[发明专利]一种气相SO3刮膜磺化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种气相SO₃刮膜磺化工艺，属气相SO₃刮膜磺化液态有机物料制备阴离子表面活性剂的生产工艺技术领域。

背景技术

目前表面活性剂行业中，阴离子表面活性剂是发展最早、产量最大、应用最广的一类产品。以气相SO₃为磺化剂对有机物料进行磺化/硫酸化的工艺，是目前工业化生产阴离子表面活性剂最为广泛应用的工艺技术。以气相SO₃为磺化剂的磺化/硫酸化工艺包括：SO₃/空气发生系统、磺化反应系统、尾气吸收系统。SO₃/空气发生系统中包括空气干燥装置和SO₃发生装置，SO₃发生较多采用燃硫法制备。根据磺化反应系统中磺化器的不同，可分为降膜式磺化工艺、喷射式磺化工艺和连续搅拌罐组式磺化工艺。意大利Ballestra和Mazzoni、美国Chemithom、日本Lion等公司都有诸多相关的发明专利。

降膜式磺化工艺中的磺化器分为多管降膜式或双膜降膜式，型式与管壳式换热器类似，液态有机物料经缝隙(或其他方式)在反应管内壁自上而下形成薄膜，SO₃气体亦自上而下从反应管内通过，二者接触完成反应，反应热由夹套的冷却水移去。膜式磺化反应工艺具有中和耗碱量少、无机盐含量低、产品质量好的优点，但是磺化器结构复杂、设备加工、制造及安装精度要求较高；空气干燥装置和燃硫法的SO₃发生装置投资高、能耗较大，工艺要求严格，不适合经常开停车，操作弹性小；不适合高粘度、不易成膜或热敏性等有机物料的磺化；并且由于SO₃气体流速较快，有较多的有机物料被雾化带入尾气系统，需通过静电除雾器处理，产生较多静电废酸、增加了物料损耗。

与喷射式磺化工艺有关的喷射式反应器专利主要有：美国专利U.S4113438将有机物料和SO₃气体同时送入文丘里管进行强制混合，经过物料冷却循环带走反应热，提高反应的转化率；CN 96107060是以高速液相作为工作介质的液气类喷射环流反应器。上述专利均为通过磺化产物的循环实现降温和提高产品转化率，对于反应后粘度高的产品，循环喷射难度高，易发生副反应，影响产品质量。CN 1973989是以高速气相为工作介质的气体喷射式磺化工艺，不经过循环一次喷射即达到所需转化率，但系采用一次喷射磺化，产品转化率得不到保证，雾化反应的液体瞬时温度很高，易发生过磺化反应，产品的色泽深，不适宜热敏性物料的磺化。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺设计合理，能适合于各种粘度物料磺化或硫酸化的气相SO₃刮膜磺化工艺。

本发明为一种气相SO₃刮膜磺化工艺，其特征在于按以下步骤进行：

A、液态SO₃经流量计计量后进入蒸发器汽化成气相SO₃后靠汽化产生的蒸汽压从磺化反应器底部进入，经由叶轮风机吸入搅拌轴内，与磺化反应器中循环使用的惰性气体混合成体积浓度为0.1～10％的反应气体，再经刮板轴上部的反应气体分布孔进入反应筒体；

B、有机物料进入磺化反应器后沿反应筒体内壁下流，刮板随搅拌轴在传动系统的作用下旋转，使有机物料在反应筒体内壁不断的被刮膜-涂布-刮膜，交替更新，均匀涂布在反应筒体内壁，与反应气体分布孔出来的反应气体充分接触反应形成反应产物；

C、反应产物经底部出料，无需气液分离直接按现有工艺进行老化、水解、中和得到成品。

所述气相SO₃进入磺化反应器的入口温度可为35～80℃。

所述有机物料与液态SO₃的摩尔比可为1∶0.5～1.5，所述有机物料与反应气体在反应筒体内的反应温度为-10～100℃。优先为10～90℃。

所述反应气体在搅拌轴内的流速可为1～20m/s。

所述步骤B反应后产生的尾气可通过尾气吸收装置19处理。

所述的惰性气体可为氮气或空气或二氧化碳等。

所述的磺化反应器可由反应筒体，置于反应筒体内带刮板和反应气体分布孔的搅拌轴，置于搅拌轴内带风机叶片的风机轴，置于反应筒体上部带有机物料进口的有机物料分布盘，置于反应筒体下部的气相SO₃进口和反应产物出口，置于反应筒体上部与搅拌轴相连接的刮板传动系统，置于反应筒体下部与风机轴相连接的风机传动系统等构成。