磺化反应器研究进展
磺化反应新进展_二_
磺化反应新进展(二)大连理工大学精细化工国家重点实验室 蒋嵩 张淑芬 杨锦宗(接上期)3 蒽醌磺化大部分的蒽醌衍生物都是经过蒽醌单磺化、双磺化而制得的,常见的有12、22蒽醌磺酸和1,52、1,82、2,62、2,72蒽醌二磺酸。
磺化剂一般采用发烟硫酸或三氧化硫,两者得到的产物不尽相同。
如果要得到1位产物,需加入汞盐作为定位剂。
磺化产物加水中和后加入无机盐将产物析出时,由于在磺化过程中发烟硫酸既充当磺化剂又充当溶剂,会产生严重污染,增加生产成本。
而加入汞盐做定位剂时,汞随废酸一起排放出去,会造成更严重的污染。
目前的主要解决办法是利用金属还原脱汞、非金属还原脱汞等。
金属还原脱汞会造成蒽醌环的结构破坏,而且将金属离子引入到产品中。
非金属还原剂价格昂贵,而且反应不彻底。
用保险粉将汞还原成硫化汞,是除去汞的有效方法,除汞率可达到93%～99%〔21〕。
据报道〔22〕,蒽醌与磺化试剂可在二氧化硫介质中进行反应。
加压使二氧化硫成液态,将发烟硫酸或三氧化硫溶于其中,再将蒽醌加入到反应器中进行磺化反应。
如要得到1位产物,可在其中加入汞的硫酸盐。
反应结束后将产物转移到压力较低的容器中,蒸发掉二氧化硫,滤出未反应的汞盐,以便循环使用。
通入氮气吹出未反应的三氧化硫,此时产物呈泥状。
在分离器中加入少量热水使产物溶解,冷却使未反应的蒽醌沉淀,干燥后蒽醌循环使用。
溶液中加入碱金属硫酸盐、卤化盐、氢氧化物或硝酸盐使得蒽醌磺酸盐沉淀下来,过滤得到最终产物。
此方法的优点在于汞盐可循环使用,避免了汞污染,同时也可降低成本。
蒽醌磺化得到单取代或二取代物由加入的磺化试剂决定。
如要得到二磺化产物则需用游离三氧化硫含量≤70%的发烟硫酸作为磺化试剂;如果要得到单磺化产物,一般应用三氧化硫或游离三氧化硫含量≥95%的发烟硫酸作为磺化剂。
单磺化反应时,磺化剂与蒽醌摩尔比为1∶1～3∶1;双磺化反应时,磺化剂与蒽醌摩尔比为3∶1～6∶1。
磺化剂用量过少,反应不完全;过多对反应影响不大,而且增加成本。
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。
磺化反应的催化剂研究与应用
磺化反应的催化剂研究与应用磺化反应是一种重要的有机合成反应，常用来合成具有磺酸基团的有机化合物。
而催化剂在磺化反应中起到了至关重要的作用。
本文将探讨磺化反应中催化剂的研究与应用。
催化剂是一种能够加速化学反应速率、但本身在反应结束后能够恢复原状的物质。
磺化反应催化剂主要分为酸性催化剂和碱性催化剂两大类。
酸性催化剂如磺酸、亚硫酸等可以提供质子，促进反应中的质子转移。
碱性催化剂如三乙胺等则能够提供电子对，促进反应中的电子转移。
当前，在磺化反应中应用最广泛的催化剂是酸性催化剂。
由于磺酸的强酸性和稳定性，常用于酸性催化剂中。
磺酸通过质子化水解来催化磺化反应，起到催化酯与亚砜发生酯交换的作用。
该反应可以合成出磺酸酯。
磺酸催化剂具有催化活性高、反应条件温和、反应产率高等优点，因此得到广泛应用。
碱性催化剂也在某些特定情况下被应用于磺化反应中。
以三乙胺为代表的碱性催化剂能够催化酯与亚砜之间的酯交换反应，生成磺酸酯。
与酸性催化剂相比，碱性催化剂在催化剂种类选择上更加多样，能够提供更多的反应条件选择，同时也能避免酸催化剂引起的副反应，但是其催化活性较低。
除了常规的酸碱性催化剂外，目前还有一些新型催化剂在磺化反应中得到了应用。
如三丁基硼催化剂、有机锡催化剂等。
这些新型催化剂不仅具有较高的催化活性，而且对环境友好、易于回收利用。
但是这些新型催化剂目前在规模化生产和应用上还存在一定的困难，需要进一步的研究和开发。
磺化反应催化剂的研究不仅关注催化活性和选择性，还注重催化剂的稳定性、寿命和循环利用能力。
目前，国内外许多科研机构和企业都在不断研发新型的催化剂，以提高反应效率和减少环境污染。
同时，还有一些研究着眼于催化剂的设计和调控，通过改变催化剂的结构和活性位点，来提高催化剂的效果。
总之，磺化反应的催化剂研究与应用具有重要的意义。
催化剂的选择和设计直接关系到磺化反应的效率和产物选择性。
当前，酸性催化剂是应用最广泛的催化剂，但也面临一些挑战，如副反应产物的生成和催化剂的再生。
国内外磺化应用的研究进展
磺 酸基 修饰 手段 ， 达 到 提 高 药物 水 溶性 的 目的 是 比 来
除此 之外 还 有 研究 报 道 将 二 萜 醌 类 化 合 物 中 的
物分子 中的碳 原 子相 连 ，得 到 的产 物 为 磺酸 化 合 物 。
大多数 磺化反 应属 于取 代 反 应 ， 一 类 应 用 很广 的单 是
元反 应 。除取代反 应 外 还有 加 成 和 氧化 反 应 。作 为一
种经 典 的有机 化 学合 成 方 法 ， 化 反 应 已有上 百 年 的 磺
水 溶 性 相 当 差 ，大 大 地 限 制 它 在 临 床 上 的 应 用 。 Ｋｎ ｓ ｎ和 Ｚ ａ 等 人 对 紫杉 醇 ２ 羟基 结 构改 造制 备 ｉｇｔ ｏ ｈｏ 一
了三 种 磺 酸 盐 Ｒ ＝ Ｃ Ｈ Ｃ ０Ｎ ， Ｏ Ｈ Ｃ ２Ｏ Ｈ ＯＣ ２ Ｈ２３ ａ Ｃ Ｃ ２ Ｈ Ｃ Ｎ
吴 晓 慧等 用水 蒸 气蒸 馏 法从 牡 丹皮 中提 取丹 皮 酚 ， 其
化 学 名 为 ２ 羟 基 一 一 氧基 苯 乙酮 ， 浓 硫 酸 、 烟 一 ４甲 用 发 硫 酸 ７ ℃水 浴 中搅 拌 ２ ｍｉ 化 丹 皮 酚 ， 反 应 完 毕 ５ ５ ｎ磺
后 用 乙酸 乙酯 萃取 、 性 炭 加 热 脱 色 、 滤 、 活 过 中和 、 重
