CN102516134A

CN102516134A - 一种α-烯基磺酸盐水解工艺及α-烯基磺酸盐水解系统

Info

Publication number: CN102516134A
Application number: CN2011104407738A
Authority: CN
Inventors: 邹欢金; 王侃; 方银军; 华文高; 张义勇
Original assignee: Jiaxing Zanyu Technology Co Ltd
Current assignee: Jiaxing Zanyu Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: CN102516134B

Abstract

本发明涉及一种α-烯基磺酸盐水解工艺以及相应的水解系统。目的是提供的工艺具有产品质量好的特点；提供的系统具有结构简单的特点。技术方案是：一种α-烯基磺酸盐水解工艺，按照以下步骤进行：1）来自中和系统的α-烯基磺酸盐输送至余热回收换热器吸收热量，经过升温后，输入水解器进行水解；2）由水解器输出的α-烯基磺酸盐经过余热回收换热器的另一管路放出热量后，通过冷却器再降温至53～58℃，成品AOS通过出口输出。一种α-烯基磺酸盐水解系统，其特征在于：输入管路接通余热回收换热器的吸热管后，又依次连通蒸汽加热器及水解器，然后返回至余热回收换热器的放热管，接着经过冷却器后连通出口至输出管路。

Description

一种α-烯基磺酸盐水解工艺及α-烯基磺酸盐水解系统

技术领域

本发明涉及一种α-烯基磺酸盐水解工艺以及相应的水解系统，属于化工生产技术领域。

背景技术

α-烯基磺酸盐（简称AOS）是以α-烯烃为原料，经SO₃磺化、中和、水解等工艺制得的一种阴离子表面活性剂。由于具有良好的泡沫、乳化、去污和钙皂分散力，极易溶于水，并和各种助剂及酶制剂相容，易生物降解，且无毒性、对皮肤刺激性小，因此可广泛用于洗涤剂和化妆品中。近年来，随着对环境要求的提高，特别是α-烯烃原料的质量和价格越来越具竞争力，使采用α-烯烃磺化工业化制备烯基磺酸盐具备了现实意义和开发条件。AOS有望在近年内成为日化行业中用量最大、发展最快、竞争力最强的表面活性剂之一。

但AOS生产时会产生中间体磺内酯，其主要生成途径是磺化过程；在该过程中SO₃首先加成于α-烯烃的末端碳原子上而形成两性离子中间体。两性离子中间体是不稳定的，它有两个可能的反应方式，一是消去质子形成烯基磺酸；二是成环形成β-磺内酯，β-磺内酯容易异构化成γ-磺内酯，γ-磺内酯又可进一步异构化成δ-磺内酯。

AOS生产过程中形成的大部分磺内酯能在高温、碱性的条件下进行水解，同时中和成为AOS。磺内酯水解时发生亲核取代反应和消除反应，其主要是碳氧键断裂开环，生成羟烷基磺酸或相应的烯基磺酸，在100℃以上时发生热脱水作用，羟烷基磺酸盐转化成烯基磺酸盐。在水解过程中，水解温度和时间对磺内酯残留量有较大的影响，水解温度越高、水解时间越长，磺内酯残留量越少（δ-磺内酯的水解难于进行）；但水解温度过高，产品颜色加深并腐蚀设备。因此，产品中磺内酯的残留量和水解的工艺和设备都有着密切的关系，但受检测方法等限制，目前国内尚未见对AOS水解工艺进行改进的报告。现有AOS水解系统由换热器、加热器、冷却器与水解器组成，采用管式或板式换热器进行加热，不仅能耗大、能量利用率低而且在靠近换热器的物料易失水而结皮，影响产品品质和换热效果。因此，对AOS的水解工艺和设备进行改进十分必要。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种以节能降耗为目的，同时改善AOS产品品质的生产工艺，该工艺还应具有产品质量好、资源消耗少的特点。

