CN101664656A - 一种烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用超重力技术制备烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂的方法，以工业直链烷基苯、重烷基苯、石油中200～550℃的宽馏分为原料，与气态SO3在超重力反应器内进行磺化反应。将原料液加入到循环搅拌釜中，向超重力反应器内通入气态SO3，控制气相压力保持SO3的浓度为0.05～0.18mol/L，控制原料液进料和循环液流量使回流比在4～10，反应温度20～70℃，反应时间2～7min。得到的中间产物磺酸移入老化罐老化1～4h，老化温度40～55℃，老化后的中间产物磺酸经水解、中和得到pH值为8的烷基芳基磺酸盐。75～80℃下真空蒸出部分水和溶剂得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用超重力技术制备烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂的方法，属于超重力反应器在化学反应工程中的应用。
背景技术
磺化反应工艺与技术在现代化工领域中起着重要作用，磺化产物最重要的是阴离子表面活性剂，它在整个表面活性剂产品中占很大比重。
工业上可采用的磺化方法主要有SO3磺化法、过量硫酸磺化法、氯磺酸磺化法、亚硫酸盐磺化法等。20世纪50年代以来，国内外都致力于SO3磺化技术的研究，开发出的工艺有：气态SO3磺化法、液态SO3磺化法、SO3-溶剂磺化法和SO3络合物定位磺化法。气态SO3磺化法是用气态SO3作磺化剂，其优点是：反应速率快，不生成水，SO3的用量可接近理论用量，无废酸产生，对设备腐蚀小，工艺先进，技术水平高。因此，气态SO3磺化法在工业上已被推广应用，成为国际上一致公认的先进磺化工艺。
目前，比较成熟且已被工业化应用的磺化反应器主要有釜式和降膜式两种。传统工艺使用的反应器一般以釜式为主。气态SO3按照一定比例分别通入由3～5个以阶梯形式排列串联而成的反应釜中，气体通过分布器分散成泡，借助搅拌加强气-液接触反应与质量、热量传递。此种反应器效率低、副产物多，不适于热敏性物质的磺化。降膜式磺化反应器近年来发展很快，有单管式、多管式、双套筒式等。有机液体在竖直管壁面上呈膜状自上而下流动，气态SO3沿沿液膜表面流动，进行吸收反应，反应热通过壁面另一侧的冷却介质带走。此种反应器结构复杂，设备加工制造安装要求精度高，工艺条件要求严格，冷却能力有限，易出现局部过热。
超重力指的是在比地球重力加速度大得多的环境下，物质所受到的力。在通过超重力反应器实现的离心力场——超重力环境下，液体在巨大的剪切力下被拉伸成膜、成丝、成细滴，产生出巨大且快速更新的相间接触面积，物质相间传质过程与微观混合过程得到了极大强化。近年来，超重力技术在纳米颗粒制备、快速反应过程、聚合反应、脱硫除尘、反应分离耦合等化学工程领域取得了长足进步。作为化学工业的核心——化学反应，是在分子尺度上所进行的过程，无论对简单反应还是对复杂反应，分子尺度上的混合(即微观混合)、相间传质、分散相在连续相中的分散均匀性都可以影响化学反应历程；同时能够改变反应的转化率和选择性。对同一化学反应来说，不同的反应器其微混与传质效能不同，因而生产出同一种产品的性能与质量也不同。快速反应的特征速率通常高于或相当于微观混合速率，在微观混合尚未达到分子尺度均匀之前，反应就已经发生或接近完成了，也就是说该类反应在物质局部非均匀的状态下进行。这种局部非均匀性严重影响着反应器的生产能力、操作稳定性及复杂反应体系的产物分布，同时也是化工放大过程中产生局部效应的主要原因。而超重力反应器恰恰是提高快速反应过程微观混合效果，增强相间质量传递的理想反应器。鉴于对快速化学反应的理解，超重力反应器在该领域正展现出越来越强的应用性。