医 药化 工
善药 物 的 水溶 性 ， 特别 是 对 于 有 较 好 生 物 活 性 ， 由 但 于其水 溶性 较差 ， 响 生 物 利 用 度 和 给 药 途径 这 一 类 影
１ Ｎａ Ｃ
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磺化剂及磺化工艺技术研究进展
磺化剂及磺化工艺技术研究进展摘要：随着石油勘探和石油化工行业的迅速发展，在油田注水开发过程中，油井周围形成了一个高压降水层，由于其渗透能力差，且在油田生产过程中会被乳化，影响原油采收率。
目前，国内外研究开发出了许多新型高效的表面活性剂类产品。
而在表面活性剂类产品中，磺化剂是一种重要的原料。
由于磺化剂具有溶解速度快、高水溶性、无环境污染、可回收等优点，使得其在表面活性剂类产品中占有重要地位。
因此，对磺化剂及磺化工艺技术的研究及开发应用是未来表面活性剂领域的重要方向之一。
关键词：磺化剂；磺化工艺；磺酸基一、磺化工艺的相关概念（一）磺化反应机理在磺化反应中，固体硫酸与有机化合物中的氢原子发生化学结合，生成硫酸氢根离子和水，并使有机化合物中的羟基得到保护。
在这个过程中，可以发生取代反应、氧化反应、加成反应和聚合反应。
固体硫酸的饱和硫酸氢根离子与水结合生成磺酸根离子，然后在有机化合物的羟基上形成磺酸基（SO3H），该反应式如下：磺化反应的结果是在一定温度下生成了磺酸盐和水，这种产物被称为“磺化产物”。
这个过程称为磺化反应。
根据反应物与水相接触的程度不同，可以分为非离子型和离子型两种。
非离子型通常称为“非离子型磺化反应”，其特点是反应物与水不直接接触，只是在反应物中加入少量的水或醇等溶剂，所以此类反应又称为“非离子型磺化反应”[1]。
（二）磺化剂1.磺化剂的选择磺化剂对反应的影响是很大的，例如在选择磺化剂时，必须考虑到它与反应物的反应程度，以及它对反应后产物结构和性质的影响。
因此，在选择磺化剂时，应考虑到下列因素：（1）根据被合成物的结构特点选择合适的磺化剂。
例如，芳香族羧酸和羧酸酯类化合物，其磺化反应要求高选择性。
（2）磺化剂与被合成物的亲核反应能力要小。
（3）在所用的磺化剂中，不能含有有强碱性或强酸性基团。
2.反应方式根据反应类型的不同，磺化过程一般可分为两大类：一类是反应物分子与反应溶剂直接进行的非离子型磺化反应；另一类是反应物分子与溶剂进行的离子型或非离子型磺化反应。
氨基磺酸磺化
氨基磺酸磺化氨基磺酸磺化是一种重要的有机合成反应，广泛应用于化学、药物和生物科学领域。
本文将详细介绍氨基磺酸磺化反应的原理、应用以及相关的研究进展。
一、氨基磺酸磺化的原理氨基磺酸磺化是指将氨基磺酸化合物中的氨基或磺酸基团进行取代反应，引入其他官能团的化学反应。
在该反应中，通常使用硝酸银作为催化剂，将氨基磺酸与取代试剂进行反应，生成氨基磺酸磺化产物。
1.医药领域：氨基磺酸磺化反应在药物合成中具有重要的应用价值。
通过磺化反应，可以引入不同官能团，改变药物的性质，提高其药效。
例如，对某些药物分子进行氨基磺酸磺化反应可以增强其溶解性、稳定性和生物利用度。
2.材料科学：氨基磺酸磺化反应可用于制备新型有机聚合物材料。
通过控制磺化反应的条件，可以调节聚合物的结构和性质，实现特定功能的材料设计。
这些材料在电池、传感器、分离膜等领域具有广泛的应用前景。
3.生物科学：氨基磺酸磺化反应在生物科学研究中也有重要作用。
通过对生物大分子如蛋白质、多肽等进行磺化反应，可以改变其电荷、溶解性等性质，拓展其在药物输送、生物传感等方面的应用。
三、氨基磺酸磺化的研究进展1.反应机理研究：近年来，研究人员通过理论计算和实验手段，对氨基磺酸磺化反应的机理进行了深入研究。
他们发现，磺化反应的速率受到反应条件、催化剂和底物结构等因素的影响，揭示了反应的反应途径和速率控制步骤。
2.反应条件优化：为了提高氨基磺酸磺化反应的反应效率和产率，研究人员不断优化反应条件。
例如，调节反应温度、反应时间和催化剂用量等参数，可以实现高效的磺化反应。
此外，引入新型催化剂和反应溶剂，也能改善反应的选择性和效果。
3.新型磺化试剂的设计：为了拓展氨基磺酸磺化反应的应用范围，研究人员设计合成了一系列新型磺化试剂。
这些试剂具有较强的亲核性和活性，能够与不同底物发生高效的磺化反应。
这为氨基磺酸磺化反应的应用提供了新的选择。
4.应用拓展：氨基磺酸磺化反应在药物合成、材料科学和生物科学领域的应用不断拓展。
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。
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。
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。
《微反应器内烷基苯气液磺化工艺与传质特性研究》范文
《微反应器内烷基苯气液磺化工艺与传质特性研究》篇一一、引言随着化工技术的不断进步，微反应器因其高效率、高选择性、低能耗等优点，在化学工业中得到了广泛应用。
其中，烷基苯气液磺化工艺是重要的有机合成反应之一，其反应过程涉及气液相的传质、反应以及磺化产物的分离等多个环节。
因此，研究微反应器内烷基苯气液磺化工艺与传质特性，对于优化反应过程、提高产品质量和降低生产成本具有重要意义。
二、微反应器内烷基苯气液磺化工艺烷基苯气液磺化工艺主要涉及烷基苯与发烟硫酸在微反应器中的反应过程。
在这个过程中，发烟硫酸作为磺化剂，与烷基苯在一定的温度、压力和反应时间内进行磺化反应，生成相应的磺化产物。
