表面活性剂生产工艺设备.ppt
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1、第五节表面活性剂典型工艺及设备 一、烷基磺酸盐一、烷基磺酸盐SaSa生产工艺生产工艺-SAS-SAS 1 1磺氯化法磺氯化法 RH+SO2+C12 RSO2C1+HCl RSO2C1+2NaOH RSO3Na+H2O+NaCl烷基磺酰氯烷基磺酰氯烷基磺酰氯 原油处理原油处理原油处理原油处理 磺氯化反应磺氯化反应磺氯化反应磺氯化反应 脱气脱气脱气脱气 皂化皂化皂化皂化 脱盐脱油脱盐脱油脱盐脱油脱盐脱油 活性物调整活性物调整活性物调整活性物调整磺氯化法包括:磺氯化法包括:(1)(1)原油处理:原油处理:正正正正构构构构烷烷烷烷烃烃烃烃98%98%98%98%,碳碳碳碳数数数数以以以以C C C C
2、13131313C C C C17171717为为为为宜宜宜宜,芳芳芳芳烃烃烃烃含含含含量量量量0.06%0.06%0.06%0.06%,碘值,碘值,碘值,碘值5g/100g5g/100g5g/100g5g/100g,水分,水分,水分,水分0.03%0.03%0.03%0.03%。对对对对于于于于氯氯氯氯气气气气和和和和SOSOSOSO2 2 2 2气气气气体体体体也也也也有有有有一一一一定定定定的的的的要要要要求求求求,气气气气体体体体中中中中的的的的氧氧氧氧含含含含量量量量0.2%0.2%0.2%0.2%,因因因因为为为为烷烷烷烷基基基基的的的的氧氧氧氧化化化化反反反反应应应应速速速速率率
3、率率比比比比氯氯氯氯化化化化速速速速率率率率快快快快100100100100倍倍倍倍以以以以上上上上,所所所所以以以以反反反反应应应应过过过过程程程程中中中中需需需需要要要要避避避避免免免免空空空空气气气气漏入。漏入。漏入。漏入。(2)(2)磺氯化反应:磺氯化反应:紫紫外外灯灯引引发发反反应应,SOSO2 2和和C1C12 2按按1.11.1l l在在气气体体混合器内混合,通入反应器。混合器内混合,通入反应器。该该反反应应是是一一个个放放热热反反应应,除除反反应应热热外外,紫紫外外灯灯管管也也会会放放出出一一定定的的热热量量。为为除除去去反反应应热热可可采采用内冷却方式,也可以采用外冷却方式。
4、用内冷却方式,也可以采用外冷却方式。内冷却是在反应器内装冷却管,这种方法冷却内冷却是在反应器内装冷却管,这种方法冷却内冷却是在反应器内装冷却管,这种方法冷却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,但反应液搅动情况效果好,反应温度较稳定,但反应液搅动情况效果好,反应温度较稳定,但反应液搅动情况效果好,反应温度较稳定,但反应液搅动情况差。差。差。差。v外外冷冷却却方方式式是是采采用用循循环环泵泵和和外外冷冷却却器器,将将一一部部分分物物料料冷冷却却后后循循环环。这这种种方方式式物物料料循循环环好好,反反应应液液充充分分混混合合,设设备备维维修修也也方方便便,缺缺点点是是反反
5、应应在在冷冷却却前前后后温温差差较较大大,冷冷却却过过程程中中物物料料不不受受紫紫外外光照,对反应不利。光照,对反应不利。反应温度控制在反应温度控制在反应温度控制在反应温度控制在302302为宜,低于为宜,低于为宜,低于为宜,低于1515时反应速时反应速时反应速时反应速率变慢,温度高时率变慢,温度高时率变慢,温度高时率变慢,温度高时SOSO2 2和和和和C1C12 2在重油中的溶解度降在重油中的溶解度降在重油中的溶解度降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低,于反应不利。反应生成的氯化氢气体进入盐低,于反应不利。反应生成的氯化氢气体进入盐低,于反应不利。反应生成的氯化氢
