專利名稱：一種從硫酸溶液中脫除硫酸二甲酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從硫酸溶液中脫除雜質(zhì)的方法，特別是涉及一種從硫酸 溶液中脫除^J臾二曱酯的方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，濃度96。/。以上的濃硫酸常常被用為干燥劑，用于脫除反 應(yīng)物系中的水分。脫水操作后，硫酸溶液的濃度降低到50%~80%。在硫酸攜 帶水分出來(lái)的同時(shí)，部分小分子醇、醚也一起被攜帶出來(lái)。當(dāng)被干燥物系中 含有曱醇、二曱醚等小分子有機(jī)物時(shí)，他們?nèi)菀着c硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸二 曱酯，并存留在石克酸溶液中。有關(guān)反應(yīng)如下
CH30H + H+ — CH3—0+—H2
CH廠(T-H2 + SO/— — CH3HS04 + H20
CH廠0-CH3 + H、 CH「0H+-CH3
2CH3—0H+_CH3 + S042— — (CH3)2S04 + 2CH3OH
2CH3HS04 — (CH3)2S04 + H2S04
(CH3)2S04 + H20 — 2CH3OH + H2S04
CH3HS04 + H20 — CH30H + H2S04
由于所處體系為高濃度硫酸溶液，因此生成硫酸二甲酯的反應(yīng)平衡向右 進(jìn)行。為了使得硫酸二曱酯發(fā)生比較徹底的水解反應(yīng)，應(yīng)該及時(shí)除去其水解 反應(yīng)生成的曱醇、二曱醚等有機(jī)小分子。
硫酸二曱酯(Dimethyl Sulfate)的理化性質(zhì)為無(wú)色或微黃色，略有蔥 頭氣味的油狀可燃性液體。分子式C2-H6-04-S?；瘜W(xué)式(CH》2S04。分子量 126.14。相對(duì)密度1. 3322 (20°C/4°C)。熔點(diǎn)-31.8匸。沸點(diǎn)1S8。C。閃點(diǎn) 83. 33°C。自燃點(diǎn)187, 78°C。蒸氣密度4.35。飽和蒸氣壓2, OOkPa (15腿Hg、 76°C)。溶于乙醇和乙醚，在水中溶解度2. 8g/100ml。在18。C易迅速水解成 硫酸和曱醇。在冷水中分解緩慢。遇熱、明火或氧化劑可燃。
硫酸二曱酯屬高毒類化學(xué)品，侵入途徑主要經(jīng)呼吸道吸入，也可經(jīng)皮膚吸 入。其毒性作用與芥子氣相似，急性毒性類似光氣，比氯氣大15倍。對(duì)眼、 上呼吸道有強(qiáng)烈刺激作用，對(duì)皮膚有強(qiáng)腐蝕作用。
硫酸二曱酯的高毒性要求，必須盡可能完全將其脫除，同時(shí)在脫除過程 中不能增加新的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種從硫酸溶液中脫除硫酸二曱酯的方 法，使硫酸中硫酸二甲酯的濃度降低到10 Oppm以下。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 一種從硫酸溶液中脫除硫酸二曱酯 的方法，在真空汽提塔中將硫酸溶液進(jìn)行連續(xù)減壓水蒸汽汽提，通過使硫酸 二曱酯充分發(fā)生水解反應(yīng)而進(jìn)行脫除。
上述脫除^5克酸二甲酯的方法，其中，所述硫酸的重量百分比濃度為50~ 80%。
上述脫除硫酸二曱酯的方法，其中，所述水蒸汽汽提所需的汽液比為 0. 5~10，優(yōu)選為0. 8~2. 5。
上述脫除硫酸二曱酯的方法，其中，所述水蒸汽汽提所需的真空度為 0, 07 ~ 0. 0暨a。
上述脫除硫酸二曱酯的方法，其中，所述水蒸汽汽提所需水蒸氣壓力為 0. 5 ~ 1. 5MPa。
上述脫除硫酸二曱酯的方法，其中，所述硫酸預(yù)熱至75 90。C后進(jìn)入汽 提塔。