在微反应器中，由于反应空间小、传热传质效率高，使得反应过程更加快速、高效。
同时，微反应器还可实现连续进料和出料，使得整个工艺流程更加紧凑。
此外，通过控制反应温度、压力和反应时间等参数，可以实现对磺化产物的有效控制。
三、微反应器内传质特性研究传质特性是影响烷基苯气液磺化工艺的重要因素之一。
在微反应器中，由于反应空间小，气液两相的传质过程更加迅速。
然而，要实现高效的传质过程，还需要对微反应器内的流场、混合和传质等特性进行深入研究。
首先，通过对微反应器内的流场进行数值模拟，可以了解气液两相在微通道内的流动状态和分布情况。
其次，通过实验研究混合过程，可以分析气液两相在微通道内的混合程度和混合时间。
最后，通过研究传质过程，可以了解气液两相间的传质速率和传质效率。
四、实验结果与讨论通过实验研究，可以发现微反应器内烷基苯气液磺化工艺具有较高的反应速率和产率。
同时，微反应器内的传质特性也得到了显著改善。
具体而言，气液两相在微通道内的流动状态更加稳定，混合程度更高，传质速率和传质效率也得到了提高。
此外，通过优化反应条件（如温度、压力和反应时间等），可以进一步提高磺化产物的质量和产率。
例如，在适当的温度和压力下，通过控制反应时间，可以实现对磺化产物的有效控制。
气相SO_3磺化甲苯工艺研究进展
磺化反应器是 SO3 磺 化 装 置 中 的 核 心 设 备 ， 是控制反应过程的主要部分，其对气液两相的混 合接触效果、传热效果直接影响到磺化产物质量 的好坏。
磺化物料的含水量也会影响工艺过程及磺 化产物质量。因此原料除水作为 SO3 磺化工艺首 要 的 关 键 步 骤 。 空 气 中 微 量 的 水 分 就 能 造 成 SO3 气 体 发 生 聚 合 结 晶 ，使 管 道 堵 塞 ，水 分 的 存 在 还 会 与 SO3 气 体 生 成 硫 酸 和 发 烟 硫 酸 造 成 设 备 的 腐 蚀 ，影 响 钒 基 催 化 剂 的 使 用 寿 命 ，并 且 存 留 在 反 应 产物中成为游离酸，而且可以使邻间位产物含量 升 高 。 因 此 ，除 去 水 分 是 关 键 和 必 要 的 。
由 于 甲 苯 与 三 氧 化 硫 反 应 非 常 剧 烈 ，放 热 量 很 大 ，粘 度 随 反 应 进 行 增 大 很 快 。甲 苯 与 三 氧 化 硫 的 反 应 摩 尔 比 控 制 在 n (甲 苯 )：n（SO3）=3：1，使 甲 苯过量。过量的甲苯一方面起到热容作用不至于 使 温 度 过 高 ，另 一 方 面 稀 释 了 甲 苯 磺 酸 的 浓 度 ，降 低 了 反 应 产 物 的 粘 度 。另 外 ，甲 苯 转 化 率 也 可 以 影 响产物的质量。据报道[8]，甲苯与 SO3 反应中，当磺 酸的浓度超过 54%（对 应 甲 苯 转 化 率 为 40%），反 应体系的粘度由几十个厘泊增大到上千个厘泊， 粘 度 增 大 几 十 倍 ，其 流 动 性 能 迅 速 恶 化 ，传 热 传 质 性能变得极差，造成局部过热。当转化率在 34%以 下时，反应体系的粘度随着产物的增加和温度的 升 高 变 得 不 很 显 著 。 [16] 因 此 ，为 了 反 应 能 正 常 进 行, 有利于质热传递，甲苯的转化率一般控制在 30 % ~40 % 。 2.5 原料含水量
石油磺酸盐磺化工艺研究现状
石油磺酸盐制备工艺流程
三氧化硫磺化原理
石油组分采用三氧化硫磺化，需要经过磺化→老化→水解中和几个步骤，其反 应方程为：
磺化设备的类型
釜式反应器
釜式磺化反应流程
磺化设备的类型
釜式反应器
釜式反应器分为间歇釜式、连续罐组式反应 器，在间歇式操作时，循环时间长，混合气体喷 入速度低，生产能力受到限制。罐组式反应器是 由多个磺化反应罐以阶梯形式排列串联而成，之 间有一定位差，从而可以使反应半连续或连续化。 从发展趋势来看，设备初始投资虽然较低，但由 于腐蚀严重、维修费用高、产品质量差、环境污 染严重逐渐被淘汰。
磺化设备的类型
喷射磺化反应器
喷射环流反应工艺流程
磺化设备的类型
喷射磺化反应器
喷射磺化反应器是发展相对较晚但 发展迅速的多相磺化反应器，多用于气 液两相反应，利用高速流动相去卷吸其 他相，使各相密切接触，继而在反应器 内分散或悬浮，并完成反应。喷射反应 器作为一类新型反应器，有许多独特、 优异的性能。
体系界面张力与钠离子浓度的关系
石油磺酸盐在三次采油中的应用
国外从20世纪70年代开始研究开发和较大规模地应用 驱油用表面活性剂。目前用于三次采油的石油磺酸盐消耗 量在10万t/a以上，具有代表性的商业产品为Witco化学公司 的TRS10-80， TRS40和Stepan化学公司的B-100等。进入 矿场实验的主要有：美国Terra Resource公司在West Kiehl 油田开展的三元复合驱矿场试验，最终采收率为11.3%，即 采出17万标准桶；美国壳牌石油公司在White Castle油田开 展的三元复合驱矿场试验；美国罗宾逊油田的富芳烃原油 生产的石油磺酸盐用于胶束驱油和微乳液驱油矿场试验； 美国马拉松石油公司用原油制备的石油磺酸盐用于宾夕法 尼亚州和伊利诺斯州的一些油田；加拿大的David Lioyminster油田等。
气液喷射式磺化反应器的应用研究_牛金平(完整版)实用资料
气液喷射式磺化反应器的应用研究_牛金平（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）收稿日期:2003-07-24基金项目:山西省青年科技研究基金项目(20011014作者简介:牛金平(1966-,女,山西长子人,中国日用化学工业研究院高级工程师,从事有机原料的磺化/硫酸化研究。
