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文檔簡介
編制說明
(一)工作簡況
1任務來源
本文件由中國硫酸工業(yè)協(xié)會接受彩客華煜化學有限公司、河北彩客新材料科技股份有限
公司、上格環(huán)境科技(上海)有限公司等單位的委托而提出,并在中國硫酸工業(yè)協(xié)會硫和硫酸
團體標準技術委員會的指導下成立工作組,負責標準的制定、編寫等工作。
2標準主要起草單位、協(xié)作單位
由彩客華煜化學有限公司、河北彩客新材料科技股份有限公司、河北佳匯化工有限公司、
上格環(huán)境科技(上海)有限公司、山東彩客新材料有限公司、惠州環(huán)安檢測技術有限公司負責
標準和編制說明的編寫,惠州環(huán)安檢測技術有限公司負責檢測方法的建立和確定。
3制定標準的目的和意義
1、使用未凈化的硫酸可使產品抗拉強度提升0.21Mpa(2.1kg)左右,使產品固化作用
更好,也可以節(jié)約原料使用成本;
2、彩客華煜化學有限公司現(xiàn)行工藝中每噸再生硫酸凈化成本約為138.3元,不進行凈
化處理,每年可節(jié)約處理費用約為330余萬元。
4主要工作過程和工作內容
1)2023.11彩客華煜化學有限公司向中國硫酸工業(yè)協(xié)會硫和硫酸團體標準技術委員會
(以下簡稱“硫和硫酸標委會”)提交《DSD酸(4,4′-二氨基二苯乙烯-2,2′-二磺酸)
生產再生硫酸團體標準申報項目的總體情況說明》、《DSD酸(4,4′-二氨基二苯乙烯-2,2′
-二磺酸)生產再生硫酸團體標準項目計劃匯總表》、《DSD酸(4,4′-二氨基二苯乙烯-2,
2′-二磺酸)生產再生硫酸團體標準項目建議書》等立項材料,通過審核后進行立項公示;
2)2023.12在硫和硫酸標委會的指導下,項目立項審查會暨第一次工作組討論會在廣
東珠海召開,會上對標準框架及相應具體內容、指標等進行了討論,會議對行標制定流程的
各個時間節(jié)點進行了規(guī)劃,并對各參編單位的工作內容進行了分工,即會后由彩客華煜化學
有限公司、河北彩客新材料科技股份有限公司、河北佳匯化工有限公司、上格環(huán)境科技(上
海)有限公司、山東彩客新材料有限公司、惠州環(huán)安檢測技術有限公司著手進行團標工作組
討論稿和編制說明的起草,由惠州環(huán)安檢測技術有限公司負責檢測方法的建立;
3)2023年12月25日標準編制組召開了標準初稿的討論會,會上討論了再生硫酸中
2
除了對硝基甲苯鄰磺酸之外,可能對下游有利的其他物質。根據檢測結果,TOC(以C計)
中主要為原料對硝基甲苯及產物對硝基甲苯鄰磺酸,其他硝基苯類物質含量較低,此外灰分
對下游生產沒有影響,故最終確定將原標準中灰分、TOC(以C計)的技術要求刪去,增
加對硝基甲苯及硝基甲苯鄰磺酸的限值要求。
(二)標準編制原則和確定標準主要內容的依據
1標準編制原則
標準的編制遵循“規(guī)范性、一致性、適用性、可操作性”的原則,與國際通行標準接軌,
注重標準可操作性。
(1)規(guī)范性
本標準嚴格按照國家標準GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結
構和起草規(guī)則》、GB/T20001.10—2014《標準編寫規(guī)則第10部分:產品標準》及相關法規(guī)
的要求進行編寫和表述。
(2)一致性
盡量與現(xiàn)行有效的國家法律、法規(guī)、標準保持一致,對DSD酸生產再生硫酸的技術指
標和要求作出相應的規(guī)定。
(3)適用性
制定的再生硫酸產品的技術指標,應滿足下游樹脂砂的生產要求,得到再生硫酸用戶的
