磺化生產(chǎn)陰離子表面活性劑的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體為采用液體503磺化生產(chǎn)陰離子表面活性劑的方法及 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 表面活性劑行業(yè)中，陰離子表面活性劑是表面活性劑行業(yè)中發(fā)展最早、產(chǎn)量最大、 應(yīng)用最廣的一類產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)外主要采用氣相30 3作為磺化劑對(duì)液體有機(jī)物料進(jìn)行磺化 或硫酸化而生產(chǎn)陰離子表面活性劑。
[0003] 現(xiàn)有較為成熟的磺化工藝一般采用氣相303磺化工藝，主要包括S0 3發(fā)生系統(tǒng)、磺 化系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)。
[0004] 現(xiàn)有常用的so3發(fā)生系統(tǒng)工藝主要有燃硫法及液體so3蒸發(fā)法。燃硫法指硫磺燃 燒得到302再經(jīng)觸媒催化轉(zhuǎn)化成三氧化硫，期間混入大量干燥空氣最終得到氣濃約在2-5 % 的三氧化硫氣體用于磺化；液體S03蒸發(fā)法采用現(xiàn)有液體S0 3，液體三氧化硫在蒸發(fā)器內(nèi)直 接加熱蒸發(fā)后，再用干燥空氣稀釋到氣濃為2-5%的三氧化硫氣體。這兩種方法均需用到 大量干燥空氣，設(shè)備復(fù)雜，能耗大。常用的磺化系統(tǒng)一般采用膜式磺化器，將有機(jī)料形成液 膜與如 3氣體直接接觸進(jìn)行反應(yīng)，設(shè)備要求較高，成膜質(zhì)量及氣體擴(kuò)散速度將直接影響磺化 質(zhì)量。另外由于引入大量空氣，磺化反應(yīng)后這些空氣會(huì)夾帶部分有機(jī)料液滴及部分未反應(yīng) S03，因此需要尾氣處理系統(tǒng)；由于風(fēng)量較大，導(dǎo)致尾氣處理系統(tǒng)壓力較大，一般會(huì)產(chǎn)生較多 的靜電除霧黑酸，環(huán)境效益較差。
[0005] 使用液體S03與有機(jī)料直接接觸進(jìn)行磺化反應(yīng)；由于液體S03分子結(jié)構(gòu)為三聚體結(jié) 構(gòu)，直接與有機(jī)料接觸，較易導(dǎo)致有機(jī)料的過(guò)度磺化導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)碳化變黑甚至出現(xiàn)結(jié)焦 現(xiàn)象，不適用于日化類對(duì)色澤有一定要求的陰離子表面活性劑的生產(chǎn)。也有使用溶劑法利 用溶劑稀釋有機(jī)料降低液體so3與有機(jī)料接觸以控制磺化度，但是也面臨溶劑處理等諸多 問(wèn)題，環(huán)境效應(yīng)很差，一般不做規(guī)模化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服上述【背景技術(shù)】中的不足，提供一種采用液體S03進(jìn)行磺化的 方法及其裝置。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、易于控制、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定優(yōu)異的特點(diǎn)；該裝 置具有設(shè)備要求不高、安裝簡(jiǎn)易、易于維修以及運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0008] 采用液體S03磺化生產(chǎn)陰離子表面活性劑的方法，依次包括以下步驟：
[0009] 1)有機(jī)料按一定流量進(jìn)入一液環(huán)真空栗，產(chǎn)生一定真空度的負(fù)壓吸入S03蒸汽； 一定真空度為l_50kpa;
[0010] 2)液體503按一定流量進(jìn)入SO3蒸發(fā)罐，同時(shí)SO3蒸發(fā)罐蒸發(fā)SO3蒸汽提供給液環(huán) 真空栗，蒸發(fā)溫度為40~70°C;S03蒸發(fā)罐預(yù)先加入適當(dāng)量發(fā)煙硫酸或濃硫酸，使穩(wěn)定運(yùn)行 時(shí)S03·汽溫度、真空度及S0 3的蒸發(fā)速度維持平衡；
[0011] 3)S03蒸汽與有機(jī)料在液環(huán)真空栗內(nèi)初步混合后，進(jìn)入一均質(zhì)栗進(jìn)一步混合，接著 進(jìn)入換熱器移去磺化反應(yīng)熱，控制磺化體系溫度為40~70°C;
[0012] 4)換熱器出來(lái)后物料即為陰離子表面活性劑的磺酸酯（硫酸酯），經(jīng)下步反應(yīng)即 可得到相應(yīng)的陰離子表面活性劑。
[0013] 所述步驟1)中，有機(jī)料為脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、α-烯烴、脂肪酸甲酯及烷 基苯的一種或多種。
[0014] 有機(jī)料流量根據(jù)磺化產(chǎn)能需要確定，一般為0. 5-5t/h。
[0015] 所述步驟1)中，真空度可通過(guò)調(diào)節(jié)液環(huán)真空栗電機(jī)頻率得到；
[0016] 所述步驟2)中，液體S03的入料流量與有機(jī)料的流量相關(guān)，一般控制液體S0 3流量 為有機(jī)料流量的10~50%。
[0017] 所述步驟2)中，液體S03·發(fā)速度需控制與液體S03的入料流量一致，通過(guò)但不限 于使用稱重秤維持so3蒸發(fā)罐罐體總重量不變的方法來(lái)控制。
