表面活性剂生产工艺设备

吊链式输送机
是由装有滚轮 的吊挂式的工 字梁轨道组成 的，其占地面 积很小，适用 性广，尤其在 需要浸入溶液 中操作的生产 中特别方便。
斗式提升输送机
由立式输送带 与数目不等的 装料斗所组成。 主要用于在垂 直方向上或大 坡度的方向上 输送颗粒状和 粉状的物料。 例如输送煤粉 和小矿石。
气流输送设备
第五节 表面活性剂典型工艺及设备
一、烷基磺酸盐Sa生产工艺--SAS 烷基磺酰氯 1．磺氯化法
烷基磺酰氯
RH+SO2+C12 → RSO2C1+HCl RSO2C1+2NaOH → RSO3Na + H2O + NaCl
磺氯化法包括：
原油处理 磺氯化反应 脱气 皂化 脱盐脱油 活性物调整
(1)原油处理：
正构烷烃>98%，碳数以C13～C17为宜，芳烃含 量≤0.06%，碘值<5g/100g，水分<0.03%。 对于氯气和SO2气体也有一定的要求，气体中 的氧含量<0.2%，因为烷基的氧化反应速率比氯化 速率快100倍以上，所以反应过程中需要避免空气 漏入。
(2)磺氯化反应： 紫外灯引发反应，SO2和C12按1.1∶l在气体 混合器内混合，通入反应器。 该反应是一个放热反应，除反应热外，紫外 灯管也会放出一定的热量。为除去反应热可采 用内冷却方式，也可以采用外冷却方式。
在表面活性剂生产中，时常需要把不同形态的物料与 产品分离开。例如把固体悬浮物从液体中除去，把固体中 的水分分离掉等等。 (1)沉降分离设备：澄清设备和沉淀浓缩设备两大类。 ①澄清没备 澄清设备是使固体浓度比较小的料液中 的悬浮粒子沉降下去，从而得到澄清的液体，其主要设备 是沉降槽，它有不同的形状。
②沉淀浓缩设备 主要作用是使浓度比较大的桨液中的固体物沉淀下来， 成为浓缩状态的物料。有一种连续式的沉淀浓缩设备，原 桨液由上面不断注入，集泥耙子在转动，加上重力的作用 使浓缩的料桨由底部集中排出，较清的溶液由溢流糟排出。
30%NaOH
16.5%NaOH 10%NaOH
(4)脱油脱盐：
未反应的蜡油，HCl、Cl2、SO2、无机盐
磺氯化法制取烷基磺酸钠的工艺流程图
1-反应器；2-脱气塔；3-气体吸收塔；4-中间贮罐；5-皂化器； 6-分离器；7-分离器；8-蒸发器；9-磺酸盐分离器；10-油水分离器
经处理的原料蜡进入反应器1，在紫外线照射下，由 底部引入氯气和二氧化硫。反应后的物料部分经冷却后返 回反应器，使反应温度保持在30℃，其它部分磺氯化物进 入脱气塔2，脱气后的磺氯化物送入中间贮罐4，再在皂化 器5中与氢氧化钠反应，然后在分离器6中分开残留的石蜡， 下层进入分离器7，在此脱盐后，进入蒸发器8。然后在磺 酸盐分离器9中分出磺酸盐。蒸出的部分在分离器l0中分 离石蜡和水。由1和2放出的氯化氢气体进入气体吸收塔3 用水吸收。
利用高速的空气流在经 过管内时，把粉状物料 带走。优点是物料输送 过程全密闭，可以避免 物料对环境的污染；缺 点是设备较复杂，耗能 大，对粉料的密度和粒 度有一定要求。易产生 静电的粉料有爆炸的危 险则不宜选用这种设备。
（2）液体物料的输送设备
根据生产中液体物料的黏度，所含固体颗粒的大小， 腐蚀性的强弱，温度与压力的高低等，应选择相应类 型与材质的液体输送设备——泵。旋转泵(包括离心泵、 轴流泵、齿轮泵)和往复泵。泵是靠泵内转子旋转来吸 入或派出液体的。
球磨机
利用下落的钢球、鹅卵石等研磨体的冲击作用以及研磨 体与球磨机内壁的研磨作用将物料粉碎、研磨和混合。
（2）物料的混合
通过滚筒的转动而把筒内的干粉状物料混合
V型混合机
