一种用于生产表面活性剂的釜式反应器及其使用方法与流程

本发明涉及三次采油用表面活性剂的釜式气相磺化反应设备技术领域，尤其是一种用于生产表面活性剂的釜式反应器及其使用方法。

背景技术：

磺酸盐类表面活性剂是阴离子表面活性剂中产量最大、应用最广的一类,也是开发较早、品种较多的一类。磺酸盐类表面活性剂是三次采油中常用的表面活性剂，其由于价格低廉、驱油效果好而被中国各大油田广泛使用。但是用于生产三采用表面活性剂的原料具有粘度高、成分复杂、不同批次原料差异较大的特点。因此，需要一种专用的反应器进行磺化，才能保证反应的顺利进行和产品的质量。

气相膜式反应器是目前应用最为广泛的磺化反应器，用于生产十二烷基苯磺酸、重烷基苯磺酸等非常成熟，但是应用于原油馏分油、高芳油、减压渣油等原料的磺化时，存在以下不足：（1）原料中的胶质、沥青质等重组分在磺化过程中易过磺化，从而结焦，易堵塞反应器；（2）由于采用大量的空气对so3进行稀释，因此对于粘度较高的原料，不能采用加入惰性溶剂的方法来降低原料粘度，只能通过提高反应温度使原料在反应器内壁自然流延成膜，由于过高的反应温度，易造成原料的过磺化，从而造成原料损失和产品质量下降；（3）磺化过程中产生大量尾气，其中含有大量二氧化硫，尾气处理困难。

因此，如何提供一种用于生产表面活性剂的釜式反应器及其使用方法，既能够在低温条件下控制复杂原料的磺化反应深度，也能够在高温条件下对难反应物料进行磺化，特别适合低成本、组成复杂的原料进行三采用表面活性剂的生产，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于生产表面活性剂的釜式反应器及其使用方法，克服前述现有技术中存在的不足，反应器适用的反应温度范围-20-40℃，既能够在低温条件下控制复杂原料的磺化反应深度，也能够在高温条件下对难反应物料进行磺化，特别适合低成本、组成复杂的原料进行三采用表面活性剂的生产。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种用于生产表面活性剂的釜式反应器，包括缓冲釜、设置于缓冲釜内的气液混合器、设置于缓冲釜内的搅拌器、与缓冲釜内的气液混合器连通的稀释原料油进口、与缓冲釜连通的真空泵、设置于缓冲釜外部的循环出料系统和设置于缓冲釜外部的稀释三氧化硫进料系统；所述循环出料系统包括循环出料泵和换热器，循环出料泵一端与缓冲釜底部连通，循环出料泵另一端与换热器的一端连通，换热器的另一端与缓冲釜上部连通；所述稀释三氧化硫进料系统包括稀释三氧化硫进口和蒸发器，所述稀释三氧化硫进口与蒸发器的一端连通，蒸发器的另一端与缓冲釜内的气液混合器连通。

优选的，所述循环出料系统还设置有产品出口，产品出口设置于循环出料泵和换热器之间。

优选的，所述气液混合器为釜内乳化泵、静态混合器、超重力混合器、管道均质机中的一种，或两种的联用。

优选的，所述蒸发器为列管式蒸发器、板式蒸发器、降膜式蒸发器、刮模式蒸发器中的一种。

一种用于生产表面活性剂的釜式反应器的使用方法，包括如下步骤：

s1、分别稀释原料油和三氧化硫；

s2、在缓冲釜内加入稀释后的原料油；

s3、开启搅拌器，开启缓冲釜冷水夹套，待缓冲釜内温度降至10℃，开启真空泵抽真空，使缓冲釜内负压维持在2mmhg；

s4、启动缓冲釜内气液混合器；

s5、蒸发器温度28-35℃，开始向蒸发器内泵入稀释后的三氧化硫；

s6、反应完成后继续老化8-12min，出料。

优选的，所述步骤s1中用于稀释原料油和三氧化硫的稀释剂为惰性稀释剂，所述惰性稀释剂为二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿或石油醚中的一种。

优选的，所述步骤s5中，加入三氧化硫时的流速为15-30kg/min。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种用于生产表面活性剂的釜式反应器及其使用方法具有以下有益效果：

（1）在原料油中加入二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、石油醚等惰性溶剂，降低原料油的粘度，同时溶剂会溶解生成的磺酸，使反应体系保持稳定均一，从而可以用粘度高、芳烃含量高的原料油进行生产；

（2）惰性溶剂将so3稀释后，在负压状态下加热气化，使其以气态形式进入缓冲釜，在强传质条件下与稀释后的原料油进行磺化反应，且so3以气态形式进入缓冲釜不含有空气等不凝气体，无尾气产生；

