专利名称：一种含辅助磺化或硫酸化功能的膜式磺化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产阴离子表面活性剂的含辅助磺化或硫酸化功能的膜式 磺化装置，属化学工业生产设备技术领域。
背景技术：
阴离子表面活性剂是表面活性剂行业中发展最早、产量最大、应用最广的一类产 品。目前国内外主要采用SO3气体作为磺化剂对液体有机物料进行磺化或硫酸化而生产阴 离子表面活性剂，主要使用膜式磺化装置；该装置的结构如图1所示；工作流程是液体有 机物料经缝隙(或其他方式)沿反应管内壁均勻成膜向下流动并与从多管膜式磺化器1顶 端进入的SO3气体接触进行反应，从多管膜式磺化器1底端输出管出来的物料还需经气液 分离器2进行分离，下层液体物料直接进入下一工段，上层尾气夹带部分有机酸雾经旋风 分离器3后进入尾气处理系统。尽管上述SO3气体膜式磺化工艺技术已较成熟，但仍存在以下不足(1)在多管膜式磺化器中参与反应的气、液两相物质接触面积小，接触不够充分， 加之不同管间存在差异，使得反应产生的尾气中有效组分SO3含量较高，尾气处理系统产生 较多的静电废酸，造成较大的环保压力，同时增加了物料损耗。(2)进入气液分离器的物料易发生过磺化及氧化等副反应，特别是连续操作时间 长后，气液分离器内壁粘壁液经SO3气体多次接触也易过磺化，甚至结焦，从而影响磺化或 硫酸化产品品质，使不合格产品增多，增加生产成本。(3) SO3气体流速较快，有较多的有机物料易被雾化进入尾气处理系统，磺化或硫 酸化产品中未磺化物含量较高，原料利用率较低，同时还影响产品品质；(4)工艺要求严格，不适合经常开停车，操作弹性小。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术中存在的不足，提供一种设计合理、整体结 构紧凑、能有效提高有机物料转化率和降低尾气SO3气体残留的膜式磺化装置。本发明提供的技术方案是一种含辅助磺化或硫酸化功能的膜式磺化装置，包括 多管膜式磺化器，其特征在于该多管膜式磺化器的下端出口处还接通一辅助磺化器，该辅 助磺化器直接与气液分离器相连通或置于气液分离器的内部，气液分离器的出口直接与尾 气处理系统相连通。所述辅助磺化器为壳体结构，内部空腔中设置的填充层为丝网或多孔板材，这些 丝网或多孔板材多层叠加后横向设置在空腔横截面上。所述辅助磺化器内的空腔横截面直径大于或等于膜式磺化器的横截面直径，并与 膜式磺化器通过法兰连接。所述辅助磺化器内部的填充层材料为陶瓷或不锈钢。所述辅助磺化器内部填充层的厚度为100 1000mm。
本发明与现有的技术相比，具有以下突出优点和积极效果(1)本发明中的辅助磺化器可实现气液静态混合，大大增加了气液接触面积，有利 于提高液体有机物料转化率和原料SO3的利用率；同等条件下，本发明较常规的膜式磺化可 提高液体有机物料转化率0. 2.0%，尾气中的SO3含量可从现有的范围0. 0. 3% 降至0. 05%以下，从而大大减少尾气处理的压力。(2)本发明中的辅助磺化器的原理是利用填充层将有机物料铺展成膜，能有效地 增大气液间、液液间的传质、传热效果，反应更彻底，可有效减少或避免有机物料的“过磺 化”和磺化不彻底的现象，提高了原料利用率和产品质量。(3)本发明的气液分离及除雾效果明显优于与常规膜式磺化装置(气液分离器加 旋风分离器)，并能减少静电废酸量，改善回收有机酸的性能，提高有机酸的可利用性。(4)本发明中的辅助磺化器还具有消泡、破泡作用，有利于后续物料的计量及输送。(5)本发明的结构简单，因而投资小，安装维修方便，易拆洗，操作弹性大，使用寿命长。
图1是常规的膜式磺化技术装置的结构示意图。图2是本发明的实施例之一的结构示意图。图3是本发明的实施例之二的结构示意图。图中1-膜式磺化器，2-气液分离器，3-旋风分离器，4-辅助磺化器，5-填充层， 6-出口，P-压力表。