認可,并且不與其它相同應用的硫酸標準發(fā)生沖突,同時最大程度地利用再生硫酸,使資源
利用最大化。
(4)可操作性
標準編制標準既要充分考慮到本行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與特點,又要有一個適宜的范圍與程度,
提高標準貫徹實施的可操作性。
2確定標準主要內容的依據
確定標準主要內容的依據有:
(1)參考現(xiàn)有的GB/T534-2014《工業(yè)硫酸》、GB/T20001.4—2015《標準編寫規(guī)則第
4部分:試驗方法標準》及部分化工企業(yè)制定的再生硫酸企業(yè)標準,據此確定DSD酸生產
再生硫酸的檢驗方法、檢驗規(guī)則,及標志、包裝、運輸、貯存、安全等方面的要求;
(2)采用DSD酸生產再生硫酸的企業(yè)及第三方檢測機構對再生硫酸樣品的各項技術
3
指標的檢測結果,以及下游客戶的具體采購要求、下游客戶產品的國家及行業(yè)標準等,據此
確定再生硫酸的技術指標具體要求、數值、范圍等。
3國內DSD酸生產再生硫酸生產工藝及下游使用情況說明
3.1DSD酸生產再生硫酸生產工藝
再生硫酸生產工藝:將液磺通過焚硫系統(tǒng)轉化為三氧化硫,然后在硫酸介質中與對硝基
甲苯進行連續(xù)磺化反應,待反應到達終點后,將物料打入降溫釜、稀釋釜進行降溫稀釋處理,
控制稀釋后的硫酸濃度在55%左右。待稀釋后的物料降溫至一定溫度,進行真空抽濾,得
到對硝基甲苯鄰磺酸固體,濾液硫酸再經靜置、沉淀處理后即為質量濃度約55%左右的再
生硫酸;將55%左右的再生硫酸按定量打入反應釜,同時加入適當比例氧化劑,然后升溫
至一定溫度,繼續(xù)滴加適量的氧化劑進行反應,直至過程硫酸外觀為無色至淡黃色,經保溫、
過濾,得到質量濃度約為50%左右再生硫酸。工藝流程圖如圖1:
液硫硫酸對硝基甲苯水
空氣三氧化硫
焚硫系統(tǒng)磺化反應降溫稀釋
對硝基甲苯鄰磺酸抽濾
55%再生硫酸靜置沉淀
凈化處理
50%再生硫酸
圖1再生硫酸生產工藝流程圖
3.2下游使用情況說明
(1)固化劑工藝:由再生硫酸加入一定比例的水、助劑配制成,生產噸固化劑大概需
要0.6噸再生硫酸;
(2)下游固化劑生產企業(yè)調研情況:經試用,彩客華煜化學有限公司DSD酸生產的再
4
生硫酸中的硫酸、對硝基甲苯鄰磺酸均為下游固化劑生產廠家必備原材料,且性能指標完全
能夠滿足下游生產固化劑的要求,并且在應用過程中無安全、環(huán)保方面的問題。通過走訪附
近幾家鑄造企業(yè)了解到,下游企業(yè)生產鑄件用到的原料為:固化劑、呋喃樹脂、原砂、鐵水。
氮元素由呋喃樹脂中原料尿素帶入,含量一般為5-8%,按5%計算,砂型含氮量為0.09720%,
經1400℃鐵水澆筑,通過環(huán)保治理設施后,尾氣氮氧化物的排放濃度為4mg/m3(排放標準
≤240mg/m3),二氧化硫排放濃度幾乎為零(排放標準≤550mg/m3),均可實現(xiàn)達標排放。由
此可以看出,使用硫酸在下游應用過程中,環(huán)保方面幾乎沒有影響。
4DSD酸生產再生硫酸行業(yè)現(xiàn)狀
DSD酸是行業(yè)內用于替代致癌物聯(lián)苯胺類物質的最佳產品,國內外尚無比DSD酸安全
性更高的可替代中間體。自1994年德國政府發(fā)布禁止使用以聯(lián)苯胺為首的22種芳香胺和
118種染料的規(guī)定后,其代用染料的研究非?;钴S。選用非聯(lián)苯胺的二氨基化合物來代替聯(lián)
苯胺中間體,避免了聯(lián)苯胺母體結構而受到更多重視。用二氨基二苯乙烯及其磺酸衍生物制
得的環(huán)保型染料,具有良好的牢固性能,色澤包括綠、棕、橙、黃、藍、紫等。由此在近代
