[发明专利]一种快速磺化中和反应的工艺及装置

说明书

一种快速磺化中和反应的工艺是将有机物加入超重力磺化反应器中，再将气体SO₃与露点低于‑50℃干燥空气混合，并冷却至40‑50℃形成混合气，按SO₃与有机原料的气液比为1‑1.5：1，将混合气通入超重力磺化反应器中，在5‑130℃下进行磺化反应，得到的磺化产物直接进入紊流中和器，工艺水和碱水进入紊流中和器，在0.2‑0.6MPa，在5‑80℃下中和至混合物的pH为8‑11，所得混合物进入气液分离器进行气液分离，气体从气液分离器上部的排气口排出，液体产品从气液分离器的下部出料口排出。本发明具有反应效率高、投资小、能耗低、产品有效物含量高、色泽良好的优点。

技术领域

本发明涉及一种高粘度化合物或者低蒸汽压化合物的快速磺化中和反应的工艺及设备。

技术背景

磺化技术在化工领域有着很重要的地位，是合成多种有机产品的重要步骤。目前比较成熟且被工业化的磺化反应器主要是釜式和膜式磺化器。专利CN 101367751A 公开了采用反应釜进行硫酸磺化的工艺，在反应釜内先加入熔融的精萘，再按比例加入一定量105%的硫酸，一定温度下磺化一定时间，得到酸度为24-27%的磺化物。釜式磺化器虽然有诸多优点，但该类反应器效率低、返混严重、副反应多，设备体积大，制备费用、能耗高。降膜式磺化反应器近年来发展很快，专利CN1472344A公开了采用SO₃气相膜式磺化法对天然油脂进行了磺化，得到乳化性能好、耐电解质性能好，气味得到很大改善的皮革加脂剂。但该装置冷却能力有限，易出现局部过热，当应用于较高粘度的馏分油的磺化时易出现结焦现象，若使用溶剂（或者对低蒸汽压原料进行磺化），在大气量和气速条件下又会出现较强的脱挥现象，使溶剂或低蒸汽压原料大量挥发，带来尾气处理和原料、溶剂回收等新的问题。同时，传统工艺从磺化后到中和需要经过气液分离器、老化器、中间泵和连接管路，对于较高粘度的磺化物易堵塞或结垢在管道和设备内，导致生产终止，而且高粘度的磺化物难以搅拌，采用传统的中和反应器会导致中和不充分，中和时间长，最终会影响产品的有效物含量。

超重力反应器是提高快速反应过程微观混合效果，增强相间质量传递、迅速移热的很好反应器。采用超重力磺化器对原料进行磺化后，将磺化物快速与碱液中和可防止高粘度的磺化物对管道、设备形成的阻塞，从而解决传统工艺的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应效率高、投资小、能耗低、产品有效物含量高、色泽良好的一种快速磺化中和的工艺及装置。

本发明的工艺步骤如下：

（1）在5kg/h-500 kg /h的流速下，将有机物加入超重力磺化反应器中，按SO₃体积比为3-20%，将气体SO₃与露点低于-50℃干燥空气混合，并冷却至40-50℃形成混合气， 按SO₃与有机原料的气液比为1-1.5：1，将混合气通入超重力磺化反应器中，在5-130℃下进行磺化反应，磺化反应过程产生的热量通过超重力反应器的循环冷却水进行转移；

（2）步骤(1)得到的磺化产物直接进入紊流中和器，工艺水和碱水分别从工艺水进口、碱水进口进入紊流中和器，系统的压力维持在0.2-0.6MPa，在5-80℃下中和至混合物的pH为8-11，中和过程产生的热量通过紊流中和器的循环冷却水进行转移，所得混合物进入气液分离器进行气液分离，气体从气液分离器上部的排气口排出，液体产品从气液分离器的下部出料口排出。

如上所述步骤（1）的有机物为：高粘度有机物或者磺化后的磺酸为高粘度化合物的原料如重烷基苯、石油馏分油、烷基二苯醚、菜籽油、豆油、萘、苯基萘、2-氯萘、2-溴萘；低蒸汽压原料如己醇、辛醇、异己醇、异辛醇、己醇聚氧乙烯醚、辛醇聚氧乙烯醚、异己醇聚氧乙烯醚和异辛醇聚氧乙烯醚。