一种刮膜式磺化器制造技术

一种刮膜式磺化器，属气体ＳＯ↓［３］磺化或硫酸化生产阴离子表面活性剂的反应装置的制造技术领域，主要由直立反应筒体（８），置于直立反应筒体（８）内带刮板（９）的搅拌轴（１０），置于直立反应筒体（８）两端的下管板（１１）和带密封管板（４）的上管板（５），置于密封管板（４）上部带ＳＯ↓［３］气体进口（１）的上封头（２），置于下管板（１１）下部带反应物出口（１６）的下封头（１２），固定于上封头（２）或下封头（１２）上与搅拌轴（１０）相连的带减速器（１７）的电机（１８），置于直立反应筒体（８）外围带冷却水进口（１３）和冷却水出口（１５）的１～３段冷却夹套（１４）等构成。整体结构设计合理，操作弹性大，制造容易，投资较小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种刮膜式磺化器，属气体S03磺化或硫酸化生产阴 离子表面活性剂的反应装置的制造

技术介绍
阴离子表面活性剂以磺化和硫酸化产品为主，其生产工艺是用气 体三氧化硫经干燥空气(或其他惰性气体)稀释至一定浓度，在磺化设备中与各种有机物(如烷基苯、脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、ot-烯烃、脂肪酸甲酯等各种可磺化原料)接触发生磺化或硫酸化反应而 制得磺化和硫酸化产品。磺化器是其中的关键设备。现有的磺化器可 分为降膜式反应器(多管降膜式或双膜降膜)、喷射式反应器(气体 喷射式和液体喷射式等)和连续搅拌罐组式反应器。目前工业化生产 广为使用的磺化器主要为降膜式反应器，其结构主要由直立反应管， 置于直立反应管两端的下管板和带密封管板的上管板，置于密封管板上部带S03气体进口的上封头，置于下管板下部带反应物出口的下封 头等构成；密封管板和上管板之间形成底部设有锥形环隙的有机料分 配腔，密封管板和上管板之间的直立反应管上设有与有机料分配腔连 通的有机料进口。其主要问题为直立反应管很窄，制造精度要求高。 在气液接触的膜式磺化反应中，对反应完成起决定作用的是三氧 化硫气体分子在有机液体中扩散的速度， 一般情况下在反应初期原料 的粘度较低，反应剂三氧化硫气体分子容易在有机液体中扩散，磺化 反应速度快，但到反应后期，由于反应产物的粘度急剧升高，三氧化硫分子在液体中的扩散速度放慢，必须强化三氧化硫气体与有机物的 混合，促使磺化或硫酸化反应的完成。通常在反应器的设计中必须考虑到这一点。对于粘度较低的原料和产物， 一般为10 1000cps，最 高为1500cps，如烷基苯、(x-烯烃、脂肪酸甲酯等的磺化以及脂肪醇和脂肪醇醚的硫酸化反应，广泛使用降膜式磺化器。对于本身粘度较 高的原料或磺化反应后粘度急剧升高的产品，如烷基二苯醚二磺酸、c18以上的高分子量烷基苯磺酸、二烷基萘磺酸、石油磺酸盐等，若采用传统的降膜式反应器，由于原料或磺化产物粘度大易粘附在反应管内壁，造成液膜增厚，S03无法与厚液膜层内的原料充分接触，易造成膜层内反应不到位而膜表层过磺化甚至结焦、堵塞反应管，磺化 产物质量低下等情况。目前上述一些高粘度产品通常采用添加有机溶 剂的降膜式磺化法，体系中添加溶剂虽可降低产物粘度改善物料的流 动性，但因采用的大多数溶剂均有一定的毒性，必须增加溶剂回收装 置，而要把溶剂从产品中完全去除是比较困难的，并且为防止有机溶 剂的泄漏，对磺化器设计及操作要求也将变得很高。W0.93/17992专利提出不采用溶剂的多管降膜湍流式的磺化工艺，该工艺中原料液膜和气体S03在反应器中同向向下流动，通过对反应器中的气体S03加压，以较高的压力(0.2 1.0Mpa)赋予气体S03足够的流速从而使粘稠的磺化产品膜层变薄，提高反应转化率。采用该工艺对设备的加工要求较高，能耗和投资较大，并且由于对气体S03实施了额外加压，S03气速很快，原料在高速气流(湍流状态)下易被雾化，随气体进入尾气系统，增加了尾气处理压力，同时原料 消耗也将大大增加。CN 1973989提出的S03气体喷射式磺化器可喷 射磺化多种原料，不仅包括适用于膜式磺化工艺的所有原料，且包括 不适用于膜式磺化工艺的高粘度、含蜡质、难成膜、热敏性物料，原料经一次喷射即可达到所需的转化率，不用多次循环磺化产物、产品 质量稳定。但对粘度高(大于5000C.P)的有机料物料，其喷射雾化 较难进行，且磺化反应放热剧烈，该气体喷射式磺化器的反应热无法 快速移去，易发生过磺化副反应。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种设计合理，整体结构紧凑，适合于高粘 度物料磺化或硫酸化的刮膜式磺化器。本专利技术为一种刮膜式磺化器，包括直立反应筒体，置于直立反应筒体两端的下管板和带密封管板的上管板，置于密封管板上部带so3气体进口的上封头，置于下管板下部带反应物出口的下封头，密封管 板和上管板之间形成底部设有锥形环隙的有机料分配腔，密封管板和 上管板之间的直立反应筒体上设有与有机料分配腔连通的有机料进 口，其特征在于直立反应筒体内还设有带刮板的搅拌轴，直立反应筒 体的上封头或下封头上设有与搅拌轴相连的电机。