硫酸提浓技术在化工生产过程中的应用

2021-04-13 08:46郝佳宇
中国应急管理科学 2021年4期
关键词:化工生产应用

郝佳宇

摘要:随着科学技术的不断发展,我国烧碱工业生产水平也有了较大提升,在生产时合成氯化氢等物质主要是利用电解产生氯气实现干燥处理,进而使其符合要求。干燥处理时,干燥剂需要应用93%浓度的硫酸溶液氯气。干燥剂能够吸收电解产生的氯气水分,使硫酸浓度下降。在化工生产中,为了降低生产成本,可以利用硫酸提浓技术对硫酸溶液进行提浓,提高硫酸浓度将使溶液实现循环利用。

关键词:硫酸提浓技术;化工生产;应用

随着环保战略的实施,循环利用受到社会各界关注。在化工生产过程中,氯气处理对于氯碱生产十分重要,因此需要采用高效的工艺,降低生产成本,增加经济效益。当前,我国在处理氯气水分时,一般采用选择浓硫酸作为干燥剂来处理,该方法效率较高,成本较低,且安全性较大,具有一定的应用价值。

一、硫酸提浓技术概述

1.原理

硫酸提浓技术是通过加热方式来蒸发硫酸中的水分,进而提高剩余溶液中的硫酸浓度。该技术原理是:高温加热环境下,利用低压真空环境使浓硫酸沸点降低,硫酸加热到沸腾[1]。在此期间,利用加热将低浓度硫酸中的水分蒸发掉,进而获得更高浓度的硫酸溶液。

在氯气含水量十分低时,蒸汽分量压力比较小,干燥时的传质推动力也会相应降低至最低点,相关操作十分困难,因此,采用氯气干燥装置使氯气含水率能够低于0.01%,并补充硫酸质量,稀硫酸真空浓缩,由于经济浓缩成本,其得到的硫酸质量分数会下降。在整个操作过程中,利用稀硫酸真空浓缩得到浓度为95%的浓硫酸,进而实现氯气干燥。

2.流程

氯气干燥处理之后,取出75%浓度的硫酸溶液,并放入到静置罐内静置,时间需要超过72h,之后才用过滤器过滤溶液内的杂质,应用脱氧塔去除硫酸游离氧,采用酸泵将游离氧后的硫酸去除掉,送入到浓缩釜内。在真空环境中,应用浓缩釜中的电加热硫酸溶液,加热到200℃以下,使其处于沸腾状态中。高温环境中,93%浓度的硫酸利用重力到成品酸罐内,利用硫酸分离塔将蒸汽内硫酸分离,得到的硫酸用填料层和气体蒸汽实现逆向流动。整个过程中,大部分酸都接触了填料层的液体,之后从气体蒸气内进行分离,分离之后浓度较低的硫酸会再次实现脱氧处理,以便循环提浓[2]。

3.作用

化工生产过程中应用硫酸提浓技术作用主要体现在以下几方面:第一,可以降低生产成本,利用该技术可以减少生产中浓硫酸采购支出,进而减少成本,提高利益。第二,提高安全水平,浓硫酸腐蚀性很强,运输时极易出现安全隐患,存储技术难度大,而应用硫酸提浓技术可以减少硫酸采购数量和运输频率,提高生产安全性。第三,可以保护环境,硫酸提浓技术的应用可以循环利用生产物料,减少垃圾排放量,有利于进行环保工作[3]。

二、化工生产中硫酸提浓技术的应用

某化工企业主要生产电石、PVC等产品。这些产品生产时,氯碱生产是重要环节,而在氯碱生产过程中氯气处理十分重要,为了能够将电解中的氯气水分去除掉,一般采用浓硫酸作为干燥剂处理氯气,这是由于硫酸不会和氯气产生反应,具有较强的吸水性。但是,硫酸有很强的腐蚀性,运输和处理时存在安全隐患,因此,该公司在项目初期建设时引进了先进的硫酸浓缩装置,应用在烧碱干燥过程中,以保证安全,提高收益。

(一)生产

1.物料消耗

化工生产过程中,物料消耗主要包括热水、纯水、冷冻水、冷却水和电力等,所有数据都要记录在案。根据记录,热水每小时消耗0.25m3,纯水每天消耗0.12t,冷冻水每小时消耗12.5m3,冷却水每小时消耗1.9m3,电力每小时消耗260kwh。

2.设备运行

化工生产过程中,需要对设备温度和压力的数值进行监测。设备运行记录具体如下:

3.硫酸产量

硫酸提浓技术应用后,该企业记录了当年的硫酸产量,发现硫酸产量基本维持在30-120t,浓度在93%~95%。如表2。

(二)效益估算

在氯气干燥过程中应用硫酸提浓技术,可以回收硫酸,节省硫酸采购数量和成本。根据计算得到每年平均硫酸采购量为1800吨,共计为162万元。而硫酸作为一种高浓度的腐蚀性化学物质,其在运输和储存中存在较大的安全性风险,随着硫酸提浓技术在化工生产中的应用,企业所采购的浓硫酸逐渐减少,在储存和运输方向上随之降低,安全性也逐渐得到提高[4]。因此,对于化工企业而言,應用硫酸提浓技术优势明显,可以为企业安全环保发展起到积极的推动作用[5]。

结束语:

综上所述,随着生产水平的逐渐提高,我国工业生产能力在未来一段时间内也会持续稳定增长。在这一情况下,浓硫酸作为一项重要的反应原料,其在化工生产中会占据优势地位,需求量也会随之增加。工业生产中,应用硫酸提供技术能够提高硫酸溶液循环利用率,在满足再生产的同时也能够降低成本,增加经济效益。因此,对于化工行业而言,硫酸循环利用技术十分重要,在保证生产安全的同时,可以有效提高综合利用率。

参考文献:

[1]姜新亮.芳烃硝化装置废稀硫酸提浓过程及其故障处理[J].硫酸工业,2019,000(006):53-56.

[2]杜雪懿.绿色化工环保技术在工业生产中的应用及发展探讨[J].云南化工,2019,v.46;No.245(10):129-130.

[3]冯麒宇.绿色化工技术在化学工程工艺中的应用分析[J].化工管理,2020,000(006):22-23.

[4]孙涛,高泽峰.防晃电技术在化工生产中的应用[C]//第五届全国石油和化工电气技术大会.2020.

[5]段兆铎.膜分离技术在化工生产中的应用[J].化工设计通讯,2019,045(003):155,179.

中冶南方都市环保工程技术股份有限公司  湖北 武汉  430000

猜你喜欢
化工生产应用
PLC控制的特点及其在化工过程控制的运用
多媒体技术在小学语文教学中的应用研究
分析膜技术及其在电厂水处理中的应用
GM(1,1)白化微分优化方程预测模型建模过程应用分析
煤矿井下坑道钻机人机工程学应用分析
气体分离提纯应用变压吸附技术的分析
会计与统计的比较研究