我国烷基化油生产工艺中以浓硫酸作为催化剂的烷基化生产装置占到85%以上,每年约产生200～300万吨烷基化废硫酸。烷基化废硫酸含有多达几百种难以去除的有机物,处理难度大,是一种典型危险废物。烷基化废硫酸如不能得到妥善处理,不仅会对环境造成污染,还会造成大量硫资源浪费。本文基于研究团队在废硫酸处理方面的经验积累,提出了拟固相反应新概念,并在此基础上研发了烷基化废硫酸资源化利用新工艺。本文系统开展了拟固相反应工艺研究,煅烧脱除有机物工艺及动力学研究,浸取结晶制备七水硫酸镁工艺研究以及全流程经济性评价研究,形成以湿法浸出、火法煅烧、无机化学品制备和能量梯级利用的一体化集成技术,为烷基化废硫酸的资源化利用提供了新途径。本文的主要研究内容及研究结论如下:(1)研究得出烷基化废硫酸与轻烧氧化镁拟固相反应适宜工艺参数:酸矿质量比(2.45～2.47):1,加酸时间20～25 min,陈化时间7.5～12.5 min,在此条件下,废硫酸利用率可达90%以上。光谱分析结果表明,拟固相反应产物主要是以MgSO4·H2O形态存在,而且颗粒形貌具有多种的结构特征,以层状或片状结构为主。拟固相反应机理初步探究表明,一部分有机物会与硫酸发生聚合和炭化反应,生成具有非极性的炭,一部分有机物会与硫酸发生氧化还原反应,生成SO2和 CO2。(2)拟固相反应物料的煅烧特性研究表明,在空气煅烧气氛下,有机物主要是与氧发生化学反应,生成H2O和CO2,最大反应速率峰出现在450～460℃,总失重约19%,硫酸镁几乎不损失;在氮气煆烧气氛下,有机物与硫酸镁发生氧化还原反应,生成MgO,SO2和CO2,最大反应速率峰出现在750℃左右,总失重约35%,硫酸镁损失较大。煅烧过程动力学研究表明,拟合反应机理函数f(α)与Avrami-Erofeev方程机理函数最为接近,反应级数n=3,煅烧过程平均活化能E为127.1 kJ/mol,频率因子A为3.39×1010。研究得出物料煅烧最优工艺参数:煅烧温度为550～600℃,煅烧时间为60min,煅烧方式为动态煅烧。在此条件下,煅烧产物中无水MgSO4占90.33%,有机物脱除较为彻底,硫酸镁收率可达94%以上。(3)研究得出浸取最优工艺参数:浸取温度为80-90℃,浸取时间为10 min,液固投料比2.6:1;浸取溶液具有自除杂特性,可制得纯净的硫酸镁结晶液;研究得出最优结晶工艺参数:结晶液pH=5～7,结晶温度10～15℃,结晶时间为6～8h,在此条件下,结晶物的形貌最优,结晶收率最高,且最为经济。本文制备的七水硫酸镁产品各项指标均符合行业标准HG/T2680-2017(工业硫酸镁)指标要求,品质优良。(4)对烷基化废硫酸制备七水硫酸镁工艺流程进行了物料衡算,热量梯级利用分析和经济性评价,研究表明,本工艺具有较强的竞争优势,具备显著的环境效益和一定的经济效益,工业应用前景广阔。