【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種新型降膜磺化器，屬氣體so3或硫酸化生產陰離子表面活性劑的反應裝置的制造，具體涉及一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器及其生產工藝。
技術介紹
1、以脂肪醇為原料，通過環氧加成、硫酸化、中和等工藝得到的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，具有優良的發泡、去污、乳化性能以及抗硬水性能，是一種重要的陰離子表面活性劑，廣泛的應用于人體接觸洗滌產品中。
2、磺化/硫酸化反應(統稱磺化反應)作為工業上生產顏料、染料、農藥和有機中間體等產品所采用的主要化學方法，在國內外均獲得廣泛研究。通過使用不同的磺化劑將(-so3)基團引入有機物分子中，使有機物分子具有(-cs(o2)ox)結構，得到多種產物，包括磺酸(x＝h)、硫酸鹽(x＝m，m為金屬陽離子)、磺酰鹵(x為鹵素)等，并且使有機物分子具有乳化、發泡、潤濕等多種表面活性；同時利用(-cs(o2)ox)基團的可水解性，賦予有機物分子較好的水溶性；選擇性磺化在醫藥生產領域用于分離異構體，得到一系列的中間產物。但磺化反應在工業上最主要的應用還是在陰離子表面活性劑領域。
3、三氧化硫氣體磺化裝置是生產陰離子表面活性劑的生產裝置。但在生產脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉產品的過程中，會生成副產物。由于原料脂肪醇聚氧乙烯醚中聚乙二醇和水分的存在，硫酸化中會產生一定量的二噁烷。生成二噁烷是一個重要的副反應，1,4-二噁烷別名二氧六環，具有環狀結構，分子式為c4h8o2，無色液體，屬于微毒類。它是由原料脂肪醇聚氧乙烯醚中兩分子環氧乙烷化學裂解而形成，它是不希望產生的副產物。隨原料質量
4、目前陰離子表面活性劑工業化生產主要使用的是降膜式磺化器，其結構主要是直立式反應管排列在殼體內，主要工藝是so3經空氣稀釋至一定濃度，通過反應器上部so3氣體噴嘴進口進入，有機料則從有機料輸送泵經過有機料進口進入反應管，在管內壁形成薄層有機液膜，從管頂部向下流動，與so3稀釋氣體并流向下，兩者接觸迅速發生反應，放出大量的反應熱。由降膜式反應器轉化率與反應器高度的關系模擬曲線可知，有機料與so3氣體接觸在反應器長度前0.3m之內，轉化率即達到20％，自反應器頂部向下1m，轉化率已超過50％，而自頂部向下2m，已可得75％的轉化率。同樣，根據反應器高度和物料粘度、液膜厚度的模擬曲線可知，物料粘度隨反應器長度的增大而增加，粘度的增大進一步影響液膜的厚度，進而導致反應熱積聚，不能快速轉移的熱量會導致反應液體和氣體溫度迅速升高，進而影響硫酸化反應產物品質，表現為產品中二噁烷含量快速上升。
5、目前對于脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(aes)如果二噁烷含量較高，需要通過后處理手段降低二噁烷含量以符合產品使用標準，通常采用真空脫氣、蒸汽汽提等方法，即通過真空、高熱量等方法脫除產品中的水分以帶走溶于水中的二噁烷，該種方法可以將二噁烷含量降低至10ppm以內，但需消耗大量的額外能量，提高生產成本。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服上述
技術介紹
的不足，本專利技術提供一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器及其生產工藝。具體地，提供了一種能用于生產超低二噁烷含量的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的新型降膜磺化器，該磺化器對反應管結構進行改進，通過引入平衡風概念，在so3稀釋氣體和有機料液膜之間形成一分隔層，使得降膜式反應器上部的尖銳溫度區間趨于緩和，使整個反應器長度內的磺化/硫酸化反應速率趨于均衡，從而降低二噁烷的產生量，提高產品的品質，避免了aes產品后續進行的后處理，降低生產能耗。本專利技術裝置操作簡單，具有一定的實用性。
2、第一方面，本申請提供一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器：
3、一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，包括so3稀釋氣體進口、反應器主殼體及成品出口；
4、所述反應器主殼體包括與so3稀釋氣體進口聯通的風管、平衡風進口、有機料進口、降膜磺化管及循環冷卻系統；
5、所述so3稀釋氣體進口設置于反應器主殼體的頂部與風管聯通，所述風管及降膜磺化管均設置于反應器主殼體的內部，且相互聯通，所述平衡風進口與風管的聯通，所述有機料進口與降膜磺化管聯通，所述成品出口位于反應器主殼體的下端與降膜磺化管聯通；
6、所述循環冷卻系統用于對于降膜磺化管冷卻。
7、稀釋后的三氧化硫氣體從so3稀釋氣體進口進入氣體進料室后，經環形縫隙上方的氣體噴嘴進入每一根單獨的風管；有機料經分布在反應器周圍的進料口在降膜磺化管周圍的環形縫隙順降膜磺化管內壁形成有機液膜，自頂部向下流動；so3稀釋氣體風管和有機料進料室中間還存在一個平衡風室，平衡風室進料為干燥的工藝空氣，視為平衡風。所有降膜磺化管垂直分布在磺化反應器主殼體內，各降膜磺化管間有循環冷卻系統(如冷卻水)用于帶走反應熱。
8、氣體噴嘴插入在平衡風室的稀釋風管內；平衡風室內的稀釋風管插入在降膜磺化管上部；平衡風室整體結構與有機料分布器通過法蘭連接，
9、作為本專利技術的一種優選方案，反應平衡風量與用于稀釋so3氣體的總量與無平衡風時的工藝所用干燥空氣總量一致。
10、進一步，所述平衡風進口環繞在風管周圍，通過環形縫隙與風管聯通；所述有機料進口環繞在降膜磺化管周圍，通過環形縫隙與降膜磺化管聯通。