（3）反应器中的强传质设备可以将稀释后的so3的蒸汽与稀释后的原料油快速混合进行反应，在溶剂的共同作用下，提高了反应的选择性，原料不会结焦和碳化，从而保证了生产的连续进行；

（4）由于反应体系中含有一定量的溶剂，即使在低温条件下，依然可以保持良好的流动性，因此可以在低温条件下进行反应，有效避免了高温磺化时原料油的过磺化现象；

（5）本发明的反应器能够适用于各种复杂原料，对原料的粘度和芳烃含量无要求，能够进行原油馏分油、高芳油、十二烷基苯、重烷基苯、减压渣油等原料的磺化；

（6）本反应器适用的反应温度范围-20-40℃，既能够在低温条件下控制复杂原料的磺化反应深度，也可以在高温条件下对难反应物料进行磺化，特别适合低成本、组成复杂的原料进行三采用表面活性剂的生产。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

其中，1缓冲釜、2气液混合器、3搅拌器、4稀释原料油进口、5真空泵、6循环出料泵、7换热器、8稀释三氧化硫进口、9蒸发器、10产品出口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1一种用于生产表面活性剂的釜式反应器

如图1所示实施例中，一种用于生产表面活性剂的釜式反应器，包括缓冲釜1、设置于缓冲釜内1的气液混合器2、设置于缓冲釜1内的搅拌器3、与缓冲釜1内的气液混合器2连通的稀释原料油进口4、与缓冲釜1连通的真空泵5、设置于缓冲釜1外部的循环出料系统和设置于缓冲釜1外部的稀释三氧化硫进料系统；所述循环出料系统包括循环出料泵6和换热器7，循环出料泵6一端与缓冲釜1底部连通，循环出料泵6另一端与换热器7的一端连通，换热器7的另一端与缓冲釜1上部连通；所述循环出料系统还设置有产品出口10，产品出口10设置于循环出料泵6和换热器7之间；所述稀释三氧化硫进料系统包括稀释三氧化硫进口8和蒸发器9，所述稀释三氧化硫进口8与蒸发器9的一端连通，蒸发器9的另一端与缓冲釜1内的气液混合器2连通。

所述气液混合器2为釜内乳化泵、静态混合器、超重力混合器、管道均质机中的一种，或两种的联用。本实施例中的气液混合器2为釜内乳化泵。

所述蒸发器9为列管式蒸发器、板式蒸发器、降膜式蒸发器、刮模式蒸发器中的一种。本实施例中的蒸发器9为列管式蒸发器。

实施例2一种用于生产表面活性剂的釜式反应器的使用方法

本实施例的使用方法基于实施例1中的一种用于生产表面活性剂的釜式反应器，具体包括如下步骤：

（1）分别稀释原料油和三氧化硫：减四线原料油，沸程450-500℃，按照原料油：二氯甲烷=1:1.5的重量比进行稀释，so3与二氯甲烷按照1：2的重量比进行稀释；

（2）在缓冲釜1内加入1000kg稀释原料油；

（3）开启搅拌器3，开启缓冲釜1的冷水夹套，待缓冲釜1内温度降至10℃，开启真空泵5抽真空，使缓冲釜1内负压维持在2mmhg；

（4）启动缓冲釜1内气液混合器2；

（5）蒸发器9温度30℃，开始向蒸发器9内泵入稀释后的so3，流速20kg/min，共加入420kg；

（6）反应完成后，继续老化10min，出料。

经检测，磺酸经naoh水溶液（32%）中和后，有效物36.8%，未磺化油18.5%，无机盐4.2%。油水界面张力能够达到7.1×10^-3mn/m，产品合格，性能优异。

实施例3一种用于生产表面活性剂的釜式反应器的使用方法

本实施例的使用方法基于实施例1中的一种用于生产表面活性剂的釜式反应器，具体包括如下步骤：

（1）分别稀释原料油和三氧化硫：减压渣油、柴油、二氯甲烷按照1:0.5:3的重量比例进行混合，调配成稀释油，三氧化硫与二氯甲烷按照1：2的重量比例进行稀释；

（2）在缓冲釜1内加入1000kg稀释后的原料油；

（3）开启搅拌器3，开启缓冲釜1的冷水夹套，待缓冲釜1内温度降至10℃，开启真空泵5抽真空，使缓冲釜1内负压维持在2mmhg；

（4）启动缓冲釜1内气液混合器2；

（5）蒸发器9温度30℃，开始向蒸发器9内泵入稀释后的so3，流速25kg/min，共加入500kg；

（6）反应完成后，继续老化10min，出料。

经检测，磺酸经naoh水溶液（32%）中和后，有效物42.3%，未磺化油9.6%，无机盐3.9%，油水界面张力能够达到6.9×10^-3mn/m，产品合格，性能优异。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。