天成彩票 TCG彩票天成彩票 TCG彩票天成彩票 TCG彩票天成彩票网 TCG天成彩票网 TCG天成彩票网 TCG本发明涉及工业催化废弃物乙炔铜处理利用回收领域,尤其是涉及一种工业催化废弃物乙炔铜防爆安全技术。
随着世界经济的迅猛发展和工业化的高速推进,当今社会对高分子合成化工生产需求也是越来越重要,在高分子合成化工生产中乙炔被广泛应用为有机合成的基本原料,主要在合成橡胶、合成有机溶剂、合成树脂、及合成纤维作为主要重要原料。由乙炔出发经环聚、链聚或加成等反应,,可以合成几十种重要的高分子单体,最后制成许多合成高分子产品。但在相当多部分的工艺流程环节中,由于一些铜(或铜屑)或铜盐催化剂等的存在,和乙炔发生反应从而生成具有爆炸性能的乙炔衍生物(如乙炔铜)。
乙炔铜是一种金属乙炔衍生物,具有极强的爆炸能力。由于乙炔具有活泼的氢原子,能与金属或金属盐生成m2c2或mhc2型乙炔化合物,所以在中性或碱性(即比较有利于氢原子的电离)条件下,乙炔就能与铜盐生成cu2c2和cuc2化合物,我们把这些铜的乙炔化合物简称为乙炔铜。乙炔铜的生成及爆炸性能受水汽、酸度、乙炔压力、温度、氨等条件的影响,在不同的条件下含水的乙炔铜,不管受热情况怎样,在130℃之前都会先分解再爆炸。(毛信玉邹李廉影响乙炔铜生成及爆炸性能的研究[j].消防科技.1986.12.31)。
乙炔铜发生爆炸,爆炸时不产生气体。化合物的阴离子在分解反应中作为氧化剂cu2c2(s)→2cu(s)+2c(s)。潮湿的乙炔铜较稳定,可以安全地处理。干燥的乙炔铜极其敏感,摩擦即可引爆。乙炔铜可以在铜管或含铜量高的合金管道内部形成,这可能会导致剧烈的爆炸声。这被认为是乙炔厂发生爆炸的原因,导致这样的工厂放弃铜作为结构中的材料。石油化工中使用的铜催化剂在一定条件下也会有风险。2016年8月9日,位于中国西北部的丁二醇(bdo)工厂中,装有废乙炔铜催化剂和丁炔二醇(byd)的储罐发生意外爆炸,造成一人死亡。(investigationofanaccidentalexplosioncausedbyreactionrunawayofamixturecontainingcopperacetylideandbutynediol[j].journaloflosspreventionintheprocessindustries,2019-09-29.)。
当今社会化工制造在工业生产中起着举足轻重的位置,但是化工废气物的回收处理再利用也是至关重要。伴随着化工企业规模的不断扩大,化工安全也成为当今社会的主要问题。目前大多企业在乙炔尾气的回收利用在源头把乙炔气体回收做了很多的工作,像cn106422669a和cn206138959u都提出来乙炔尾气提浓回收方法及其系统,虽然很好的回收了乙炔气体,但次不能很好的处理乙炔铜废料;对乙炔化物的催化剂的回收再生也提出了一定的方法像cn1129608就提出了含乙炔化物,尤其含乙炔铜的催化剂再生方法。虽然此方法很好的回收了乙炔催化剂使其重复利用,但运用到企业废料处理时并不能处理掉废料的安全隐患。
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种处理工业催化废弃物乙炔铜的方法。
本发明的工艺是利用稀释的工业催化废弃物乙炔铜加入一定量的过氧化氢和酸,搅拌使其充分反应,反应后生成co2和少量co气体,反应固体废液加强碱然后通过离心洗涤,上清液循环利用,废气残渣危害性大大减小。该工艺简单有效的解决干燥工业废浆乙炔铜防爆的问题,同时实现了含碱溶液的闭路循环,实现了废弃物回收再利用,减少了含碱废液的排放,有效避免了废弃矿浆回收过程中对环境的污染及破坏。
a、取工业催化废弃物乙炔铜矿浆放入容器中,再加入乙炔铜矿浆质量1~1.5倍的蒸馏水并搅拌均匀;
c、将已经稀释好的浓度为15%~30%的酸溶液加入容器中,搅拌并在常温中反应5h,用气袋收集反应气体;
d、待反应结束后,加入碱溶液调节反应溶液ph值到11-12,然后对反应后的残渣进行离心,洗涤三次,得到的离心液能继续循环使用;
e、在60℃条件下烘干处理得到残渣样品,在150℃马弗炉中,观测是否有爆燃现象。
进一步说,本发明的步骤c中配制酸溶液所用的原料取自硫酸或硝酸;步骤d中配制碱溶液所用的原料取自氢氧化钠或氢氧化钾。
步骤b中过氧化氢的加入量可通过下述计算方法得到,即乙炔铜矿浆800度煅烧后,氧化铜的含量是25%,根据计算过氧化氢需求量为0.2669g。
该工艺简单有效的解决了工业催化废弃物乙炔铜矿浆给企业带来的困难和环境污染问题,还提高了企业的安全系数,使企业职工的生命安全得到了保障;同时实现了含碱溶液的闭路循环,减少了含碱溶液的排放。本发明有效避免了工业废弃物乙炔铜矿浆对环境和企业的影响。
