磺化反应器
双膜式三氧化硫磺化反应器模型研究(上篇)
双膜式三氧化硫磺化反应器模型研究(上篇)顾建栋【摘要】本文研究建立了双膜磺化反应器模型,用以表征反应器中转化率、温度及压力等随塔长的分布为气体和液体的流动状态、物性参数、液膜的组成及系统中其他参数的函数,并预示反应器中其特征分布与工艺操作参数之间相对应的函数关系.模型计算结果与生产装置实测数据较接近.模型的研究对磺化反应器的结构及其工程设计以及在生产操作过程中工艺参数的优化、提高产品质量具有指导意义.【期刊名称】《中国洗涤用品工业》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】6页(P73-78)【关键词】磺化;磺化反应器;双膜式反应器模型;LAS生产【作者】顾建栋【作者单位】【正文语种】中文1. 降膜式磺化反应器在洗涤剂行业中的应用磺化或硫酸化各种原料生产阴离子表面活性剂是洗涤剂工业非常重要的组成部分。
常用的洗涤剂原料如烷基苯磺酸钠（LAS）、脂肪醇硫酸钠（FAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）等就是通过磺化和硫酸化生产的。
这些原料的磺化反应通常有如下特点：①反应瞬间完成并伴随着强烈放热；②磺化剂过量和反应温度过高会导致副反应，产生烯型的副产物，同时产品的色泽也会变深；③在转化率达到一定程度时，有机物的黏度会迅速增加。
磺化生产工艺主要经历了发烟硫酸磺化、罐组式SO3磺化和膜式SO3磺化3个阶段。
发烟硫酸磺化生产成本高、产品中无机盐含量高，且不能用于磺化（硫酸化）敏感性强的原料，所以现已基本淘汰。
罐组式气液相磺化反应生产装置曾在20世纪60年代得到大量应用，但因其反应器的返混特性、反应物停留时间长和停留时间分布不均匀，使得有机物在反应过程中易形成副产物，产品色泽不如人意。
另外，上述问题对敏感性原料如脂肪醇、脂肪醇乙氧基化合物等是非常不利的。
随着降膜式磺化反应器的应用，该工艺也已基本淘汰。
目前，降膜式磺化反应器被广泛应用于磺化各种有机原料来生产阴离子表面活性剂。
降膜式磺化反应器具有如下优点：1) SO3气体与有机原料并流流动，使SO3从气相向有机液相界面扩散随着未反应的有机物料的减少而同步减少，使那些已部分反应的产物不再与进入反应器的新鲜SO3气体接触，同时并流式使有机相和气相具有“塞流”特性，减少反应物的返混。
三氧化硫磺化装置的优化
研究与应用郭志强1李全红2耿卫东2娄君明1沈宏1（1.中轻化工股份有限公司，浙江杭州，311215；2.中国日用化学研究院有限公司，山西太原，030001）摘要：简述了三氧化硫磺化技术的发展历程，并分别从三氧化硫磺化装置的工艺空气干燥、三氧化硫发生、磺化/硫酸化、中和、尾气处理等方面系统介绍了三氧化硫磺化装置的优化配置。
关键词：三氧化硫；磺化装置；装置优化中图分类号：TQ649.5文献标识码：A文章编号：1672-2701（2021）04-71-06我国对三氧化硫磺化技术的研究开发始于二十世纪六十年代，七十年代实现工业化生产。
八十年代末，我国自行设计、制造的第一套1.0t/h多管膜式三氧化硫磺化装置在太原洗涤剂厂试车成功。
进入二十一世纪，国内机加工行业技术装备和技术水平有了很大的提高，三氧化硫磺化设备质量日渐提高。
2004年，国产3.8t/h磺化装置在中轻绍兴化工有限公司建成投产，实现了大型磺化装置的国产化。
经过近60年的发展，我国三氧化硫磺化工艺技术和装置水平取得很大进展，目前已实现了整体国产化，总体技术已达到国际先进水平。
随着市场对磺化或硫酸化产品品种要求的增多，产品质量的提高，企业节能减排和转型升级的要求，多年来，致力于三氧化硫磺化技术的科研、设计人员对三氧化硫磺化装置不断完善和优化配置，使新技术在三氧化硫磺化装置中得到合理应用。
个人与家居清洁护理711工艺空气干燥系统空气经过滤后通过罗茨风机加压输送至空气冷却器组，经水冷却和冷冻致使冷空气温度降至2~5°C ，除去大部分水分，再进入空气干燥器经硅胶吸附干燥进一步脱除空气中的水分，使空气的露点达到-60C 成为磺化系统所需的工艺空气。
1.0 t/h 以下规模的三氧化硫磺化装置工艺空气用量较少，中国日用化学工业研究院设计采用了集成式空气干燥系统，并在0.5 t/h 重烷基苯磺化 装置上使用成功。
该系统可以保证工艺空气露点达到-60°C ，能耗低、操作简便。
多管膜式磺化器的探析与清洗
多管膜式磺化器的探析与清洗（磺化装置李海兵）摘要：介绍多管膜式磺化器的结构原理以及分配头结焦问题剖析，对实施人工清洗具体步骤阐述，并举例说明磺化器清洗的案例关键词：多管膜式磺化器;人工清洗;案例分析前言抚顺石化公司洗化厂5吨/小时SO磺化装置是引进意大利3Ballestra公司的技术，以直链烷基苯、硫磺为主要生产原料，生产直链烷基苯磺酸。
装置核心设备是Ballestra公司的多管降膜式磺化器。
该膜式磺化器的主要特点是气、液分配均匀，能够充分接触反应，转化率高，游离油含量低；装置的检测仪表和控制阀门自动化程度高，监控系统采用PLC控制系统。
整套装置工艺先进，设备精良，具有适应原料品种广、消耗指标低、产品质量好等特点。
该装置自2005年初开工至今共运行了八年多时间，16R1磺化器一直都是用的人工清洗的方法。
第1章多管膜式磺化器基础1.1多管膜式磺化器的结构多管膜式磺化反应器是由不同数量的单元管组合而成，单元管的数量因产量不同而不同，设备的生产能力主要取决于反应管根数的多少。
