[发明专利]一种液相三氧化硫磺化制备烷基二苯醚磺酸盐的方法

说明书

本发明公开一种液相三氧化硫磺化制备烷基二苯醚磺酸盐的方法，具体为：液相SO₃与烷基二苯醚分别通过有机溶剂稀释成相应的溶液，由进料泵经预热段预热后送至微混合器混合，再进入微通道反应器磺化反应；微通道反应器有数个不等的微混合单元，每个单元内包含数个特殊梭型分散体用于流体流动时将高粘度点剪切分散，便于两种物料剪切混合；磺化段由背压阀控制到一定的压力，防止溶剂挥发，完成后溶剂冷凝回收，磺酸则进一步由碱液中和得到相应的盐溶液。本发明的磺化反应，溶剂与磺化物料始终同在，可以有效降低反应粘度，反应完成后溶剂可回收；微通道反应器的高传质传热系数是高效磺化的保证，产品色泽浅，磺化率高；无返混现象，工业放大效应明显。

技术领域

本发明涉及一种液相三氧化硫微通道磺化反应制备烷基二苯醚磺酸盐的方法。

背景技术

烷基二苯醚磺酸盐是一类阴离子表面活性剂的总称。该分子结构中含有1~2个带电荷的磺酸基，它们之间会产生一个负电荷增强的重叠区，于是较高的电荷密度导致较大的分子之间的引力，从而产生更大的溶解作用。独特的分子结构使得烷基二苯醚磺酸盐具有多种特性，

使其能够在低温超浓缩洗衣液、土壤净化、工业清洗、含氯漂白洗涤剂和高温、高盐等严酷的采油领域大显身手。

但是由于烷基二苯醚磺酸与原料烷基二苯醚粘度相差非常大，因此在烷基二苯醚磺化后出现粘度陡增，使得传统的降膜磺化反应器因物料堵塞而无法应用。目前主流的生产方法还是釜式反应，中国专利CN 1915969 A，CN 101503379 A公布的方法为发烟硫酸、浓硫酸或氯磺酸的釜式搅拌磺化。缺点在于反应时间长，反应温度高，换热困难，易飞温，反应不彻底，又造成了废酸产量大，产物与废酸分离困难等诸多后续问题。中国专利CN107089932A使用降膜式磺化反应器和釜式搅拌组合反应，原料加入溶剂稀释，先初步磺化，然后通过釜式搅拌补充磺化，缺点依然是反应时间长，反应不彻底，易飞温，色泽深，而且随之而来是大量的低沸点溶剂因挥发而丢失，降低粘度效果有限，溶剂在尾气处理单元的静电除雾器中易引起爆炸。

发明内容

本发明旨在提供一种液相三氧化硫磺化制备烷基二苯醚磺酸盐的方法，首先液相三氧化硫磺化烷基二苯醚，即烷基二苯醚与液体三氧化硫在微通道反应器发生磺化反应，再中和得到烷基二苯醚磺酸盐。

本发明提供了一种液相三氧化硫磺化制备烷基二苯醚磺酸盐的方法，磺化剂为液相三氧化硫（SO₃），磺化反应器为微通道反应器，用溶剂将烷基二苯醚和液相三氧化硫分别稀释后进料，进行磺化反应得到相应磺酸，然后由碱中和得到相应的磺酸盐，溶剂冷凝回收。

磺化反应器为微通道反应器，微通道反应器是一种化工过程强化设备，在尺寸微米至毫米级的通道通过层流扩散的原理达到非常大的比表面积，有资料显示，当通道为1mm时，其比表面积为1000 m²/m³；当通道为0.1 mm时，其比表面积可达到10000 m²/m³，传质传热效果优势明显。

反应方程式如下：

其中R₁为C8~18的烷基链，R₂为H或者C8~18的烷基链，M为Na，K或NH₄。

本发明方法具体包括以下两步：磺化反应和中和反应；

（1）磺化反应：

液相三氧化硫有机溶液和烷基二苯醚有机溶液由第一平流进料泵和第二平流进料泵定量稳定进料，经过预热盘管预热送至微混合器混合。其中预热盘管和微混合器都在恒温水浴中预热，由恒温水浴控制预热温度。

两个原料罐为封闭结构，防止溶剂挥发和SO₃逸出，原料罐通过氮气进口补充氮气，氮气由减压阀减压至出口压力0.02MPa，使两个原料罐同时保持相同的微正压。