專利名稱：陰離子表面活性劑磺化生產(chǎn)中控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磺化反應(yīng)過程中自動(dòng)、穩(wěn)定控制磺化率的方法和裝置，特別適用于目前常見的陰離子表面活性劑(如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鈉等)的生產(chǎn)過程控制。
背景技術(shù)：
表面活性劑行業(yè)中，陰離子表面活性劑是表面活性劑行業(yè)中發(fā)展最早、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一類產(chǎn)品。目前國內(nèi)外主要采用SO3作為磺化劑對(duì)液體有機(jī)物料進(jìn)行磺化或硫酸化而生產(chǎn)陰離子表面活性劑，磺化裝置磺化率的穩(wěn)定控制一直以來都是陰離子表面活性劑連續(xù)生產(chǎn)的 研究重點(diǎn)，目前主要通過控制物料的摩爾比實(shí)現(xiàn)。目前，國內(nèi)磺化裝置磺化率的控制多數(shù)采用實(shí)驗(yàn)室取樣、分析數(shù)據(jù)和手動(dòng)控制反應(yīng)參數(shù)的方法以調(diào)整物料的進(jìn)料比例，該技術(shù)存在以下不足1)產(chǎn)品質(zhì)量控制過于依賴于個(gè)人的操作經(jīng)驗(yàn)，且取樣、化驗(yàn)需要一定的時(shí)間，因此不能精確、及時(shí)地調(diào)整物料的摩爾比；2)陰離子表面活性劑連續(xù)磺化工藝存在一定的波動(dòng)，而取樣化驗(yàn)結(jié)果代表的只是瞬時(shí)點(diǎn)，不能代表連續(xù)時(shí)間段穩(wěn)定情況，手動(dòng)調(diào)整很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制。國外控制方法則需要對(duì)液體硫磺、干燥空氣、SO3氣體、有機(jī)物料的流量同時(shí)進(jìn)行控制，以保證最終物料的摩爾比恒定，控制變量多而復(fù)雜、控制成本高。有報(bào)道在烷基苯磺酸的生產(chǎn)中采用磺酸密度與烷基苯流量串級(jí)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)磺化率的控制，但由于脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、α -烯烴磺酸鹽等陰離子表面活性劑磺化產(chǎn)物中易夾帶氣體，易造成控制誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種磺化生產(chǎn)中控制磺化率的生產(chǎn)工藝，該工藝可在陰離子表面活性劑連續(xù)生產(chǎn)過程中在線、精確、及時(shí)控制磺化率，并具有方便易行、反應(yīng)快速及控制精度高的特點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的是提供一種磺化生產(chǎn)中控制磺化率的生產(chǎn)裝置，該裝置可在陰離子表面活性劑連續(xù)生產(chǎn)過程中在線、精確、及時(shí)控制磺化率，并具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便利以及成本較低的特點(diǎn)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是陰離子表面活性劑磺化生產(chǎn)中控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)工藝，按以下步驟依序進(jìn)行Α、有機(jī)料通過有機(jī)料泵進(jìn)入磺化器，SO3經(jīng)磺化器頂部進(jìn)入磺化器進(jìn)行磺化反應(yīng)；B、磺化后產(chǎn)物從磺化器輸出進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的尾氣去尾氣吸收系統(tǒng)處理，余下的酸酯輸入酸酯泵與背壓閥之間的物料管，然后進(jìn)入中和系統(tǒng)，同時(shí)由背壓閥(8)維持酸酯泵的出口壓力O. 3^1. OMPa ；C、由密度控制系統(tǒng)測定酸酯泵出口的酸酯密度，然后根據(jù)測得的密度值與目標(biāo)密度的差異，來調(diào)節(jié)有機(jī)料泵的進(jìn)料速度，以控制整個(gè)磺化過程的投料比，實(shí)現(xiàn)磺化率的精確控制。所述密度控制系統(tǒng)包括插入物料管內(nèi)對(duì)物料密度進(jìn)行檢測的密度儀、將測得的密度信號(hào)與目標(biāo)密度進(jìn)行比較后再對(duì)有機(jī)料泵輸出控制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換控制器。所述陰離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽或α -烯烴磺酸鹽或脂肪酸甲酯磺酸鈉。所述酸酯泵的出口壓力為0.4、· 6MPa。所述工藝應(yīng)用于傳統(tǒng)燃硫法磺化、液體SO3法磺化以及氣體SO3法磺化。