磺化车间磺化装置的16R1磺化器，反应管144根，设计能力产烷基苯磺酸是5吨/小时,其结构比较简单多管膜式反应器见图：示意图11.2多管膜式磺化器的结构的主要特点1)多管膜式磺化器的选材。
由于磺化反应生成物（如磺酸）腐蚀性能强，切不易混入水分，因而多管膜式磺化器选用优质超低碳不锈钢作为反应管材质以防腐蚀。
2)多管膜式磺化器的反应管。
结构简单，投产前必须对每根反应管成膜状况进行现场调试，产量越大，反应管数越多，调试时间也相对增加，但多管膜式磺化器为多根反应管组成，在使用过程中如发现某根管腐蚀或损坏，可单独换管而不影响其他反应管。
所以维护相对复杂些，设备寿命一般为10年以上。
3)多管膜式磺化器的头部分配系统。
多管膜式磺化器的特殊烷基苯料进料分布系统，通过改变调节垫片的厚度，是所有的单元管有机原料均匀分配，其单管流量相对误差调整在所需的范围（一般在±2%）内。
磺化装置工艺概述
磺化装置工艺概述1．熔硫系统熔硫槽装在地平以下便于投料，硫磺采用人工投料的方式，通过硫磺液下泵将液体硫磺引入液硫高位槽，液体硫磺的计量使用柱塞计量泵。
液体硫磺采用蒸汽伴管或套管保温，冷凝水集中回收。
熔硫槽内蒸汽伴管压力采用气动调节阀控制蒸汽压力，保证了硫磺合适的熔点温度，提高硫磺的流动性。
2．空气干燥系统反应系统的工艺空气由罗茨风机产生，该风机出口压力由气动调节阀自动调节。
工艺空气由罗茨风机加压后先经过循环水冷却系统，再经过乙二醇冷却系统，然后进入硅胶干燥系统。
干燥过的工艺空气露点达到-60℃以下。
循环水冷却器和乙二醇冷却器与乙二醇储罐设置在一起。
硅胶干燥器采用两个分体式床层切换使用，切换采用气动阀自动控制。
硅胶通过热风或蒸汽加热再生。
乙二醇的温度由制冷机系统控制。
空气干燥单元不仅要求干燥空气有较低的露点，而且要求干燥空气露点稳定从而保证SO3同烷基苯摩尔比稳定，使磺化产物有稳定的中和值及稳定的产品质量。
为此我们5T/h磺化装置的设计中提高空气冷却器的换热面积，二级冷却器的换热面积达1000m2，另外加大空气干燥罐容积，使干燥吸附工作时段内露点稳定，最为关键的是，干燥剂再生后吹冷温度要低从而保证切换后干燥剂初始工作温度低，避免干燥罐切换后由于干燥剂温度高而造成吸附能力急剧下降、露点明显升高而造成不稳定，我们在工艺上采用适当增大冷冻机组制冷量，使一部分冷冻水用于再生后的冷却，使干燥剂冷却温度显著下降。
干燥剂的选用上考虑生产成本80%用硅胶20%可采用分子筛或进口硅胶，再生温度要求达到200℃，因此SO3冷却器空气冷却部分采用串联冷却，提高再生温度，适应分子筛需要较高的再生温度。
3．SO2系统液体硫磺通过硫磺计量泵定量输送至燃硫炉内燃烧，点火采用电点火装置，点燃后自动断电避免由于人为因素造成点火器损坏。
我们在SO2/ SO3气体发生单元设计上考虑到硫磺充分燃烧，我们在燃硫炉内设置了多孔弧形分布盘，分布盘为耐高温高铝陶瓷，让液体硫磺进入燃硫炉内分布均匀，在燃硫炉进口位置由顶部改为侧面，使未充分燃烧的硫磺不会带入到SO2冷却器内燃烧。
磺化反应器研究进展_姜秀平
磺化反应器研究进展姜秀平,刘有智,李 裕,袁志国,宋相丹(中北大学超重力化工工程技术研究中心,山西太原030051)摘要:磺化反应器是磺化反应的核心之一,磺化反应器的结构特点、传热、传质性能等直接影响到磺化产品的质量和选择性。
本文介绍了磺化反应器的发展历程及现状,对各种磺化反应器的性能及特点分别进行了阐述,讨论了现有磺化反应器的优点以及局限性,并指出今后磺化反应器的改进及开发研究方向。
关键词:磺化反应器;移热方式;进展中图分类号:TQ423.11文献标识码:A文章编号:0253-4320(2009)09-0033-04Advances in research of sulfonation reactorJIANG Xiu -ping,LIU You -zhi,LI Yu,YU AN Zhi -guo ,SO NG Xiang -dan(Research Center of Shanxi Province for High Gravity Chemical Engineering and Technology,North University of China,T aiyuan 030051,China)Abstract :Sulfonati on reactor is one of crucial equipment for sulfonation,the quality and selectivity of products are mostly affected by the structural characteristic,heat transfer and mass transfer characteri stics of the sulfonati on reactor.The progress and status about sulfonation reactor are introduced in this paper ,the capability and characteris tic of all kinds of sulfonation reactors are descr i bed in detail.The advantages and shortcomings of the present sulfonation reactor are discussed,and the direction of betterment and develop ment of sulfonation reactors are also poi nted out.Key w ords :sul fonation reactor;heat change;progress收稿日期:2009-05-08作者简介:姜秀平(1971-),女,博士生,jiangxiupi ngzhbuty@;刘有智(1958-),男,博士,教授,博士生导师,从事化学工程与工艺领域的研究。