两个圆形筒组成V 型混合筒。由于V 型混合筒不断地回 转，产生重力和离 心力的作用，被混 合的物料沿着交叉 的两个圆筒移动， 在V型筒的尖端处 反复冲撞与混合， 这种设备也适于干 粉的混合。
外部热交换式填充塔
流化床
流化床式反应设备是用 参加反应的流体使颗粒状 的固体反应物产生流动， 从而进行液-固相或气-固 相之间的反应。固体随气 流进入反应器内，反应后， 反应物与生成物一起由下 而上，从塔顶排出，再分 离。另一种是反应生成物 从塔顶排出，固体粒子由 排出管从下面排出。
滚筒式
滚筒式：反应物料借回转的滚筒进行充分混合与反应； 液柱式：参加反应的液体物料，借塔底进入的气体流而得到 搅动，进行气—液之间反应； 喷射式：反应物在反应器内通过喷嘴喷射而进行充分接触与 反应。
（2）化学反应设备的结构和形式
反应物在反应设备内要有适当的停留时间；具有传热的特 性；能进行相与相之间的混合和搅拌。 常用的化学反应设备有搅拌式、塔板式、填充式、滚筒式 和喷射式等反应器。
搅拌式
适合于小型、间歇操作。反应器内装有搅拌器，供 反应物在搅拌下能充分接触并进行反应的设备。 常用的搅拌器有桨式和涡轮式。 多数搅拌式反应罐的外部有加热或冷却用夹套，或 者在反应罐的内部装置蛇管，在夹套或蛇管内通入水蒸 气或其他载热体进行加热交换。
螺旋叶片型混合机
是在一个固定的U型混合槽内，装上两个方向相反的叶片， 固定在同一旋转轴上，随轴旋转，使物料作双向流动，以 达到混合的目的。这种设备既适合于干粉也适合于湿润粉 体的混合。例如用碳酸钠与磺酸中和生产洗涤剂的活性物 时，把二者投加到螺旋叶片混合机中，边混合边推进。
固体物料和黏稠性的液体物料，或者黏稠性的液体和 液体的混合，则要采用专门的捏和设备。 捏和机械的结构比较复杂，主要是借助旋转方向相反 的特殊形状的叶片，在箱体内的不断运动，以达到捏合的 目的。
皂化过程中，反应液应始终保持微碱性，游离碱含 量为0.3～0.5%，反应温度保持在98～100℃，不能忽高 忽低。如果反应液呈酸性或反应温度过高，会造成溢锅 事故。液碱的加入要均匀，反应液的搅动要充分，这样 可防止中和后泛酸。皂化所用碱液的浓度不同，磺氯化 产物也不一样。M-80，M-50和M-30产物皂化时分别采用 30%、16.5%和10%氢氧化钠的碱液。磺氯化产物皂化后 得到的活性物溶液中含有未反应的烃也称重蜡油，需回 收利用。
(3)脱气和皂化：
产物中溶解一部分HCl，未反应的C12和SO2，利 用压缩空气，将这些气体吹脱，至反应混合物中 的游离酸含量<0.1%之后，进入皂化釜。整个皂 化过程保持微碱性，中和温度保持在98～100℃， 游离碱的含量为0.3～0.5%。磺酰氯产物不同，皂 化所用的碱的浓度也不一样。
磺氯化产品的组成
填充塔
反应设备的内部堆放填料，以增加液体和气体的接触 面积，提高反应速率与传质能力。塔内液体一般从上往下 流动，反应过程伴随着放热或吸热，采取适当的热交换方 法以控制温度。 一种有外部热交换器的填充塔，反应流体由塔上进入 第一段填料，再进入外设热交换器，与管内的热媒进行热 交换，然后进入下一段填料继续反应。除此之外，还可以 用塔内热交换，经多次热交换以保证反应所需的温度。
离心泵
泵
（3）气体输送设备 不改变其压力：由A处输送到B处，采用吹风机，排风机和抽 风机 提高气体的压力：气体压缩机 减小气体的压力：真空泵，抽气机等，用于蒸发和干燥
3. 物料的破碎研磨与混合
（1）破碎与研磨设备 粗粉碎、中粉碎、细粉碎和超级粉碎 产品大小均匀，可立即从轧压部位排出，可调整 粉碎度，操作方便，易磨损部位可以更换，有保 险及防爆装置，粉尘污染少，耗能小。 破碎机有颚式、锥式、滚筒式、锤式及球磨机