上述脫除硫酸二曱酯的方法，其中，所述硫酸從汽提塔頂部進(jìn)入，水蒸 汽從汽提塔底部進(jìn)入。
上述脫除硫酸二曱酯的方法，其中，所述真空汽提塔所用填料為玻璃、
陶瓷或塑料波紋填料。考慮到硫酸的強(qiáng)腐蝕性，應(yīng)該首選玻璃或者能被水溶
液潤(rùn)濕的耐強(qiáng)酸腐蝕的塑料填料。
上述脫除硫酸二曱酯的方法，其中，所述真空汽提塔的填料層高度與塔 徑的比為20~40。
本發(fā)明所采用的工藝裝置如下，其主體為一臺(tái)真空汽提塔。塔頂連接冷 凝器、氣液分離器、真空泵、燃燒系統(tǒng)。塔底連接產(chǎn)品罐。原料硫酸溶液和 蒸汽的流量均采用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量。
本發(fā)明從硫酸溶液中脫除硫酸二甲酯的方法，含有硫酸二甲酯的硫酸溶 液和汽提蒸汽逆行接觸，硫酸二曱酯與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)，生成曱醇和硫 酸。甲醇等有機(jī)分子被汽提蒸汽攜帶，由塔頂排出的尾氣經(jīng)燃燒后排放。從 塔底部得到產(chǎn)品硫酸溶液中的硫酸二甲酯濃度降低到100ppm以下。本發(fā)明方 法可以保證產(chǎn)品硫酸溶液符合安全生產(chǎn)的指標(biāo)要求，同時(shí)在脫除過程中又不 增力口新的污染。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。
實(shí)施例l
實(shí)驗(yàn)裝置采用直徑50腿、有效長(zhǎng)度1000mm的玻璃精餾塔，內(nèi)充彈簧式
玻璃填料，精鎦塔下部設(shè)置蒸汽通入口，底部連接硫酸產(chǎn)品釜。精餾塔上部 設(shè)置原料硫酸溶液入口，頂部連接冷凝系統(tǒng)、真空泵和燃燒裝置。
從塔下部通入汽提蒸汽，在塔頂有水餾出后，從精餾塔上部加入8(TC重 量百分比濃度為75%的硫酸溶液。原料硫酸溶液在下行過程中與上升的汽提 蒸汽充分傳質(zhì)傳熱，并發(fā)生水解反應(yīng)。生成的曱醇隨著汽提蒸汽上行，從塔 頂餾出。產(chǎn)品石克酸則流入精餾^荅底部的辟b酸釜。
采用的真空度為0. 09MPa、汽提的水蒸汽壓力為0. 5MPa、水蒸汽與硫酸 的汽液比為2. 5。
經(jīng)過汽提塔汽提后，硫酸溶液中的硫酸二曱酯含量由原料中的9141ppm 降到80卯m。
實(shí)施例2
實(shí)驗(yàn)裝置采用直徑50腿、有效長(zhǎng)度1500腿的玻璃精餾塔，內(nèi)充彈簧式 玻璃填料，精餾塔下部設(shè)置蒸汽通入口，底部連接硫酸產(chǎn)品釜。精餾塔上部 設(shè)置原料硫酸溶液入口，頂部連接冷凝系統(tǒng)、真空泵和燃燒裝置。
從塔下部通入汽提蒸汽，在塔頂有水餾出后，從精餾塔上部加入75。C重 量百分比濃度為50%的硫酸溶液。原料硫酸溶液在下行過程中與上升的汽提 蒸汽充分傳質(zhì)傳熱，并發(fā)生水解反應(yīng)。生成的曱醇隨著汽提蒸汽上行，從塔 頂餾出。產(chǎn)品A乾酸則流入精餾》荅底部的石克酸釜。
采用的真空度為0. 09MPa、汽提的水蒸汽壓力為1. OMPa、水蒸汽與硫酸 的汽液比為0. 8。
經(jīng)過汽提塔汽提后，硫酸溶液中的硫酸二曱酯含量由原料中的8592ppm 降到71卯m。
實(shí)施例3
工業(yè)裝置采用直徑450mm、填料高度11500mm的精餾塔，填料采用/ 50隨 玻璃環(huán)。其他部分與實(shí)驗(yàn)裝置相同。
80% (重量)硫酸經(jīng)預(yù)熱至85。C后進(jìn)入真空汽提塔上部，1. 2 MPa汽提蒸 汽從汽提塔下部進(jìn)入。水蒸汽與硫酸的汽液比為0.5,汽提塔的真空度為 0. 077MPa。
經(jīng)過汽提塔汽提后，硫酸溶液中的硫酸二曱酯含量由原料中的500ppm 降到50卯m。
