专利名称：一种制备粉状α-烯烃磺酸盐的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种表面活性剂的制备装置，具体是粉状α-烯烃磺酸盐(以下简称A0S)的制备装置。
背景技术：
α-烯烃磺酸盐是一种性能优良的阴离子表面活性剂，具有良好的水溶性、起泡性、润湿性；有优良的抗硬水能力、去污性好；在酸碱介质中稳定、配伍性好；具有毒性低、刺激性小及良好生物降解性。由于AOS优良的性能，因此在家庭和工业上均具有广泛的用途。在个人护理用品上，可用于洗手液、香波、牙膏、浴液、泡沫浴等配方中；在家庭洗涤上，适用于餐具洗涤剂、重垢衣用洗涤剂、合成皂、液体皂、羊毛、羽绒清洗剂；在工业可用于乳液聚合乳化剂、石油三采、混凝土密度改进剂，原棉(或毛)洗涤、纺织和造纸润湿剂、农药乳化剂，发泡墙体、消防用泡沫剂等。国内在阴离子表面活性剂应用方面，烷基苯磺酸钠(以下简称LAS)和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(以下简称AES)的市场占有率较高，LAS在衣用重垢粉状洗涤剂中应用较多，价格较低且较稳定，产品活性物含量> 96%，市场销量最大。AES在个人护理及家庭洗涤剂的液体产品中应用较大，产品活性物70±2%，价格较高且波动较大，市场销量次之。AOS在粉状及液体洗涤剂产品中能部分替代LAS或AES，价格比较稳定，产品活性物含量35± 1%，市场销量位居第三。AOS以低活性物的液体产品出售，包装及运输费用较高，这也是AOS产品使用成本高的一个主要因素，在粉状洗涤剂应用方面，AOS由于需要较大的能耗蒸去大量的水分才能成粉状，使得洗涤剂的制作成本大大提高。AOS低活性物的生产是由于其反应机理和过程中的物料状态决定的；α _烯烃与三氧化硫反应后除了生成能直接中和成烯基磺酸盐的羟基磺酸，还有一部分磺内酯，而磺内酯必须在高温下进行水解后才能进行中和反应。工业生产中水解反应采用的工艺条件是:反应温度160 170°C、压力0.5MPa、连续水解30分钟。由于AOS浓度在40%以上时物料容易呈凝胶态，且浓度愈高、凝胶的粘度愈大，增加了输送难度，因此，在实际生产过程中AOS的浓度控制在35%左右。70%左右的AOS在刚生产出来时是膏状，常温下逐渐形成固态凝胶状，造成包装使用不便，至今尚未有工业化生产。在低浓度的AOS干燥制粉方面，国外AOS产品的干燥工艺较为先进的是美国的Chemithon公司的瑞流干燥工艺和意大利的Ballestra公司的真空刮膜干燥工艺，但这两种方法均存在投资大，能源消耗大等缺点，很难推广应用。另外，中轻物产浙江化工有限公司申请的名为“一种喷雾干燥塔及其α -烯基磺酸盐的干燥工艺”的专利公报公开了一种喷雾干燥塔，采用设置顺壁风、清扫风装置以及塔壁冷却装置，使喷雾干燥塔在干燥过程中不易产生粘壁现象，清洗方便。用此设备生产AOS产品，干燥效率得到一定的提高，但是由于干燥是从30 40%的AOS开始的，所以能源消耗比较大
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是克服上述背景技术存在的不足，提供一种改进的粉状α -烯烃磺酸盐的制备装置，该装置应具有能源消耗低、设备结构紧凑、投资省、副产物磺内酯少、系统易于控制、运行稳定的特点。本实用新型提供的技术方案是:一种制备粉状AOS的装置，包括通过管道依序连通的进料装置、喷雾干燥塔、旋风分离装置和除尘装置；其特征在于所述喷雾干燥塔的顶端设有连通进料装置的进料口以及干燥空气进口，喷雾干燥塔的侧面设有接通旋风分离器的混合气流出口，喷雾干燥塔的底部设有污水处理系统的清洗出口 ；所述的进料装置包括混合搅拌罐以及通过两条均设有气动调节阀和计量泵的管道分别与混合搅拌罐连通的AOS酸酯管路和液碱管路；所述旋风分离装置包括一级旋风分离器和二级旋风分离器，一级旋风分离器进料口通过管道连接至喷雾干燥塔的混合气流出口，一级旋风分离器上部的一级混合气流出口通过管道连接至二级旋风分离器的进料口，二级旋风分离器的上部设有二级混合气流出口 ；所述一级旋风分离器、二级旋风分离器的下部均设有通过管道连接至粉仓的成品出口。所述混合搅拌罐为带夹套的压力反应罐，底部设有底阀，底阀出口通过管道直接连通喷雾干燥塔顶端的进口。