具体实施例方式如图所示，该种含辅助磺化或硫酸化的膜式磺化装置，是在常规的多管膜式磺化 器1的下端出口处安装一辅助磺化器4，使有机物料得到进一步磺化或硫酸化后再输入尾 气处理系统。实施例1中，该辅助磺化器与气液分离器3相连通；气液分离器的出口 6再接通尾 气处理系统。实施例2中，该辅助磺化器直接置于气液分离器3的内部(由气液分离器完全包 覆)；经辅助磺化器处理过的有机物料直接落入气液分离器内，气液分离器的出口 6再接通 尾气处理系统。所述辅助磺化器为壳体结构，磺化器内的空腔横截面(流动液体截面)直径大于 或等于常规的膜式磺化器1的横截面直径；并且磺化器与膜式磺化器1通过法兰连接。磺 化器内部空腔中设置的填充层5采用规整填料，例如丝网或多孔板材(丝网或多孔板材的 孔隙大小和分布结构可根据需要选定)，这些丝网或多孔板材多层叠加(叠加层数也可根 据需要选定)后横向设置在空腔横截面上(遮挡着整个空腔的横截面)，使得有机物料能够 在丝网或多孔板材上铺展成膜，有效地增大气液间、液液间接触的比表面积，进而反应更加 彻底。填充层5的厚度根据磺化装置生产能力确定；若生产能力为1. 6t/h，则填充层的厚 度 100 1000mm，优选 400 800mm。
4
所述辅助磺化器4内部的填充层5材料优选陶瓷或不锈钢(推荐316L)。本发明的工作原理是有机物料与三氧化硫经多管膜式磺化器处理后，进辅助磺 化器4中进一步磺化或硫酸化，反应后的有机物料经气液分离器2进行分离，下层液体物料 直接进行下一工段，上层尾气直接由气液分离器出口 6进入尾气处理系统。经辅助磺化器 进一步磺化或硫酸化后，提高了气液相传质效率，并使参与反应的气液相原料均达到了最 佳的反应吸收效果，从而降低了尾气中SO3气体的含量。本发明提供的新型膜式磺化装置 可使尾气中SO3气体浓度控制在0.05%以内。本发明主要适用于气体SO3磺化或硫酸化液体有机物料制备各种阴离子表面活性 剂。但本发明的应用范围并不受此限制，它还可广泛被用作其它液相和气相物质接触混合 反应的反应装置。
权利要求
一种含辅助磺化或硫酸化功能的膜式磺化装置，包括多管膜式磺化器(1)，其特征在于该多管膜式磺化器的下端出口处还接通一辅助磺化器(4)，该辅助磺化器直接与气液分离器(3)相连通或置于气液分离器的内部，气液分离器的出口(6)直接与尾气处理系统(3)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种含辅助磺化或硫酸化的膜式磺化装置，其特征在于所 述辅助磺化器(4)为壳体结构，内部空腔中设置的填充层(5)为丝网或多孔板材，这些丝网 或多孔板材多层叠加后横向设置在空腔横截面上。
3.根据权利要求2所述的一种含辅助磺化或硫酸化的膜式磺化装置，其特征在于所 述辅助磺化器(4)内的空腔横截面直径大于或等于膜式磺化器(1)的横截面直径，并与膜 式磺化器通过法兰连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种含辅助磺化或硫酸化的膜式磺化装置，其特征在于 所述辅助磺化器(4)内部填充层的厚度为100 1000mm。
5.根据权利要求4所述的一种含辅助磺化或硫酸化的膜式磺化装置，其特征在于所 述辅助磺化器(4)内部的填充层材料为陶瓷或不锈钢。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产阴离子表面活性剂的含辅助磺化或硫酸化功能的膜式磺化装置。目的是提供一种设计合理、整体结构紧凑、能有效提高有机物料转化率和降低尾气SO3气体残留的膜式磺化装置。技术方案是一种含辅助磺化或硫酸化功能的膜式磺化装置，包括多管膜式磺化器，该磺化器的下端出口处还接通一辅助磺化器，该辅助磺化器直接与气液分离器相连通或置于气液分离器的内部，气液分离器的出口直接与尾气处理系统相连通。辅助磺化器为壳体结构，内部空腔中设置的填充层为丝网或多孔板材，这些丝网或多孔板材多层叠加后横向设置在空腔横截面上。辅助磺化器内的空腔横截面直径大于或等于膜式磺化器的横截面直径，并与膜式磺化器通过法兰连接。
文档编号B01J10/02GK101961625SQ20101027339
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者吴红平, 方银军, 胡剑品, 邹欢金 申请人:浙江赞宇科技股份有限公司