专利名称：由液体二氧化硫制备磺化或硫酸化产品的工艺及专用装置的制作方法
技术领域：
本发明是属于一种合成磺化或硫酸化产品的方法，具体地说涉及一种由液体二氧化硫合成磺化或硫酸化产品的工艺其专用装置。
背景技术：
磺化产品的合成工艺主要有三种1、燃烧硫磺产生二氧化硫气体，氧化成三氧化硫后与有机物料磺化反应生成磺化或硫酸化产品。2、通过发烟硫酸产生三氧化硫再进行磺化反应生成磺化或硫酸化产品。3、从稳定的液体三氧化硫获取气体三氧化硫，进行磺化反应生产生成磺化或硫酸化产品。如由[荷]W Herman de Groot编著、方云等译的工业磺化/硫酸化生产技术一书面117-139页中描述三氧化硫发生的工艺过程首先将固体硫磺投入熔硫池中，用0.4-0.5Mpa间接蒸汽加热溶化，经过滤后用计量泵将液硫定量打入燃硫炉，与干燥空气相遇发生燃烧反应，生成二氧化硫气体。将冷却后的二氧化硫气体送至转化塔，经钒触媒催化转化生成三氧化硫气体。经冷却后的三氧化硫进入磺化反应器与定量的有机物反应生成磺化或硫酸化产品。
中国专利1134396(公告号)中报道采用纯氧、纯二氧化硫常压合成三氧化硫的新工艺；中国专利1384805(公告号)中报道采用二氧化硫制备三氧化硫的新方法；美国专利6153168中报道了由气体二氧化硫转化三氧化硫合成硫酸的方法；美国专利6143924中报道采用三氧化硫合成磺化产品合成工艺；另外，谢方友等在《硫酸工业》2002年，5卷，16页“二氧化硫催化氧化新工艺”一文中描述由二氧化硫制备三氧化硫的新工艺。
利用涡流加热器加热液体二氧化硫，控制加热温度可得到稳定的二氧化硫气体。将电加热器加热工艺空气后与二氧化硫气体反应生成三氧化硫气体，然后在玻璃降膜磺化器中与有机物反应生成磺化或硫酸化产品的工艺尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用涡流加热器加热液体二氧化硫合成磺化或硫酸化产品的工艺及其专用装置。
本发明是这样实现的用涡流加热器将液体二氧化硫气化，控制其加热温度，得到稳定的二氧化硫气体。通过电加热器使干燥的空气升到一定的温度，将定量的二氧化硫气体和热空气引入转化塔生成一定气浓的三氧化硫气体，最后三氧化硫气体和有机物在玻璃膜式磺化器中反应生成磺化或硫酸化产品。
本发明的合成工艺包括如下步骤1、空气经无油空压机压缩，出口压力0.3-0.7MPa，出口压力0.4-0.7MPa，然后依次进入过滤器、冷干机、精密过滤器、无热再生吸附式干燥机后，使空气的露点≤-50℃，含油量≤0.01ppm。无油的干燥空气经减压阀减至0.1-0.3MPa，进入与转化塔一体化装置上部的空气电加热器，加热升温到470-580℃，成为所需的工艺空气；2、用涡流电加热器控制二氧化硫气化的温度，使二氧化硫气体出口压力保持在0.1-0.2MPa，将二氧化硫气体送至空气电加热器与转化塔一体化装置下部的转化塔的顶部与工艺空气混合，使二氧化硫气体浓度控制在7-10％，混合气体通过转化塔中部的催化剂转化为三氧化硫气体，转化塔内部的温度由冷激风进行调节，控制在480-520℃，从转化塔出来的三氧化硫气体通过冷却器冷却至38-50℃，再经三氧化硫过滤器将冷凝酸滤出，得到反应所需的三氧化硫气体；3、按有机物与三氧化硫摩尔比为1∶1～1∶1.2的比例，将有机物和三氧化硫气体送至玻璃磺化器顶部并流而下，磺化或硫酸化反应热通过磺化器夹套冷却水带出，冷却水出口温度控制在25-50℃之间，完成磺化或硫酸化发应；4、磺化或硫酸化产物经气—液分离器进行气液分离，液体由产品输出泵送至老化罐，老化后流入产品罐待水解，气体进入尾气处理系统。