所述的喷雾干燥塔包括中空的筒状干燥器本体、雾化器、混合气流出口和清洗出口，所述的雾化器连接在喷雾干燥塔的主轴上部。所述除尘装置包括通过管道连通的布袋除尘器和引风机；所述布袋除尘器的进口连接至二级旋风分离器的混合气流出口，所述布袋除尘器的出口连通引风机以排空通过除尘后的二级混合气流；布袋除尘器的底部设有粉尘收集口。所述喷雾干燥塔为气流喷雾干燥塔或压力喷雾干燥塔或离心喷雾干燥塔。本实用新型与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果:I)大大降低了干燥物料的起始水分含量(从65%降低到30%及以下)，大幅度降低了干燥的能源消耗(可以节省50%以上的干燥能耗)。2)由于物料含量(浓度)的提高，同样产量的中和、水解、干燥设备体积及处理能力要比低浓度(35%)时要减小很多，投资费用大大降低(可以节省50%以上设备投资费用)。3)由于设备体积及处理能力的减小，设备占地空间也大大减少，运行成本也大为降低(可以节省50%以上设备占地空间，节省50%以上的设备运行成本)。4)由于中和产生的反应热转换为部分水解反应需要的热量，也降低了能耗。5)本实用新型投资少，对设备要求不高，所配置的所有仪器、设备和装置均为外购的成熟产品，安装简易，易于维修，同时系统运行稳定，易于控制。
图1为本实用新型所述的AOS喷雾干燥装置系统结构图。其中:1为AOS酸酯；2为液碱；3为第一气动调节阀；4为第二气动调节阀；5为第一计量泵；6为第二计量泵；7为混合搅拌罐；8为加热的干燥空气；9为喷雾干燥塔；10为污水处理系统；11为一级旋风分离器；12粉仓；13为二级旋风分离器；14为布袋除尘器；15为粉尘收集口 ； 16为引风机；17为尾气排空口。
具体实施方式
以下结合附图对实用新型作进一步说明。本实用新型的思路，是最大程度地提高干燥物料的起始浓度，降低粉状AOS产品的能源消耗；首先使磺化后的AOS酸酯和液碱在混合搅拌罐中进行快速混合均匀，在混合混匀的同时完成水解过程，中和反应放出的热量正好可作为水解过程的热能，这样也降低了水解过程的能量消耗；由于温度高，时间短，物料仍是膏状，可以顺利进入喷雾干燥塔；物料在喷雾干燥塔内雾化成粒径较小的雾滴，再与预先加热的干燥空气接触，在物料混合到雾化器再到雾滴沉落到干燥塔底期间，还可进一步进行水解和中和反应，同时完成干燥的工艺过程。由于起始浓度在70%以上，中和水解工艺设备体积及处理能力要求可大大减小，投资成本大为降低；且AOS酸酯与液碱混合后，中和产生的热量既可作为水解反应的热源，又提高了物料进入干燥塔的温度，干燥所需能耗也就大大降低了。参见图1，本实用新型包括通过管道连通的进料装置、喷雾干燥塔9、旋风分离装置和除尘装置，所述的进料装置和旋风分离器分别与喷雾干燥塔相连接，所述的喷雾干燥塔的底部设有清洗出口，所述的清洗出口连接至污水处理系统10 ;喷雾干燥塔的侧面设有混合气流出口，混合气流出口连通至旋风分离器11，输送干燥空气8的管道连通喷雾干燥塔顶端的进口。混合搅拌罐7以及通过两条分别与混合搅拌罐连通且均设有气动调节阀和计量泵的管道；来自磺化气液分离器的AOS酸酯I依次通过第一气动调节阀3、第一计量泵5进入混合搅拌罐7 ;来自储罐的液碱2依次通过第二气动调节阀4、第二计量泵6进入混合搅拌罐；所述的混合搅拌罐7为带夹套的压力反应罐，底部设有底阀，底阀出口通过管道直接连接至喷雾干燥塔9。喷雾干燥塔包括中空的筒状干燥器本体、雾化器、混合气流出口和清洗出口 ；所述雾化器连接在喷雾干燥塔的主轴上部，所述混合气流出口连接至旋风分离器。所述喷雾干燥塔底部的清洗出口连接至污水处理系统10 ;所述喷雾干燥塔侧面设有混合气流出口，该混合气流出口通过管道连接至旋风分离器。旋风分离装置包括一级旋风分离器11和二级旋风分离器13。所述一级旋风分离器进料口连通喷雾干燥塔的混合气流出口 ；一级旋风分离器的上部设有一级混合气流出口，二级旋风分离器的进料口连接至一级混合气流出口，二级旋风分离器的上部设有二级混合气流出口。一级旋风分离器、二级旋风分离器的下部出口均设有通过管道连接至粉仓的成品出口 12。除尘装置包括布袋除尘器14和引风机16。所述布袋除尘器的进口连接至二级旋风分离器13的混合气流出口，布袋除尘器的出口连接至引风机16，二级旋风分离器产生的二级混合气流通过布袋除尘器除尘后通过排空口 17排空。布袋除尘器底部设有粉尘收集Π 15。