[发明专利]一种以烷基化废硫酸生产碱式硫酸镁晶须的方法

说明书

本发明公开了一种以烷基化废硫酸制备碱式硫酸镁晶须的方法，包括如下步骤：(1)以烷基化废硫酸和氧化镁矿制备硫酸镁溶液；(2)硫酸镁溶液的催化氧化降解脱色；(3)水热法制备碱式硫酸镁晶须。本发明对烷基化废酸进行了资源化利用及无害化处理研究，以该废酸和氧化镁为原料，机械活化固相法制备的木质纤维素酯为氧化催化剂，模拟类芬顿试剂对硫酸镁溶液的有机杂质进行氧化降解脱色，然后采用水热法制备出长径比为80‑150的碱式硫酸镁晶须产品。

技术领域

本发明属于危废物资源化利用领域，具体涉及一种以烷基化废硫酸制备碱式硫酸镁晶须的方法。

背景技术

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吨烷基化汽油就产生80～100kg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、硫酸酯以及硫化物等，这些物质颜色深、质地粘稠、气味刺激，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，而且处理每吨废硫酸的费用高、亏损巨大，这对生产企业的成本和环境带来了极大的压力，是困扰企业生产的最大难题。其他有萃取等处理工艺，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，产品有较强的刺激性气味，难以得到高纯度的产品，而且加入的处理剂容易造成二次污染，母液难以循环利用。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，使企业面临停产的风险，这将给企业带来巨大的经济损失。

碱式硫酸镁晶须(Magnesium Sulfate Whisker，简称为MHSHw)具有白色粉末外观，其晶体形状为针状或纤维状它具有0.1g/cm³的表观密度，相对密度为2.3，500mL/100g的吸油量和10m²/g的比表面积。纤维状晶须的直径小于1μm，纤维长度为10～100μm，纵横比为50～100。碱式硫酸镁晶须对水和有机溶剂都具有亲合性。由于结晶水的存在，与其他晶须相比，它的使用温度相对较低，并且其中大部分都低于250℃。同时，由于结晶水的存在，碱式硫酸镁晶须也具有优异的阻燃性能以及抑烟性能。碱式硫酸镁晶须是一种新型的增强纤维的无机阻燃材料，其结构为单晶。与复合塑料相比，其增强和阻燃效果更加明显。它可以制造高变形温度的零件，使零件表面光滑美观，可以减少零件比例，而且无毒环保。特殊和细小的单晶纤维晶须的使用特别适用于小部件和超薄部件的加固和加固，效果也很明显。该晶须产品不仅使产品具有良好的划痕和防滑性能，而且还满足了对汽车的喷涂或其他工程塑料的需求。当晶须用作阻燃剂时，其温度高于氢氧化铝的温度，因此可抑制烟雾并防止滴落。

碱式硫酸镁晶须的研究现状：

在1982年，Thugu发现了碱式硫酸镁晶须，它的一种存在形式是xMgSO₄·yMg(OH)₂·zH₂O。在后面的研究中，经过多年的努力探索，发现了碱式硫酸镁晶须存在以下形式：153、213、152等。

在许多关于合成硫酸镁晶须的报道中，其合成通常用MgSO₄和MgO、MgSO₄和NaOH、MgSO₄和Mg(OH)₂、NaOH和MgSO₄的水溶液进行。经煅烧菱镁矿后，将硫酸钠、MgSO₄和NaOH水溶液、MgO和MgSO₄的混合物进行水热合成反应。

国内外研发现状：