磺化设备的更新和产品质量的提升
磺化设备的更新和产品质量的提升通过三十多年的发展，国内磺化生产设备由原始阶段到发展阶段再到目前的成熟阶段，升级换代取得了良好的局面，目前国内的生产设备从产能、单耗、产品质量指标和环保角度都符合社会发展的需要，本文主要介绍直链烷基苯磺酸的生产设备工艺变化。
标签：反应釜;多管膜式磺化器;发烟硫酸;直链烷基苯;三氧化硫一、烟酸磺化的原始阶段反应原理：用发烟硫酸作为磺化剂对烷基苯进行磺化，也称液体三氧化硫磺化法。
发烟硫酸中游离SO3含量控制在20%～40%之间。
1、反应釜烟酸磺化（上世纪60、70年代）主要设备是采用反应釜为磺化设备，反应釜型号在0.5～1.5吨，内部有陶瓷涂层。
把原料烷基苯定量加入到反应釜内，再向反应釜内缓慢注入烟酸，在加注烟酸的同时进行不断搅拌。
由于反应剧烈，产生大量的热，所以反应釜内要时刻控制好反应温度，使温度控制在55～65℃，这就需要反应釜内必须带有冷却装置，能够很快的把反应所产生的热量带走。
把一定量的烟酸加注完成后，需要向反应釜内再加一定时的水进行水解，水解有两个作用，一是分解磺酸中的酸酐，另一个是保持物料正逆反应均衡。
随后物料进行静置老化30～40分钟，时间到后再把反应釜底部废酸排空，剩余的部分就是磺酸产品，对其进行包装。
本生产工艺在国内60、70年代有工厂进行生产。
产品质量指标情况：成品质量指标：活性物含量一般在86～90%，游离油在1.0～2.5%，游离酸在1.5～3.0%，色泽在70～120Klett，从各项指标看，活性物含量不高，色泽偏深，影响下游产品的外观（本阶段下游产品主要以生产洗衣膏为主，少量部分是生产洗衣粉用）本工艺的特点：1、生产量小，间隔时间长，从投料到出成品需要4个小时;2、反应过程不容易控制，产品副反应比较多;3、产生废料（废酸）比较多，需要单独进行处理;4、烟酸储存运输不太方便，工作环境危险，存在高温、现场三氧化硫气体味比较重等情况，风险难以控制。
喷射磺化反应器在石油磺酸盐生产中的应用
喷射磺化反应器在石油磺酸盐生产中的应用喷射磺化反应器（Jet Sulfonation Reactor）是一种常用于石油磺酸盐生产中的关键设备，其作用是将石油基础化学品与硫三氧化合物反应，生成磺酸盐。
在石油磺酸盐生产过程中，喷射磺化反应器具有重要的应用价值，本文将介绍其应用及工作原理。
喷射磺化反应器是一种高效的反应装置，具有以下特点：1. 高反应速率：喷射磺化反应器采用喷射式的混合方式，使得反应物充分混合，并增大了有效反应面积，从而实现了高反应速率。
2. 反应可控性：喷射磺化反应器可以通过调节喷射速度、温度和反应时间等参数，实现对反应过程的精确控制，以满足不同磺酸盐产品的要求。
3. 产物纯度高：喷射磺化反应器内部具有良好的传质性能，保证了反应物在反应过程中的均匀分布，从而提高了产物的纯度。
4. 高效节能：喷射磺化反应器采用了专利技术，有效地提高了反应热利用率和能量利用效率，减少了能源消耗和排放，实现了高效节能。
1. 磺化反应：喷射磺化反应器用于石油基础化学品与硫三氧化合物的反应，生成磺酸盐。
该反应是石油磺酸盐生产的核心环节，喷射磺化反应器的高效反应特性，使得反应时间大大缩短，提高了磺酸盐的产量和质量。
2. 混合均化：喷射磺化反应器中的喷射技术，可将反应物均匀混合，避免了反应过程中的死角和浸没问题，提高了混合均化的效果，保证了反应物的充分接触，从而提高了反应效率和产物质量。
3. 传质增强：喷射磺化反应器内部比表面积较大，流动状态更为分散，使得传质过程更加快速、高效。
传质增强的效果提高了反应的速率和产物的纯度。
喷射磺化反应器在石油磺酸盐生产中的应用具有重要的意义。
其高效反应特性、混合均化效果、传质增强作用和可控温升等优势，为石油磺酸盐生产提供了稳定、高效的工艺保障，同时也为石油磺酸盐生产企业提高产能、节约能源、降低成本提供了可靠的技术支持。
关于磺化反应的介绍
芳环上有吸电子基团时，反应所需的温度、磺
化剂浓度越高，难以磺化，π值要求高；芳环上
有给电子基团时，易于磺化，π值要求低。
硫酸的浓度高于π值时才能进行磺化反应。
温度的影响：
由萘磺化π-T曲线可知： 对于不存在异构磺化产物的磺化副反应来说，选择较高的温度和较
特别适用于低π值的磺化反应。 适合于沸点较低、易挥发的芳烃 。
沸点较高的芳烃需要加入带水剂如三氯甲烷、石油醚等。
评价：
用发烟硫酸为磺化剂不好。 用稀硫酸为磺化剂采用共沸脱水磺化法或在有机溶剂中以氯磺酸为
磺化剂更好。 加料方式不对，即使低温反应也会有较多副反应，78%的低收率正 常。
液体三氧化硫磺化
适用：
稳定、不活泼液态芳烃的磺化；磺酸产物在反应温度下
必须是液态；体系粘度不大。
缺点：
副产物砜比发烟硫酸法多。液态三氧化硫经过的管道必
须保温。为防止三氧化硫汽化逸出，设备带压操作。
SO 3H O 2N Cl SO 3 O 2N Cl
吉化集团采用液体三氧化硫法生产2-氯-5-硝基苯磺酸。
