 生 产 ， 硫 酸具 有 成 本 低 、 雾 少 、 作 环 境 好 ， 被 广 二困 酸 操 故 泛采用。 白 炭 黑 的 制备 本 文 从水 玻 璃 起 开 始 生 产 。 。将 模 数 ： 的 水 玻 璃 ， 。 本 研 究 采 用 电解 食 盐 水 中 干燥 湿 氯 气 后 的副 产 硫 酸 进 行 实 验， 以求 得 资 源 的 综 合利 用 ， 一 步 降低 生 产 成 本 。 进 按体积 比 ： 加入蒸馏水配成水溶液 ， 制浓 度为 （ ） ， 控 开 起 搅 拌 ， 分 液 漏 斗 先 滴 加 硫 酸 ， 生 成 白 色 胶 状 沉 淀 用 等 实验 仪 器 及 材料 仪器 型 电动 搅拌 器 （ 转 ） 上 海 精 风 仪 器 有 限公 司 ； 分 ， 电热 垣 温水 浴 锅 ， 型 ） 上海 科 析 试 验 仪 器 厂 ； （ ， 电热 垣 温 干 燥 箱 ， 型 ） 海 科 析 试 验 仪 器 厂 ； 式 电 阻 炉 （ 型 ） （） ， 箱 ， 重 庆 三 浪 电炉 厂 ； 光 光 度 计 ， 分 紫 外 分 光 光 度 计 ； 外 光 谱 红 后， 挣止加酸 ， 继续搅 拌 升 温至 （ ， ， ） 滴加 硫 酸， 将 调 至 ， 停止加 酸， 再搅拌 至 不 再变化 ， 此 时 升 温 熟 化 ， 度 控 制 在 并 不 停 搅 拌 ， 化 时 问 温 ， 熟 。将熟化后的乳 胶状 物质 抽滤 、 水洗 ， 复进 行， 滤液呈 反 中性 后 ， 胶 状 物 质 在 干 燥 箱 中 进 行 干 燥 （ 度 宜 ） 将 温 后， 进入煅 烧炉煅 烧 （ 温度 ） 冷 却后粉 碎 ， 人称量 瓶称 ， 进 量。 仪， 傅立叶红外光潜仪。 两 因 素 四水 平 结 果 与 分析 表 实验 方 案 与 结 果 试 验材料 稻 壳水 玻 璃 ： 五 粮 液 集 团精 细 化 工 有 限 公 司 由 酒 糟 丢 糟 指 经锅炉燃烧后 ， 溶制得 ； 碱 稀硫酸 ： 指天原 化工集 团氯碱 厂经 湿 氯 气 干燥 后 产 生 的 副 产物 硫 酸 。 产 品标准 试验 方 法 材料 准备 副 产 硫 酸 及其 初 步 处 理 废硫酸取于天原化工集团氯碱 厂氯气处理工序 的废硫酸贮 槽 。分 别 丁 年 月 日和 年 月 日两 次 取 样 。经 充 分 混 合后 目铅 丝 布过 滤 颗 粒 杂质 。综 合样 经 分 析 用 ? 广州化工 年 卷第 期 通 过表 报告分析结 果表 明 ， 响 白炭 黑表 面积 因素大 影 续表 于 因素 ， 即显著影 响因子 为酸处 理时 的加酸速度 。其酸化 工 艺条件分析 较佳 的为 、 ， 。 浓硫 酸与废硫 酸 的 比较试 验】 。 运 用 表 极 差 分 析 的 优 化 工 艺 条 件 进行 ， 运 用 白炭 即 黑 的制 备方法 ， 并使 用优化工 艺条件 为 、 ， ， ， 进行 组 平 行 试验 ， 其试验结 果如表 。 根 ： 样 比 积 据 一 样 表 （） 品 值 中 面 ： 测定方差 为： （ ） ） ： （ （ ） （ ） 表 平行 试 验 比较 样 品检 测 与分 析 将表 中用浓硫酸制备 的样 （ ）（ 合并 ， 为 ） 标 号样 ， 用 回收的废硫酸制备的样品（ （ ） ） 合并 ， 标为 号 样。分别 进 行 检 测 ， 果 如 表 结 。 表 白炭 黑样 品检 测 结 果 结 论 以五粮液生 产 白炭 黑 吨 为计算 依据 ， 消耗 新 硫 年 需 酸 吨 ， 年 折合消耗废硫酸 吨 。即为宜宾天原集团 年 有 限 公 司年 产 十五 万 吨 烧 碱 所 产 生 的 废 硫 酸 找 到 最 佳 的 出路