本发明的另一目的是提供实现上述工艺的α-烯基磺酸盐水解系统，该系统应具有结构简单、制造方便的特点。

本发明提供的技术方案是：一种α-烯基磺酸盐水解工艺，按照以下步骤进行：

1）来自中和系统的α-烯基磺酸盐输送至余热回收换热器吸收热量，接着经过蒸汽加热器升温后，输入水解器进行水解，水解器内压力为0.35～0.45 Mpa；

2）由水解器输出的α-烯基磺酸盐经过余热回收换热器的另一管路放出热量后，通过冷却器再降温至53～58℃，成品AOS通过出口输出。

所述步骤1）中的α-烯基磺酸盐经过加热器升温后，先通过静态混合器处理，再输入水解器进行水解。

所述蒸汽加热器中，蒸汽直接与物料接触进行加热。

所述来自中和系统的α-烯基磺酸盐用一增压泵依次输送至热回收换热器、蒸汽加热器以及水解器。

所述蒸汽加热器中的物料温度为133～155℃，蒸汽压力为0.30～0.60 MPa。

所述的冷却器的冷却水用作中和系统的在线工艺水。

一种α-烯基磺酸盐水解系统，其特征在于：

输入管路接通余热回收换热器的吸热管后，又依次连通蒸汽加热器及水解器，然后返回至余热回收换热器的放热管，接着经过冷却器后连通出口至输出管路。

所述蒸汽加热器及水解器之间还串接一静态混合器。

所述输入管路中还接入一增压泵。

本发明与现有技术相比，具有以下突出的优点和效果：

1、由于蒸汽直接与物料接触加热，传热效率大大提高，同时蒸汽冷凝后变成工艺水，减少在线工艺水的加入量，这样既节约了蒸汽用量，也节约了工艺水用量。（现有技术蒸汽用量为80Kg/吨产品，本发明蒸汽用量为50Kg/吨产品，蒸汽实际节约量为30Kg/吨产品，工艺水节约量为50Kg/吨。）

2、采用蒸汽直接喷射，在高速流动的蒸汽作用下，物料混合均匀，不会出现失水结皮现象（用传统的间接加热器对物料进行加热时靠近换热器的物料易失水而结皮，影响产品品质和换热效果）。

3、采用余热回收换热器，可以回收75～80%的热能，显著节约了能源。

4、水解后物料经冷却器冷却，出口冷却水用于中和系统的在线工艺水，使中和产物温度提高，有利于磺内酯的下降，有利于提高水解的换热效率，减小压降差。

5、由于所有的设备及配套部件均为外购的成熟产品，而且系统结构简单，所以制造容易方便，成本也不高。

附图说明

图1是本发明所述的α-烯基磺酸盐水解工艺示意图

图中：1为中和后的物料、2为蒸汽、3为余热回收换热器、4为蒸汽加热器、5为静态混合器、6为水解器、7为冷却器、8为增压泵、9为输入循环冷却水、10为输出循环冷却水、11为气动调节阀、12为温控系统、13为出口。

具体实施方式

本发明提供的α-烯基磺酸盐水解系统是：

装有增压泵8的输入管路接通余热回收换热器3的吸热管（用于对物料加温）后，又依次连通加热器4（加热器优选为蒸汽加热器）及水解器6，然后返回至余热回收换热器的放热管（用于对物料降温），接着经过冷却器7后连通出口13至输出管路。该冷却器采用水作为冷却介质，输出的冷却水用作中和系统的在线工艺水。

作为优选，所述加热器及水解器之间还串接一静态混合器5，以提高水解效率。

该系统中还配置一温控系统12（外购的常规设备），以使处理的物料保持所需的温度。所述蒸汽加热器中的物料温度为133～155℃，蒸汽压力为0.30～0.60 MPa。

本发明的操作步骤是：

A、α-烯烃经过磺化、老化后通过中和循环泵、水解增压泵及回路系统，当中和压力达到约0.25～0.4MPa时（提供所需的压力是为了避免系统内水分的蒸发），启动水解增压泵，通过调整频率，控制中和系统的压力稳定在0.25～0.55MPa，向水解系统供料；

B、中和产物通过增压泵8输送到水解系统（用水解气动阀控制水解压力在0.35～0.45 MPa），先经过换热器3提升物料温度，再经过蒸汽加热器4进一步将物料温度升至135～155℃，加热蒸汽压力控制在0.30～0.60 MPa；水解系统刚开始运行时利用手动控制系统控制水解系统进汽量，当显示温度与设定温度接近时(10℃以内)，启用自动温控系统；。