将 -SO3H 转变为-OH、-NH2、-CN、-X等，从而制成系
列中间体。
SO3H
H2SO4
NaOH
OH
O
SO3H HCl
O
Cl
O
O
利用磺酸基的水解性，完成特定的反应后，再将其水解。
二、硫酸的配制
硫酸和发烟硫酸：
H2SO4有两种规格：92-95%、 98-100% 发烟硫酸常温下为液体，便于使用，有两种规格：
七、氯磺酸磺化法
磺化反应器数量计算
磺化反应器数量计算磺化反应是一种常用的有机合成反应，用于制备磺化物化合物。
磺化反应器通常是封闭式的，需要花费一定的投资用于设备购置和安装。
因此，确定适当的反应器数量对于工艺设计和经济性分析非常重要。
1.生产规模：首先需要确定生产规模，即所需制备的磺化物化合物的预计产量。
这个产量通常通过市场需求和工艺经验来确定。
生产规模的确定将直接影响到磺化反应器数量的计算。
2.反应器容积：根据磺化反应的反应物和产物的摩尔物质量以及反应的摩尔计量关系，可以计算反应物的摩尔量。
通过假设反应废液的体积很小，可以忽略不计，可以根据摩尔量计算出所需的反应器容积。
3.反应器连续运转时间：根据反应器的容积和反应物的流入速率，可以计算出单个反应器的反应时间。
根据生产规模，可以确定需要连续运行的时间，进而确定所需的反应器数量。
4.反应器的漏损率：在实际生产中，反应器很难做到完全没有损失，会有一定的物质流失发生。
这个损失率可以通过工艺经验和实验结果进行估计。
将损失率考虑进去，可以避免产量不足或者过剩的情况发生。
除了上述的计算方法外，还有一些其他因素需要考虑：1.制备周期：有些磺化反应需要较长的反应时间才能达到预定的转化率，这将影响到反应器的计算。
一些反应可能需要多个连续的步骤才能完成，这时需要综合考虑反应的时间和设备数量。
2.生产工艺：不同的磺化反应有不同的工艺要求，不同的反应器设计和操作模式。
在计算反应器数量时，需要考虑这些特殊要求，以确保反应能够顺利进行。
3.安全性和环保要求：磺化反应需要使用一些有毒有害的试剂和溶剂，对人员和环境都会有一定的影响。
在计算反应器数量时，需要考虑安全性和环保要求，并进行相应的措施。
总结起来，磺化反应器数量的计算需要考虑生产规模、反应物的摩尔量、反应器容积、反应器连续运转时间、反应器的漏损率以及其他相关因素。
只有综合考虑了这些因素，才能确保反应器数量的合理性和经济性。
新型多管膜式磺化反应器的设计及生产实践
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【word】气相三氧化硫磺化甲苯适宜的反应器型式的选择
气相三氧化硫磺化甲苯适宜的反应器型式的选择化剂有三氧化硫,硫酸,式()中的s(,y)在警里为界产生的热(一AH:发烟硫酸等.用硫酸或发烟硫酸为磺化剂时,生产过kcal/(m~’s)?三氧化硫的传质系数采用Johns.n程中产生大量废酸,反应后要用碱中和,使产物中含推荐的方程,,有较多硫酸钠杂质为了提高对位甲苯磺酸的含量,Kc一0.046Resc”(6)文献.中提到用8O以上的硫酸洗涤磺化产物,洗涤后的废酸仍有一部分排掉,造成污染.用气相三氧化硫磺化烷基苯,反应速度快且不产生水,故无废酸污染问题.目前用三氧化硫磺化长链烷基苯(如十二烷基苯)在洗涤剂行业已广泛应用然而,对于苯,甲苯等小分子烷基苯的磺化,仍以用硫酸为主.David—sohn口报道用三氧化硫磺化甲苯制备对甲苯磺酸,获得了部位和间位异构体的总含量不超过0.5的甲苯磺酸.对以甲苯为原料经磺化,碱熔生产对甲酚而言,若能用气相三氧化硫为磺化剂,直接制备出低间位含量的甲苯磺酸,则既可提高对甲酚的收率,又可消除用硫酸磺化造成的三废处理与污染问题,故直接制备出低问位含量的甲苯磺酸就显得尤其重要.本文在降膜反应器中,对气相三氧化硫磺化甲苯过程进行了数学模拟,获得了液膜温度,气液界面温度和转化率分布与反应管长度的关系,并进行了实验验证.在中试规模的喷射环流反应器中,进行了以上提到的试验,获得了低间位含量的产品,确定了较适宜的工艺条件.对在降膜反应器与喷射环流反应器中的结果进行了对比.1降膜反应器1,1过程数学模拟三氧化硫与烷基苯的反应属于快速界面反应.总反应速率由三氧化硫的气相扩散速率所控制”模拟计算时,假定液体为层流,气体s))1.1液相流速(m/s)x,Y,8纵坐标,横坐标与膜厚(ram)1,n,T入口液体温度与壁温(℃)l997年第2期甘用化学工业qG界面产生的热(kcal/(m?s))G单位横截面气相摩尔流率(kmol/(m.?s))Re,Sc,Pr分别为Reynolds数,Schmidt数,和Prandtl数k,kc液相和气相导热系数(kcal/(m.?8℃))h,hc液相和气相传热系数(kcal/(m?8℃))№液膜粘度(cP)PL,pG液相和气相密度(kg/m.)G气液相质量流速(kg/(m?h))●爵辟厦匝冒长,lit围2沿营长温度与SO3转化率分布同时假定降膜反应管内经21mm,降膜管外部为冷却夹套.设液体甲苯入口温度为10’C,含sO4 (v/v)的反应气体入口温度为40℃.原料的液/气比即甲苯/sO.一3(mol比),夹套内为0℃的冷媒.图1中给出了沿降膜反应器长气液界面温度,液体温度和SO转化率的分布情况.由图1可见,在反应器入口附近,气液界面温度与液体温度急剧上升, 其热点温度分别为58.6”C和41.8℃,随后便逐渐下降;在反应管人口约lm处sO转化率已达到70,即大部分反应热集中在这一区域之前显然由于反应热未能及时移出致使气液界面温度与液体温度较高. 