染料合成中,DSD酸合成的染料受到人們的歡迎。DSD酸是合成熒光增白劑的主要原材料,
最終應用于造紙、合成洗滌劑、紡織印染等行業(yè),其中造紙和合成洗滌劑行業(yè)DSD酸消費
量占總量的80%,是影響DSD酸市場需求的關鍵因素。由于國內各地的可支配收入增加、
生活水平以及經濟狀況整體改善,DSD酸下游產品與其他紙張、紡織物、塑料及消費品的
運用需求將會日益增加。
全球DSD酸產能7萬噸,彩客公司DSD酸產能是3.5萬噸,實際產銷量全球第一。國
內產能5.5萬噸,都是采用磺化法生產DSD酸并產生再生硫酸,每生產1噸DSD酸,大約
產生1.6噸再生硫酸,那么整個行業(yè)產生再生硫酸約9萬噸。
再生硫酸可以用來生產固化劑,固化劑與呋喃樹脂用于生產呋喃樹脂砂,是鑄造工業(yè)中
理想的砂(型)芯粘結劑,滄州市泊頭是中國八大鑄造之鄉(xiāng)之一,汽車模具企業(yè)占全國汽車模
具企業(yè)總量的25%。與河北省周邊呋喃樹脂生產廠家、鑄造形成了產業(yè)鏈。
目前國內固化劑的需求量約50萬噸,噸固化劑需要0.6噸以上的再生硫酸,總計有30
萬噸再生酸的需求量,所以9萬噸再生硫酸完全可以被消化掉。
目前國內DSD酸行業(yè)產生的再生硫酸濃度在50~55%之間,完全滿足下游生產固化劑
用戶對再生硫酸的使用要求。
5
(三)標準制定的主要內容
1范圍
本文件規(guī)定了DSD酸生產再生硫酸的技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、標簽和
隨行文件、包裝、運輸和貯存、以及安全等方面的要求。
本文件適用于DSD酸生產過程中再生的硫酸。本產品適用于生產樹脂砂鑄造所需的固
化劑。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期
的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括
所有的修改單)適用于本文件。
GB190危險貨物包裝標志
GB/T534工業(yè)硫酸
GB/T601化學試劑標準滴定溶液的制備
GB/T603化學試劑試驗方法中所用制劑及制品的制備
GB/T6680液體化工產品采樣通則
GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法
GB/T8170數值修約規(guī)則與極限數值的表示和判定
GB13392道路運輸危險貨物車輛標志
GB15258化學品安全標簽編寫規(guī)定
GB15603常用化學危險品貯存通則
HJ716水質硝基苯類化合物的測定氣相色譜-質譜法
Q/320723LYS004-2016對硝基甲苯鄰磺酸
3技術要求
3.1評價指標的選取
DSD酸的生產過程包括焚硫、磺化、縮合、還原等工序,再生硫酸在磺化工段產生。
理論上,再生硫酸中重金屬元素可能來自原料代入,有機雜質的來源可能為磺化工段中使用
的原料對硝基甲苯、磺化工段中生成的產物對硝基甲苯鄰磺酸。為了準確了解DSD酸生產
再生硫酸的質量情況,由檢測機構惠州環(huán)安檢測技術有限公司對再生硫酸樣品進行了全項或
分項檢測,其中外觀的檢測方法為自然光下目視觀察,硫酸(H2SO4)、灰分的檢測方法按
照GB/T534—2014中的規(guī)定,樣品中的金屬元素的檢測方法用電感耦合等離子體質譜法,
6
砷和汞用原子熒光光度法;TOC(以C計)、對硝基甲苯、對硝基甲苯鄰磺酸采用非分散紅
外線吸收法/氣相色譜法/紫外吸光光度法進行定性定量分析。
檢測結果分別見表1、表2和表3。
表1外觀、硫酸、灰分、TOC、對硝基甲苯鄰磺酸、對硝基甲苯的含量
