磺化生产阴离子表面活性剂的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工领域，具体为采用液体503磺化生产阴离子表面活性剂的方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 表面活性剂行业中，阴离子表面活性剂是表面活性剂行业中发展最早、产量最大、 应用最广的一类产品。目前国内外主要采用气相30 3作为磺化剂对液体有机物料进行磺化 或硫酸化而生产阴离子表面活性剂。
[0003] 现有较为成熟的磺化工艺一般采用气相303磺化工艺，主要包括S0 3发生系统、磺 化系统、尾气处理系统。
[0004] 现有常用的so3发生系统工艺主要有燃硫法及液体so3蒸发法。燃硫法指硫磺燃 烧得到302再经触媒催化转化成三氧化硫，期间混入大量干燥空气最终得到气浓约在2-5 % 的三氧化硫气体用于磺化；液体S03蒸发法采用现有液体S0 3，液体三氧化硫在蒸发器内直 接加热蒸发后，再用干燥空气稀释到气浓为2-5%的三氧化硫气体。这两种方法均需用到 大量干燥空气，设备复杂，能耗大。常用的磺化系统一般采用膜式磺化器，将有机料形成液 膜与如 3气体直接接触进行反应，设备要求较高，成膜质量及气体扩散速度将直接影响磺化 质量。另外由于引入大量空气，磺化反应后这些空气会夹带部分有机料液滴及部分未反应 S03，因此需要尾气处理系统；由于风量较大，导致尾气处理系统压力较大，一般会产生较多 的静电除雾黑酸，环境效益较差。
[0005] 使用液体S03与有机料直接接触进行磺化反应；由于液体S03分子结构为三聚体结 构，直接与有机料接触，较易导致有机料的过度磺化导致产品出现碳化变黑甚至出现结焦 现象，不适用于日化类对色泽有一定要求的阴离子表面活性剂的生产。也有使用溶剂法利 用溶剂稀释有机料降低液体so3与有机料接触以控制磺化度，但是也面临溶剂处理等诸多 问题，环境效应很差，一般不做规模化应用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服上述【背景技术】中的不足，提供一种采用液体S03进行磺化的 方法及其装置。该方法具有工艺简单、易于控制、节能环保、产品质量稳定优异的特点；该装 置具有设备要求不高、安装简易、易于维修以及运行稳定的特点。
[0007] 本发明提供的技术方案是：
[0008] 采用液体S03磺化生产阴离子表面活性剂的方法，依次包括以下步骤：
[0009] 1)有机料按一定流量进入一液环真空栗，产生一定真空度的负压吸入S03蒸汽； 一定真空度为l_50kpa;
[0010] 2)液体503按一定流量进入SO3蒸发罐，同时SO3蒸发罐蒸发SO3蒸汽提供给液环 真空栗，蒸发温度为40~70°C;S03蒸发罐预先加入适当量发烟硫酸或浓硫酸，使稳定运行 时S03·汽温度、真空度及S0 3的蒸发速度维持平衡；
[0011] 3)S03蒸汽与有机料在液环真空栗内初步混合后，进入一均质栗进一步混合，接着 进入换热器移去磺化反应热，控制磺化体系温度为40~70°C;
[0012] 4)换热器出来后物料即为阴离子表面活性剂的磺酸酯（硫酸酯），经下步反应即 可得到相应的阴离子表面活性剂。
[0013] 所述步骤1)中，有机料为脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、α-烯烃、脂肪酸甲酯及烷 基苯的一种或多种。
[0014] 有机料流量根据磺化产能需要确定，一般为0. 5-5t/h。
[0015] 所述步骤1)中，真空度可通过调节液环真空栗电机频率得到；
[0016] 所述步骤2)中，液体S03的入料流量与有机料的流量相关，一般控制液体S0 3流量 为有机料流量的10~50%。
[0017] 所述步骤2)中，液体S03·发速度需控制与液体S03的入料流量一致，通过但不限 于使用称重秤维持so3蒸发罐罐体总重量不变的方法来控制。