[0018] 所述步驟2)中，發(fā)煙硫酸或濃硫酸的加入量根據(jù)工藝所需真空度、S03氣體溫度及 S03·發(fā)罐容積決定，一般控制為：達(dá)到穩(wěn)定濃度時(shí)發(fā)煙硫酸或濃硫酸體積為S0 3蒸發(fā)罐容 積 30-60%。
[0019] 所述步驟4)中，生產(chǎn)的磺酸酯（硫酸酯）的下步反應(yīng)按照常規(guī)氣相磺化工藝進(jìn) 行；根據(jù)原料不同，可為直接水解得到產(chǎn)品，可為直接中和得到產(chǎn)品，可為中和后繼續(xù)水解 得到產(chǎn)品，可為繼續(xù)再酯化中和后得到產(chǎn)品。
[0020] 一種使用液體303進(jìn)行磺化的裝置，其特征在于該裝置包括：
[0021] 1)有機(jī)料通過(guò)管道進(jìn)入液環(huán)真空栗液體入口，液體S0#第二管道輸入S0 3蒸發(fā) 罐，so3·發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)的so3氣體同時(shí)通過(guò)第一管道進(jìn)入液環(huán)真空栗吸氣口；
[0022] 2)液環(huán)真空栗出口通過(guò)管道依次連接均質(zhì)栗、換熱器；換熱器出口的物料通過(guò)管 道輸送去下步進(jìn)一步反應(yīng)。
[0023] 所述S03蒸發(fā)罐配置加熱裝置，包括但不限于盤管加熱器或夾套式加熱器。
[0024] 所述S03·發(fā)罐還配置攪拌裝置，包括但不限于機(jī)械攪拌器或磁力攪拌器。
[0025] 所述液環(huán)真空栗配置有調(diào)節(jié)真空度的變頻電機(jī)。
[0026] 本發(fā)明的思路是利用真空下，S03氣體狀態(tài)接近經(jīng)干燥空氣稀釋后的S03氣體狀 態(tài)，配合液環(huán)真空栗及均質(zhì)栗進(jìn)行強(qiáng)制混合，用于磺化不會(huì)出現(xiàn)直接利用S03液體導(dǎo)致的過(guò) 磺化現(xiàn)象，磺化效果也較常規(guī)膜式磺化更為優(yōu)異。
[0027] 針對(duì)真空下303極易蒸發(fā)的特點(diǎn)，在S03內(nèi)加入部分硫酸使S0 3蒸發(fā)罐內(nèi)形成發(fā)煙 硫酸體系，使體系在磺化所需氣相S03溫度（40~70°C)、一定真空（l_50kpa)下能實(shí)現(xiàn)穩(wěn) 定蒸發(fā)。實(shí)際運(yùn)行中只要控制真空度、氣相S03溫度的穩(wěn)定，隨著液體S0 3的穩(wěn)定加入，S0 3 蒸發(fā)罐內(nèi)發(fā)煙硫酸體系能迅速自動(dòng)達(dá)到平衡濃度，維持的SOjl定蒸發(fā)。當(dāng)蒸發(fā)罐內(nèi)發(fā)煙 硫酸濃度偏高，使其沸點(diǎn)相應(yīng)下降，氣相S03溫度跟著下降，導(dǎo)致蒸發(fā)加快，由于液體S0 3加 入流量恒定，發(fā)煙硫酸濃度會(huì)迅速下降達(dá)到目標(biāo)值；反之當(dāng)蒸發(fā)罐內(nèi)發(fā)煙硫酸濃度偏低也 會(huì)相應(yīng)自動(dòng)調(diào)整，最終使真空度、氣相so3溫度、氣相so3蒸發(fā)速度達(dá)到工藝目標(biāo)值。
[0028] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果：
[0029] 1)對(duì)比傳統(tǒng)氣相磺化工藝，省卻了復(fù)雜的干燥氣體發(fā)生、尾氣吸收等復(fù)雜裝置、設(shè) 備簡(jiǎn)單、能耗低。
[0030] 2)利用液環(huán)真空栗產(chǎn)生真空負(fù)壓蒸發(fā)S03，得到真空下的S03氣體，其狀態(tài)性能已 接近氣濃2-5%氣相S03，用于磺化可以很好的避免直接使用液體S03磺化導(dǎo)致的過(guò)磺化問(wèn) 題，得到的磺化產(chǎn)品色澤好。
[0031] 3)利用液環(huán)真空栗及均質(zhì)栗對(duì)503與有機(jī)料實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制混合，相對(duì)傳統(tǒng)膜式磺化，磺 化反應(yīng)更穩(wěn)定，產(chǎn)品品質(zhì)更好。
[0032] 4)本發(fā)明投資少，對(duì)設(shè)備要求不高，所配置的所有設(shè)備均為外購(gòu)的成熟產(chǎn)品，安裝 簡(jiǎn)易，易于維修，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，易于控制。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1為本發(fā)明所述采用液體503進(jìn)行磺化的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 其中1為有機(jī)料，2為S03, 3為液環(huán)真空栗，4為S03·發(fā)罐，5為均質(zhì)栗，6為換熱 器，7為磺酸酯（硫酸酯）。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 本發(fā)明提供的使用液體303進(jìn)行磺化的裝置，包括：
[0036] 1)有機(jī)料1通過(guò)管道輸送進(jìn)入液環(huán)真空栗3的液體入口，液體S032由第二管道輸 送進(jìn)入S03蒸發(fā)罐4,S0 3蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)的S0 3氣體同時(shí)通過(guò)第一管道進(jìn)入液環(huán)真空栗3吸 氣口；
[0037] 所述S03·發(fā)罐配置了加熱裝置，加熱裝置推薦盤管加熱器或夾套式加熱器；
[0038] 所述S03蒸發(fā)罐還配置了攪拌裝置，攪拌裝置推薦機(jī)械攪拌器或磁力攪拌