气-液喷射式磺化反应器的应用研究牛金平,袁少明,韩向丽,张高勇(中国日用化学工业研究院,山西太原,030001摘要:用喷射式磺化反应器分别对脂肪酸甲酯、烷基苯、重烷基苯、脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚和 -烯烃等原料进行了SO 3气相磺化/硫酸化反应,研究了反应器主要结构参数对产品质量的影响,并与膜式反应器作了比较。
结果表明:喷射磺化反应器制备的烷基苯磺酸、脂肪酸甲酯磺酸的产品质量与膜式磺化反应器相当,制备的重烷基苯磺酸盐产品质量稳定,降低原油/水界面张力的能力优于膜式磺化器制备的产品,但在磺化 -烯烃、硫酸化脂肪醇和脂肪醇聚氧乙烯醚时转化率低于90%,产品质量明显不及膜式反应器。
从两种反应器的传质、传热机理及效率,不同有机原料的SO 3磺化机理及反应速度等方面对以上现象进行了分析和讨论,认为喷射式磺化反应器适用于脂肪酸甲酯、烷基苯、重烷基苯的磺化,目前的结构参数不适用于 -烯烃、脂肪醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的磺化/硫酸化反应,需要进一步调整,改善传质效率。
关键词:喷射磺化反应器;SO 3气相磺化;膜式磺化反应器中图分类号:T Q 016 5 文献标识码:A 文章编号:1671-3206(200401-0016-05Study on application of gas -liquid jet sulfonation reactorNI U Jin -p ing ,Y UAN Shao -ming ,H AN X iang -L i,ZH AN G G ao -yong(China Research I nstitute of Daily Chemical Industry,T aiyuan 030001,ChinaAbstract:The Gas -liquid jet sulfonation reactor w as used to sulfonate/sulfate fatty acid methy l ester (ME,linear alkyl benzene (LAB,heavy alkyl benzene (HAB,fatty alcohol (FA,fatty alcohol ethoxylate (AEO 3and olefin (AOw ith gaseous SO 3,the effect of its main parameters of reactor onsulfonated products w as studied,and contrastive experiments were carried out in film reactor .The re -sults show ed that LAB sulfuric acid and ME sulfuric acid produced in jet reactor w as com parable w ith that made in film reactor in quality,especially the HABS produced in jet reactor was stable in quality,and its performance of decreasing interface tension between crude oil and w ater w as better than that produced in film reactor .When AO,AEO and FA w ere sulfonated /sulfated,how ever,the conver -sion was below 90%,and the product quality w as inferior to that produced in film reactor .The results above were discussed on mass and heat transfer mechanism and efficiency of two reactors,SO 3sulfona -tion mechanism and reaction rate of different organic materials.The gas -liquid jet sulfonation reactor w as fit for sulfonating M E,LAB and HAB,but not suitable for sulfonating AO,FA and AEO,w hich needed further adjusting structure parameters to improve mass transfer efficiency.Key words:jet sulfonation reactor;SO3sulfonation;film sulfonation gaseous reactor 喷射反应器是近10年迅速发展起来的多相反应器,多用于气-液两相反应,也可以用于含催化剂等悬浮颗粒的气-液-固三相反应。
磺化反应研究进展