6、气体进入盐酸吸收装置,反应混合物进入脱气器。酸吸收装置,反应混合物进入脱气器。酸吸收装置,反应混合物进入脱气器。酸吸收装置,反应混合物进入脱气器。产物中溶解一部分产物中溶解一部分产物中溶解一部分产物中溶解一部分HClHCl,未反应的,未反应的,未反应的,未反应的C1C12 2和和和和SOSO2 2,利利利利用压缩空气,将这些气体吹脱,至反应混合物中用压缩空气,将这些气体吹脱,至反应混合物中用压缩空气,将这些气体吹脱,至反应混合物中用压缩空气,将这些气体吹脱,至反应混合物中的游离酸含量的游离酸含量的游离酸含量的游离酸含量0.1%0.1%之后,进入皂化釜。整个皂之后,进入皂化釜。整个皂之后,进入皂
7、化釜。整个皂之后,进入皂化釜。整个皂化过程保持微碱性,中和温度保持在化过程保持微碱性,中和温度保持在化过程保持微碱性,中和温度保持在化过程保持微碱性,中和温度保持在9898100100,游离碱的含量为游离碱的含量为游离碱的含量为游离碱的含量为0.30.30.5%0.5%。磺酰氯产物不同,皂。磺酰氯产物不同,皂。磺酰氯产物不同,皂。磺酰氯产物不同,皂化所用的碱的浓度也不一样。化所用的碱的浓度也不一样。化所用的碱的浓度也不一样。化所用的碱的浓度也不一样。(3)3)脱气和皂化:脱气和皂化:30%NaOH16.5%NaOH10%NaOH磺氯化产品的组成磺氯化产品的组成(4)4)脱油脱盐:脱油脱盐:未反
8、应的蜡油,未反应的蜡油,HCl、Cl2、SO2、无机盐、无机盐 磺氯化法制取烷基磺酸钠的工艺流程图磺氯化法制取烷基磺酸钠的工艺流程图磺氯化法制取烷基磺酸钠的工艺流程图磺氯化法制取烷基磺酸钠的工艺流程图 1-1-反应器;反应器;反应器;反应器;2-2-脱气塔;脱气塔;脱气塔;脱气塔;3-3-气体吸收塔;气体吸收塔;气体吸收塔;气体吸收塔;4-4-中间贮罐;中间贮罐;中间贮罐;中间贮罐;5-5-皂化器;皂化器;皂化器;皂化器;6-6-分离器;分离器;分离器;分离器;7-7-分离器;分离器;分离器;分离器;8-8-蒸发器;蒸发器;蒸发器;蒸发器;9-9-磺酸盐分离器;磺酸盐分离器;磺酸盐分离器;磺酸
9、盐分离器;10-10-油水分离器油水分离器油水分离器油水分离器 经经经经处处处处理理理理的的的的原原原原料料料料蜡蜡蜡蜡进进进进入入入入反反反反应应应应器器器器1 1 1 1,在在在在紫紫紫紫外外外外线线线线照照照照射射射射下下下下,由由由由底底底底部部部部引引引引入入入入氯氯氯氯气气气气和和和和二二二二氧氧氧氧化化化化硫硫硫硫。反反反反应应应应后后后后的的的的物物物物料料料料部部部部分分分分经经经经冷冷冷冷却却却却后后后后返返返返回回回回反反反反应应应应器器器器,使使使使反反反反应应应应温温温温度度度度保保保保持持持持在在在在30303030,其其其其它它它它部部部部分分分分磺磺磺磺氯氯氯氯
10、化化化化物物物物进进进进入入入入脱脱脱脱气气气气塔塔塔塔2 2 2 2,脱脱脱脱气气气气后后后后的的的的磺磺磺磺氯氯氯氯化化化化物物物物送送送送入入入入中中中中间间间间贮贮贮贮罐罐罐罐4 4 4 4,再再再再在在在在皂皂皂皂化化化化器器器器5 5 5 5中中中中与与与与氢氢氢氢氧氧氧氧化化化化钠钠钠钠反反反反应应应应,然然然然后后后后在在在在分分分分离离离离器器器器6 6 6 6中中中中分分分分开开开开残残残残留留留留的的的的石石石石蜡蜡蜡蜡,下下下下层层层层进进进进入入入入分分分分离离离离器器器器7 7 7 7,在在在在此此此此脱脱脱脱盐盐盐盐后后后后,进进进进入入入入蒸蒸蒸蒸发发发发器器器
