一种表面活性剂生产用中和干燥装置的制作方法

本发明涉及一种表面活性剂生产用中和干燥装置。

背景技术：

气体so3磺化硫酸化表面活性剂生产的中和干燥技术有两种，一种工艺是原料先经过磺化，低浓度中和，热气流喷雾干燥。即先生产30%低浓度产品，喷雾通过热气流直接接触脱水干燥。这种工艺为了保证喷雾物料良好流动性，中和时需要加入大量的水；干燥部分因为物料容易粘结，局部高温，生产周期短，能耗高，产品容易产生黑点。另外一种生产工艺，原料先经过磺化，高浓度中和，蒸汽间接加热脱水干燥。即先生产约70%浓度的表面活性剂单体，然后再输送到真空湍流干燥，或者刮膜干燥系统脱水。这种工艺同样需要保证物料良好流动性便于输送，中和时需要加入少量的水或使用低浓度的中和剂。

上述生产工艺因中和反应和干燥脱水分开进行，所以中和过程和物料的输送都需要保证良好流动性，否则工艺过程无法实现。流体的输送对粘度要求较高：低粘度物料通过离心泵输送，粘度一般小于500cp；高粘度的物料使用齿轮泵、转子泵、螺杆泵等输送，粘度一般小于20000cp。中和过程，因磺化硫酸化表面活性剂中和工艺是中和环路反应器，中和过程需要大量物料进行循环来防止中和反应过热，所以物料流动性及其重要。根据表面活性剂胶体特性，一般25-35%浓度和65-75%浓度中间单体流动性较好；35-65%浓度范围和大于75%浓度范围基本没有流动性，物料无法输送；小于25%浓度需要加入大量稀释剂，会大大增加运输成本；对于需要进行干燥脱水的物料则浓度越高越好。所以来自磺化反应的酸、碱和水在中和系统先控制在25-35%或65-75%浓度的产品，再通过泵输送进行干燥。

对于需要进行干燥的产品，为了节能产品含水越低越好，但含水太低会使物料粘度太大。对于大于75%的超高浓度物料，中和过程的输送、干燥工艺的输送都无法实现。

下面通过计算来进一步说明，通过中和过程的稀释剂-中和剂浓度和流量关系，计算出产品的浓度。

表1使用30%液碱进行中和生产k12和aes对比说明：

因aes中和不加入稀释剂水，浓度达到76%，造成没有流动性无法进行中和。所以需要加入300kg水进行稀释浓度控制在70%。

表2使用45%液碱进行中和生产k12和aes对比说明：

（1）k12中和不加入稀释剂水，浓度达到80%，造成没有流动性无法进行中和。需要加入450kg水进行稀释浓度控制在70%。

（2）aes中和不加入稀释剂水，浓度达到84%，造成没有流动性无法进行中和。需要加入600kg水进行稀释。

这些加入的水干燥过程都需要脱出，造成能量浪费。不加入稀释剂则物料无法输送，中和反应不能完成。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开了一种表面活性剂生产用中和干燥装置，解决表面活性剂生产中超高浓度物料的中和，以及为了保证物料流动性加入部分水，在干燥过程又要进行脱出，能量浪费等问题。

本发明所述的一种表面活性剂生产用中和干燥装置，包括筒体、电机和转子；所述筒体从上到下分成三段，依次是分离段、中和段和干燥段，各段之间通过法兰连接；所述转子通过位于筒体上下两端的轴承固定在筒体中心，所述电机通过轴与转子连接，所述转子上安装有刮刀；所述分离段筒体上分别设有抽气口、中和剂进料口和磺酸进料口；所述分离段筒体上端设有密封盖，所述干燥段筒体下端与添加剂给料机一起连接混合机，混合机的出口与挤出机相连，挤出机与震动流化床连接。

进一步地，所述干燥段物料膜厚度小于5mm。

进一步地，所述中和段处的筒体外设有保温夹套，所述干燥段处的筒体外设有加热夹套，为物料保温干燥转移能量。中和段温度40-95℃，干燥段温度80-120℃，系统压力≤-10kpa。