SO3磺化烷基芳基类化合物的反应属于气液快速反应，由于SO3性质非常活泼，用它作磺化剂时磺化反应剧烈，瞬间放出热量大，反应物料粘度高而传质移热困难，为了使反应能够均匀进行，必须在反应器设计和工艺条件优化上采取相应的措施，力求使气液两相不仅在宏观上而且在微观上能够瞬间均匀混合，力求加快相间传质速率的同时能够减少反应物在反应器内的停留时间，迅速移热。釜式和降膜式两种磺化反应器都采用气态SO3作为磺化剂，不足之处在于易生成砜类副产物，易产生局部过热和多磺化、氧化和焦化等现象，因此常常要经干空气稀释后使用。由此，在气态SO3发生的同时需要空气压缩、冷却、吸附脱水等工艺步骤，或者用硫磺与干空气经燃烧、催化、降温等过程得到SO3混合气体，以上都伴随有大量尾气需要及时有效的处理，工艺要求较高，技术难度较大。而采用气体封闭-液体循环的方式，保持气态SO3一定的进料速率，进而保证超重力反应器内某一恒定压力的进料与反应方式，将省略空气干燥工序，大大简化尾气处理环节，节约能耗、物耗，减少排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用气态SO3磺化液态烷基芳基类化合物的方法及设备，解决现有技术中的问题，最终提高反应的转化率和生产效率，达到节能减排的目标。将超重力技术应用于气液快速强放热反应过程中，满足该体系对分散相均匀化分布、相间传质速率与微观混合效果的提高、及时移热等需要；通过保持超重力反应器内气态SO3一定的压力，采用气体封闭-液体循环的操作方式，省略空气干燥工序，尾气接近零排放。
本发明以直链烷基苯(平均分子量238～250)、重烷基苯(平均分子量310～370)、石油中200～550℃的宽馏分为原料，采用超重力气相SO3磺化技术制备烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂。具体包括以下步骤：
一种烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于，采用超重力和气相SO3磺化技术制备烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂，具体包括以下步骤：
(1)超重力反应器、循环搅拌釜和换热器构成一个循环回路，在室温下将直链烷基苯，或重烷基苯，或质量比为2∶1～1∶2的溶剂C2H4Cl2与石油中200～550℃的宽馏分的混合物三者之一作为原料液，加入到循环搅拌釜中，开启循环搅拌釜的搅拌桨和循环泵，待循环物料达到流量200～600L/h后，向超重力反应器内通入温度为55～65℃的气态SO3，随之发生磺化反应；控制SO3在超重力反应器内的浓度为0.05～0.18mol/L，通过控制来自原料液储罐的进料流量和液体循环物料的流量从而控制回流体积流量比在4～10，通过冷却介质循环罐和换热器控制磺化反应温度在25～70℃，磺化反应的时间为2～7min；得到中间产物烷基芳基磺酸并将其泵入老化罐；
(2)将老化罐中的中间产物烷基芳基磺酸老化1～4h，老化温度40～55℃，其间加入为烷基芳基磺酸质量0.3％～0.5％的水；
(3)将老化后的烷基芳基磺酸泵入中和反应釜，滴加来自中和剂储罐的碱液，随之发生中和反应；温度45～70℃，中和至pH值为8；在75～80℃下真空蒸出水和溶剂总质量的50％～70％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂；
上述步骤(1)有半连续操作和连续操作两种模式，其中半连续操作步骤为：将2.25～10.8kg原料液一次性加入到循环搅拌釜中并使之在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，待物料达流量200～600L/h后，向超重力反应器内通入气态SO3；控制反应器内压力在1.4～5atm，SO3的浓度为0.05～0.18mol/L，反应温度在25～70℃，循环时间2～7min，得到中间产物烷基芳基磺酸，之后将其泵入老化罐；