11、器8 8 8 8。然然然然后后后后在在在在磺磺磺磺酸酸酸酸盐盐盐盐分分分分离离离离器器器器9 9 9 9中中中中分分分分出出出出磺磺磺磺酸酸酸酸盐盐盐盐。蒸蒸蒸蒸出出出出的的的的部部部部分分分分在在在在分分分分离离离离器器器器l0l0l0l0中中中中分分分分离离离离石石石石蜡蜡蜡蜡和和和和水水水水。由由由由1 1 1 1和和和和2 2 2 2放放放放出出出出的的的的氯氯氯氯化化化化氢氢氢氢气气气气体体体体进进进进入入入入气气气气体体体体吸吸吸吸收收收收塔塔塔塔3 3 3 3用水吸收。用水吸收。用水吸收。用水吸收。皂皂皂皂化化化化过过过过程程程程中中中中,反反反反应应应应液液液液应应应应始始始始
12、终终终终保保保保持持持持微微微微碱碱碱碱性性性性,游游游游离离离离碱碱碱碱含含含含量量量量为为为为0.30.30.5%0.5%,反反反反应应应应温温温温度度度度保保保保持持持持在在在在9898100100,不不不不能能能能忽忽忽忽高高高高忽忽忽忽低低低低。如如如如果果果果反反反反应应应应液液液液呈呈呈呈酸酸酸酸性性性性或或或或反反反反应应应应温温温温度度度度过过过过高高高高,会会会会造造造造成成成成溢溢溢溢锅锅锅锅事事事事故故故故。液液液液碱碱碱碱的的的的加加加加入入入入要要要要均均均均匀匀匀匀,反反反反应应应应液液液液的的的的搅搅搅搅动动动动要要要要充充充充分分分分,这这这这样样样样可可可可
13、防防防防止止止止中中中中和和和和后后后后泛泛泛泛酸酸酸酸。皂皂皂皂化化化化所所所所用用用用碱碱碱碱液液液液的的的的浓浓浓浓度度度度不不不不同同同同,磺磺磺磺氯氯氯氯化化化化产产产产物物物物也也也也不不不不一一一一样样样样。M-80M-80,M-50M-50和和和和M-30M-30产产产产物物物物皂皂皂皂化化化化时时时时分分分分别别别别采采采采用用用用30%30%、16.5%16.5%和和和和10%10%氢氢氢氢氧氧氧氧化化化化钠钠钠钠的的的的碱碱碱碱液液液液。磺磺磺磺氯氯氯氯化化化化产产产产物物物物皂皂皂皂化化化化后后后后得得得得到到到到的的的的活性物溶液中含有未反应的烃也称重蜡油,需回收利用
14、。活性物溶液中含有未反应的烃也称重蜡油,需回收利用。活性物溶液中含有未反应的烃也称重蜡油,需回收利用。活性物溶液中含有未反应的烃也称重蜡油,需回收利用。RH+SO2+O2 RSO3H 2.磺氧化法磺氧化法 1.1.1.1.一般的化学反应设备一般的化学反应设备一般的化学反应设备一般的化学反应设备二、表面活性剂生产的主要设备二、表面活性剂生产的主要设备 (1)化学反应设备的分类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。按照操作方法:间歇法、连续法和半连续法。按按照照反反应应物物的的混混合合状状态态:完完全全混混合合反反应应设设备备,挤挤压压排排出出混合反应设备等。混合反应设备等。
15、按按照照反反应应物物的的相相状状态态:均均相相反反应应设设备备、各各种种异异相相反反应应设备等。设备等。按按照照传传热热方方式式:绝绝热热型型、自自热热交交换换型型和和外外部部热热交交换换型型反反应设备等。应设备等。(2 2 2 2)化学反应设备的结构和形式)化学反应设备的结构和形式)化学反应设备的结构和形式)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;具有传热反应物在反应设备内要有适当的停留时间;具有传热反应物在反应设备内要有适当的停留时间;具有传热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。的特性;能进行相与相之间的混合和搅拌。的