磺化反应研究进展摘要：介绍目前磺化反应工艺的发展现状，对比了三氧化硫(SO3)、浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸、氨基磺酸等磺化剂的性能及其对磺化反应的影响，同时介绍了磺化反应的影响因素、磺化产物的分离测定方法和磺化反应工艺及设备。
关键词:磺化反应；磺化剂；工艺磺化反应工艺与技术在现代化工领域中起着重要作用[1]。
磺酸化合物和硫酸烷基酯化合物是目前产量最大、应用最广泛的阴离子表面活性剂[2]。
磺化反应[3]是将磺酸基(－SO3H)引入有机物分子中的反应。
磺化反应过程中，磺酸基的硫原子与有机物分子中的碳原子相连接，得到的产物为磺酸化合物。
常见的磺化反应有苯及其衍生物磺化、萘及其衍生物磺化、蒽醌磺化、饱和与不饱和脂肪烃磺化[4]等。
引入磺酸基的主要目的如下[5]：①有机物分子中引入磺酸基后，可使其具有乳化、润湿、发泡等多种表面活性，广泛应用于表面活性剂的合成；②利用磺酸基的可水解性，磺化还可赋予有机物水溶性和酸性；③选择性磺化常用来分离异构体；④引入磺酸基可得到一系列中间产物。
此外，磺化反应还可用于生产磺酸型离子交换树脂及香料等多种精细化工产品。
磺化产物最重要的是阴离子表面活性剂[6]，许多芳磺酸衍生物是制备染料、医药、农药等的中间体，在精细有机合成工业中占有十分重要的地位。
1.磺化方法及磺化剂目前，磺化生产技术在国内外都得到迅速发展。
工业上可采用的磺化方法[9]主要有SO3磺化法、过量硫酸磺化法、氯磺酸磺化法、亚硫酸盐磺化法、共沸去水磺化法、烘焙磺化法等。
所用磺化剂分别为SO3、各种浓度的硫酸、发烟硫酸、氯磺酸和亚硫酸盐等。
各种磺化剂具有不同的特点，适用于不同的场合。
1.1 SO320世纪50年代以来，国内外都致力于SO3磺化技术的研究，并已取得很大进展。
目前开发出的磺化工艺[10]有4种：气态SO3磺化法、液态SO3磺化法、SO3-溶剂磺化法和SO3络合物定位磺化法。
1.2 浓硫酸和发烟硫酸传统的磺化反应采用过量硫酸或发烟硫酸作磺化剂[9]。
磺化反应器研究进展
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 ,LI U You -zhi ,LI Yu ,YUA N Zhi -guo ,SO NG Xiang -dan(Research Center of Shanxi Province for High Gravity Chemical Engineering and Technology ,North University of China ,Taiyuan 030051,China )Abstract :Sulfonation reactor is one of crucial equipment for sulfonation ,the quality and selectivity of products are mostl y affected by the structural characteristic ,heat trans fer and mass transfer characteristics of the sulfonation reactor .The progress and status about sulfonation reactor are introduced in this paper ,the capability and characteristic of all kinds of s ulfonation reactors are described 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 pointed out .Key words :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,jiangxiupingzhbuty @ ;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。
《磺化反应》课件
加热反应
将混合物加热至所需温度，并 保持适当的反应时间。
产物纯化
根据需要，对分离出的产物进 行纯化处理。
实验安全注意事项
佩戴防护眼镜、实验服和化学防护眼镜等个人防护装备。 在使用高温加热时，要特别注意防止烫伤。
避免直接接触化学试剂，尤其是刺激性或腐蚀性的试剂。
对于有毒或危险的化学物质，应遵循相关规定进行操作 和处理。
磺化反应在生物医药、功能材料等领域的应用前景也将更加广阔。
磺化反应的前沿研究动态
目前，磺化反应的前沿研究主 要集中在发展新型的催化体系 和磺化剂，以及探索新的反应
路径和机理等方面。
新型的磺化剂和催化体系将更 加高效、环保和多功能化，为 磺化反应的广泛应用提供更多
可能性。
同时，随着计算化学和理论研 究的深入，对磺化反应的动力 学和机理认识将更加深入，为 实验研究提供更多指导。
01
02
03
直接磺化
直接用硫酸或磺酸对有机 物进行磺化，反应过程中 需要加热和加催化剂。
间接磺化
通过氧化或还原等反应将 醇或酚转化为磺酸或磺酸 盐。
置换磺化
利用芳香族化合物中的氢 被其他磺酸基取代的反应。
磺化反应的历程
亲电取代
磺酸基在催化剂的作用下 进攻有机化合物中的碳原 子，形成正碳离子中间体。
在表面活性剂领域，磺化反应 被用于制备各种阴离子型表面 活性剂和两性离子型表面活性 剂。
04 磺化反应的实验操作与注 意事项
实验操作流程
混合反应物
将磺化剂与待磺化的物质混合， 确保比例准确。
冷却与分离
待反应结束后，将混合物冷却 至室温，并进行分离操作。