一種控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)裝置，包括有機(jī)料通過配有有機(jī)料泵的管路進(jìn)入磺化器，SO3則通過管路經(jīng)磺化器頂部進(jìn)入 磺化器進(jìn)行磺化反應(yīng)；磺化后產(chǎn)物通過管路從磺化器輸出進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的尾氣通過管路去尾氣吸收系統(tǒng)處理，余下的酸酯通過配有酸酯泵的管路輸入中和系統(tǒng)；其特征在于所述配有酸酯泵的管路中還配有一背壓閥，所述余下的酸酯先后通過酸酯泵以及背壓閥后再進(jìn)入中和系統(tǒng)；酸酯泵與背壓閥之間的物料管中還配置有測量儀，另有一轉(zhuǎn)換控制器分別通過數(shù)據(jù)線接通該測量儀以及有機(jī)料泵，以根據(jù)測得的密度值與目標(biāo)密度的差異，來調(diào)節(jié)有機(jī)料泵的進(jìn)料速度，從而控制整個(gè)磺化過程的投料比，實(shí)現(xiàn)磺化率的精確控制。所述測量儀為密度儀。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果I)背壓閥的存在，使酸酯泵出口處酸酯維持在一定壓力，避免了殘留在酸酯中的氣泡對(duì)密度的影響，密度控制系統(tǒng)可與有機(jī)料泵聯(lián)動(dòng)控制物料的摩爾比，可在線、精確、及時(shí)地控制有機(jī)料的磺化率；2)生產(chǎn)裝置上所作的改動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，因而成本較低。3)操作人員的操作更加便利，減少了實(shí)驗(yàn)人員、操作人員的工作量。


圖I是本發(fā)明所述的工藝系統(tǒng)示意圖。其中I-SO3氣體入口 ；2_有機(jī)料入口 ；3_有機(jī)料泵；4_磺化器；5_氣液分離器；
6-尾氣吸收系統(tǒng)；7_酸酯泵；8_背壓閥；9-出口；10-密度儀；11_轉(zhuǎn)換控制器；12密度控制系統(tǒng)；
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的陰離子表面活性劑的磺化生產(chǎn)過程見圖I :有機(jī)料通過有機(jī)料泵3打入磺化器4，與SO3氣體進(jìn)行磺化，磺化產(chǎn)物經(jīng)氣液分離器5 ;分離出來的尾氣通過尾氣處理系統(tǒng)吸收，分離出的酸酯經(jīng)酸酯泵7去中和系統(tǒng)。通過加裝背壓閥8，穩(wěn)定維持酸酯泵出口酸酯在一定的壓力，同時(shí)，由密度控制系統(tǒng)12測定該穩(wěn)定壓力下酸酯的密度，判斷與目標(biāo)密度的差異，進(jìn)而對(duì)有機(jī)料泵發(fā)出控制信號(hào)來調(diào)節(jié)有機(jī)料進(jìn)料速度，使整個(gè)磺化過程投料比穩(wěn)定，精確控制磺化率。
所述密度控制系統(tǒng)中，密度儀10通過測定酸酯泵出口、背壓閥前一定壓力下酸酯的密度，測得的密度信號(hào)通過數(shù)據(jù)線輸給轉(zhuǎn)換控制器，由轉(zhuǎn)換控制器把該密度信號(hào)與目標(biāo)密度進(jìn)行比較后再對(duì)有機(jī)料泵3輸出控制數(shù)據(jù)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)料進(jìn)料速度的調(diào)節(jié)；具體的軟件程序可由普通軟件人員編寫，轉(zhuǎn)換控制器可直接外購獲得。所述方法應(yīng)用于傳統(tǒng)燃硫法磺化工藝、液體SO3法磺化工藝以及氣體SO3法磺化工藝。實(shí)施例IAEO2通過有機(jī)料泵進(jìn)入膜式列管磺化器，SO3氣體從膜式磺化器頂部進(jìn)入。分離出的尾氣去尾氣吸收系統(tǒng)；酸酯從氣液分離器出來后，由酸酯泵輸送去中和系統(tǒng)，酸酯泵出口壓力通過背壓閥恒定于O. 6MPa，酸酯泵出口酸酯密度控制在I. 022(Tl. 0230g/ml之間。整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，酸酯中和值穩(wěn)定在111. (Γ112. 0mgNa0H/go該工藝下，得到的AES產(chǎn)品指標(biāo)為活性物70. 1%，硫酸鹽O. 6%，未硫化物I. 0%，色澤 15Hazen(5%活性物的10%乙醇水溶液；即產(chǎn)品中包括5%體積含量的活性物，10%體積含量的乙醇水溶液；以下同)。實(shí)施例2α -烯烴通過有機(jī)料泵進(jìn)入膜式列管磺化器，S03氣體從膜式磺化器頂部進(jìn)入。分離出的尾氣去尾氣吸收系統(tǒng)；酸酯從氣液分離器出來后，由酸酯泵輸送去中和系統(tǒng)，酸酯泵出口壓力通過背壓閥恒定于O. 5MPa，酸酯泵出口酸酯密度控制在O. 977(T0. 9780g/ml之間。整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，酸酯中和值穩(wěn)定在130. (Γ131. 0mgNa0H/go該工藝下，得到的產(chǎn)品，活性物35%，硫酸鹽1. 3%，石油醚萃取物1. 2%，色澤35Hazen(5%活性物的10%乙醇水溶液)。實(shí)施例3甲酯通過有機(jī)料泵進(jìn)入膜式列管磺化器，SO3氣體從膜式磺化器頂部進(jìn)入。分離出的尾氣去尾氣吸收系統(tǒng)；酸酯從氣液分離器出來后，由酸酯泵輸送去中和系統(tǒng)，酸酯泵出口壓力通過背壓閥恒定于0. 6MPa，酸酯泵出口酸酯密度控制在I. 0230^1. 0240g/ml之間。整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，酸酯中和值穩(wěn)定在175 176mgNa0H/g。該工藝下，得到的產(chǎn)品，活性物85. 0%，硫酸鹽1. 0%，石油醚萃取物1. 2%，色澤20Hazen(5%活性物的10%乙醇水溶液)。