檢測對硝基甲苯鄰
項目外觀硫酸/%灰分/%TOC/g/L對硝基甲苯/g/L
樣品編號磺酸/%
凈化前副產硫
深棕色/0.1045.080//
酸2023.10.19a
凈化前副產硫
深棕色/0.04994.840//
酸2023.10.19a
凈化前副產硫
棕褐色55.60.2453.30.554.018
酸2023.11.1b
凈化前副產硫
棕褐色55.70.2353.10.546.999
酸2023.11.7b
凈化前副產硫
棕褐色55.40.2413.40.553.355
酸2023.11.13b
凈化前副產硫
棕褐色55.40.2483.20.55.722
酸2023.11.4b
凈化前副產硫
棕褐色56.00.2393.10.522.906
酸2023.11.10b
凈化前副產硫
棕褐色55.40.2423.30.574.343
酸2023.11.16b
凈化后副產硫
微黃色53.80.1942.50.28ND
酸2023.11.1b
凈化后副產硫
微黃色53.40.1912.40.28ND
酸2023.11.4
凈化后副產硫
微黃色53.40.1972.30.27ND
酸2023.11.7
a:數據來源:深圳準諾檢測有限公司
b:數據來源:惠州環(huán)安檢測技術有限公司
從表1可以看出,各樣品再生硫酸外觀顏色有一定差異,介于微黃色至棕褐色之間;硫
酸含量在53.4%~56%、灰分為0.0499%~0.248%,根據調研,目前該產品硫酸含量、灰分
完全能夠滿足下游固化劑的生產要求;有機物檢測結果顯示,總有機碳TOC(以C計)含
量在2~6g/L,對硝基甲苯鄰磺酸的含量在0.2~0.6%,對硝基甲苯含量在3~7g/L。TOC
中絕大多數為原料對硝基甲苯和產物對硝基甲苯鄰磺酸,只要將二者控制在合理范圍內,可
不增對TOC的限值,故將對硝基甲苯和對硝基甲苯鄰磺酸納入本次標準的指標范圍,一方
面可確保DSD酸生產再生硫酸的下游應用,同時也有利于生產企業(yè)提高反應轉化率和分離
7
效率。
表2DSD酸生產再生硫酸中金屬元素含量
項目
凈化前副產硫酸凈化前副產硫酸凈化前副產硫酸凈化后副產硫酸
編號檢測2023.11.12023.11.72023.11.132023.11.1
砷(%)0.00000010.00000010.00000010.0000005
汞(%)0.00000050.00000040.00000040.0000005
鐵(%)0.0030.0010.0020.003
鉛(%)0.0000030.0000030.0000060.000002
鎘(%)0.000000140.000000070.000000140.00000003
鉻(%)0.000070.000040.000060.00010
錳(%)0.000070.000020.000030.00005
鋁(%)0.00060.00020.00040.0007
數據來源:惠州環(huán)安檢測技術有限公司
表2為DSD酸生產再生硫酸各金屬含量的檢測結果,砷、鎘、汞質量分數小于10-6,
鉛質量分數均小于10-5,錳、鉻質量分數均小于10-4,雖然鐵、鋁含量相對偏高,但是對下
游用戶生產固化劑沒有影響,并且鐵也是下游生產固化劑的原料之一,故這幾種金屬均不納
入本次標準的指標范圍。
8
表3DSD酸生產再生硫酸中硝基苯類含量
編號凈化前副產硫凈化前副產硫凈化前副產硫凈化前副產硫凈化前副產硫凈化前副產硫凈化后副產硫凈化后副產硫凈化后副產硫
檢測項目酸2023.11.1酸2023.11.7酸2023.11.13酸2023.11.4酸2023.11.10酸2023.11.16酸2023.11.1酸2023.11.4酸2023.11.7