實(shí)施例4
工業(yè)裝置采用直徑"Omm、填料高度18000mm的精餾塔，填料采用/ 50mm 玻璃環(huán)。其他部分與實(shí)驗(yàn)裝置相同。
65% (重量)硫酸經(jīng)預(yù)熱至9Q。C后進(jìn)入真空汽提塔上部，1. 5 MPa汽提蒸 汽從汽提塔下部進(jìn)入。所用汽液比為IO,汽提塔的真空度為0. O脂Pa。
經(jīng)過汽提塔汽提后，硫酸溶液中的硫酸二曱酯含量由原料中的800ppm降
到65ppm。
實(shí)施例5
工業(yè)裝置釆用直徑450mm、填料高度13500mm的精餾塔，填料采用/ 50mm 玻璃環(huán)。其他部分與實(shí)驗(yàn)裝置相同。
60% (重量)硫酸經(jīng)預(yù)熱至78。C后進(jìn)入真空汽提塔上部，0. 8 MPa汽提蒸 汽從汽提塔下部進(jìn)入。所用汽液比為1.6,汽提塔的真空度為0. 07MPa。
經(jīng)過汽提塔汽提后，硫酸溶液中的硫酸二曱酯含量由原料中的1500ppm
降到75ppm。
權(quán)利要求
1、一種從硫酸溶液中脫除硫酸二甲酯的方法，其特征在于，在真空汽提塔中將硫酸溶液進(jìn)行連續(xù)減壓水蒸汽汽提。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述硫酸的重量百分比濃度 為50~80%。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述水蒸汽汽提所需的 汽液比為0.5-10。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述水蒸汽汽提所需的汽液 比為0. 8 ~ 2. 5。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述水蒸汽汽提所需的 真空度為0. 07 ~ 0. 09MPa。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述水蒸汽汽提所需水 蒸汽壓力為0. 5 ~ 1. 5MPa。
7、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硫酸預(yù)熱至75 ~ 90。C后進(jìn)入真空汽提塔。
8、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硫酸從真空汽提塔 頂部進(jìn)入，水蒸汽從真空汽提塔底部進(jìn)入。
9、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述真空汽提塔所用填 料為玻璃、陶瓷或塑料波紋填料。
10、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述真空汽提塔的填 料層高度與塔徑的比為20 ~ 40。
全文摘要
本發(fā)明公開一種從硫酸溶液中脫除硫酸二甲酯的方法，在真空汽提塔中將硫酸溶液進(jìn)行連續(xù)減壓水蒸汽汽提，通過使硫酸二甲酯充分發(fā)生水解反應(yīng)而進(jìn)行脫除。所用硫酸的重量百分比濃度為50～80％，水蒸汽汽提所需的汽液比為0.5～10，優(yōu)選為0.8～2.5，真空度為0.07～0.09MPa；水蒸汽壓力為0.5～1.5MPa。本發(fā)明的方法可以使硫酸溶液中的硫酸二甲酯濃度降低到100ppm以下，保證產(chǎn)品硫酸溶液符合安全生產(chǎn)的指標(biāo)要求，同時(shí)不增加新的污染。
文檔編號(hào)C01B17/90GK101357753SQ20081011793
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者張雪芹, 李瑞亢, 胡衍平, 馬曉煜, 高岱巍 申請(qǐng)人:中國(guó)藍(lán)星(集團(tuán))總公司