權(quán)利要求
1.陰離子表面活性劑磺化生產(chǎn)中控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)工藝，按以下步驟依序進(jìn)行A、有機(jī)料通過有機(jī)料泵(3)進(jìn)入磺化器，SO3經(jīng)磺化器頂部進(jìn)入磺化器進(jìn)行磺化反應(yīng)；B、磺化后產(chǎn)物從磺化器輸出進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的尾氣去尾氣吸收系統(tǒng)處理，余下的酸酯輸入酸酯泵與背壓閥之間的物料管，然后進(jìn)入中和系統(tǒng)，同時(shí)由背壓閥(8)維持酸酯泵的出口壓力O. 3 I. OMPa ；C、由密度控制系統(tǒng)(12)測定酸酯泵(7)出口的酸酯密度，然后根據(jù)測得的密度值與目標(biāo)密度的差異，來調(diào)節(jié)有機(jī)料泵的進(jìn)料速度，以控制整個(gè)磺化過程的投料比，實(shí)現(xiàn)磺化率的精確控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陰離子表面活性劑磺化生產(chǎn)中控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)工藝，其特征在于所述密度控制系統(tǒng)(12)包括插入物料管內(nèi)對(duì)物料密度進(jìn)行檢測的密度儀(10)、將測得的密度信號(hào)與目標(biāo)密度進(jìn)行比較后再對(duì)有機(jī)料泵輸出控制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換控制器(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陰離子表面活性劑磺化生產(chǎn)中控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)工藝，其特征在于所述陰離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽或α-烯烴磺酸鹽或脂肪酸甲酯磺酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陰離子表面活性劑磺化生產(chǎn)中控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)工藝，其特征在于所述酸酯泵的出口壓力為O. 4^0. 6MPa。
5.權(quán)利要求I所述工藝應(yīng)用于傳統(tǒng)燃硫法磺化、液體SO3法磺化以及氣體SO3法磺化。
6.一種控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)裝置，包括有機(jī)料通過配有有機(jī)料泵(3)的管路進(jìn)入磺化器(4)，SO3則通過管路經(jīng)磺化器頂部進(jìn)入磺化器進(jìn)行磺化反應(yīng)；磺化后產(chǎn)物通過管路從磺化器輸出進(jìn)入氣液分離器(5)進(jìn)行氣液分離，分離出的尾氣通過管路去尾氣吸收系統(tǒng)(6)處理，余下的酸酯通過配有酸酯泵(7)的管路輸入中和系統(tǒng)；其特征在于所述配有酸酯泵的管路中還配有一背壓閥(8)，所述余下的酸酯先后通過酸酯泵以及背壓閥后再進(jìn)入中和系統(tǒng)；酸酯泵與背壓閥之間的物料管中還配置有測量儀 (10)，另有一轉(zhuǎn)換控制器(11)分別通過數(shù)據(jù)線接通該測量儀以及有機(jī)料泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)裝置，其特征在于所述測量儀為密度儀。
全文摘要
本發(fā)明涉及陰離子表面活性劑磺化生產(chǎn)中控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)工藝及裝置。目的是提供的工藝可在陰離子表面活性劑連續(xù)生產(chǎn)過程中在線、精確、及時(shí)控制磺化率；提供的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。技術(shù)方案是陰離子表面活性劑磺化生產(chǎn)中控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)工藝，按以下步驟依序進(jìn)行進(jìn)行磺化反應(yīng)；B、磺化后產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離；C、測定酸酯密度，調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，控制投料比，實(shí)現(xiàn)磺化率的精確控制。一種控制磺化率的加壓密度法生產(chǎn)裝置其特征在于管路中還配有一背壓閥，余下的酸酯先后通過酸酯泵及背壓閥后再進(jìn)入中和系統(tǒng)；酸酯泵與背壓閥之間的物料管中還配置有測量儀，另有一轉(zhuǎn)換控制器分別通過數(shù)據(jù)線接通該測量儀以及有機(jī)料泵。
文檔編號(hào)B01J4/02GK102921352SQ20121042201
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者馮耀平, 汪家眾, 葛贊, 史立文 申請(qǐng)人:嘉興贊宇科技有限公司, 浙江贊宇科技股份有限公司