16、特性;能进行相与相之间的混合和搅拌。的特性;能进行相与相之间的混合和搅拌。常常常常用用用用的的的的化化化化学学学学反反反反应应应应设设设设备备备备有有有有搅搅搅搅拌拌拌拌式式式式、塔塔塔塔板板板板式式式式、填填填填充充充充式式式式、滚滚滚滚筒式和喷射式等反应器。筒式和喷射式等反应器。筒式和喷射式等反应器。筒式和喷射式等反应器。适适合合于于小小型型、间间歇歇操操作作。反反应应器器内内装装有有搅搅拌拌器器,供供反反应物在搅拌下能充分接触并进行反应的设备。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。常用的搅拌器有桨式和涡轮式。多多数数搅搅拌拌式式反反应应罐罐的的外外部部有有加
17、加热热或或冷冷却却用用夹夹套套,或或者者在在反反应应罐罐的的内内部部装装置置蛇蛇管管,在在夹夹套套或或蛇蛇管管内内通通入入水水蒸蒸气气或其他载热体进行加热交换。或其他载热体进行加热交换。搅拌式搅拌式桨式桨式涡轮式涡轮式不不仅仅可可以以用用作作气气体体和和液液体体的的物物料料反反应应器器,最最主主要要是是用用于于气气体体的的吸吸收收、吸吸附附、蒸蒸馏馏和和萃萃取取等等过过程程,还可用于气体的冷却、除尘与净化。还可用于气体的冷却、除尘与净化。多多层层舱舱塔塔板板,使使气气体体与与液液体体、气气体体与与固固体体、液液体体与与液液体体或或液液体体与与固固体体能能充充分分接接触触,以以促促进进其其相相互
18、互作作用用。为为此此,有有的的塔塔板板上上装装有有搅搅拌拌叶叶轮轮,或或使使塔塔板转动。板转动。塔板式塔板式塔塔板板用用以以使使两两种种流流体体密密切切接接触触,进进行行两两相相之之间间交交换换,以以达达到到分分离离液液体体混混合合物物或或气气体体混混合合物物组组分的目的。分的目的。反反应应设设备备的的内内部部堆堆放放填填料料,以以增增加加液液体体和和气气体体的的接接触触面面积积,提提高高反反应应速速率率与与传传质质能能力力。塔塔内内液液体体一一般般从从上上往往下下流流动动,反反应应过过程程伴伴随随着着放放热热或或吸吸热热,采采取取适适当当的的热热交交换换方方法以控制温度。法以控制温度。一一种
19、种有有外外部部热热交交换换器器的的填填充充塔塔,反反应应流流体体由由塔塔上上进进入入第第一一段段填填料料,再再进进入入外外设设热热交交换换器器,与与管管内内的的热热媒媒进进行行热热交交换换,然然后后进进入入下下一一段段填填料料继继续续反反应应。除除此此之之外外,还还可可以以用塔内热交换,经多次热交换以保证反应所需的温度。用塔内热交换,经多次热交换以保证反应所需的温度。填充塔填充塔外部热交换式填充塔 流流流流化化化化床床床床式式式式反反反反应应应应设设设设备备备备是是是是用用用用参参参参加加加加反反反反应应应应的的的的流流流流体体体体使使使使颗颗颗颗粒粒粒粒状状状状的的的的固固固固体体体体反反反
20、反应应应应物物物物产产产产生生生生流流流流动动动动,从从从从而而而而进进进进行行行行液液液液-固固固固相相相相或或或或气气气气-固固固固相相相相之之之之间间间间的的的的反反反反应应应应。固固固固体体体体随随随随气气气气流流流流进进进进入入入入反反反反应应应应器器器器内内内内,反反反反应应应应后后后后,反反反反应应应应物物物物与与与与生生生生成成成成物物物物一一一一起起起起由由由由下下下下而而而而上上上上,从从从从塔塔塔塔顶顶顶顶排排排排出出出出,再再再再分分分分离离离离。另另另另一一一一种种种种是是是是反反反反应应应应生生生生成成成成物物物物从从从从塔塔塔塔顶顶顶顶排排排排出出出出,固固固固体
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