为了及时移出反应热,降低反应管上部温度以维持反应在较低的温度下进行,重新假设反应气体中SO浓度为1(v/v),计算结果示于图2从图2可见,尽管降低了反应气体中SO浓度,气液界面与液体的热点温度只降到33.2”C和286℃根据前文【…实验结果可知,间位异构体含量强烈地依赖于磺化温度, 气液界面温度高于30’C显然不利于直接制备出低间成果羹录位含量的甲苯磺酸1.2实验研究在一20×1500mm玻璃夹套反应器中进行了气相SO降膜磺化甲苯实验,气体中SO浓度为4～6(v/v),甲苯/sO一3(mol比),夹套水温为0”C,实验结果见表1.表1降膜反应器实验结果由表1可见,尽管夹套温度维持在0X2,反应管人口附近仍出现温度热点,产物中间位甲苯磺酸相对含量大于2.0(W/W),实验结果与理论分析一致.产生这一结果的主要原因是降膜反应器有限的传热面积及甲苯磺化反应产物分布对温度的敏感性所致.与十二烷基苯的磺化相比,在相同的润湿周边强度(kg/h?m)下,由于十二烷基苯的分子量是甲苯分子量的g倍,磺化甲苯所需三氧化硫的量比磺化十二烷基苯多2倍,总气量和反应热也相应地多2倍. 十二烷基苯的磺化温度为60X2～70X2,冷媒接近室温,且所得到的产品主要是用于洗涤剂等行业,对产品中异构体分布没有特殊的要求,因而从经济上和产品质量上都是可行的.但对于甲苯的磺化,降膜反应器有限的传热面积不能保证即时将大量的反应热移除,在反应管上部局部温度仍较高,不能保证制备出低问位含量的甲苯磺酸.2喷射环流反应器2.1热衡算喷射环流反应器集中了鼓泡,循环流动及喷射等特点.由于喷嘴和导流筒作用,因而剪切场强,对气泡的破碎作用增大,从而增加了相接触面积,强化了传质同时,喷射所产生的作用,加强了混合效果,使气体在反应空间分布均匀.当内循环比N≥20时,器内能达到理想混合流型再通过外循环换热器可有效地将反应热即时移除,从而保证了反应在所需要的温度下进行.如图3所示,设Q和Q为反应气体与甲苯带入系统的热量fQz和Q为尾气与反应物带出系统的热量;为反应热;Qc为循环换热器应移出的热量,由热衡算可得:5l’成果羹录张德立等t气相三氧化硫磺化甲苯适宜的反应器型式的遗择Q__Q+Q—Qz+Q.+Qc(9)为计算方便,假设液体热容为常数,反应放出的热量使反应物系的温度上升At:QR—MCPAtR(10)式中:M系统物料量,kg/hIC反应物热容,kcal/kg?℃}Atn反应物系温度增量,℃.循环换热器移出的热量为:Qc—KAAt(11)式中;K传热系数,kcal/m?℃;A换热器面积,1”11.;At换热器平均温差,℃.式(9)整理为△lR=(12)由于气体热容很小,因而由气体带入和带出系统的热量与液体相比可忽略不计,则上式可简化为:△【R一(13)由式(13)可以看出,由于理论上可任意调节循环换热器的传热面积A,从而可以将反应物系的温度控制在适宜的温度范围内.2.2实验与结果实验流程见圈3.反应在一g300×4000不锈钢反应器中进行,内设导流筒,环形喷嘴位于反应器底部,内孔为循环液入El,环隙为反应气体入El.三氧化硫气体是通过蒸发液态三氧化硫而产生,以高纯氨为稀释剂,含SO;7.O～8.O(v/v)的反应气体从喷嘴处进入反应器与器内液体反应后,经冷却后放空原料甲苯随外循环液一同进入反应系统,反应热由循环液经冷却器移出,外循环液大部分返回反应系统, 少部分作为产品采出.依据以前的实验结果”],确定反应温度为IO’C,冷媒温度为5℃,实验条件及结果见表2.甲苯裂2环饨反应器3循环裂4换熟嚣圈3实验流程示意图表2喷射环流反应器实验条件及结果由表2可知,实验条件下甲苯磺酸产物中闻位的含量可控制在1.3(w/w)以内,生产能力已达35kg/h,并且有进一步提高的可能.3结论(1)在降膜反应器中用气相三氧化硫磺化甲苯,由于反应管入口处局部过热,产物中问位异构体含量较高.(2)将喷射环流反应器用于甲苯的气相三氧化硫连续磺化,有效地解决了反应热的移出及温度控制,间甲苯磺酸含量小于1.3(W/W),sO转化率大于99.参考文献[1]PEPReviewNo83—1—2.1984r2]ot幻,US4.24Z.275.198052L3JA1fredDavidsohn,ctal_3,985,237.1976[4]GaryR.J0hnBon.et.Ind.Eng.Chin..PDesDmD.,l974.13(1)t6—14[5]E.JamesDaB.etaLChemicalEnginecringSdenec,1979.34t589—550[6]邦孚.吴盘川.张德立.化学反应工程与工艺.1996.12(3).308—3ll[7]姜信真等,气液反应理论与应用基础,北京:烃加工出版杜.19895l6～546+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸+畸置圭致广告客户;毒根据中华人民共和国广告法第二章准则规定和期÷毒刊规范化的要求,广告不得使用国家级,最高级,最佳等÷用语?不得使用繁体宇.为此,本刊编辑部对刊登的广告t内容出现的上述问题作丁删改.特此敬告广告客户.谢t谢合作I本刊编辑部t1997年第2期日用化学工业大豆油烷醇酰胺的增稠性能郭样峰贾丽华(齐齐唔尔轻工学院,齐齐唔尔,161006)0引言烷醇酰胺是重要的非离子表面活性剂,具有广泛的用途.在这类产品中,椰子油烷醇酰胺最重要,我国椰子油资源短缺,因此有许多以其它油脂为原料生产烷醇酰胺的报道,并且不同的烷醇酰胺具有不同的性能,可以满足不同的需求有文献报道,关于含有长链不饱和脂肪酸烷醇酰胺的产品在某些液体洗涤剂中具有更好的增稠性”,但没有较详细的研究.