硫酸提濃技術(shù)在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

郝佳宇

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國燒堿工業(yè)生產(chǎn)水平也有了較大提升，在生產(chǎn)時合成氯化氫等物質(zhì)主要是利用電解產(chǎn)生氯氣實(shí)現(xiàn)干燥處理，進(jìn)而使其符合要求。干燥處理時，干燥劑需要應(yīng)用93%濃度的硫酸溶液氯氣。干燥劑能夠吸收電解產(chǎn)生的氯氣水分，使硫酸濃度下降。在化工生產(chǎn)中，為了降低生產(chǎn)成本，可以利用硫酸提濃技術(shù)對硫酸溶液進(jìn)行提濃，提高硫酸濃度將使溶液實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

關(guān)鍵詞：硫酸提濃技術(shù);化工生產(chǎn);應(yīng)用

隨著環(huán)保戰(zhàn)略的實(shí)施，循環(huán)利用受到社會各界關(guān)注。在化工生產(chǎn)過程中，氯氣處理對于氯堿生產(chǎn)十分重要，因此需要采用高效的工藝，降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，我國在處理氯氣水分時，一般采用選擇濃硫酸作為干燥劑來處理，該方法效率較高，成本較低，且安全性較大，具有一定的應(yīng)用價值。

一、硫酸提濃技術(shù)概述

1.原理

硫酸提濃技術(shù)是通過加熱方式來蒸發(fā)硫酸中的水分，進(jìn)而提高剩余溶液中的硫酸濃度。該技術(shù)原理是：高溫加熱環(huán)境下，利用低壓真空環(huán)境使?jié)饬蛩岱悬c(diǎn)降低，硫酸加熱到沸騰[1]。在此期間，利用加熱將低濃度硫酸中的水分蒸發(fā)掉，進(jìn)而獲得更高濃度的硫酸溶液。

在氯氣含水量十分低時，蒸汽分量壓力比較小，干燥時的傳質(zhì)推動力也會相應(yīng)降低至最低點(diǎn)，相關(guān)操作十分困難，因此，采用氯氣干燥裝置使氯氣含水率能夠低于0.01%，并補(bǔ)充硫酸質(zhì)量，稀硫酸真空濃縮，由于經(jīng)濟(jì)濃縮成本，其得到的硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)會下降。在整個操作過程中，利用稀硫酸真空濃縮得到濃度為95%的濃硫酸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氯氣干燥。

2.流程

氯氣干燥處理之后，取出75%濃度的硫酸溶液，并放入到靜置罐內(nèi)靜置，時間需要超過72h，之后才用過濾器過濾溶液內(nèi)的雜質(zhì)，應(yīng)用脫氧塔去除硫酸游離氧，采用酸泵將游離氧后的硫酸去除掉，送入到濃縮釜內(nèi)。在真空環(huán)境中，應(yīng)用濃縮釜中的電加熱硫酸溶液，加熱到200℃以下，使其處于沸騰狀態(tài)中。高溫環(huán)境中，93%濃度的硫酸利用重力到成品酸罐內(nèi)，利用硫酸分離塔將蒸汽內(nèi)硫酸分離，得到的硫酸用填料層和氣體蒸汽實(shí)現(xiàn)逆向流動。整個過程中，大部分酸都接觸了填料層的液體，之后從氣體蒸氣內(nèi)進(jìn)行分離，分離之后濃度較低的硫酸會再次實(shí)現(xiàn)脫氧處理，以便循環(huán)提濃[2]。

3.作用

化工生產(chǎn)過程中應(yīng)用硫酸提濃技術(shù)作用主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，可以降低生產(chǎn)成本，利用該技術(shù)可以減少生產(chǎn)中濃硫酸采購支出，進(jìn)而減少成本，提高利益。第二，提高安全水平，濃硫酸腐蝕性很強(qiáng)，運(yùn)輸時極易出現(xiàn)安全隱患，存儲技術(shù)難度大，而應(yīng)用硫酸提濃技術(shù)可以減少硫酸采購數(shù)量和運(yùn)輸頻率，提高生產(chǎn)安全性。第三，可以保護(hù)環(huán)境，硫酸提濃技術(shù)的應(yīng)用可以循環(huán)利用生產(chǎn)物料，減少垃圾排放量，有利于進(jìn)行環(huán)保工作[3]。