实验前准备
确保实验室环境安全，准备好 所需的试剂和仪器，穿着适当 的实验服。
磺化反应新进展一
磺化反应新进展①(一)大连理工大学精细化工国家重点实验室 蒋嵩 张淑芬 杨锦宗摘 要 磺化反应在现代化工领域中占有重要地位,是合成多种有机产品的重要步骤,在医药、农药、染料、塑料、涂料、洗涤剂及石油等行业中应用较广。
本文介绍了以三氧化硫为主的磺化剂磺化甲苯、长直链烷基苯、硝基苯、萘及其衍生物、蒽醌、直链烷烃和烯烃的工艺,对影响反应的因素进行了讨论,并介绍了较典型的磺化反应装置。
关键词 磺化 三氧化硫 苯及其衍生物 萘及其衍生物 脂肪烃Advance in Sulfonating(Ⅰ)J ia ng Song Zha ng Shufen Ya ng J inzongAb atract Sulfonation plays a very important role in modern chemical industry.It is a key process for synthesis of many organic products and has a wide application in pharmaceuticals,pesticides,dyestuffs,plastics,coatings,detergent and petroleum.Techniques based on mainly sulfur trioxide used as agent for sulfonating toluene,benzene with long straight alkyl chain,nitrobenzene,naphthalene and its derivatives,anthraquinone,linear alkanes and olefins are intro2 duced,the factors influenced the reactions are discussed,and some typical facilities for sulfonation are introduced also.K ey w ords sulfonation,sulfur trioxide,benzene and its derivative,na phthalene and its derivative,fatty hydrocarbon磺化反应工艺与技术在现代化工领域中占有重要地位。
新型多管膜式磺化反应器的设计及生产实践
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磺化反应的进展趋势
磺化反应的进展趋势磺化反应是有机化学中一种重要的反应方法，常用于合成具有磺酸基团的有机化合物。
磺酸化合物在医药、染料、农药等领域具有广泛的应用价值。
随着研究的不断深入和合成方法的不断改进，磺化反应在有机合成中的应用也在不断扩大。
在本文中，我将探讨磺化反应的进展趋势，包括磺化剂的设计与合成、反应条件的优化、反应机理的解析以及磺化反应在合成中的应用等方面。
首先，磺化剂的设计与合成是磺化反应研究的重要方向之一。
传统的磺化剂主要是一些氧化剂，如过氧化氢、过硫酸铵等。
这些氧化剂在反应过程中产生大量的氧气，导致反应体系的危险性增加，同时也会产生大量的废弃物，对环境造成污染。
因此，研究人员开始寻找更有效、更环保的磺化剂。
一种被广泛研究的新型磺化剂是三氧化硫（SO3），它具有较高的反应活性和选择性，不会产生氧气，降低了反应体系的危险性和废弃物的产生。
此外，还有一些新型的磺化剂被研究出来，如酰胺类磺化剂，它们具有良好的溶解性和活性，能够有效地催化反应，提高反应的效率。
其次，反应条件的优化也是磺化反应研究的一个重要方向。
磺化反应通常需要较高的反应温度和长时间的反应时间，这对反应的效率和选择性都有一定的影响。
为了提高反应的效率和选择性，研究人员通过优化反应的温度、反应时间、反应物比例等条件来改进磺化反应。
例如，一些研究表明，在适当的温度下，磺化反应的活性和选择性较高，可以有效提高反应的速率和收率。
此外，还有一些研究通过添加催化剂或改变溶剂体系等方式来改变反应的条件，进一步提高反应的效率和选择性。
第三，反应机理的解析也是磺化反应研究的一个重要方向。
磺化反应涉及多个步骤，包括氧化、亲核取代等。
通过深入研究反应的机理，可以揭示反应的速率决定步骤和反应中的中间体，有助于进一步优化反应条件和合成方法。
一些研究表明，磺化反应中的氧化步骤是速率决定步骤，通过设计更高效的氧化剂和催化剂，可以提高反应的活性和选择性。
此外，通过对中间体的分析和检测，可以进一步理解反应的机理，为磺化反应的优化和改进提供理论依据。
甲苯磺化反应工艺条件的实验研究
甲苯磺化反应工艺条件的实验研究
虞文良;袁琴;邓传芸
【期刊名称】《上海应用技术学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2002(002)003
【摘要】论述以气相三氧化硫作为磺化剂与液相甲苯进行气液反应制备对甲苯磺酸的实验研究过程.通过降膜式反应器与鼓泡式反应器的实验对比,得出降膜式反应器优于鼓泡式反应器,产品色泽好,反应速度快.用正交法进行优化工艺条件实验得出,温度为17～20℃,选取有机酸为定位剂,用量为1%,SO3气体浓度6%～9%,反应得到对甲苯磺酸纯度高.重复实验,对甲苯磺酸纯度平均达到93.44%,置信区间为92.46%～94.42%,置信度为95%.