采用上述装置制备粉状AOS的方法，包括以下步骤:I)启动喷雾干燥塔9，通入加热的干燥空气8后，开启混合搅拌罐7的搅拌机构，AOS酸酯I和液碱2分别经过气动调节阀、计量泵打入混合搅拌罐，同时开始对混合搅拌罐内的物料进行加热；[0032]2)混合后的物料经过一段时间停留后，开启混合搅拌罐底阀，物料进入喷雾干燥塔9进行雾化；3)在物料喷入的同时，混合气流通过混合气流出口进入一级旋风分离器11，混合气流经过一次分离后，所分离出的粉状物料通过管道进入粉仓；4)经过一次分离的混合气流通过一级旋风分离器的一级混合气流出口进入二级旋风分离器13进行二次分离，所分离出的粉状物料通过管道进入粉仓；二级分离器的二级混合气流进入布袋除尘器14，经过除尘后通过引风机16排空，布袋除尘底部的粉尘收集口15则需定期清理。所述的加热的干燥空气来自空气干燥系统或附近硫酸厂的排空尾气，干燥空气的温度为150 400°C，流量为根据处理量的大小而变化；作为推荐，干燥空气的温度为200 350。。。所述的液碱的浓度为25% 50%的氢氧化钠溶液(质量分数)。所述的AOS酸酯与氢氧化钠的摩尔比为1:1.1 1.5。所述喷雾干燥塔为气流喷雾干燥塔或压力喷雾干燥塔或离心喷雾干燥塔(其中的雾化器的喷嘴形式为气流式或压力式或离心式)。所述加热后的干燥空气和雾化后的物料在喷雾干燥塔内以顺流或逆流的方式接触。所述混合搅拌罐内物料的加热温度为150 200°C ;作为推荐，加热温度为160 190。。。所述搅拌罐内物料的加热方式为蒸汽加热或电加热。所述搅拌罐内物料的停留时间为I 30min ;作为推荐，停留时间为20 30min。本实用新型所述的混合搅拌罐、喷雾干燥塔、旋风分离装置、布袋除尘器、引风机、气动调节阀、计量泵以及其它设备均选用常规设备。实施例1粉状AOS生产在LPG-100型号的离心喷雾干燥塔上进行；开启离心喷雾干燥塔，通入加热的干燥空气，干燥空气的进口温度300°C，流量为1000m3/min，开启混合搅拌罐的搅拌，磺化老化过后的AOS酸酯通过气动调节阀调节流量为200kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时液碱通过气动调节阀调节流量为100kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，又通入蒸汽对混合搅拌罐的物料进行加热，加热温度为190°C，液碱的浓度为32% ;混合后的物料停留30min后，开启混合搅拌罐底阀，物料进入离心喷雾干燥塔进行离心喷雾干燥；混合气流通过混合气流出口进入一级旋风分离器，混合气流经过一次分离后，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓；经过一次分离的混合气流通过一级旋风分离器的一级混合气流出口进入二级旋风分离器进行二次分离，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓；二级分离器的二级混合气流进入布袋除尘器，经过除尘后通过引风机排空，布袋除尘底部的粉尘收集口定期清理。所得AOS产品固含量为98.4%,活性物为93.2%,总磺内酯含量为4mg/kg。实施例2。粉状AOS生产在LPG-100型号的离心喷雾干燥塔上进行；开启离心喷雾干燥塔，通入加热的干燥空气，干燥空气的进口温度350°C，流量为800m3/min，开启混合搅拌罐的搅拌，磺化老化过后的AOS酸酯通过气动调节阀调节流量为170kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时液碱通过气动调节阀调节流量为120kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时通入蒸汽对混合搅拌罐的物料进行加热，加热温度为170°C，液碱的浓度为25%，混合后的物料停留20min后，开启混合搅拌罐底阀，物料进入离心喷雾干燥塔进行喷雾干燥；混合气流通过混合气流出口进入一级旋风分离器，混合气流经过一次分离后，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓；经过一次分离的混合气流通过一级旋风分离器的一级混合气流出口进入二级旋风分离器进行二次分离，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓；二级分离器的二级混合气流进入布袋除尘器，经过除尘后通过引风机排空，布袋除尘底部的粉尘收集口定期清理。