连续操作步骤为：按上述半连续操作模式制备出中间产物烷基芳基磺酸后，使部分磺酸在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，SO3的浓度为0.05～0.18mol/L，调节新鲜原料液进料流量、液体物料的循环流量、中间产物烷基芳基磺酸的出料流量，控制系统的回流体积流量比在4～10，反应温度在25～70℃，物料在循环系统内的平均停留时间2～7min，在超重力反应器内与气态SO3总的接触时间1.5～6s，得到中间产物烷基芳基磺酸，之后按照与新鲜原料液相同的流量将其泵入老化罐。
如上所述的气态SO3是由发烟硫酸气提法或液态SO3蒸发法制备的。
如上所述中和用的碱液是质量分数20％～25％的NH3·H2O，或者是质量分数为20％～30％的NaOH碱液。
与现有釜式和膜式磺化工艺相比，本发明用超重力气相磺化技术制备烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂具有以下技术效果：
(1)气液两相不仅在宏观上而且在微观上能够瞬间均匀混合，在加快相间传质速率的同时能够大大缩短反应物料在反应器内的停留时间。由于移热迅速及时，明显改善了磺化反应的效率，减少了因局部过热引起的副反应的发生。产品质量稳定，其活性物质量百分含量和降低油/水界面张力的能力得到提高，色泽得到改善。
(2)适用于重质高粘度石油馏分的磺化，弥补了釜式反应器混合传质效率低、副产物多的不足，解决了膜式反应器局部过热，磺化馏分油时溶剂吹脱严重、易结焦的问题。
(3)采用气体封闭-液体循环的操作方式，使用纯的气态SO3作为磺化剂，省略了空气干燥工序，大大减少尾气排放、简化尾气处理环节，节约能耗、物耗。
附图说明
图1是本发明制备烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂的工艺流程图。如图所示，1为稳压罐，2为超重力反应器，3为循环搅拌釜，4为换热器，5为原料液储罐，6为老化罐，7为中和反应釜，8为中和剂储罐。
以下结合附图和具体实施方式，详述本发明的技术内容。
具体实施方式
实施例1：
将室温2.25kg平均分子量238～250的直链烷基苯从原料液储罐5加入到循环搅拌釜3中，依次开启搅拌桨、超重力反应器、物料循环泵、冷却介质循环泵，使物料在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，待循环物料流量稳定在200L/h后，向超重力反应器2内通入来自稳压罐1温度为55℃的气态SO3，随之发生磺化反应。控制超重力反应器内气态SO3的压力在1.4atm使其浓度保持在0.05mol/L，控制反应温度在60℃，循环反应3.5min后停止通气，得到中间产物烷基芳基磺酸。将中间产物烷基芳基磺酸泵入老化罐6中，老化时间4h，老化温度55℃，其间加入为中间产物烷基芳基磺酸质量0.3％即9g的水，其性质见表1。将老化后的中间产物烷基芳基磺酸泵入中和反应釜7，滴加来自中和剂储罐8质量百分含量为20％的NaOH碱液，随之发生中和反应。保持45℃，中和至pH值为8，在75℃下真空蒸出总水质量的70％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂。
实施例2：
将室温2.25kg平均分子量238～250的直链烷基苯从原料液储罐5加入到循环搅拌釜3中，依次开启搅拌桨、超重力反应器、物料循环泵、冷却介质循环泵，使物料在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，待循环物料流量稳定在600L/h后，向超重力反应器2内通入来自稳压罐1温度为60℃的气态SO3，随之发生磺化反应。控制超重力反应器内气态SO3的压力在2atm使其浓度保持在0.07mol/L，调节控制反应温度在65℃，循环反应2.5min得到中间产物烷基芳基磺酸。