【总页数】4页(P192-194，200)
【作者】虞文良;袁琴;邓传芸
【作者单位】上海应用技术学院,化学工程系,上海,200235;合肥工业大学化工学院,合肥,230009;合肥工业大学化工学院,合肥,230009
【正文语种】中文
【中图分类】TQ241
【相关文献】
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4.甲苯三氧化硫磺化反应抑制副产物二甲苯砜的研究 [J], 颜范勇;汪宝和;井欣;张德利;刘邦孚;袁继堂
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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 ,LI U You -zhi ,LI Yu ,YUA N Zhi -guo ,SO NG Xiang -dan(Research Center of Shanxi Province for High Gravity Chemical Engineering and Technology ,North University of China ,Taiyuan 030051,China )Abstract :Sulfonation reactor is one of crucial equipment for sulfonation ,the quality and selectivity of products are mostl y affected by the structural characteristic ,heat trans fer and mass transfer characteristics of the sulfonation reactor .The progress and status about sulfonation reactor are introduced in this paper ,the capability and characteristic of all kinds of s ulfonation reactors are described 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 pointed out .Key words :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,jiangxiupingzhbuty @ ;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。
磺化反应是合成多种有机化学品的重要反应类型,在精细化工合成方面占有极其重要的地位。
磺化产品种类众多,且与人民生活和国民经济发展密切相关,在医药、农药、染料、塑料、涂料、洗涤剂、石油及选矿等行业广泛应用[1-2]。
磺化反应的核心设备是磺化反应器。
现有的各种磺化反应器由于其结构特点使其在应用中存在不同的局限性,致使磺化产品不同程度上存在产率低、产品纯度低、产品选择性低、产物难分离、污染环境、腐蚀设备等缺点,所以许多研究人员都在致力于磺化反应器的开发研究,力求开发出高产率、高纯度、低成本和低污染的新型磺化反应器。
1 磺化反应器的类型磺化反应器的研究经历了间歇釜式反应器、罐组式反应器、泵式反应器、膜式反应器和喷射式反应器的发展历程。
近年来,降膜式反应器和喷射环流反应器成为国内外磺化反应器研究的主流,根据已有磺化反应器的结构特点以及磺化产品的特殊要求对磺化反应器进行改进成为科技工作者研究的热点,并且在此基础上探索开发高效节能环保的新型磺化反应器成为科技工作者追求的目标。
我国磺化工艺及装备的发展也经历了从国外成套引进、消化吸收创新、自主研发国产化以及出口的过程,磺化工艺和设备得到了较大进步。
1.1 间歇釜式磺化反应器间歇釜式磺化反应器是使用最早的一类磺化反应器,可用发烟硫酸等进行磺化反应。
有机物料先加入反应釜中,然后将一定量的磺化剂(如发烟硫酸等)加入釜内,并剧烈搅拌混合,釜体的夹套和内置盘管通冷却水除热,必要时部分物料还可以通过循环泵输出釜体外经由换热器进一步除去多余的热量。
该类反应器结构简单,设备投资少,但反应效率低,产品质量较差,曾用于大规模生产十二烷基苯磺酸钠(L AS ),现已基本被淘汰。
·33·第29卷第9期现代化工Sep .20092009年9月Modern Chemical Industry1.2 罐组式反应器罐组式SO3磺化工艺是由意大利Ballestra公司首先研制成功的,主要用于液相反应。
该工艺由多个磺化反应罐以阶梯形式串联排列而成,各罐之间有一定的位差,每个反应罐都配有强烈的搅拌器。
反应器的大小和反应罐的数目根据生产能力确定,串联的反应罐数目越多则物料返混越少,物料在每个反应罐中停留的时间短则副反应较少,但是所串联的反应罐数目太多会给操作带来不便,所以一般取3～5个反应罐[3]。
罐组式反应器效率比较低,体积大,物料停留时间长,原料返混现象严重,易使副反应产物增多,产品质量差,不适于热敏性物质的磺化。