所得AOS产品固含量为98.8%，活性物为93.6%，总磺内酯含量为8mg/kg。实施例3粉状AOS生产在YPG-100型号的压力喷雾干燥塔上进行，开启压力喷雾干燥塔，通入加热的干燥空气，干燥空气的进口温度220°C，流量为700m3/min，开启混合搅拌罐的搅拌，磺化老化过后的AOS酸酯通过气动调节阀调节流量为200kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时液碱通过气动调节阀调节流量为80kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时通入蒸汽对混合搅拌罐的物料进行加热，加热温度为180°C，液碱的浓度为42%，混合后的物料停留25min后，开启混合搅拌罐底阀，物料进入压力喷雾干燥塔进行喷雾干燥；混合气流通过混合气流出口进入一级旋风分离器，混合气流经过一次分离后，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓，经过一次分离的混合气流通过一级旋风分离器的一级混合气流出口进入二级旋风分离器进行二次分离，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓；二级分离器的二级混合气流进入布袋除尘器，经过除尘后通过引风机排空(17)，布袋除尘的粉尘收集口定期清理。所得AOS产品固含量为96.2%，活性物为92.2%，总磺内酯含量为6mg/kg。实施例4粉状AOS生产在YPG-100型号的压力喷雾干燥塔上进行，开启压力喷雾干燥塔，通入加热的干燥空气，干燥空气的进口温度250°C，流量为400m3/min，开启混合搅拌罐的搅拌，磺化老化过后的AOS酸酯通过气动调节阀调节流量为160kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时液碱通过气动调节阀调节流量为80kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时通入蒸汽对混合搅拌罐的物料进行加热，加热温度为160°C，液碱的浓度为32%，混合后的物料停留20min后，开启混合搅拌罐底阀，物料进入压力喷雾干燥塔进行喷雾干燥；混合气流通过混合气流出口进入一级旋风分离器，混合气流经过一次分离后，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓，经过一次分离的混合气流通过一级旋风分离器的一级混合气流出口进入二级旋风分离器进行二次分离，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓；二级分离器的二级混合气流进入布袋除尘器，经过除尘后通过引风机排空，布袋除尘底部的粉尘收集口定期清理。所得AOS产品固含量为96.8%，活性物为92.6%，总磺内酯含量为10mg/kg。实施例5粉状AOS生产在GPQ-100型号的气流喷雾干燥塔上进行，开启气流喷雾干燥塔，通入加热的干燥空气，干燥空气的进口温度200°C，流量为600m3/min，开启混合搅拌罐的搅拌，磺化老化过后的AOS酸酯通过气动调节阀调节流量为200kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时液碱通过气动调节阀调节流量为70kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时通入蒸汽对混合搅拌罐的物料进行加热，加热温度为180°C，液碱的浓度为48%，混合后的物料停留28min后，开启混合搅拌罐底阀，物料进入气流喷雾干燥塔进行喷雾干燥；混合气流通过混合气流出口进入一级旋风分离器，混合气流经过一次分离后，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓，经过一次分离的混合气流通过一级旋风分离器的一级混合气流出口进入二级旋风分离器进行二次分离，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓；二级分离器的二级混合气流进入布袋除尘器，经过除尘后通过引风机排空，布袋除尘底部的粉尘收集口定期清理。