CN104744314A - 一种重烷基苯磺酸的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重烷基苯磺酸的制备方法，通过将熔化后的硫磺液体与干燥空气燃烧生成二氧化硫，二氧化硫气体与催化剂反应生成三氧化硫，将干燥空气将三氧化硫气体浓度稀释至4-5％后，与烷基苯接触发生磺化反应，生成烷基苯磺酸，再对烷基苯磺酸进行老化和水解既得烷基苯磺酸产品。本发明制备方法简单实用，制作成本低廉，用于工业生产重烷基苯磺酸可以大幅度提高生产效率和经济效益。

Description

一种重烷基苯磺酸的制备方法

技术领域

本发明涉及一种重烷基苯磺酸的制备方法。

背景技术

重烷基苯，英文名称：Heavy aklyl benzenes，重烷基苯(HAB)是生产十二烷基苯过程中的副产物，产量约占烷基苯的10％。重烷基苯是一种淡黄色油类，粘度低，主要由二烷基苯构成，由线性烷基苯和石蜡经过烷基化反应合成。重烷基苯可生产冷机油，与减压馏分以不同比例混合，添加适当的抗防腐剂，用于生产汽油机润滑油，它还是生产用于改进柴油机质量的清净分散剂的理想原料，是生产高级润滑油的最佳基础油。

重烷基苯磺酸采用不同的碱金属或碱土金属或盐，通过直接发或间接法工艺，可制备重烷基苯磺酸的钠盐、钡盐、钙盐、锌盐、镁盐、和锂盐。近年来，重烷基苯磺酸盐已被发现具有优良的降低油/水界面强力特性，成为3次采油中最重要的驱油用表面活性剂。本发明提供了一种重烷基苯磺酸的制备方法，为石油开采提供技术支持。

发明内容

本发明旨在提供一种重烷基苯磺酸的制备方法，该方法简单实用，制作成本低廉。

本发明通过以下技术方案实现：

一种重烷基苯磺酸的制备方法，包括以下步骤：

1)将硫磺粉块置于熔硫槽，用间接蒸汽加热熔化成液体并维持在150℃，沉淀8小时后，与干燥空气逆流接触反应生成二氧化硫；

2)将所得二氧化硫气体冷却，与催化剂反应生成三氧化硫；

3)将三氧化硫气体冷却至50～55℃，用干燥空气将三氧化硫气体浓度稀释至4-5％；

4)将稀释的三氧化硫气体与烷基苯接触发生磺化反应，生成烷基苯磺酸；

5)将生成的烷基苯磺酸经过气液分离器分离，收集分离所得液体装入老化罐老化；

6)向老化的烷基苯磺酸加入水解水，既得烷基苯磺酸产品。

所述燃烧生成的二氧化硫温度为650～670℃，体积浓度为6.5％。

步骤(2)中二氧化硫气体冷却后温度为430～440℃。

所述的催化剂为五氧化二釩，其在与二氧化硫气体反应前预热至400℃以上。

步骤(5)老化的条件为维持50～55℃40分钟。

所述的水解水占烷基苯磺酸的体积浓度为0.5％～0.8％。

本发明的有益效果：本发明制备重烷基苯磺酸的方法简单易于实施，并且成本低廉，用于工业生产重烷基苯磺酸可以大幅度提高生产效率和经济效益，具有极大的推广使用价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。

实施例1

该方法设计原理为在磺化反应器中，气体三氧化硫和液体重烷基苯同向接触，发生磺化反应，生成重烷基苯磺酸。

本发明方法主要由空气干燥、三氧化硫制备、多管模式磺化、老化和水解及尾气处理五部分组成。

1)空气干燥

用于三氧化硫发生和稀释的空气，必须经过过滤净化，再用罗茨风机压缩送入冷却器中，(经水冷却再经乙二醇冷却)使空气温度降至5℃，此时，空气中的大部分水份被冷凝除去。最后进入硅胶干燥，残余的水份被硅胶吸附，使空气露点降到-60℃.乙二醇冷却器中的乙二醇是与冷冻机蒸发器热交换后，降温到0～2℃。罗茨风机吸风量为每分钟150立方米，输入压力为0.07mpa；罗茨风机出口有一压力控制阀，通过该阀调节，使力量空气排入大气，实现系统压力平衡控制。

空气干燥器是由上、下两床层组成，生成时，一床层处于吸水状态，另一床层处于脱水(再生)状态。硅胶吸水达自身重量的8～10％时，从视镜可以看到，变色硅胶由蓝、紫色变成粉红色时，硅胶吸水接近饱和。为了在正常操作状态下不使吸水达饱和状态，以时间来控制，规定8小时，手动或自动切换到再生状态。

再生分加热和冷却两个过程。加热是利用转化工序冷却器的废热空气，经空气换热器，再生风机将温度不低于160℃的热空气送入硅胶的床层，使吸水的硅胶受热而蒸发水分，加热时间约为5小时；冷却是一闭合循环，在停止加热后床层中的经再生空气冷却器，由再生风机吸入送入床层，形成循环冷却直到冷却到35℃(冷却约为3小时)，冷却后等候换用。