按上述半连续操作模式制备出中间产物烷基芳基磺酸后，保持超重力反应器内气态SO3的浓度在0.07mol/L，开启原料泵，控制来自原料液储罐5的新鲜工业直链烷基苯进料流量在100L/h，开启中间产物烷基芳基磺酸出料泵，控制出料流量在100L/h，循环物料的流量600L/h，系统的回流体积流量比为6，控制反应温度在65℃，物料在循环系统内的平均停留时间2.5min，物料在超重力反应器内与气态SO3总的接触时间2s。不断泵出的中间产物烷基芳基磺酸进入老化罐6中，平均老化时间4h，老化温度55℃，其间加入为中间产物烷基芳基磺酸质量0.3％即0.4kg/h的水，其性质见表1。将老化后的中间产物烷基芳基磺酸不断泵入中和反应釜7，滴加来自中和剂储罐8浓度为25％的NaOH碱液，随之发生中和反应。保持45℃，中和至pH值为8，在75℃下真空蒸出总水质量的70％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂。
实施例3：
将室温2.25kg平均分子量238～250的直链烷基苯从原料液储罐5加入到循环搅拌釜3中，依次开启搅拌桨、超重力反应器、物料循环泵、冷却介质循环泵，使物料在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，待循环物料流量稳定在600L/h后，向超重力反应器2内通入来自稳压罐1温度为65℃的气态SO3，随之发生磺化反应。控制超重力反应器内气态SO3的压力在3atm使其浓度保持在0.1mol/L，控制反应温度在70℃，循环反应2min得到中间产物烷基芳基磺酸。
按上述半连续操作模式制备出中间产物烷基芳基磺酸后，保持超重力反应器内气态SO3的浓度在0.1mol/L，开启原料泵，控制来自原料液储罐5的新鲜工业直链烷基苯进料流量在150L/h，开启中间产物烷基芳基磺酸出料泵，控制出料流量在150L/h，物料的循环流量600L/h，系统的回流体积流量比为4，控制反应温度在70℃，物料在循环系统内的平均停留时间2min，物料在超重力反应器内与气态SO3总的接触时间1.5s。不断泵出的中间产物烷基芳基磺酸进入老化罐6中，平均老化时间4h，老化温度55℃，其间加入为中间产物烷基芳基磺酸质量0.3％即0.6kg/h的水，其性质见表1。将老化后的中间产物烷基芳基磺酸不断泵入中和反应釜7，滴加来自中和剂储罐8浓度为30％的NaOH碱液，随之发生中和反应。保持45℃，中和至pH值为8，在75℃下真空蒸出总水质量的70％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂。
实施例4：
将室温3.15kg平均分子量310～370的重烷基苯从原料液储罐5加入到循环搅拌釜3中，依次开启搅拌桨、超重力反应器、物料循环泵、冷却介质循环泵，使物料在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，待循环物料流量稳定在350L/h后，向超重力反应器2内通入来自稳压罐1温度为55℃的气态SO3，随之发生磺化反应。控制超重力反应器内气态SO3的压力在2atm使其浓度保持在0.07mol/L，控制反应温度在35℃，循环反应5min后停止通气，得到中间产物烷基芳基磺酸。将中间产物烷基芳基磺酸泵入老化罐6中，老化时间2h，老化温度45℃，其间加入为中间产物烷基芳基磺酸质量0.5％即19g的水，其性质见表2。将老化后的中间产物烷基芳基磺酸泵入中和反应釜7，滴加来自中和剂储罐8浓度为20％的NaOH碱液，随之发生中和反应。保持45℃，中和至pH值为8，在75℃下真空蒸出总水质量的60％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂。
实施例5：
将室温3.15kg平均分子量310～370的重烷基苯从原料液储罐5加入到循环搅拌釜3中，依次开启搅拌桨、超重力反应器、物料循环泵、冷却介质循环泵，使物料在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，待循环物料流量稳定在600L/h后，向超重力反应器2内通入来自稳压罐1温度为60℃的气态SO3，随之发生磺化反应。控制超重力反应器内气态SO3的压力在3atm使其浓度保持在0.1mol/L，控制反应温度在40℃，循环反应3.5min得到中间产物烷基芳基磺酸。