乳化和均质设备
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胶体磨
胶体磨适用于液体、固体和胶体物料的研磨和混合。 胶体磨是由固定的磨盘和高速旋转的磨盘所组成。物料由 上加入，经过固定磨盘与旋转磨盘之间的微小间隙时，由 于高速旋转的磨盘，使物料进行充分的剪切、研磨与混合， 它适合于液体、固体和胶体物料的研磨与混合。
4. 物料与产品的分离
（3）设计与选择反应设备的出发点
①参加反应的物相是什么状态； ②反应的温度要求，应该用什么方法进行热交换，如 何控制所需要的温度； ③反应的压力多大为宜； ④反应时间，反应物停留的时间及空间速率； ⑤生产能力，连续或间歇操作； ⑥搅拌的形式； ⑦对产品的质量要求； ⑧经济条件，投资的大小。
2. 物料的输送
2.磺氧化法
RH + SO2 + O2 → RSO3H
二、表面活性剂生产的主要设备
1. 一般的化学反应设备 (1)化学反应设备的分类
按照操作方法：间歇法、连续法和半连续法。
按照反应物的相状态：均相反应设备、各种异相反应 设备等。 按照传热方式：绝热型、自热交换型和外部热交换型反 应设备等。 按照反应物的混合状态：完全混合反应设备，挤压排出 混合反应设备等。
桨式
涡轮式
塔板式
不仅可以用作气体和液体的物料反应器，最主要 是用于气体的吸收、吸附、蒸馏和萃取等过程， 还可用于气体的冷却、除尘与净化。 多层舱塔板，使气体与液体、气体与固体、液体 与液体或液体与固体能充分接触，以促进其相互 作用。为此，有的塔板上装有搅拌叶轮，或使塔 板转动。 塔板用以使两种流体密切接触，进行两相之间 交换，以达到分离液体混合物或气体混合物组 分的目的。
颚式破碎机
由活动牙板对固定牙板作周期性的往复运动而把物料破碎 用于粗碎与中碎，粗碎石灰石，粗食盐块及其它矿石
锥形破碎机
由两个硬质合金钢轧板的圆锥体组成，将物料压碎 适合于坚硬脆性的物料的破碎与混合
滚筒轧碎机
两个滚筒作相反方向的转动，适用于某些中等硬 度的物料，煤的轧碎
锤式破碎机
机壳内的重锤对物料进行猛烈迅速的冲击使之粉碎主轴 上装有钢质圆盘，圆盘上又装有固定的或可摆动的硬钢 锤头。主轴转动时，锤头在各种不同位置上以很大的离 心力锤击，把物料击碎。
内冷却是在反应器内装冷却管，这种方法冷却 效果好，反应温度较稳定，但反应液搅动情况 差。 外冷却方式是采用循环泵和外冷却器，将一部 分物料冷却后循环。这种方式物料循环好，反 应液充分混合，设备维修也方便，缺点是反应 在冷却前后温差较大，冷却过程中物料不受紫 外光照，对反应不利。
反应温度控制在30±2℃为宜，低于15℃时反应 速率变慢，温度高时SO2和C12在重油中的溶解 度降低，于反应不利。反应生成的氯化氢气体进 入盐酸吸收装置，反应混合物进入脱气器。
（1）固体物料的输送设备 带式输送机
适用于输送细散的物料和包装好的产品。有金属链条式与橡 胶皮带式的输送机。其优点是输送能力强，操作连续，动作 平稳，摩擦损失小，动力消耗较低，对物料的损伤小，安装 维修比较方便。
螺旋输送机 利用螺旋的旋转以推动运 送固体物料。适用于输送 硬度不太大，摩擦力较小 的粉状或块状物料。其优 点是容易密闭运行，防止 粉尘污染，占地面积小， 便于操作与管理。缺点是 运行阻力大，设备的磨损 快，耗能较大。
（2)过滤分离设备 利用多孔的过滤介质，把悬浮液中的固体颗粒挡住， 让液体通过，从而使固液分离。利用真空泵进行抽吸过滤 的 (3)离心分离设备 离心分离设备大致分为两类，一类 是离心过滤分离设备，另一类是离心沉降分离设备。二者 那是借助离心力把固-液、固-气分离。