過氧化氫處理變色工業(yè)硫酸研究
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[摘要]公司濃度98%的工業(yè)硫酸因生產(chǎn)異常出現(xiàn)茶棕色現(xiàn)象，對其進(jìn)行分析處理，濃度30%的工業(yè)過氧化氫可以在生產(chǎn)過程中有效去除工業(yè)硫酸中的茶棕色。過氧化氫處理茶棕色工業(yè)硫酸時(shí)用量少，且對工業(yè)硫酸的質(zhì)量沒有影響，同時(shí)處理費(fèi)用和人工成本低。
[關(guān)鍵詞]工業(yè)硫酸；過氧化氫；變色；處理
1前言
硫酸是一種重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，是許多工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)原料或輔料，廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化纖、染料、國防和農(nóng)業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)部門。武漢青江化工集團(tuán)股份有限公司硫酸車間生產(chǎn)濃度98%的工業(yè)硫酸，采用“二轉(zhuǎn)二吸”工藝。在某一段時(shí)間內(nèi)，硫酸車間生產(chǎn)的工業(yè)硫酸偶爾出現(xiàn)異常，其色度超過內(nèi)控指標(biāo)0.1mL，呈茶棕色。雖然大部分硫酸在集團(tuán)公司內(nèi)部使用了，且變?yōu)椴枳厣牧蛩岵挥绊懫湔Ｊ褂?，但為了將硫酸質(zhì)量產(chǎn)品做得更好以及不影響外售的那部分硫酸，需要解決硫酸變?yōu)椴枳厣膯栴}。經(jīng)過對茶棕色硫酸進(jìn)行分析和處理，發(fā)現(xiàn)使用30%工業(yè)過氧化氫可以有效去除硫酸中的茶棕色，使98%工業(yè)硫酸產(chǎn)品的色度小于0.1mL，達(dá)到透明無色。
2硫酸分析結(jié)果
98%茶棕色工業(yè)硫酸(本文后面都稱為變色硫酸)與正常硫酸的分析結(jié)果如表1所示?？芍兩蛩岢松绕咄?，其它指標(biāo)與正常硫酸都相差很小。
3處理過程
3.1過氧化氫加入量對變色硫酸的影響
常溫下，在25mL變色硫酸中加入25mL濃度30%的工業(yè)過氧化氫，12h后變色硫酸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色，說明30%的工業(yè)過氧化氫可去除變色硫酸中茶棕色的物質(zhì)。為確定常溫下去除變色硫酸中茶棕色物質(zhì)所需過氧化氫的量，在50mL變色硫酸中加入不同量的過氧化氫，結(jié)果如表2，處理時(shí)間為24h?？芍叵?0mL變色硫酸中加入0.2mL過氧化氫就可去除部分硫酸中茶棕色的物質(zhì)，處理后硫酸的色度為0.15mL；在變色硫酸中加入0.4mL過氧化氫時(shí)，硫酸的色度更低，為0.1mL；變色硫酸中過氧化氫加入量大于0.6mL時(shí)，硫酸的色度和正常硫酸一樣，小于0.1mL。
3.2溫度對處理變色硫酸的影響
一般而言，提高溫度有利于增加過氧化氫的活性。進(jìn)一步考察溫度對變色硫酸的處理效果，升高溫度后，過氧化氫處理變色硫酸的時(shí)間大大縮短，且過氧化氫處理變色硫酸的量大幅增加。表3是過氧化氫處理500mL變色硫酸的結(jié)果，處理時(shí)間為3h?？梢娞幚頌闇囟?0℃時(shí)，只要0.5mL過氧化氫就可以去除使硫酸變色的物質(zhì)，70℃時(shí)只需加入0.4mL過氧化氫。
4車間酸槽溫度的實(shí)際情況
為確認(rèn)生產(chǎn)時(shí)的溫度能否滿足處理變色硫酸，對硫酸車間98%工業(yè)硫酸的酸槽溫度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。為使酸槽溫度具有代表性，隨機(jī)選取酸槽冬天與夏天一整天的溫度，車間酸槽溫度的實(shí)際情況如圖1所示。產(chǎn)時(shí)酸槽溫度可滿足過氧化氫處理變色硫酸。
5過氧化氫對變色硫酸質(zhì)量的影響
50℃時(shí)，處理500mL的98%變色硫酸只需要0.5mL的30%過氧化氫，過氧化氫與硫酸質(zhì)量比為0.06051%(取30%工業(yè)過氧化氫密度為1.111g/mL，98%硫酸密度為1.836g/mL)。故只需極少量的過氧化氫就可處理變色硫酸。過氧化氫反應(yīng)后變?yōu)樗?，加入過氧化氫對98%硫酸的濃度沒有影響。根據(jù)工業(yè)過氧化氫的標(biāo)準(zhǔn)GB1613-2003和工業(yè)硫酸的標(biāo)準(zhǔn)GB534-2002，30%過氧化氫與98%工業(yè)硫酸的指標(biāo)對比如表4?？芍I(yè)過氧化氫標(biāo)準(zhǔn)中雜質(zhì)指標(biāo)與工業(yè)硫酸標(biāo)準(zhǔn)中雜質(zhì)指標(biāo)沒有重合的指標(biāo)，因此過氧化氫所含的雜質(zhì)對工業(yè)硫酸也沒有影響。
6處理變色硫酸的成本和注意事項(xiàng)
30%工業(yè)過氧化氫價(jià)格約1800元/噸，處理1噸98%變色工業(yè)硫酸只需要消耗0.6051kg過氧化氫，處理變色硫酸成本僅為0.8714元/噸；處理變色硫酸人工成本也很低，只需將稱量好的過氧化氫加入到變色硫酸中反應(yīng)3個(gè)小時(shí)即可。在酸槽中加入過氧化氫處理變色硫酸時(shí)，盡量將過氧化氫加入到硫酸的液面下，這既可避免過氧化氫受熱提前分解，同時(shí)也使過氧化氫與變色硫酸混合均勻。由于過氧化氫具有強(qiáng)氧化性，98%工業(yè)硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，在變色硫酸中加入過氧化氫時(shí)需要注意防護(hù)。公司硫酸車間在酸槽中加入過氧化氫處理變色硫酸的效果很好，加入30%工業(yè)過氧化氫后，酸槽中98%變色工業(yè)硫酸最后變得清亮無色。一段時(shí)間后，硫酸車間找出了使硫酸變?yōu)椴枳厣脑?，車間改進(jìn)后也沒有出現(xiàn)硫酸變?yōu)椴枳厣默F(xiàn)象。
7結(jié)論
(1)30%工業(yè)過氧化氫可有效處理呈茶棕色的98%工業(yè)硫酸；(2)正常生產(chǎn)時(shí)的酸槽溫度可滿足過氧化氫處理變色硫酸；(3)過氧化氫處理變色硫酸用量極少，對98%工業(yè)硫酸的濃度和質(zhì)量無影響。
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作者：簡理 周建鋒 單位：武漢青江化工集團(tuán)股份有限公司