二、化工生產(chǎn)中硫酸提濃技術(shù)的應(yīng)用

某化工企業(yè)主要生產(chǎn)電石、PVC等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品生產(chǎn)時，氯堿生產(chǎn)是重要環(huán)節(jié)，而在氯堿生產(chǎn)過程中氯氣處理十分重要，為了能夠?qū)㈦娊庵械穆葰馑秩コ?，一般采用濃硫酸作為干燥劑處理氯氣，這是由于硫酸不會和氯氣產(chǎn)生反應(yīng)，具有較強(qiáng)的吸水性。但是，硫酸有很強(qiáng)的腐蝕性，運(yùn)輸和處理時存在安全隱患，因此，該公司在項(xiàng)目初期建設(shè)時引進(jìn)了先進(jìn)的硫酸濃縮裝置，應(yīng)用在燒堿干燥過程中，以保證安全，提高收益。

（一）生產(chǎn)

1.物料消耗

化工生產(chǎn)過程中，物料消耗主要包括熱水、純水、冷凍水、冷卻水和電力等，所有數(shù)據(jù)都要記錄在案。根據(jù)記錄，熱水每小時消耗0.25m3，純水每天消耗0.12t，冷凍水每小時消耗12.5m3，冷卻水每小時消耗1.9m3，電力每小時消耗260kwh。

2.設(shè)備運(yùn)行

化工生產(chǎn)過程中，需要對設(shè)備溫度和壓力的數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測。設(shè)備運(yùn)行記錄具體如下：

3.硫酸產(chǎn)量

硫酸提濃技術(shù)應(yīng)用后，該企業(yè)記錄了當(dāng)年的硫酸產(chǎn)量，發(fā)現(xiàn)硫酸產(chǎn)量基本維持在30-120t，濃度在93%～95%。如表2。

（二）效益估算

在氯氣干燥過程中應(yīng)用硫酸提濃技術(shù)，可以回收硫酸，節(jié)省硫酸采購數(shù)量和成本。根據(jù)計(jì)算得到每年平均硫酸采購量為1800噸，共計(jì)為162萬元。而硫酸作為一種高濃度的腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，其在運(yùn)輸和儲存中存在較大的安全性風(fēng)險，隨著硫酸提濃技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，企業(yè)所采購的濃硫酸逐漸減少，在儲存和運(yùn)輸方向上隨之降低，安全性也逐漸得到提高[4]。因此，對于化工企業(yè)而言，應(yīng)用硫酸提濃技術(shù)優(yōu)勢明顯，可以為企業(yè)安全環(huán)保發(fā)展起到積極的推動作用[5]。

結(jié)束語：

綜上所述，隨著生產(chǎn)水平的逐漸提高，我國工業(yè)生產(chǎn)能力在未來一段時間內(nèi)也會持續(xù)穩(wěn)定增長。在這一情況下，濃硫酸作為一項(xiàng)重要的反應(yīng)原料，其在化工生產(chǎn)中會占據(jù)優(yōu)勢地位，需求量也會隨之增加。工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)用硫酸提供技術(shù)能夠提高硫酸溶液循環(huán)利用率，在滿足再生產(chǎn)的同時也能夠降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。因此，對于化工行業(yè)而言，硫酸循環(huán)利用技術(shù)十分重要，在保證生產(chǎn)安全的同時，可以有效提高綜合利用率。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜新亮.芳烴硝化裝置廢稀硫酸提濃過程及其故障處理[J].硫酸工業(yè)，2019，000（006）：53-56.

[2]杜雪懿.綠色化工環(huán)保技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展探討[J].云南化工，2019，v.46;No.245（10）：129-130.

[3]馮麒宇.綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的應(yīng)用分析[J].化工管理，2020，000（006）：22-23.

[4]孫濤，高澤峰.防晃電技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[C]//第五屆全國石油和化工電氣技術(shù)大會.2020.

[5]段兆鐸.膜分離技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，045（003）：155，179.

中冶南方都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司? 湖北 武漢? 430000