C、物料接着进入水解器6进行碱性水解，水解后的产品经过换热器3换热降低温度，再通过冷却器7冷却到55℃左右，成品AOS输出进入调整釜调整。

D、冷却器中的冷却水经换热输出时温度提升，这部分冷却水被用作在线工艺水参与中和反应。

进一步，步骤1）中的α-烯基磺酸盐经过加热器升温后，先通过静态混合器处理，再输入水解器进行水解。

本发明中的所有设备及配套元器件均直接外购获得。

下面结合实施例对本发明使用情况进一步说明。

实施例1：

在3.8t/h磺化器中α-烯基经过磺化、老化、中和后，物流流量为6750kg/h，中和物料温度为75℃，中和出料压力为0.32MPa，产物中游离碱含量为2.3%，磺内酯为51%。该物料经过增压泵8增压至0.42 MPa，与来自水解器的已经水解的烯基磺酸盐物料逆流流动换热，物料温度提升至110℃，再经过蒸汽加热器4（蒸汽压力0.55 MPa）与蒸汽直接接触加热至150℃后通过静态混合器5进入水解器，停留时间为30min，然后经过冷却器7冷却至55℃出口，加入脱色剂进入成品罐，得到成品AOS活性物含量为35.0%、游离碱0.2%、色泽50Hazen、磺内酯＜0.2mg/kg。

实施例2：

在1.6t/h磺化器中α-烯基经过磺化、老化、中和后，物流流量为2840kg/h，中和物料温度为80℃，中和出料压力为0.35MPa，产物中游离碱含量为2.2%，磺内酯为49%。该物料经过增压泵8增压至0.47 MPa，与来自水解器6的已经水解的烯基磺酸盐物料逆流流动换热，物料温度提升至115℃；再经过蒸汽加热器（蒸汽压力0.6 MPa）与蒸汽直接接触加热至155℃后进入水解器6，停留时间为20min；然后经过冷却器7冷却至55℃输出，加入脱色剂进入成品罐，得到成品AOS活性物含量为35.2%、游离碱0.2%、色泽55Hazen、磺内酯＜0.2mg/kg。

Claims

1.一种α-烯基磺酸盐水解工艺，按照以下步骤进行：

1）来自中和部分的α-烯基磺酸盐依次输送至余热回收换热器（3）吸收热量，接着经过蒸汽加热器（4）升温后，输入水解器（6）进行水解；

2）由水解器输出的α-烯基磺酸盐经过余热回收换热器（3）的另一管路放出热量后，通过冷却器（7）再降温，成品AOS通过出口（13）输出。

2.根据权利要求1所述的一种α-烯基磺酸盐水解工艺，其特征在于：所述步骤1）中的α-烯基磺酸盐经过蒸汽加热器（4）升温后，先通过静态混合器（5）处理，再输入水解器（6）进行水解。

3.根据权利要求2所述的一种α-烯基磺酸盐水解工艺，其特征在于：所述蒸汽加热器中，蒸汽直接与物料接触进行加热。

4.根据权利要求3所述的一种α-烯基磺酸盐水解工艺，其特征在于：所述的来自中和部分的α-烯基磺酸盐用一增压泵（8）依次输送至热回收换热器、蒸汽加热器以及水解器。

5.根据权利要求4所述的一种α-烯基磺酸盐水解工艺，其特征在于：所述蒸汽加热器中的物料温度为120～180℃，蒸汽压力为0.30～0.60 MPa。

6.根据权利要求5所述的一种α-烯基磺酸盐水解工艺，其特征在于：所述的冷却器的冷却水用作中和系统的在线工艺水。

7.一种α-烯基磺酸盐水解系统，其特征在于：输入管路接通余热回收换热器（3）的吸热管后，又依次连通蒸汽加热器（4）及水解器（6），然后返回至余热回收换热器的放热管，接着经过冷却器（7）后连通出口（13）至输出管路。

8.根据权利要求7所述的一种α-烯基磺酸盐水解系统，其特征在于：所述蒸汽加热器及水解器之间还串接一静态混合器（5）。

9.根据权利要求8所述的一种α-烯基磺酸盐水解系统，其特征在于：所述输入管路中还接入一增压泵（8）。