如上所述的有机物是与三氧化硫发生磺化或硫酸化反应的有机物。如上所述与三氧化硫发生磺化和硫酸化反应的有机物为直链烷基苯、重烷基基、α-烯烃和内烯烃、脂肪醇醚、脂肪酸甲酯、石油的各种馏分油、动植物油脂、天然脂肪醇或合成脂肪醇。
所述磺化产品为烷基苯磺酸、α-烯烃磺酸和内烯烃磺酸、天然和合成的石油磺酸、脂肪醇硫酸酯和脂肪醇醚硫酸酯、脂肪酸甲酯磺酸或磺化油脂等。
所述催化剂为V2O5、CeOx、MgO或金属紫菜碱为了达到本发明的目的，设计了专用涡流加热器，它由SO2容器、支座、支架、热电偶和SO2气体出口组成，其特征在上支座和下支座之间固定有支架，在支架内装有SO2容器，在支架上缠绕有电感线圈，热电偶位于SO2容器上。
本发明与现有技术相比具有如下优点本发明合成磺化或硫酸化产品的工艺方法简便易行，装置小，成本低，重复性好，合成的磺化或硫酸化产品具有较高的转化率、相当完美的色泽；用涡流电加热器控制二氧化硫汽化的温度，使二氧化硫加热温度均匀、升温快，控制温度精确，安全可靠、占地面积小、节约能源；空气电加热器与转化塔一体化，组成电加热快速升温系统，有效地降低了热损失，减少了占地面积，缩短了系统预热时间，达到了提高热效率降低能源消耗的目的；所采用的玻璃磺化反应器既可满足反应本身对内壁光洁度的要求(光洁度好，成膜好，有利于提高产品质量)，又可使操作者直接观察到磺化反应的全过程，以便及时调节工艺参数。
本发明的实施例结合附图进一步说明。
图1是本发明涡流电加热器的结构示意图。
具体实施例方式如图所示，1是SO2容器，2是上支座，3是支架，4是电感线圈，5是下支座，6是接线柱，7是热电偶，8是SO2气体出口，在上支座2和下支座5之间有支架3，在支架3内装有SO2容器1，在支架3上缠绕有电感线圈4，热电偶7位于SO2容器1上，在上支座2上连接有接线柱6。
实施例1空气经无油空压机压缩，出口压力0.4MPa，流量10m3/h，然后依次进入过滤器、冷干机、精密过滤器、吸附式干燥器后，空气的露点-55℃，含油量0.01ppm，再经减压阀减至0.2MPa，经气体质量流量计控制流量后到电加热器加热升温到500℃，成为装置所需的工艺空气；给涡流电加热器通电，电感线圈4产生电场，电场对SO2容器1进行加热，控制二氧化硫气化的温度40-50℃，使二氧化硫气体出口8的压力保持恒定在0.2MPa，在转化塔顶部与热空气混合，用气体质量流量计把二氧化硫的气体浓度控制在8％；混合气体经两层V2O5催化剂转化为三氧化硫气体，转化塔中部温度由冷激风进行调节，使其温度控制在510-520℃。从转化塔出的三氧化硫气体通过冷却器冷却至磺化所需温度45℃，再经三氧化硫过滤器将冷凝酸滤出后进入磺化工序。烷基苯经有机物齿轮计量泵计量输出，按烷基苯与三氧化硫摩尔比为1∶1.04定量将烷基苯送至玻璃磺化器的有机物腔，沿管内壁均匀成膜状降落，与玻璃磺化器项部通入的三氧化硫气体并流而下，完成磺化发应；反应热通过夹套冷却水带出，出口温度控制在35℃。磺化的气液混合物经气—液分离器进行气液分离，磺化液体产物经产品输出泵送至老化罐，老化后流入产品罐待水解。