按上述半连续操作模式制备出中间产物烷基芳基磺酸后，保持超重力反应器内气态SO3的浓度在0.1mol/L，开启原料泵，控制来自原料液储罐5的新鲜原料液进料流量在75L/h，开启中间产物烷基芳基磺酸出料泵，控制出料流量在75L/h，物料的循环流量600L/h，系统的回流体积流量比为8，控制反应温度在40℃，物料在循环系统内的平均停留时间3.5min，在超重力反应器内与气态SO3总的接触时间2.5s。不断泵出的中间产物烷基芳基磺酸进入老化罐6中，平均老化时间2h，老化温度45℃，其间加入为中间产物烷基芳基磺酸质量0.5％即0.46kg/h的水，其性质见表2。将老化后的中间产物烷基芳基磺酸不断泵入中和反应釜7，滴加来自中和剂储罐8浓度为25％的NaOH碱液，随之发生中和反应。保持45℃，中和至pH值为8，在75℃下真空蒸出总水质量的60％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂。
实施例6：
将室温3.15kg平均分子量310～370的重烷基苯从原料液储罐5加入到循环搅拌釜3中，依次开启搅拌桨、超重力反应器、物料循环泵、冷却介质循环泵，使物料在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，待循环物料流量稳定在600L/h后，向超重力反应器2内通入来自稳压罐1温度为65℃的气态SO3，随之发生磺化反应。控制超重力反应器内气态SO3的压力在4atm使其浓度保持在0.14mol/L，控制反应温度在45℃，循环反应2.5min得到中间产物烷基芳基磺酸。
按上述半连续操作模式制备出中间产物烷基芳基磺酸后，保持超重力反应器内气态SO3的浓度在0.14mol/L，开启原料泵，控制来自原料液储罐5的新鲜原料液进料流量在100L/h，开启中间产物烷基芳基磺酸出料泵，控制出料流量在100L/h，物料的循环流量600L/h，系统的回流体积流量比为6，控制反应温度在45℃，物料在循环系统内的平均停留时间2.5min，在超重力反应器内与气态SO3总的接触时间2s。不断泵出的中间产物烷基芳基磺酸进入老化罐6中，平均老化时间2h，老化温度45℃，其间加入为中间产物烷基芳基磺酸质量0.5％即0.6kg/h的水，其性质见表2。将老化后的中间产物烷基芳基磺酸不断泵入中和反应釜7，滴加来自中和剂储罐8浓度为30％的NaOH碱液，随之发生中和反应。保持45℃，中和至pH值为8，在75℃下真空蒸出总水质量的60％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂。
实施例7：
将室温3.6kg石油中200～550℃的宽馏分与1.8kg溶剂C2H4Cl2均匀混合后从原料液储罐5加入到循环搅拌釜3中，依次开启搅拌桨、超重力反应器、物料循环泵、冷却介质循环泵，使物料在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，待循环物料流量稳定在500L/h后，向超重力反应器2内通入来自稳压罐1温度为55℃的气态SO3，随之发生磺化反应。控制超重力反应器内气态SO3的压力在3atm使其浓度保持在0.1mol/L，控制反应温度在25℃，循环反应7min后停止通气，得到中间产物烷基芳基磺酸。将中间产物烷基芳基磺酸泵入老化罐6中，老化时间1h，老化温度40℃，其间加入为中间产物烷基芳基磺酸质量0.5％即19g的水。将老化后的中间产物烷基芳基磺酸泵入中和反应釜7，滴加来自中和剂储罐8浓度为20％的NH3·H2O碱液，随之发生中和反应。保持70℃，中和至pH值为8。在80℃下真空蒸出总水和溶剂质量的50％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂，其性质见表3。
实施例8：