11、進一步，所述平衡風進口與風管的聯通處的高度與有機料進口與降膜磺化管聯通處的高度差控制0.25-0.5m。
12、進一步，所述循環冷卻系統為循環冷卻水，所述循環冷卻水與降膜磺化管接觸，用于帶走反應熱。
13、進一步，所述降膜磺化管垂直分布在磺化反應器主殼體內。
14、進一步，所述反應器主殼體還包括氣體噴嘴，所述氣體噴嘴設置于風管的上方，從so3稀釋氣體進口進入的so3稀釋氣體通過氣體噴嘴進入風管中。
15、第二方面，本申請提供一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器的生產工藝：
16、采用本申請所述的制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器的生產工藝。
17、進一步，一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器的生產工藝包括以下步驟：
18、s1:so3稀釋氣體從so3稀釋氣體進口進入氣體進料室，經環形縫隙上方的氣體噴嘴進入單獨的風管中；平衡風經環繞在風管周圍的間隙進入風管內，一同從風管向下流動；
19、有機料經分布在降膜磺化管周圍的有機料進口，經降膜磺化管周圍的環形縫隙順降膜磺化管內壁形成有機液膜，自上部向下流動；有機料、平衡風、so3稀釋氣體在下降過程中，so3稀釋氣體中的so3與有機料逐漸反應；
20、s2:步驟s1的反應物在降膜磺化管(14)內反應隨重力落下，反應熱被循環冷卻系統(15)帶走，反應后的酸酯與反應后的氣體從反應器主殼體(1)底部的成品出口(3)流出。
21、進一步，步驟(本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，包括SO3稀釋氣體進口(2)、反應器主殼體(1)及成品出口(3)；
2.根據權利要求1所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，所述平衡風進口(12)環繞在風管(11)周圍，通過環形縫隙與風管(11)聯通；所述有機料進口(13)環繞在降膜磺化管(14)周圍，通過環形縫隙與降膜磺化管(14)聯通。
3.根據權利要求1所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，所述平衡風進口(12)與風管(11)的聯通處的高度與有機料進口(13)與降膜磺化管(14)聯通處的高度差控制0.25-0.5m。
4.根據權利要求1所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，所述循環冷卻系統(15)包括循環冷卻介質、循環冷卻介質進口(16)及循環冷卻介質出口(17)，所述循環冷卻介質與降膜磺化管接觸，用于帶走反應熱。
5.根據權利要求4所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，所述降膜磺化管(14)垂直分布在磺化反應器主殼體(1)內。
7.一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器的生產工藝，其特征在于，采用權利要求1-6任一項所述的制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器。
8.根據權利要求7所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的生產工藝，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的生產工藝，其特征在于，所述SO3稀釋氣體(8)與平衡風(9)匯合后的氣體中SO3體積分數為2.0～3.0％，所述平衡風(9)的流速為20-30m/s；所述有機料為脂肪醇聚氧乙烯醚溶液。
10.根據權利要求8所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的生產工藝，其特征在于，所述降膜磺化管(14)中SO3與有機料(10)的摩爾比為1.01～1.2:1。
...【技術特征摘要】
1.一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，包括so3稀釋氣體進口(2)、反應器主殼體(1)及成品出口(3)；
2.根據權利要求1所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，所述平衡風進口(12)環繞在風管(11)周圍，通過環形縫隙與風管(11)聯通；所述有機料進口(13)環繞在降膜磺化管(14)周圍，通過環形縫隙與降膜磺化管(14)聯通。
3.根據權利要求1所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，所述平衡風進口(12)與風管(11)的聯通處的高度與有機料進口(13)與降膜磺化管(14)聯通處的高度差控制0.25-0.5m。
4.根據權利要求1所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，所述循環冷卻系統(15)包括循環冷卻介質、循環冷卻介質進口(16)及循環冷卻介質出口(17)，所述循環冷卻介質與降膜磺化管接觸，用于帶走反應熱。
5.根據權利要求4所述的一種制備脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的磺化器，其特征在于，所述降膜磺化管(14)垂直分布在磺化反應器...
【專利技術屬性】
技術研發人員：洪玉倩，劉煒康，華文高，余新林，朱月東，劉榮，李伏益，洪鄭，吳苗苗，王侃，
申請(專利權)人：贊宇科技集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。