[00126846]一种木质纤维素酯催化处理烷基化废硫酸制备硫酸铝的方法

①课题来源与背景 随着国际对燃油要求的提高,目前炼油厂广泛采用烷基化法生产异辛烷,产量飞速增加。以烷基化装置加工生产高辛烷值的烷基化汽油时,需用浓度为98%的硫酸作为催化剂,每生产1吨烷基化汽油就生产80到100千克废硫酸,废硫酸中含90%左右的硫酸,7%左右的有机物和3%左右的水。有机物主要是高分子烯烃、二烯烃、烷基磺酸以及硫化物等,这些物质颜色深、质地粘稠、气味刺激,但很难从硫酸中彻底除去。现有的成熟处理技术主要是裂解再生成硫酸回用,但设备投资巨大,且需处理的废硫酸花费高,亏损巨大,这就对生产企业的成本和环境带来了极大的压力。其他有萃取等工艺技术,但萃取溶剂回收成本高、硫酸含量低,尚未见到有应用的企业。此外,利用烷基化废硫酸生产硫酸铵、硫酸镁、活性白土、沉淀白炭黑、石油防锈剂等也有研究,但由于不能有效降解脱除废硫酸中的有机物,使得产品有较强的刺激性气味,难得到高纯度的产品,而且加入的处理剂易造成二次污染,母液难以回收利用。因此,目前烷基化废硫酸仍然得不到有效处理,在生产企业大量积压,使企业面临停产的危机,将给企业带来巨大的经济损失。 ②技术原理及性能指标 本发明开发了一种木质纤维素酯催化处理烷基化废硫酸制备硫酸铝的方法,该方法处理后的废渣、精制液均无刺激性气味,精制液清澈透明,精制液经结晶后得到高纯度的硫酸铝,作为废弃物的浸出渣和纤维质滤渣混合后进行有机堆肥得到可降解的有机肥基料。具体过程为：将烷基化废硫酸加入到氧化铝或氢氧化铝中反应,至其pH值为弱酸性,得到混合液,将混合液过滤得到浸出渣和反应液;然后在反应液中加入催化剂木质纤维素酯和氧化剂发生氧化还原反应,将烷基化废硫酸中的有机物通过深度氧化降解转化为二氧化碳、 水、氮气 等无害小分子物质,固液分离,得到纤维质滤渣和精制液,最后将精制液结晶后即可得到工业级的硫酸铝产品。 ③技术的创造性与先进性 （1）本发明选用的木质纤维素酯表面含有大量酸性或碱性基团,具有催化、活化氧化的作用,能催化氧化剂产生的活性自由基或原子氧,使氧化剂活化、加速反应的降解,同时,催化剂通过络合等作用加速了体系中氧原子的传递,同事增强了体系氧化作用,该方法处理后的纤维质滤渣和精制夜均无刺激性气味,精制夜清澈透明。 （2）木质纤维素酯属于催化湿式氧化法处理有机废水的非均相催化剂,具有吸附脱色功能,能选择吸附重金属和提高脱色效果;且木质纤维素酯不含重金属,不会出现重金属溶出带来的二次污染;木质纤维素酯无毒,可完全生物降解,有机废水的氧化降解产物主要为水和二氧化碳及少量无毒的小分子。 （3）木质纤维素酯在制备时选用铝盐作为酯化反应的催化剂,有效减少了其他化学杂质的引入,使得制备的硫酸铝的纯度大大提高;且在制备时选用的原料为固废物且制备工艺简单,成本低,添加量少,因此催化剂不考虑重复使用,经固液分离并脱附重金属离子后可作用生物肥原料;木质纤维素酯催化有机废水氧化降解可在常压下进行,操作简便,特别是应用在已有废水处理系统时不需要改变原来的处理工艺,可直接应用。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 本发明通过原料预处理、高速混合、机械活化固相反应、后处理等步骤制备木质纤维素酯催化剂,用于处理烷基化废硫酸,得到的硫酸铝产品达到工业级的质量标准,该方法工艺简单、操作简便、易于实施,而且设备投资少、成本低、无二次污染、经济和社会效益显著。