本文报道了以大豆油为原料合成烷醇酰胺的工艺和它在液体洗涤剂中的增稠特性.结果发现,本工艺方法合成的大豆油烷醇酰胺比市场上的椰子油烷醇酰胺具有更优越的增稠性能.1实验1.1合成大豆油为黑龙江三江食品公司的精炼油,二乙醇胺为佳木斯化学试剂厂产品.直接以精炼大豆油为原料,与二乙醇胺按12(mo1)投料,反应温度控制在120℃～140℃,时间5h,催化剂为0.6(vet)的KOH,反应在约0.05MPa的负压下进行.椰油烷醇酰胺为市售的12型产品AES为含70活性物的商品.1.2分析产品胺值由滴定法测定产品的红外光谱采用液膜法,在PE一783型红外光谱仪上测定.粘度利用NDJ一1型旋转粘度计测定.2结果讨论2.1产品的基本性质Cm’圈l大豆油烷醇酰胺红外光谱按本工艺合成的大豆油烷醇酰胺产品,在25℃成果羹录时为黄色粘稠透明液体,胺值为120mgKOH/g,5水溶液为半透明溶液.10”C以下为浅黄色,可流动不透明膏体.产品在室温下存放二年其外观和水溶液无明显变化.图1为本产品的红外光谱.它具有典型的烷醇酰胺特征.与一般的椰子油烷醇酰胺的红外光谱图相比,本产品在3010cm处多一吸收峰,它是大豆油烃基上具有的不饱和双键上的氢的振动吸收峰.2.2产品的增稠性能液体表面活性剂制品的流变性是非常重要的,近年来有关增稠机理及增稠剂的报道很多,但以阴离子表面活性剂为主的液体制品中,还是复配烷醇酰胺并加无机盐增稠应用最广泛.我们较详细地研究了大豆油烷醇酰胺的增稠特性,发现它与椰子油烷醇酰胺相比,有更好的增稠能力和更明显的粘弹性.图2为在AES浓度10.烷醇酰胺3,溶藏pH=6的条件下,随氯化钠加入量不同,溶液粘度变化情况擅中曲线l,2,3和4都是大豆油烷醇酰胺样品的增稠情况,对应的转子转速分别为6r/rain,12r/min,30r/min和60r/min,它的增稠具有明显的剪稀特性这种剪稀现象在低粘度区不明显(在粘度小于1Pa?S时).这种现象是非等轴胶束在溶液中形成一定的结构,这种结构在不同剪切的作用下,发生不同的改变所致.粘度不仅与测定时的转速有关.而且与时间有关.这里所取的数据均为粘度稳定后的值.1234氯化钠加入量()图2体糸的粘度变化曲线53?成果羹录扣晤-\陈眙阶等;醇对十二婉基二甲基苄基氯化齄的表面活性的影响同2中的曲线5是椰子油烷醇酰胺的增稠情况.测定时,不同转速下的测定值差别不大,即使是在粘度最大时也是这样同样也可看出,它的增稠能力也明显相对差.表1是在上述烷醇酰胺增稠体系中加氯化钠的量为1.5时,粘度随时间的变化情况.由表1中的数据可见,测量的粘度不仅与剪切时间有关,而且与剪切速度有关.这种关系很复杂.实验中发现,这种粘度的改变停止剪切后是可以恢复表1牯度随时间变化表(4号转子)整遭622019.519.519.51218.01.717.217.0307.007207.227.22603.603.653.683.68的,但这种恢复进程比测定过程慢.在粘度更高时(如氯化钠加入量为2).这种粘度随时间的改变更大, 测量值的重现性也变差.我们利用本产品对以烷基苯磺酸盐为主体活性物的某餐具洗涤剂进行了增稠实验该产品pH大约为9,浅黄色透明液体,粘度只有0.046Pa?S.分别在此产品中加入1,2和3的大豆油烷醇酰胺,相应的粘度分别为0.23Pa?S,0.95Pa?S和2.60Pa?S该产品除粘度增加外,外观没有变化.如果进一步加氯化钠,会导致粘度下降.最后要强调的是本实验所用的各种表面活性剂原料均为工业品.因此,各种实验结果是受诸多因素影响的,同时本实验结果更适用于实际应用配方体系.3结论本文报道的大豆油烷醇酰胺合成方法是简便可行的,本产品在增稠能力方面比椰油烷醇酰胺有明显的优越性.—————>?书讯?c‘表面活性剂产品手册即将出版>‘该书汇编了境外l∞0余种表面活性荆的结构式,～商品名,应用领域,性质和贮存要求等.该书由罗希扳等同志编写,由中国轻工业出版社出～版定价65元,需要订购该书者可与全国日用化学工业信息中心刘碧莲同志索取征订单.联系地址:太原市文源巷34号中国日化所邮编t030001电话,(0351)>4.46677或z028996转3021.t54醇对十二烷基二甲基苄基氯化铵的表面活性的影响,,.,㈠bPLl,U～肼曷.薪DBMA是有代表性的季铵盐型阳离子表面活性剂之一,系以烷基二甲基叔胺为原料,以氯化苄为烷化剂反应而成.它不受pH值的影响,即使万分之几质量分数的水溶液也具有很强的杀菌能力.此外,还可用作矿物浮选剂,纺织品匀染荆,柔软和抗静电剂等.众所周知,醇的存在能改变表面活性剂的活性,即降低或增加其水溶液的表面张力,但不同的醇对DB- MA的表面活性影响程度不一样.选择适当种类的醇可以增加DBMA的表面活性,扩大应用范围和提高使用效果.本文以乙醇,正丁醇,乙二醇和1,2一丙二醇为添加剂,研究了不同浓度的醇对DBMA表面活性的影响.1实验部分1.1仪器和试剂JzHY一180表面张力仪DBMA:化学纯乙醇:化学纯正丁醇:化学纯乙二醇:化学纯1,2一丙二醇;化学纯1.2实验步骤1.2.1配制5.0×10tool?dmDBMA水溶液.1.2.2配制含不同浓度,不同醇的5.0×1otool? dmDBMAS水溶液.见表1.1.2.3将上述配制的各种样品陈化30min,使表面活性剂分子和醇分子在溶液表面的吸附达到平衡.1.2.4根据脱环法,利用JzHY一18O表面张力仪测定5.0×10tool?dmDBMA水溶液及加醇后各样品的表面张力.2结果与讨论实验测得5.0×10tool?dm_”DBMA水溶液在20℃时的表面张力为35.9X10N?m一,而相同温度下,纯水的表面张力为72.8×10N?m～.可见, DBMA对溶剂水有较高的表面活性.在5.0×10 tool?dmDBMA水溶液中,加不同浓度,不同醇后测得的表面张力数据列入表1.。