以下实施例中所采用的乙炔铜为工业催化废弃物,配制成的氢氧化钠溶液所采用的氢氧化钠为天津市大陆化工试剂厂的产品,硫酸为烟台市双双化工有限公司生产的浓度为98%硫酸,硝酸为烟台市双双化工有限公司生产的浓度65%-68%的硝酸,稀释酸按照v酸:v蒸馏水。
下述实施例均采用硫酸处理,稀硫酸按vh2so4:vh2o=1:3进行稀释,备用。
a、称取10g乙炔铜矿浆,置于容器中,加入10g蒸馏水,搅拌均匀。加入2ml的过氧化氢搅拌均匀,向容器中迅速加入2ml已备好的稀硫酸(s2),在油浴锅中搅拌,室温下反应5h。用气袋收集反应气体。反应结束后,用naoh调节ph值到11-12,然后对反应后的残渣进行离心,洗涤三次,60℃烘干处理得到残渣样品m2。
b、称取10g乙炔铜矿浆,置于容器中,加入10g蒸馏水,搅拌均匀。加入2ml的过氧化氢搅拌均匀,向容器中迅速加入4ml已备好的稀硫酸(s4),在油浴锅中搅拌,室温下反应5h。用气袋收集反应气体。反应结束后,用naoh调节ph值到11-12,然后对反应后的残渣进行离心,洗涤三次,60℃烘干处理得到残渣样品m4。
c、称取10g乙炔铜矿浆,置于容器中,加入10g蒸馏水,搅拌均匀。加入2ml的过氧化氢搅拌均匀,向容器中迅速加入6ml已备好的稀硫酸(s6),在油浴锅中搅拌,室温下反应5h。用气袋收集反应气体。反应结束后,用naoh调节ph值到11-12,然后对反应后的残渣进行离心,洗涤三次,60℃烘干处理得到残渣样品m6。
d、称取10g乙炔铜矿浆,置于容器中,加入10g蒸馏水,搅拌均匀。加入2ml的过氧化氢搅拌均匀,向容器中迅速加入8ml已备好的稀硫酸(s8),在油浴锅中搅拌,室温下反应5h。用气袋收集反应气体。反应结束后,用naoh调节ph值到11-12,然后对反应后的残渣进行离心,洗涤三次,60℃烘干处理得到残渣样品m8。
从实验中可以看出加入2ml以上的vh2so4:vh2o=1:3的稀硫酸和过氧化氢,能保证在150℃乙炔铜不发生爆炸。
下述实施例均采用硝酸处理,稀硝酸按vhno3:vh2o=1:2进行稀释,备用。
a、称取10g乙炔铜矿浆,置于容器中,加入10g蒸馏水,搅拌均匀。加入2ml的过氧化氢搅拌均匀,向容器中加入5ml已备好的稀硝酸(s5),在油浴锅中搅拌,室温下反应5h。用气袋收集反应气体。反应结束后,用naoh/koh调节ph值到11-12,对反应后的残渣进行离心,洗涤三次,60℃烘干处理得到残渣样品m5。
b、称取10g乙炔铜矿浆,置于容器中,加入10g蒸馏水,搅拌均匀。加入2ml的过氧化氢搅拌均匀,向容器中加入10ml已备好的稀硝酸(s10),在油浴锅中搅拌,室温下反应5h。用气袋收集反应气体。反应结束后,用naoh/koh调节ph值到11-12,对反应后的残渣进行离心,洗涤三次,60℃烘干处理得到残渣样品m10。
c、称取10g乙炔铜矿浆,置于容器中,加入10g蒸馏水,搅拌均匀。加入2ml的过氧化氢搅拌均匀,向容器中加入15ml已备好的稀硝酸(s15),在油浴锅中搅拌,室温下反应5h。用气袋收集反应气体。反应结束后,用naoh/koh调节ph值到11-12,对反应后的残渣进行离心,洗涤三次,60℃烘干处理得到残渣样品m15。
d、称取10g乙炔铜矿浆,置于容器中,加入10g蒸馏水,搅拌均匀。加入2ml的过氧化氢搅拌均匀,向容器中加入20ml已备好的稀硝酸(s20),在油浴锅中搅拌,室温下反应5h。用气袋收集反应气体。反应结束后,用naoh/koh调节ph值到11-12,对反应后的残渣进行离心,洗涤三次,60℃烘干处理得到残渣样品m20。
从实验中可以看出加入5mlvhno3:vh2o=1:2稀硝酸反应后,在150℃马弗炉中有爆炸现象产生,而加入10mlvhno3:vh2o=1:2以上的稀硝酸溶液才能保证在150℃乙炔铜不发生爆炸。
从实验中可以看出加入10ml以上的vhno3:vh2o=1:2的稀硝酸和过氧化氢,能保证在150℃乙炔铜不发生爆炸。
由表1中结果可以看出,由于乙炔铜原样在做xrf测试时,需要经过高温煅烧去除有机成分,因此cu2c2-800与cu2c2中成分含量基本相同,而cu2c2-800中由于碱处理有na元素残留,所以其他各项成分与cu2c2有略微差异。
如图2所示,该图为加入2ml过氧化氢时选择2ml和8ml硫酸的样品在在氮气气氛下,以10℃/min的升温速率,从室温升高到500℃进行差示扫描量热法(dsc)测试。由图中结果可以看出,在40℃到176℃,乙炔铜主要是吸热反应,该过程主要是乙炔铜中的吸附水在受热的过程中出现脱吸附,因此出现吸热过程。随着温度的进一步升高,乙炔铜发生分解反应,放出大量的热。因此在dsc曲线中出现一个强度较高的放热峰。随着温度继续升高,乙炔铜中含有的碳等有机物开始分解放热,因此在176℃到550℃范围内,dsc中出现持续放热。
从图中可以看出加入稀硫酸和过氧化氢反应后,大大减少了乙炔铜矿浆的放热量,所以处理过后的乙炔矿浆在150℃下不会发生爆炸。