实施例2空气经无油空压机压缩，出口压力0.4MPa，流量20m3/h，然后依次进入过滤器、冷干机、精密过滤器、吸附式干燥机后，空气的露点-60℃，含油量0.009ppm，再经减压阀减至0.3MPa，经气体质量流量计控制流量后到电加热器加热升温到580℃，成为装置所需的工艺空气；给涡流电加热器通电，电感线圈4产生电场，电场对SO2容器1进行加热，控制二氧化硫气化的温度45℃，使二氧化硫气体出口8的压力保持恒定在0.3MPa，在转化塔顶部与工艺空气混合，经气体质量流量计将二氧化硫气体和空气的比例控制在10％，混合气体经两层V2O5催化剂转化为三氧化硫气体，转化塔中部温度由冷激风进行调节，使其控制在500-510℃。反应后的三氧化硫气体通过冷却器冷却至磺化所需温度38℃，再经三氧化硫过滤器将冷凝酸滤出后进入磺化工序；有机物—脂肪醇聚氧乙烯醚经有机物齿轮计量泵定量输出，按有机物与三氧化硫摩尔比为1∶1.03定量将脂肪醇聚氧乙烯醚送至玻璃磺化器的有机物腔，沿管内壁均匀成膜状降落，与玻璃磺化器顶部通入的三氧化硫气体并流而下，完成磺化发应。反应热通过夹套冷却带出，出口温度控制在40℃。磺化的气液混合物经气—液分离器进行气液分离，对于磺化液体产物经产品输出泵送至暂存罐，并用碱中和成盐。
实施例3空气经无油空压机压缩，出口压力0.4MPa，流量20m3/h，然后依次进入过滤器、冷干机、精密过滤器、吸附式干燥机后，空气的露点-52℃，含油量0.01ppm，再经减压阀减至0.2MPa，经气体质量流量计控制流量后到电加热器加热升温到510℃，成为装置所需的工艺空气；给涡流电加热器通电，电感线圈4产生电场，电场对SO2容器1进行加热，控制二氧化硫气化的温度48℃，使二氧化硫气体出口8的压力保持恒定在0.15MPa，在转化塔顶部与工艺空气混合，经气体质量流量计将二氧化硫气体和空气的比例控制为7％，混合气体经两层V2O5催化剂转化为三氧化硫气体，转化塔中部温度由冷激风进行调节，使其控制在510-520℃。反应后的三氧化硫气体通过冷却器冷却至磺化所需温度38℃，再经三氧化硫过滤器将冷凝酸滤出后进入磺化工序；α-烯烃经有机物齿轮计量泵定量输出，按α-烯烃与三氧化硫摩尔比为1∶1.06定量将α-烯烃送至玻璃磺化器的有机物腔，沿管内壁均匀成膜状降落，与玻璃磺化器顶部通入的三氧化硫气体并流而下，完成磺化发应；反应热通过夹套冷却水带出，出口温度控制在35℃。磺化的气液混合物经气—液分离器进行气液分离，对于磺化液体产物经产品输出泵送至老化罐，老化后流入产品罐待中和与水解。
实施例4空气经无油空压机压缩，出口压力0.3MPa，流量10m3/h，然后依次进入过滤器、冷干机、精密过滤器、吸附式干燥机后，空气的露点-45℃，含油量0.01ppm，再经减压阀减至0.15MPa，经气体质量流量计控制流量后到电加热器加热升温到500℃，成为装置所需的工艺空气；给涡流电加热器通电，电感线圈4产生电场，电场对SO2容器1进行加热，控制二氧化硫气化的温度40℃，使二氧化硫气体出口8的压力保持恒定在0.15MPa，在转化塔顶部与工艺空气混合，用气体质量流量计把二氧化硫的气体浓度和控制在7％，混合气体经两层V2O5催化剂转化为三氧化硫气体，转化塔中部温度由冷激风进行调节，使其在490-500℃范围内。