[发明专利]用硫酸二甲酯蒸馏釜残液制备硫酸铵和甲醇的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用硫酸二甲酯蒸发釜残液制备硫酸铵和甲醇的系统和方法，该系统包括中和反应单元、分离单元和后处理单元；所述中和反应单元包括中和釜，中和釜的进料口包括残液进料口和中和剂进料口，残液进料口与硫酸二甲酯蒸馏釜残液出口连接；分离单元包括压滤机，压滤机的进料口与中和釜的出料口连接，压滤机的出口包括滤液出口和滤渣出口；后处理单元包括蒸发釜和精馏塔，蒸发釜的进料口与压滤机的滤液出口连接，蒸发釜的出料口包括汽相出料口和物料出口，汽相出料口与精馏塔进料口连通，物料出口得到硫酸铵；精馏塔顶部设置有溶剂出口，底部设置有废液出口。该系统可回收硫酸铵和甲醇，方案合理，无环境污染。

技术领域

本发明涉及化工废液处理技术领域，具体涉及一种用硫酸二甲酯蒸发釜残液制备硫酸铵和甲醇的系统和方法。

背景技术

硫酸二甲酯的合成方法包括钠盐法、无水硫酸与甲醇直接反应法、二甲醚和三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氢甲酯法等，其中，除二甲醚与三氧化硫合成法外，其他方法都存在产品收率低，原材料消耗大，设备腐蚀严重的问题。工业上，二甲醚和三氧化硫合成法的过程为：甲醇脱水得到二甲醚，与三氧化硫在反应釜内进行化学反应，生成硫酸二甲酯粗品，将硫酸二甲酯村品送入蒸馏釜中，在110～140℃，真空度94.7KPa条件下蒸出硫酸二甲酯，冷凝后收集在精酯贮罐中，蒸馏釜残液进行后续处理。三氧化硫和二甲醚反应时，不仅生成了硫酸二甲酯，同时还生成了很多其他副产物。硫酸二甲酯从混合体系分出之后，还有硫酸氢甲酯，甲醇、残碳以及少量未完全分解的硫酸二甲酯等，如果直接排放，会对环境造成严重污染。目前国内处理硫酸二甲酯残液的方法主要有三种，一是将硫酸二甲酯残渣进行水解，然后再用氢氧化钠进行中和处理；第二种方法是使用离子交换树脂回收残液中的硫酸。第三是采用石灰或者氨水进行中和。

发明内容

本发明人认为，上述处理方法存在下述问题：(1)碱中和法需要消耗较多的液碱，尽管也能回收副产物硫酸钠，但市场容量有限，生产成本较高。(2)残液水解，用离子交换树脂法回收硫酸。该工艺可以得到一定量的硫酸，但是回收的硫酸成本较高，操作环境比较恶劣。由于硫酸二甲酯的企业通常都能自产硫酸，从经济角度看并不合算。(3)石灰中和法产生了较多的不能利用的硫酸钙。很少有企业采用。已有的报道中，尽管也有企业采用氨水中和法处理残液，但因为残液是含有多种成分的黑褐色复杂混合体系，直接加氨水不能得到纯净的硫酸铵，得到的仅仅是一种含有硫酸铵的黑色混合溶液(还包括水、甲醇和胺类物质)，不仅无法对外销售，且含有大量黑色有机物杂质，难以处理，废液含氮量高，处理费用高，因此得到的硫酸铵纯度低，只能将废液中和之后全部外排，造成严重的资源浪费。

本发明解决的技术问题是：硫酸二甲酯残液毒性高，酸性强，杂质多。现有处理技术成本高，环境污染大，无法提取其中的有用化工产品，残液中有回收价值的化学成分没有得到利用，造成资源浪费。

本发明的目的是：解决了硫酸二甲酯生产残液出路问题，提供一种硫酸二甲酯生产残液制备高纯度硫酸铵晶体的方法，同时还能回收部分甲醇等有机溶剂，使得难以处理的生产废液得到无害化处理。

为解决上述技术问题，本发明将硫酸二甲酯生产残液加入氨水中和，反应后溶液经脱色、固液分离、滤液蒸发得到硫酸铵。粗产品经二次重结晶可得到高纯度的大颗粒硫酸铵成品。本发明解决了硫酸二甲酯生产废液对环境的污染问题，设备投资少、工艺简单，操作条件温和、无环境污染、安全环保。

具体来说，针对现有技术的不足，本发明提供了如下技术方案：

一种用硫酸二甲酯蒸馏釜残液制备硫酸铵和甲醇的系统，其特征在于，包括中和反应单元、分离单元和后处理单元；

其中，所述中和反应单元包括中和釜，所述中和釜的进料口包括残液进料口和中和剂进料口，所述残液进料口与硫酸二甲酯蒸馏釜残液出口连接；

所述分离单元包括压滤机，所述压滤机的进料口与所述中和釜的出料口连接，所述压滤机的出口包括滤液出口和滤渣出口；