将石油中200～550℃的宽馏分与溶剂C2H4Cl2按照质量比1∶1均匀混合后放入储罐5中备用。将室温3.6kg石油中200～550℃的宽馏分与3.6kg溶剂C2H4Cl2均匀混合后从原料液储罐5加入到循环搅拌釜3中，依次开启搅拌桨、超重力反应器、物料循环泵、冷却介质循环泵，待循环物料流量稳定在600L/h后，向超重力反应器2内通入来自稳压罐1温度为60℃的气态SO3，随之发生磺化反应。控制超重力反应器内气态SO3的压力在4atm使其浓度保持在0.14mol/L，控制反应温度在30℃，循环反应5min得到中间产物烷基芳基磺酸。
按上述半连续操作模式制备出中间产物烷基芳基磺酸后，保持超重力反应器内气态SO3的浓度在0.14mol/L，开启原料泵，控制来自原料液储罐5的新鲜原料液进料流量在60L/h，开启中间产物烷基芳基磺酸出料泵，控制出料流量在60L/h，物料的循环流量600L/h，系统的回流体积流量比为10，控制反应温度在30℃，物料在循环系统内的平均停留时间5min，在超重力反应器内与气态SO3总的接触时间4s。不断泵出的中间产物烷基芳基磺酸进入老化罐6中，平均老化时间1h，老化温度40℃，其间加入为中间产物烷基芳基磺酸质量0.5％即0.32kg/h的水。将老化后的中间产物烷基芳基磺酸不断泵入中和反应釜7，滴加来自中和剂储罐8浓度为25％的NH3·H2O碱液，随之发生中和反应。保持70℃，中和至pH值为8。在80℃下真空蒸出总水和溶剂质量的50％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂，其性质见表3。
实施例9：
将石油中200～550℃的宽馏分与溶剂C2H4Cl2按照质量比1∶2均匀混合后放入储罐5中备用。将室温3.6kg石油中200～550℃的宽馏分与7.2kg溶剂C2H4Cl2均匀混合后从原料液储罐5加入到循环搅拌釜3中，依次开启搅拌桨、超重力反应器、物料循环泵、冷却介质循环泵，待循环物料流量稳定在600L/h后，向超重力反应器2内通入来自稳压罐1温度为65℃的气态SO3，随之发生磺化反应。控制超重力反应器内气态SO3的压力在5atm使其浓度保持在0.18mol/L，控制反应温度在35℃，循环反应3.5min得到中间产物烷基芳基磺酸。
按上述半连续操作模式制备出中间产物烷基芳基磺酸后，保持超重力反应器内气态SO3的浓度在0.18mol/L，开启原料泵，控制来自原料液储罐5的新鲜原料液进料流量在75L/h，开启中间产物烷基芳基磺酸出料泵，控制出料流量在75L/h，物料的循环流量600L/h，系统的回流体积流量比为8，控制反应温度在35℃，物料在循环系统内的平均停留时间3.5min，在超重力反应器内与气态SO3总的接触时间2.5s。不断泵出的中间产物烷基芳基磺酸进入老化罐6中，平均老化时间1h，老化温度40℃，其间加入为中间产物烷基芳基磺酸质量0.5％即0.4kg/h的水。将老化后的中间产物烷基芳基磺酸不断泵入中和反应釜7，滴加来自中和剂储罐8浓度为25％的NH3·H2O碱液，随之发生中和反应。保持70℃，中和至pH值为8。在80℃下真空蒸出总水和溶剂质量的50％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂，其性质见表3。
表1中间产物烷基芳基磺酸性质
| 实例 | 活性物质量百分含量，％ | 游离油质量百分含量，％ | 硫酸质量百分含量，％ | Klett色泽值 |
| 实施例1 | 97.2 | 1.3 | 1.5 | 35 |
| 实施例2 | 96.8 | 1.5 | 1.7 | 31 |
| 实施例3 | 97.1 | 1.4 | 1.5 | 33 |
表2中间产物烷基芳基磺酸性质
| 实例 | 活性物质量百分含量，％ | 游离油质量百分含量，％ | 硫酸质量百分含量，％ | 油水界面张力，mN/m |
| 实施例4 | 84.5 | 10.7 | 4.8 | 8.3×10-3 |
| 实施例5 | 83.2 | 12.2 | 4.6 | 8.3×10-3 |
| 实施例6 | 83.6 | 12.1 | 4.3 | 8.6×10-3 |