反应后的三氧化硫气体通过冷却器冷却至磺化所需温度45℃，再经三氧化硫过滤器将冷凝酸滤出后进入磺化工序；脂肪酸甲酯经有机物齿轮计量泵计量输出，按脂肪酸甲酯与三氧化硫摩尔比为1∶1.03定量将脂肪酸甲酯送至玻璃磺化器的有机物腔，沿管内壁均匀成膜状降落，与玻璃磺化器顶部通入的三氧化硫气体并流而下，完成磺化发应。反应热通过夹套冷却带出，出口温度控制在40℃。磺化的气液混合物经气—液分离器进行气液分离，对于磺化液体产物经产品输出泵送至老化罐，老化后流入产品罐待中和与漂白。
实施例5空气经无油空压机压缩，出口压力0.4MPa，流量26m3/h，然后依次进入过滤器、冷干机、精密过滤器、吸附式干燥机后，空气的露点-53℃，含油量0.01ppm，再经减压阀减至0.3MPa，经气体质量流量计控制流量后到电加热器加热升温到580℃，成为装置所需的工艺空气；给涡流电加热器通电，电感线圈4产生电场，电场对SO2容器1进行加热，控制二氧化硫气化的温度50℃，使二氧化硫气体出口8的压力保持恒定在0.3MPa，在转化塔顶部与工艺空气混合，用气体质量流量计把二氧化硫气体的气体浓度控制在8.5％，混合气体经两层V2O5催化剂转化为三氧化硫气体，转化塔中部温度由冷激风进行调节，使其控制在520℃。反应后的三氧化硫气体通过冷却器冷却至磺化所需温度42℃，再经三氧化硫过滤器将冷凝酸滤出后进入硫酸化工序；椰油醇经原料罐有机物齿轮计量泵计量，按椰油醇与三氧化硫摩尔比为1∶1.01定量将椰油醇送至玻璃磺化器的有机物腔，沿管内壁均匀成膜状降落，与玻璃磺化器顶部通入的三氧化硫气体并流而下，完成三氧化硫硫酸化化发应。反应热通过夹套冷却水带出，出口温度控制在40℃。磺化的气液混合物经气—液分离器进行气液分离，对于硫酸化液体产物经产品输出泵送至暂存罐，并用碱中和。
实施例6空气经无油空压机压缩，出口压力0.4MPa，流量18m3/h，然后依次进入过滤器、冷干机、精密过滤器、吸附式干燥机后，空气的露点-60℃，含油量0.01ppm，再经减压阀减至0.25MPa，经气体质量流量计控制流量后到电加热器加热升温到500℃，成为装置所需的工艺空气；给涡流电加热器通电，电感线圈4产生电场，电场对SO2容器1进行加热，控制二氧化硫气化的温度50℃，使二氧化硫气体出口8的压力保持恒定在0.2MPa，在转化塔顶部与工艺空气混合，经气体质量流量计把二氧化硫气体的浓度控制在7％，混合气体经两层V2O5催化剂转化为三氧化硫气体，转化塔中部温度由冷激风进行调节，使其控制在510℃。反应后的三氧化硫气体通过冷却器冷却至磺化所需温度45℃，再经三氧化硫过滤器将冷凝酸滤出后进入磺化工序；蓖麻油经原料罐有机物齿轮计量泵计量输出，按蓖麻油与三氧化硫摩尔比为1∶1.2定量将蓖麻油送至玻璃磺化器的有机物腔，沿管内壁均匀成膜状降落，与玻璃磺化器项部通入的三氧化硫气体并流而下，完成磺化发应。反应热通过夹套冷却水带出，出口温度控制在35℃。磺化的气液混合物经气—液分离器进行气液分离，对于磺化液体产物经产品输出泵送至老化罐，老化后流入产品罐，用碱中和。