[0018] 所述步骤2)中，发烟硫酸或浓硫酸的加入量根据工艺所需真空度、S03气体温度及 S03·发罐容积决定，一般控制为：达到稳定浓度时发烟硫酸或浓硫酸体积为S0 3蒸发罐容 积 30-60%。
[0019] 所述步骤4)中，生产的磺酸酯（硫酸酯）的下步反应按照常规气相磺化工艺进 行；根据原料不同，可为直接水解得到产品，可为直接中和得到产品，可为中和后继续水解 得到产品，可为继续再酯化中和后得到产品。
[0020] 一种使用液体303进行磺化的装置，其特征在于该装置包括：
[0021] 1)有机料通过管道进入液环真空栗液体入口，液体S0#第二管道输入S0 3蒸发 罐，so3·发罐内蒸发的so3气体同时通过第一管道进入液环真空栗吸气口；
[0022] 2)液环真空栗出口通过管道依次连接均质栗、换热器；换热器出口的物料通过管 道输送去下步进一步反应。
[0023] 所述S03蒸发罐配置加热装置，包括但不限于盘管加热器或夹套式加热器。
[0024] 所述S03·发罐还配置搅拌装置，包括但不限于机械搅拌器或磁力搅拌器。
[0025] 所述液环真空栗配置有调节真空度的变频电机。
[0026] 本发明的思路是利用真空下，S03气体状态接近经干燥空气稀释后的S03气体状 态，配合液环真空栗及均质栗进行强制混合，用于磺化不会出现直接利用S03液体导致的过 磺化现象，磺化效果也较常规膜式磺化更为优异。
[0027] 针对真空下303极易蒸发的特点，在S03内加入部分硫酸使S0 3蒸发罐内形成发烟 硫酸体系，使体系在磺化所需气相S03温度（40~70°C)、一定真空（l_50kpa)下能实现稳 定蒸发。实际运行中只要控制真空度、气相S03温度的稳定，随着液体S0 3的稳定加入，S0 3 蒸发罐内发烟硫酸体系能迅速自动达到平衡浓度，维持的SOjl定蒸发。当蒸发罐内发烟 硫酸浓度偏高，使其沸点相应下降，气相S03温度跟着下降，导致蒸发加快，由于液体S0 3加 入流量恒定，发烟硫酸浓度会迅速下降达到目标值；反之当蒸发罐内发烟硫酸浓度偏低也 会相应自动调整，最终使真空度、气相so3温度、气相so3蒸发速度达到工艺目标值。
[0028] 本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：
[0029] 1)对比传统气相磺化工艺，省却了复杂的干燥气体发生、尾气吸收等复杂装置、设 备简单、能耗低。
[0030] 2)利用液环真空栗产生真空负压蒸发S03，得到真空下的S03气体，其状态性能已 接近气浓2-5%气相S03，用于磺化可以很好的避免直接使用液体S03磺化导致的过磺化问 题，得到的磺化产品色泽好。
[0031] 3)利用液环真空栗及均质栗对503与有机料实现强制混合，相对传统膜式磺化，磺 化反应更稳定，产品品质更好。
[0032] 4)本发明投资少，对设备要求不高，所配置的所有设备均为外购的成熟产品，安装 简易，易于维修，同时系统运行稳定，易于控制。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明所述采用液体503进行磺化的装置结构示意图。
[0034] 其中1为有机料，2为S03, 3为液环真空栗，4为S03·发罐，5为均质栗，6为换热 器，7为磺酸酯（硫酸酯）。
【具体实施方式】
[0035] 本发明提供的使用液体303进行磺化的装置，包括：
[0036] 1)有机料1通过管道输送进入液环真空栗3的液体入口，液体S032由第二管道输 送进入S03蒸发罐4,S0 3蒸发罐内蒸发的S0 3气体同时通过第一管道进入液环真空栗3吸 气口；
[0037] 所述S03·发罐配置了加热装置，加热装置推荐盘管加热器或夹套式加热器；
[0038] 所述S03蒸发罐还配置了搅拌装置，搅拌装置推荐机械搅拌器或磁力搅拌