喷射磺化反应器在石油磺酸盐生产中的应用
喷射磺化反应器在石油磺酸盐生产中的应用【摘要】喷射磺化反应器是石油磺酸盐生产中关键的装置之一，其工作原理是通过喷射混合物进入反应器，在高温下进行磺化反应。
相比传统反应器，喷射磺化反应器具有更高的效率和更低的能耗，能够提高生产效率和降低成本。
在石油磺酸盐生产中，喷射磺化反应器广泛应用于催化剂的再生、硫磺的回收等环节，对提高产品质量和降低生产成本起到重要作用。
在使用喷射磺化反应器时需要注意操作规范，确保安全和稳定性。
喷射磺化反应器在石油磺酸盐生产中具有重要的地位，未来的发展趋势将更加注重提高装置的自动化和智能化水平，进一步提升生产效率和质量。
【关键词】喷射磺化反应器、石油磺酸盐、生产、工作原理、优势、具体应用、影响、注意事项、重要性、发展趋势。
1. 引言1.1 喷射磺化反应器在石油磺酸盐生产中的应用喷射磺化反应器在石油磺酸盐生产中扮演着至关重要的角色。
磺酸盐是一种重要的化工产品，广泛应用于化工、医药、食品等领域。
而喷射磺化反应器作为生产磺酸盐的关键设备，其高效的工作原理和独特的优势使之成为石油磺酸盐生产过程中不可或缺的一环。
喷射磺化反应器通过喷射混合气体进入反应器内，使反应物均匀混合并加速反应速率，从而提高生产效率。
其优势在于反应效率高、反应时间短、操作简单，能够有效控制反应温度和压力，降低能耗，提高产品质量。
在石油磺酸盐生产中，喷射磺化反应器被广泛应用于硫化反应、硫酸还原反应等关键步骤，有效提高产量和降低生产成本。
其灵活性和稳定性也使其成为石油磺酸盐生产中的理想选择。
喷射磺化反应器在石油磺酸盐生产中的应用不仅提高了生产效率和产品质量，还降低了生产成本，是石油化工行业的重要装备之一。
在未来，随着技术的不断发展和升级，喷射磺化反应器将继续发挥重要作用，并逐渐实现智能化、低能耗化的发展趋势。
2. 正文2.1 喷射磺化反应器的工作原理喷射磺化反应器是用于石油磺酸盐生产的重要设备之一，其工作原理主要涉及石油中硫化物的氧化和硫化反应。
磺化反应器数量计算
磺化反应器数量计算磺化反应器是化工工业中常见的一种反应器，用于进行磺化反应。
磺化反应是一种将有机物中的氢原子替换为磺酸基团的化学反应。
这种反应广泛应用于制备各种化学品，如磺酸酯、磺酸酰胺等。
在磺化反应的工业生产中，确定适当的磺化反应器数量对于提高生产效率和降低成本非常重要。
合理的磺化反应器数量可以确保反应过程的充分进行，并且可以满足生产的需求。
确定磺化反应器数量需要考虑以下几个因素：1. 反应物的种类和数量：不同的反应物之间的反应速率可能会有所不同。
如果反应物的种类和数量不同，可能需要单独的反应器进行反应。
2. 反应速率：磺化反应的速率通常是通过实验测定的。
根据反应速率确定反应器的容量和数量，可以确保反应过程的充分进行。
3. 反应温度和压力：磺化反应通常在一定的温度和压力下进行。
根据反应条件确定反应器的容量和数量，可以满足反应温度和压力的要求。
4. 反应时间：磺化反应的反应时间通常是根据实验测定的。
根据反应时间确定反应器的数量，可以确保反应过程的充分进行。
在确定磺化反应器数量时，需要综合考虑上述因素，并进行合理的计算。
一般来说，可以按照以下步骤进行计算：1. 确定反应物的种类和数量，根据反应物的种类和数量确定反应器的容量和数量。
2. 根据反应速率确定反应器的容量和数量，可以根据反应速率和反应时间计算出反应器的容量和数量。
3. 根据反应温度和压力确定反应器的容量和数量，确保反应温度和压力的要求。
4. 综合考虑以上因素，确定最终的磺化反应器数量。
需要注意的是，磺化反应器数量的确定不是一个简单的计算过程，需要结合实际情况进行综合考虑。
在确定磺化反应器数量时，还需要考虑生产规模、设备投资和运营成本等因素。
总结起来，磺化反应器数量的确定是一个综合考虑多个因素的过程。
通过合理的计算和分析，可以确定适当的磺化反应器数量，提高生产效率和降低成本。
同时，还需要结合实际情况进行综合考虑，确保磺化反应的顺利进行。
磺酸盐磺化反应器的研究
磺酸盐磺化反应器的研究近年来，随着磺化工艺的不断发展与磺化反应器的不断完善，我国油田开发行业的发展呈现出迅速增长的趋势。
本文介绍了国内外对石油磺酸盐的合成情况与应用情况的研究，旨在针对不同情况合成出合适的石油磺酸盐，为我国油田开发行业提高原油采收率。
标签：石油磺酸盐；磺化反应；膜式反应器1 引言磺化反应是在有机化合物分子中引入磺基团的一种反应过程。
向有机分子中引入磺基可增加产物的水溶性和酸性，可以使有机化合物具有水溶性、酸化和乳化等功能，很多表面活性剂、水溶性染料、食用香料都是因为这些特性被广泛合成。
石油磺酸盐（petroleum sulfonate）是用磺化剂磺化石油馏份，然后再用碱中和而得到的产品。
它是一种拥有不同分子的复杂混合物，它的每一个分子都具有亲油性和亲水性，因此影响着其在油和水中的相对溶解性，使其成为了一种高品质的阴离子表面活性剂。
正是因为其在油和水中显示出了优质的表面活性，受到了国内外企业的重视，并且其可以利用本地原料进行合成，数量大，成本低，因而被大量生产，并应用于润滑油和润滑脂的添加剂、石油开发行业中钻井泥浆和原油破乳剂等。