本发明所述混合机包含各种固-固、固-液混合机。

本发明的有益效果在于：

（1）提高中和干燥效率，中和反应不需要加入稀释剂。本发明利用转子高速旋转强制成膜混合，把酸、碱完成高效混合，反应生成的水分蒸发直接转移到装置中心移走并带走热量，中和时控制脱水量保证合适温度，保证成膜混合，在完成超高浓度中和剂进行中和后，进一步脱水干燥。避免先中和，保证物料良好流动性再去干燥的各种缺陷。

（2）简化设备投资，安全节能，中和后马上进行干燥，不用单独的中和系统，均化系统和干燥系统；节能效果显著；

表3电能消耗比较（1t装置）：

（3）产品ph可控性好，配备混合机，通过添加剂给料机加入添加剂确保产品稳定。

附图说明

图1为本发明中和干燥装置的结构示意图。

图中：1-筒体，2-添加剂给料器，3-混合机，31-混合机进料斗，4-挤出机，5-震动流化床，11-分离段，12-中和段，13-干燥段，14-电机，15-转子，111-抽气口，112-中和剂进料口，113-磺酸进料口，16-上轴承，17-下轴承，121-保温夹套，131-加热夹套，151-刮刀。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

如图1所示，一种表面活性剂生产用中和干燥装置，包括筒体1、电机14和转子15；所述筒体1从上到下分成三段，依次是分离段11、中和段12和干燥段13，各段之间通过法兰连接；所述转子15通过位于筒体上下两端的轴承固定在筒体中心，电机14通过轴与转子15连接，所述转子15上安装有刮刀151；所述分离段筒体上分别设有抽气口111、中和剂进料口112和磺酸进料口113；所述分离段筒体上端设有密封盖，所述干燥段筒体下端与添加剂给料机2出口一起连接混合机3入口进料斗，混合机3的出口与挤出机4相连，挤出机4与震动流化床5连接。

所述中和段处的筒体外设有保温夹套121，所述干燥段处的筒体外设有加热夹套131，为物料保温干燥转移能量。

本发明的进料口分上下两层，上层由1个及以上的中和剂进料口112组成，中和剂进料后立即被转子刮成状膜，并螺旋型往下运动；下层由1个及以上磺酸进料口113组成，磺酸进料后同样立即被转子刮成状膜往下运动，在分离段下部中和剂和磺酸混合进行中和反应，因转子高速旋转，两种物料被强制高效混合，反应热部分通过中间汽提带走，部分转移到保温夹套121中。在分离段内完成中和高速混合，并移走大量热量。此过程中，保证中和剂量必须过量磺酸量，保证中和单体在较安全的ph下进行混合，中和剂太低容易引起物料变色并腐蚀设备。

然后物料往下运动到中和段，完成高粘度物料整个中和反应，大部分热量通过汽提移走，夹套为物料提供少量能量，通过夹套内流体控制中和段物料温度，防止温度太高水分蒸发太快，造成中和反应效果差；同时也要防止水分蒸发吸热物料温度太低失去流动性不能成膜；因高浓度中和剂和磺酸反应中间单体浓度大于80%，中和反应放热过程水分被蒸发浓度进一步提高，达到85%以上，属于高粘度区域，温度控制及其重要，温度太低则粘度过大，温度太高则中和效果差。

中和完成的高浓度物料成螺旋状往下运动到下端干燥段，被高速旋转的转子迅速成膜，膜厚度小于5mm，通过加热的下部筒体，夹套热源提供能量使水汽化，脱去部分5-15%的挥发物，完成干燥。外热源通过筒体壁把热传导给物料，挥发物加热后汽化从物料中分离出来，经过分离段抽气口111，把挥发物均匀的排出。和70%的物料干燥对比，其存在75-85%浓度的物料粘度大，干燥效率最差；本工艺中和反应完成已经达到85%以上浓度，避免了这个阶段，所以干燥速度极快，干燥时间大大缩短。

中和干燥过程，物料因为中和剂的过量会引起游离碱、ph等指标偏高，所以通过添加剂给料机在混合机内加入一定量的添加剂，保证产品游离碱、ph合格。经过混合的物料使用挤出机把物料分散成小颗粒状，最后经过震动流化床冷却得到所需干燥产品。