2)三氧化硫制备

将粉块硫磺倒入熔硫槽，用间接蒸汽加热熔化成液体并维持在150℃，沉淀8小时以上，经过过滤器过滤除去杂质，再由计量泵送入燃硫炉上部，与底部进入的干燥空气逆流接触，在电点火后，燃烧生成二氧化硫。正常情况下二氧化硫气体温度约为650℃左右。所以，体积浓度为6.5％。

高温的二氧化硫气体经空气热交换器冷却到430℃左右，进入转化塔，转化塔有四层，内装有釩触媒(五氧化二釩催化剂)。二氧化硫通过第一床层的催化剂，约有70％的二氧化硫可转化成三氧化硫，由于二氧化硫转化成三氧化硫是放热反应。催化剂在高温时又会被破坏失活。因此，第一床层用的催化剂除应选择耐高温型的，还必须计算催化剂的量和堆层高度，以确保出第一床层的气体温度不超过600℃

经第一床层转化的气体，由一、二床层之间的空气热交换器冷却到450℃，然后进入第二层继续转化，并相继转入第三床层，第四床层，使转化率达97％以上，第二、第三、第四床层之间可以直接通入干燥空气，起冷却和补充氧气的作用。

三氧化硫气体由第四床层排出，经三氧化硫冷却器与空气进行热交换，冷却后的三氧化硫气体温度应在50℃。然后用干燥空气将三氧化硫气体浓度稀释到4-5％，经过滤除去杂质和酸雾后进入磺化器头部，与烷基苯起磺化反应，酸雾被收集在罐内成发烟硫酸，作为副产品出售。

转化塔在进入二氧化硫之前应先预热，由柴油燃烧器加热干燥空气，热空气通入转化塔，使各床层温度达到催化剂活性温度(400℃以上)。

3)膜式磺化

烷基苯磺化在多管模式磺化器中进行，烷基苯由供料泵从储罐吸入，经过滤器送入磺化器头部进入分配器，均匀进入磺化器管壁，与三氧化硫气体(SO₃气体被干燥空气稀释至4～5％的浓度，并经高效SO₃过滤器过滤)接触发生磺化反应，生成烷基苯磺酸。磺化是放热反应，反应放出的大量热量由磺化器夹套内冷却水换热，并由冷却水循环泵和温度控制仪等维持恒温循环冷却(水温控制在28℃)

4)重烷基苯磺酸的老化、水解

从磺化器底部出来的磺酸，经过气液分离器，气体由气液分离器导出，去旋风分离器，液体由磺酸输出泵送入老化罐，维持50℃，保持一定的停留时间(约40分钟)，使少量未反应的烷基苯与残留的三氧化硫和游离酸继续起磺化反应，减少产品中未磺化油和无机盐含量。

产品经老化后进入水解器，加入0.5％-1％水解水，使磺酸中的三氧化硫残余变成稀硫酸，水解的主要作用有两个，一是使磺化反应中产生的磺酸酐水解成二分子的磺酸；二是使磺酸中过剩的三氧化硫和浓硫酸继续与重烷基苯反应，减少产品中未磺化油和无机盐的含量。水解后的磺酸由成品输送泵送入磺酸贮罐。

5)磺化尾气处理

磺化尾气中含有磺酸雾滴、二氧化硫和三氧化硫经旋风分离器除去大部分雾滴后，进入静电除雾器，在静电除雾器阳极管中间的钢丝带负电荷的作用下，使尾气中的雾滴和三氧化硫也带负电荷，尔后吸附到带正电荷的阳极管壁，顺流到静电除雾器底部。收集黑磺酸，作副产品出售，尾气经静电除雾器除去酸雾和三氧化硫后进入碱洗塔，在碱洗液循环逆流喷淋下，吸收尾气中的二氧化硫。确保排出装置的废气含二氧化硫小于等于5ppm。废水碱洗液含有亚硫酸钠，最好PH值在7-8之间达标排放。

该方法所得重烷基苯磺酸的质量指标如表1：

表1产品质量指标

Claims (5)

1.一种重烷基苯磺酸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将硫磺粉块置于熔硫槽，用间接蒸汽加热熔化成液体并维持在150℃，沉淀8小时后，与干燥空气逆流接触燃烧生成二氧化硫；

2)将所得二氧化硫气体冷却，与催化剂反应生成三氧化硫；

3)将三氧化硫气体冷却至50～55℃，用干燥空气将三氧化硫气体浓度稀释至4-5％；

4)将稀释的三氧化硫气体与烷基苯接触发生磺化反应，生成烷基苯磺酸；

5)将生成的烷基苯磺酸经过气液分离器分离，收集分离所得液体装入老化罐老化；

6)向老化的烷基苯磺酸加入水解水，既得烷基苯磺酸产品。

2.根据权利要求1所述的一种重烷基苯磺酸的制备方法，其特征在于：所述燃烧生成的二氧化硫温度为650～670℃，体积浓度为6.5％。

3.根据权利要求1所述的一种重烷基苯磺酸的制备方法，其特征在于：步骤(2)中二氧化硫气体冷却后温度为430～440℃。

4.根据权利要求1所述的一种重烷基苯磺酸的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为五氧化二釩，其在与二氧化硫气体反应前预热至400℃以上。

5.根据权利要求1所述的一种重烷基苯磺酸的制备方法，其特征在于：步骤(5)老化的条件为维持50～55℃40分钟。