2 磺化工艺技术2.1 三氧化硫（SO3）三氧化硫是一种磺化能力强，无污染，成本低，质量又好的绿色磺化剂。
正是因为其具有这样多的特性，国内外的企业都致力于对三氧化硫进行磺化技术的研究，并且已经取得了不错的进展。
目前已经研究出的磺化工艺有以下四种：气态SO3磺化法与液态SO3 磺化法。
这种工艺的反应方程式为：R-Ar-H+SO3→R-Ar-SO3H（其中R为烷基，Ar为芳基）气态SO3磺化法一般采用气体SO3为磺化剂直接磺化，这种反应成本低，速度较快，无废物产出，有利于对环境进行保护，目前已经广泛的被应用于工业当中。
目前国内已经研究出的反应器有罐组式磺化反应器、膜式磺化反应器及喷射式磺化反应器。
其中膜式磺化反应器作为这三种反应器中应用最为广泛的，已经逐步被应用于医药、石油、洗涤等不同行业的生产当中。
磺化装置工艺原理
1.1 装置概况1.1.1 装置简介洗化厂磺化装置于2005年1月通过装置验收。
2005年3月正式投产，设计规模是5吨/小时直链烷基苯磺酸钠，磺酸的生产规模为4.66吨/小时，年设计生产7200小时。
洗化厂5吨/小时SO3磺化装置是引进意大利Ballestra公司的技术，以直链烷基苯、硫磺为主要生产原料，生产直链烷基苯磺酸。
装置核心设备是Ballestra公司的多管降膜式磺化器。
该膜式磺化器的主要特点是气、液分配均匀，能够充分接触反应，转化率高，游离油含量低；该装置的检测仪表和控制阀门自动化程度高，监控系统采用PLC控制系统。
整套装置工艺先进，设备精良，具有适应原料品种广、消耗指标低、产品质量好等特点。
该装置由以下几个部分组成：空气压缩与干燥单元、熔硫与计量单元、燃硫和SO3生成单元、膜式磺化单元、SO3吸收/LABS老化和水解单元、尾气处理单元、亚硫酸盐氧化单元。
1.1.2 工艺原理1.1.2.1原理叙述熔硫与干燥的空气燃烧生成SO2，SO2在催化剂的作用下生成SO3；SO3和有机物料（烷基苯）在多管膜式反应器中发生磺化反应，生成磺酸。
尾气使用碱液吸收，生成亚硫酸盐，之后通入空气氧化，生成硫酸盐，达到排放标准。
1.1.2.2反应方程式：（1）烷基苯磺化反应磺化反应机理：在磺化反应器中，气体三氧化硫和液体烷基苯顺流接触，发生磺化反应，生成烷基苯磺酸。
磺化反应的特性如下：a、三氧化硫与烷基苯之间的反应几乎是瞬间反应；b、发生平行反应或连续反应，特别是在温度较高时；c、反应为强放热反应；d、烷基苯磺酸的粘度远高于烷基苯的粘度。
用气体三氧化硫作磺化剂磺化烷基苯生成烷基苯磺酸，反应式如下：RC6H5 + 2SO3 → RC6H4SO2OSO3H(快)（烷基苯）（焦磺酸）RC6H4SO2OSO3H + RC6H5 → 2RC6H4SO3H（慢ΔH=-170kJ/mol）（焦磺酸）（磺酸）磺化反应器中还存在着两种副反应，形成磺酸酐和砜。
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八．磺化反应器
磺化反应器有罐式和膜式两大类。
膜式反应器又分为单膜、双膜和双管（又称列管）三种，其中双膜式磺化器是目前使用最多的一种膜式磺化器。
以上反应器适用于SO3作磺化剂的场合。
膜式反应器的原理如下：反应物料在圆管表面形成薄膜，自上而下流动，三氧化硫-空气混合物则沿薄膜表面顺流而下，在并流中，两者进行接触反应，反应热由管壁外的冷却水带走。
为控制磺化速度，有些反应器在烷基苯表面吹入二次风（又称保护风），增大气流厚度，减缓SO3向反应物料表面扩散的速度，作用机理见图7-2-01。
图7-2-02示出的是双膜隙缝式磺化反应器，它由两个同心的不锈钢圆筒构成，并有内、外冷却夹套。
两圆筒环隙的所有表面均为流动着的反应物所覆盖。
反应段高度一般在5米以上，空气-三氧化硫通过环形空间的气速为12~90m/s,SO3浓度为4%左右。
整个反应器分为三部分：顶部为分配部分，用以分配物料形成液膜；中间为反应部分，物料在环行空间完成反应；底部为尾气分离部分，反应产物磺酸与尾气在此分离。
将物料分配成均匀液膜的分配装置，无论在单膜或双膜反应器中均十分重要。
上述隙缝式磺化器是采
用环行隙缝的方式作为进料分配器，其缝隙极小，约为0.12~0.38mm。
加工精度及光洁度对物料能否得到均匀分配影响很大，因此对加工的要求很高。
另一种转盘式分配器主要是依靠高速转子来分配有机物料的，这在加工安装和调试时也很困难。
目前，认为由日本研制的TO反应器（也称等温反应器）的分配系统最先进。
它是一种环状的多孔材料或是覆盖有多孔网的简单装置，其孔径为5~90μm。
它不但加工、制造、安装简单，而且穿过这些微孔漏挤出来的有机物料能更加均匀地分布于反应面上，形成均匀的液膜。
此外，TO反应器还采用了二次保护风新技术，如上所述，减缓了磺化反应速度，使整个反应段内的温度分布都比较均匀，接近于等温过程，显著的改善了产品的色泽和减少了副反应，从而提高了产品的质量。
九.磺化反应工业实例——烷基苯磺酸钠的生成
1．用发烟硫酸磺化
用发烟硫酸（又称烟酸）作为磺化试剂制备烷基苯磺酸可以采用釜式间歇磺化工艺，也可采用罐组式连续磺化工艺，这两种工艺传质差，传热慢，易发生局部过热，副反应多，使用已不多。
主浴式连续磺化是当前以发烟硫酸作磺化剂的洗涤剂制造厂普遍采用
的一种工艺，其工艺流程见图7-2-03。
烷基苯从高位槽1经转子流量计进入磺化泵4的入口处；发烟硫酸从高位。