硝基苯(ug/mL)NDNDNDNDNDNDNDNDND
鄰-硝基甲苯(ug/mL)NDNDNDNDNDNDNDNDND
間-硝基甲苯(ug/mL)135.375256.531117.618184.269109.163126.432NDNDND
對-硝基甲苯(ug/mL)4017.6516999.7773354.5615721.9012906.2854343.222NDNDND
間-硝基氯苯(ug/mL)NDNDNDNDNDND1.0964ND1.8356
對-硝基氯苯(ug/mL)NDNDNDNDNDND0.8452NDND
鄰-硝基氯苯(ug/mL)1.862NDNDNDNDND0.8524NDND
對-二硝基苯(ug/mL)NDNDNDNDNDND5.85433.296431.8892
間-二硝基苯(ug/mL)14.687NDND9.249NDND2.850822.883218.7088
2,6-二硝基甲苯(ug/mL)NDNDND7.718NDNDND4.79763.3882
鄰-二硝基苯(ug/mL)NDNDNDNDNDNDNDNDND
2,4-二硝基甲苯(ug/mL)39.737115.456209.98874.693119.972254.9948.979290.97654.7496
2,4-二硝基氯苯(ug/mL)NDNDNDNDNDNDND4.3484ND
3,4-二硝基甲苯(ug/mL)NDNDNDNDNDNDNDNDND
2,4,6-三硝基甲苯(ug/mL)NDNDNDNDNDNDND16.242410.7808
備注:檢測數據單位:ug/mL,ND代表數據未檢出或者低于檢出限;數據來源:惠州環(huán)安檢測技術有限公司
表3為DSD酸生產再生硫酸中硝基苯類含量,從表中可以看出,硝基苯含量很低。本
次已對對硝基甲苯鄰磺酸和對硝基甲苯的含量進行限值,不再要求硝基苯類含量。
3.2指標基準值的確定
本標準中再生硫酸技術指標的限定數值的確定,是根據DSD酸生產再生硫酸的濃度特
點,結合下游用戶對再生硫酸雜質情況的要求,參考GB/T534-2014《工業(yè)硫酸》國家標準,
以及第三方檢測機構對再生硫酸樣品各項技術指標的檢測結果的基礎上形成的。標準中具體
指標基準值的確定依據如下:
(1)外觀、硫酸含量含量基準值
此項內容主要根據DSD酸生產再生硫酸的外觀、濃度特點,結合下游用戶對再生硫
酸雜質情況的要求確定。
(2)對硝基甲苯鄰磺酸基準值
對硝基甲苯鄰磺酸為DSD酸生產過程中磺化工段的產物,同時也是下游生產固化劑
的原料之一,再生硫酸中對硝基甲苯鄰磺酸含量在0.2~0.6%。由于該物質為再生硫酸中
的特征物質,故需對該物質進行限值,又考慮到對下游生產有利,故基準值定為≥0.2%。
(3)對硝基甲苯含量基準值
根據檢測報告,再生硫酸中TOC(以C計)中主要為磺化工段的原料對硝基甲苯和
產物對硝基甲苯鄰磺酸,其他有機物占比較小,故只要將對硝基甲苯和對硝基甲苯鄰磺酸
這兩種物質進行限值即可控制總有機碳含量。由于對硝基甲苯為原料,為更好控制反應轉
化率,其基準值取上限,即≤7g/L。
綜上所述,依據國內DSD酸生產再生硫酸的產品質量情況以及用戶對產品的使用要求,
同時經過DSD酸生產再生硫酸廠家及相關企業(yè)的協(xié)商和討論,擬定DSD酸生產再生硫酸技
術要求見表4。
表4DSD酸生產再生硫酸技術要求
項目要求
外觀淡黃色液體至棕褐色液體
硫酸(H2SO4)ω/%≥50
對硝基甲苯鄰磺酸ω/%≥0.2
對硝基甲苯(g/L)≤7.0
(四)標準技術論證及預期的社會、經濟效果
1技
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