三氧化硫磺化装置的核心设备——磺化反应器

指出SO3磺化装置的核心设备--磺化反应器的几种型式.着重介绍了降膜式磺化反应器,特别是多管膜式磺化反应器.对两种型式的降膜式磺化反应器即双膜式和多管膜式磺化器进行了比较,并提出多管膜式磺化反应器的一些建议改进.     

气液喷射式磺化反应器的应用研究

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α 烯烃等原料进行了SO3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α 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SO3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α 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。     

磺化与硫酸化技术与装备简况

正1全球主要磺化/硫酸化装备统计目前世界上主要有7种磺化反应器系统(见表1),5家公司拥有知识产权。全球各地广泛使用的磺化反应系统多为Ballestra Sulphurex F多管降膜式磺化反应器(MT-FFR)、两步中和(Neutrex)系统以及Chemithon带淬冷循环反应器的降膜式磺化反应器、中和用循环环路反应器(由出料量可调的齿轮式循环泵、管壳式换热器和均质器构成)。     

双膜式和多管式磺化反应器传质系数的比较

通过对双膜和多管膜式磺化反应器传质系数的计算与分析比较，表明传质系数的决定性因素是三氧化硫的扩散距离，其传质系数与实际情况较接近。又根据传质系数建立了反应高度与反应率的关系，分析了产品质量差异的原因，以及多管膜式磺化反应器和双膜式磺化反应器差异的原因。     

脂肪酸甲酯的喷射磺化工艺研究

利用新开发的高气液比喷射磺化反应器，对脂肪酸甲酯进行了连续的SO3气相磺化试验，考察了老化条件、摩尔比、喉管气速、夹套介质温度以及气液比等因素对产品脂肪酸甲酯磺酸质量(活性物、无机酸、游离油)的影响，井与玻璃管膜式磺化反应器进行了对比。结果表明，喷射磺化时脂肪酸甲酯转化率为90％～95％，SO3利用率达99％，与膜式反应器相近。且喷射磺化反应器结构简单、紧凑，制造、维修成本低，生产操作弹性大，具有较好的应用前景。     

国产大型磺化器的开发、应用追踪及发展

介绍了首台国产3.8t/h(90管)膜式磺化反应器及配套设备在近5年内的开发和应用情况,以及有关国产大型多管膜式磺化反应器及配套设备的设计、制造和调试的研究进展.     

烷氧基化聚合反应器的研究进展

系统介绍了几种已经工业化应用的烷氧基化聚合反应器,如管式、降膜式、釜式、意大利Press、瑞士Buss、Linde以及外循环釜式等反应器的优缺点,同时介绍了近年来日本、欧美和中国大陆主要烷氧基化聚合反应器的结构及特点。     

小型SO3法磺化装置的建立

从发烟硫酸中气提三氧化硫，采用降膜式磺化反应器对脂肪醇和脂肪醇醚进行硫酸化，进而中和制得符合质量要求的，应用于用化工行业的该类铵盐系列产品。     

国内磺化装置信息总汇

<正>目前,中国表面活性剂大品种生产装置中的膜式磺化装备和喷射式磺化装备等已基本实现国产化。据统计,截止2014年7月,中国引进的磺化装置以及国产装置已达到152套,产能超过300万t。国内大于2t/h国产化列管膜式磺化装置有28套(进口24套),最大的首套国产化5t/h列管膜式磺化装置于2006年由中轻化工在浙江建成投产,已稳定运行多年,整套磺化装置也有出口。至此,中国膜式磺化装置形成了从实验室6kg,h到工业化5t/h较完整的体系,完全可满足国内生产需求,磺化装置见表1。     

脂肪酸甲酯磺化新工艺

根据脂肪酸甲酯气相SO3，磺化的机理，研究开发了一种甲酯磺化新工艺，以结构简单、紧凑、操作稳定的高气液比喷射反应器为磺化装置，对脂肪酸甲酯进行连续的SO3气相磺化，实验取得较好的结果。甲酯最高转化率为95％，SO3转化率则达99％，可与膜式反应器相媲美。     

脂肪酸甲酯磺化新工艺

根据脂肪酸甲酯气相SO3磺化的机理。研究开发了一种甲酯磺化新工艺，以结构简单、紧凑、操作稳定的高气液比喷射反应器为横化装置，对脂肪酸甲酯进行连续的SO3气相磺化，实验取得较好的结果。甲酯最高转化率为95％，SO3转化率则达99％，与膜式反应器相近。     

国产双膜磺化反应器的改进及应用

介绍了国内自主开发的第一台双膜磺化反应器结构特点以及在长期使用过程中反映出的问题;重点阐述了近年来针对有机原料分布结构、SO3气体分布结构和确保内外膜同心度结构等问题,进行的试验研究及改进设计;还详细介绍了反应器制造过程中的工艺研究和改进。最后,对反应器改进前后的性能和磺化产品的质量进行了对比。     

三氧化硫磺化装置中的一些新技术的应用

介绍了国内三氧化硫磺化技术和磺化装置中的新技术应用,从工艺、设备、仪表和自动控制等方面阐述了一些最近的技术成果。指出国内可以购买和制备三氧化硫磺化装置的主要标准设备和专用没备,包括其主要的多管膜式磺化反应器,表明我国国内的三氧化硫磺化技术已接近世界先进水平。     

三氧化硫磺化技术在国家科技攻关项目中的回顾和展望

介绍了国家科技攻关项目中有关三氧化硫磺化技术的情况,如多管膜式磺化反应器及磺化装置的国产化、计算机技术在三氧化硫磺化中的应用、AOS和MES的新产品开发和石油磺酸盐的研制及其在三次采油中的应用等。介绍了国家“七·五”攻关项目以来有关三氧化硫磺化技术及其发展情况。     

磺化技术及产品开发趋势

综述了磺化工艺技术及产品开发的国内外现状与发展趋势,认为磺化工艺及工程技术将出现严重的两极分化,一方面,传统型磺化产品(如LAS、AES、AS、AOS)的生产规模将进一步大型化、集约化、专业化,相应地要求SO3气体膜式磺化反应器的单台生产能力进一步增大,整套生产装置的自控水平进一步提高;另一方面,小批量、功能型磺化产品需求的旺盛促进了多种形式的磺化反应器及多种磺化工艺技术的开发。     

多管膜式磺化反应器设计和运用规律

阐明了多管膜式磺化器在设计和制造的放大过程中,反应物进料均匀分配、调节和自动补偿的原理。     

Linear Alkylbenzenes Sulfonation: Design of Film Reactor and its Influence on the Formation of Deactivating components

Linear alkylbenzene sulfonic acid (ABSA) is a valuable product of inorganic chemistry that is used to obtain linear alkylbenzene sulfonates. The current method for industrial production of ABSA includes sulfonation of linear alkylbenzene (LAB) with sulfur trioxide in tubular falling film reactors. In this work, we analyze the dependence of the dynamics of the deactivating components formation (tetralines and sulfones) on the structural parameters for a multi-tube film sulfonation reactor. To achieve this, we used an unsteady-state mathematical model that considers the feedstock composition and the change in the reaction medium activity. We determined that the film sulfonation reactor of optimal construction has 40 tubes of diameter of 43 mm. It was revealed that with an increase of the LAB supply to the reactor tube, the mass transfer coefficient also increases. For LAB flows of (95∙10⁻⁵) and (2.86∙10⁻⁵) m³ s⁻¹ per tube, the mass transfer coefficient is (1.73∙10⁻²) m s⁻¹ and (2.08∙10⁻²) m s⁻¹, respectively.