所得AOS产品固含量为95.7%，活性物为92.0%，总磺内酯含量为5mg/kg。实施例6粉状AOS生产在GPQ-100型号的气流喷雾干燥塔上进行，开启气流喷雾干燥塔，通入加热的干燥空气，干燥空气的进口温度280°C，流量为500m3/min，开启混合搅拌罐的搅拌，磺化老化过后的AOS酸酯通过气动调节阀调节流量为160kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时液碱通过气动调节阀调节流量为85kg/h，通过计量泵打入混合搅拌罐，同时通入蒸汽对混合搅拌罐的物料进行加热，加热温度为170°C，液碱的浓度为32%，混合后的物料停留20min后，开启混合搅拌罐底阀，物料进入气流喷雾干燥塔进行喷雾干燥；混合气流通过混合气流出口进入一级旋风分离器，混合气流经过一次分离后，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓；经过一次分离的混合气流通过一级旋风分离器的一级混合气流出口进入二级旋风分离器进行二次分离，所分离出的粉状物料经过出口进入粉仓；二级分离器的二级混合气流进入布袋除尘器，经过除尘后通过引风机)排空，布袋除尘底部的粉尘收集口定期清理。所得AOS产品固含量为97.4%，活性物为92.8%，总磺内酯含量为7mg/kg。由以上实施例可看出，本实用新型在确保粉状AOS产品质量的同时，磺内酯余留量也有显著降低(降低至4-10mg/kg)。
权利要求1.一种制备粉状α-烯烃磺酸盐的装置，包括通过管道依序连通的进料装置、喷雾干燥塔(9)、旋风分离装置和除尘装置；其特征在于所述喷雾干燥塔的顶端设有连通进料装置的进料口以及干燥空气进口，喷雾干燥塔的侧面设有接通旋风分离器的混合气流出口，喷雾干燥塔的底部设有连通污水处理系统(10)的清洗出口 ； 所述的进料装置包括混合搅拌罐(7)以及通过两条均设有气动调节阀和计量泵的管道分别与混合搅拌罐连通的AOS酸酯(I)管路和液碱(2)管路； 所述旋风分离装置包括一级旋风分离器(11)和二级旋风分离器(13)，一级旋风分离器进料口通过管道连接至喷雾干燥塔的混合气流出口，一级旋风分离器上部的一级混合气流出口通过管道连接至二级旋风分离器的进料口，二级旋风分离器的上部设有二级混合气流出口 ；所述一级旋风分离器、二级旋风分离器的下部均设有通过管道连接至粉仓(12)的成品出口。
2.根据权利要求1所述的一种制备粉状α-烯烃磺酸盐的装置，其特征在于所述混合搅拌罐为带夹套的压力反应罐，底部设有底阀，底阀出口通过管道直接连通喷雾干燥塔顶端的进口。
3.根据权利要求2所述的一种制备粉状α-烯烃磺酸盐的装置，其特征在于所述除尘装置包括通过管道连通的布袋除尘器(15)和引风机(17);所述布袋除尘器的进口连接至二级旋风分离器的混合气流出口，所述布袋除尘器的出口连通引风机以排空通过除尘后的二级混合气流；布袋除尘器的底部设有粉尘收集口(16)。
4.根据权利要求3所述的一种制备粉状α-烯烃磺酸盐的装置，其特征在于所述的喷雾干燥塔包括中空的筒状干燥器本体、雾化器、混合气流出口和清洗出口，所述的雾化器连接在喷雾干燥塔的主轴上部。
5.根据权利要求4所述的一种制备粉状α-烯烃磺酸盐的装置，其特征在于所述喷雾干燥塔为气流喷雾干燥塔或压力喷雾干燥塔或离心喷雾干燥塔。
专利摘要本实用新型涉及一种制备粉状α-烯烃磺酸盐的装置。所要解决的技术问题是提供的装置应具有能源消耗低、设备结构紧凑、投资省、副产物磺内酯少、系统易于控制、运行稳定的特点。技术方案是一种制备粉状AOS的装置，包括通过管道依序连通的进料装置、喷雾干燥塔、旋风分离装置和除尘装置；其特征在于所述喷雾干燥塔的顶端设有连通进料装置的进料口以及干燥空气进口，喷雾干燥塔的侧面设有接通旋风分离器的混合气流出口，喷雾干燥塔的底部设有污水处理系统的清洗出口。
文档编号C07C303/44GK202989022SQ20122070009
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者王文德, 张义勇, 杨春良, 秦志荣, 方银军 申请人:嘉兴赞宇科技有限公司, 浙江赞宇科技股份有限公司