现大部分已被膜式磺化装置所代替。
1.3 泵式磺化反应器泵式磺化反应器[4],又称主浴式磺化反应器,常用于以发烟硫酸作磺化剂的磺化反应。
反应流程主要由反应泵(硅铸铁泵、玻璃泵或不锈钢泵)、冷凝器(不锈钢或石墨冷凝器)、老化器和循环管路组成。
有机物料和发烟硫酸从高位槽分别流经流量计,按一定比例和循环物料一起进入磺化反应泵内,在泵内使2种物料充分混合,基本上完成反应,反应物大部分经冷却器循环回流,部分物料经盘管老化后进一步完成磺化反应,最后成为产品。
泵式磺化反应容易产生大量废酸,产物中硫酸含量高,不适于配制液体洗涤剂。
但其传质性能较好,反应物料转化率较高,物料在反应器内的停留时间较短,副反应较少,反应器体积小,设备投资低,操作简便,容易控制。
此类反应器至今仍在使用,但由于其处理量小,工业上用的并不多。
1.4 膜式磺化反应器膜式磺化反应器是典型的气相SO3反应器,为目前国内外应用最为广泛的磺化反应器,主要用于LAS、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、α-烯基磺酸钠(AOS)、α-磺基脂肪酸甲酯钠盐(MES)等表面活性剂的工业化生产,膜式反应器根据设计原理及结构可分为降膜式反应器、升膜式反应器、双膜式反应器以及多管膜式反应器。
目前,国外以SO3磺化为主的几种具有代表性的膜式磺化反应器主要有意大利Ballestra、Mazzoni 公司和美国Chemithon公司的多管膜式磺化装置,其中尤以意大利Ballestra公司多管膜式磺化装置占主导。
国际上,双膜式磺化反应器开发较早、影响较大的是美国Chemithon公司的双膜式磺化反应器[5],意大利Mazzoni公司的带保护风的多管膜式磺化装置也很具有代表性。
我国的磺化装置小部分为引进意大利Ballestra公司的多管膜式装置及美国Chemithon 公司的双膜式磺化装置,然后进行消化吸收,大部分为国产装置。
1.4.1 降膜式磺化反应器[5]降膜式磺化是将被磺化的物料用分布器均匀分布于直管壁四周,物料呈膜状自上而下流动,喷入的SO3气体混合物与物料在液膜上相遇发生反应,自上而下SO3浓度越来越低,物料黏度越来越大,磺化率逐步提高,到反应管下端出口,反应基本完成。
SO3-空气的混合气体通过磺化器的速度在10～40 m/s,液体物料停留时间仅几秒钟,几乎不存在物料返混现象,过磺化及其他副反应都比罐组式反应器更少。
膜式反应器磺化反应总速度取决于SO3向液膜表面的扩散速度,因此气流速度、气液分配均匀程度、扩散距离、传热速率都对反应有重要影响。
美国Chemthon公司的磺化反应器是降膜式SO3反应器,它由2个带冷却水夹套的圆柱筒型组成,它们之间形成很窄的环隙,SO3气体和有机物的混合物由此通过,一层有机物料的薄膜沿两筒体的表面与SO3气体一起并流而下,气体和液体薄膜之间的反应在此进行。
反应的温度受进口有机物料和气体的温度、夹套冷却水温度和反应器底部的循环反应的产品急冷控制。
除传统的膜式反应器之外,随着膜式磺化反应器的进一步改进和创新,出现了反应面为波浪状的膜式磺化反应器(CWFFR),此类反应器的反应面不再为光洁的镜面,而是设计成波浪形光滑面。
Ahmed等[6]以气体SO3为磺化剂磺化烷基苯,对该类反应器与传统的降膜式磺化反应器进行了对比,结果表明此类降膜式磺化反应器所得产品的质量高于普通降膜式磺化反应器。
到目前为止,降膜式气体SO3磺化反应器的使用仍然最为普遍。
国内140余套SO3磺化装置不论是引进的还是国产的,均采用降膜式磺化反应器[7]。
1.4.2 双膜式磺化反应器双膜式磺化反应器的形式很多,如美国Allied 化学公司开发的双膜磺化反应器是由2个同心的不锈钢圆管组成,内外都有冷却水冷却,反应器的有效高度为6m,可分为头部、反应区和尾部分离器3部分。
在反应器头部,被磺化的液体物料经环形分布器的通道和缝隙均匀分配,并沿内、外反应管壁顺流而下形成均匀的内膜和外膜,SO3-空气混合气通过气室的环隙进入反应区;反应区是指2个同心圆管·34·现代化工第29卷第9期之间的环形区,在反应区,SO3与液膜接触并反应,上半段反应集中,转化率可达90%,液膜温度常超过100℃,温度达峰值后随液膜下降而下降,反应热由内、外夹套冷却水带走,至出口处液膜温度仅40℃。
反应器对内外管同心度和椭圆度要求甚高,反应面光洁度要求接近镜面。
最后,在内装螺旋型导向板分离器的尾部分离器内,将尾气和磺化产品分离,由不同出口排出[3]。
1.4.3 具有保护风的双膜磺化反应器由于SO3磺化是强放热快速反应,在反应器的起始部分即反应器头部,反应剧烈集中,容易发生过磺化而发生结焦现象,为了使反应器起始阶段的反应稍加缓和,日本狮子油脂公司(Lion Oil Company)开发出具有保护风的双膜磺化反应器,又称TO反应器,并于20世纪70年代开始工业化。
其主要特点是采用保护风(二次风)技术,在液膜和SO3气体之间引入干燥空气,SO3分子要经过保护风逐渐扩散到液膜表面才发生反应,从而将磺化速率减慢,消除了温度高峰,整个反应段温度分布平稳,接近等温过程。