权利要求
1.一种由液体二氧化硫制备磺化或硫酸化产品的工艺，其特征在于包括如下步骤(1)空气经无油空压机压缩，出口压力0.3-0.7MPa，然后依次进入过滤器、冷干机、精密过滤器、无热再生吸附式干燥机后，使空气的露点≤-50℃，含油量≤0.01ppm。无油的干燥空气经减压阀减至0.1-0.3MPa，进入与转化塔一体化装置上部的空气电加热器，加热升温到470-580℃，成为所需的工艺空气；(2)用涡流电加热器控制二氧化硫汽化的温度，使二氧化硫气体出口压力保持在0.1-0.2MPa，将二氧化硫气体送至空气电加热器与转化塔一体化装置下部的转化塔的项部与工艺空气混合，使二氧化硫气体浓度控制在7～10％，混合气体通过转化塔中部的催化剂转化为三氧化硫气体，转化塔内部的温度由冷激风进行调节，控制在480-520℃，从转化塔出来的三氧化硫气体通过冷却器冷却至38-50℃，再经三氧化硫过滤器将冷凝酸滤出，得到反应所需的三氧化硫气体；(3)按有机物与三氧化硫摩尔比为1∶1～1∶1.2的比例，将有机物和三氧化硫气体送至玻璃磺化器顶部并流而下，磺化或硫酸化反应热通过磺化器夹套冷却水带出，冷却水出口温度控制在25-50℃之间，完成磺化或硫酸化发应；(4)磺化或硫酸化产物经气—液分离器进行气液分离，液体由产品输出泵送至老化罐，老化后流入产品罐待水解；气体进入尾气处理系统。
2.如权利要求1所述的一种由液体二氧化硫制备磺化或硫酸化产品的工艺，其特征在于所述的有机物是与三氧化硫发生磺化或硫酸化反应的有机物。
3.如权利要求2所述的一种由液体二氧化硫制备磺化或硫酸化产品的工艺，其特征在于所述的与三氧化硫发生磺化或硫酸化反应的有机物为直链烷基苯、重烷基基、α-烯烃和内烯烃、即脂肪醇醚、脂肪酸甲酯、石油的各种馏分油、动植物油脂、天然脂肪醇或合成脂肪醇。
4.如权利要求1所述的一种由液体二氧化硫制备磺化或硫酸化产品的工艺，其特征在于所述的催化剂为V2O5、CeOx、MgO或金属紫菜碱。
5.如权利要求1所述的一种由液体二氧化硫制备磺化或硫酸化产品的工艺所用的装置，其特征在于它由SO2容器(1)、支座(2、5)、支架(3)、热电偶(7)和SO2气体出口(8)组成，其特征在上支座(2)和下支座(5)之间固定有支架(3)，在支架(3)内装有SO2容器(1)，在支架(3)上缠绕有电感线圈(4)，热电偶(7)位于SO2容器上(1)。
全文摘要
一种由液体二氧化硫制备磺化或硫酸化产品的工艺是使空气的露点≤－50℃，含油量≤0.01ppm，升温到470－580℃，成为所需的工艺空气；用涡流电加热器控制二氧化硫汽化的温度，使二氧化硫气体出口压力保持在0.1－0.2MPa，将二氧化硫气体与工艺空气混合后通过催化剂转化为三氧化硫气体，将有机物和三氧化硫气体送至玻璃磺化器进行磺化或硫酸化反应。本发明具有工艺方法简便易行，成本低，重复性好，转化率高、相当完美的色泽的优点。
文档编号C07C303/14GK1488608SQ0315528
公开日2004年4月14日 申请日期2003年8月28日 优先权日2003年8月28日
发明者耿小雯, 孙明和, 董万田, 王万绪, 姚学柱, 杨效益, 耿涛, 武桂香, 武小玲, 王海雷, 张宝莲 申请人:中国日用化学工业研究院