表3烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂性质
| 实例 | 活性物质量百分含量，％ | 未磺化油质量百分含量，％ | 无机盐质量百分含量，％ | 挥发份质量百分含量，％ | 油水界面张力，mN/m |
| 实施例7 | 32.5 | 30.5 | 6.2 | 30.8 | 2.5×10-2 |
| 实施例8 | 33.6 | 28.7 | 6.5 | 31.2 | 2.1×10-2 |
| 实施例9 | 34.5 | 27.2 | 6.9 | 31.4 | 1.9×10-2 |
Claims (3)
1、一种烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于，采用超重力和气相SO3磺化技术制备烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂，具体包括以下步骤：
(1)超重力反应器、循环搅拌釜和换热器构成一个循环回路，在室温下将直链烷基苯，或重烷基苯，或质量比为2∶1～1∶2的溶剂C2H4Cl2与石油中200～550℃的宽馏分的混合物三者之一作为原料液，加入到循环搅拌釜中，开启循环搅拌釜的搅拌桨和循环泵，待循环物料达到流量200～600L/h后，向超重力反应器内通入温度为55～65℃的气态SO3，随之发生磺化反应；控制SO3在超重力反应器内的浓度为0.05～0.18mol/L，通过控制来自原料液储罐的进料流量和液体循环物料的流量从而控制回流体积流量比在4～10，通过冷却介质循环罐和换热器控制磺化反应温度在25～70℃，磺化反应的时间为2～7min；得到中间产物烷基芳基磺酸并将其泵入老化罐；
(2)将老化罐中的中间产物烷基芳基磺酸老化1～4h，老化温度40～55℃，其间加入为烷基芳基磺酸质量0.3％～0.5％的水；
(3)将老化后的烷基芳基磺酸泵入中和反应釜，滴加来自中和剂储罐的碱液，随之发生中和反应；温度45～70℃，中和至pH值为8；在75～80℃下真空蒸出水和溶剂总质量的50％～70％后得到所述烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂；
上述步骤(1)有半连续操作和连续操作两种模式，其中半连续操作步骤为：将2.25～10.8kg原料液一次性加入到循环搅拌釜中并使之在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，待物料达流量200～600L/h后，向超重力反应器内通入气态SO3；控制反应器内压力在1.4～5atm，SO3的浓度为0.05～0.18mol/L，反应温度在25～70℃，循环时间2～7min，得到中间产物烷基芳基磺酸，之后将其泵入老化罐；
连续操作步骤为：按上述半连续操作模式制备出中间产物烷基芳基磺酸后，使部分磺酸在超重力反应器与循环搅拌釜间作循环，SO3的浓度为0.05～0.18mol/L，调节新鲜原料液进料流量、液体物料的循环流量、中间产物烷基芳基磺酸的出料流量，控制系统的回流体积流量比在4～10，反应温度在25～70℃，物料在循环系统内的平均停留时间2～7min，在超重力反应器内与气态SO3总的接触时间1.5～6s，得到中间产物烷基芳基磺酸，之后按照与新鲜原料液相同的流量将其泵入老化罐。
2、根据权利要求1所述的一种烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述的气态SO3是由发烟硫酸气提法或液态SO3蒸发法制备的。
3、根据权利要求1所述的一种烷基芳基磺酸盐阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于，中和用的碱液是质量分数20％～25％的NH3·H2O，或者是质量分数为20％～30％的NaOH碱液。
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