所述直立反应筒体的内径可为30 500厘米。可根据产量大小确 定内径。所述刮板与直立反应筒体内壁之间的间距可为1 10mm， 优选为2 5mm。所述直立反应筒体的外围还可设有带冷却水进口和冷却水出口 的冷却夹套。所述的冷却夹套在直立反应筒体外围可为1 3段设置。 本专利技术与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果 1、通过在直立反应筒体内设置外动力刮板，反应时装有刮板的搅 拌轴在电机带动下旋转，在刮板作用下粘稠的反应物料在反应筒体内 壁经过刮膜一重新涂布一刮膜过程，液膜不断的交替更新使物料得以 均匀、充分的反应。能强制高粘度的原料在反应器内壁均匀成膜并持 续更新，因此磺化产物能得以充分反应且不易结焦，解决了高粘度原料磺化的难题，在不使用溶剂的条件下，有效避免了高粘度原料磺化 时出现的过磺化甚至结焦、堵塞反应管等问题。2、 采用直径较大的直立反应筒体，并合理设置刮板与直立反应筒 体内壁之间的间距，使高粘度的原料在反应筒体内壁形成液膜，与气 相的S03实现单膜磺化反应，且旋转的刮板对S03气体有折流作用， 使S03气体流速相对较慢，有机料雾化少，降低原料消耗，同时尾气 中S03和有机料的残留少，减轻尾气处理的压力。3、 采用一段或多段的冷却夹套，能快速移走反应生成的热能，避 免反应温度峰值高，使反应产物的温度不致过热，反应温度温和可控。 磺化后产品从反应器出口出来，按常规工艺进行老化、中和得到成品。本专利技术使磺化器的整体结构设计更趋合理，操作弹性大，制造容 易，投资较小。适用于各类液态有机物料的磺化和硫酸化反应，包括 脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、烯烃、脂肪酸甲酯、垸基苯等，特别适用于粘度为1500-100000 cps的高粘度物料的磺化和硫酸化反应，如石油磺酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐、萘磺酸等，还特别适用于较难吸收S03的有机物料的磺化和硫酸化反应，如天然油脂、大豆磷脂等， 能有效改善反应效果及反应状态、避免产生过磺化、结焦、磺化率低 等现象，实现高粘度物料的膜式磺化，提高了生产效率，且得到的产 品质量好、副产物少。附图说明附图是本专利技术的整体结构示意图。图中，1为S03进口， 2为上封头，3为有机料进口， 4为密封管 板，5为上管板，6为有机料分配腔，7为锥形环隙，8为反应筒体， 9为刮板，10为搅拌轴，ll为下管板，12为下封头，13为冷却水进 口， 14为冷却夹套，15为冷却水出口， 16为反应物出口， 17为减速器，18为电机。具体实施例方式本专利技术主要由直立反应筒体8，置于直立反应筒体8内带刮板9 的搅拌轴10，置于直立反应筒体8两端的下管板11和带密封管板4 的上管板5，置于密封管板4上部带S03气体进口 1的上封头2，置 于下管板11下部带反应物出口 16的下封头12，固定于上封头2或 下封头12上与搅拌轴IO相连的带减速器17的电机18，置于直立反 应筒体8外围带冷却水进口 13和冷却水出口 15的1 3段冷却夹套 14等构成；密封管板4和上管板5之间形成底部设有锥形环隙7的 有机料分配腔6，密封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刮膜式磺化器，包括直立反应筒体（８），置于直立反应筒体（８）两端的下管板（１１）和带密封管板（４）的上管板（５），置于密封管板（４）上部带ＳＯ３气体进口（１）的上封头（２），置于下管板（１１）下部带反应物出口（１６）的下封头（１２），密封管板（４）和上管板（５）之间形成底部设有锥形环隙（７）的有机料分配腔（６），密封管板（４）和上管板（５）之间的直立反应筒体（８）上设有与有机料分配腔（６）连通的有机料进口（３），其特征在于直立反应筒体（８）内还设有带刮板（９）的搅拌轴（１０），直立反应筒体（８）的上封头（２）或下封头（１２）上设有与搅拌轴（１０）相连的电机（１８）。

【技术特征摘要】
1、一种刮膜式磺化器，包括直立反应筒体(8)，置于直立反应筒体(8)两端的下管板(11)和带密封管板(4)的上管板(5)，置于密封管板(4)上部带SO3气体进口(1)的上封头(2)，置于下管板(11)下部带反应物出口(16)的下封头(12)，密封管板(4)和上管板(5)之间形成底部设有锥形环隙(7)的有机料分配腔(6)，密封管板(4)和上管板(5)之间的直立反应筒体(8)上设有与有机料分配腔(6)连通的有机料进口(3)，其特征在于直立反应筒体(8)内还设有带刮板(9)的搅拌轴(10)，直立反应筒体(8)的上封头(2)或下封头(12)上设有与搅拌轴(10)相连的电机(18)。2、 按权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏雄燕，方银军，陈俊艳，汪家众，
申请(专利权)人：浙江赞宇科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]