CN216987628U - 一种重烷基苯磺酸盐生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重烷基苯磺酸盐生产装置，包括中和反应釜、低碳醇溶剂罐、混酸釜、碱液釜和低碳醇溶剂备用罐，中和反应釜釜顶设有低碳醇进料口、反应物进料口和粘度在线检测器，低碳醇溶剂罐底部的出料口通过低碳醇进料管与低碳醇进料口连接，低碳醇进料管上设有溶剂流量调节阀和溶剂流量计，混酸釜顶部设有第一磺酸投料口和第二磺酸投料口，混酸釜底部的出料口通过混酸进料管与反应物进料口连接，混酸进料管上设有混酸流量调节阀和混酸流量计。本实用新型在中和复配生产重烷基苯磺酸盐时，解决了重烷基苯磺酸在传统“一锅法中和工艺”中水‑低碳醇的非均相体系下，中和反应效率不高，磺酸盐产品质量不稳定的问题。

Description

一种重烷基苯磺酸盐生产装置

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种重烷基苯磺酸盐生产装置。

背景技术

随着油田三次采油技术的不断发展，以聚合物、碱及表面活性剂三元复合驱体系，以及碱和表面活性剂二元复合体系在大庆油田、长庆油田等国内大型油田得到大规模应用。重烷基苯磺酸盐具有优异的降低油-水界面张力的性能，成为三元复合驱和二元复合驱油配方中应用最多、工艺最成熟的主表面活性剂。重烷基苯磺酸盐由重烷基苯磺酸中和复配制得，这里所说的重烷基苯磺酸通常是1#重烷基苯磺酸、2#重烷基苯磺酸及其它不同碳数和分子量的磺酸复配混合磺酸，混合磺酸工艺是为了得到与被采原油的分子量及分子量分布相适应的驱油体系，从而提高三次采油的采收率。

传统混合磺酸“一锅法中和工艺”为：在中和釜内打入配方量的碱液（20％NaOH水溶液），在搅拌状态下，加入配方量的各种磺酸（1#重烷基苯磺酸、2#重烷基苯磺酸及其它直链或支链磺酸），再加入低碳醇（通常为丁醇、异丙醇等），然后充分搅拌中和，在“丁醇-水”的非均相体系下重烷基苯磺酸和碱反应制得相应的盐，低碳醇对重烷基苯磺酸盐体系的粘度具有良好的降粘作用，最终制得流动性良好，具有一定活性物含量标准的磺酸盐。

在实际生产中，用传统“一锅法中和工艺”生产的重烷基苯磺酸盐，活性物含量、界面张力等指标质量不太稳定，甚至会出现不达标的情况。经过技术人员大量试验及理论分析，认为“一锅法中和工艺”存在以下问题：1、在“丁醇-水”的非均相体系下，当完全中和时，需要的反应时间更长，对机械搅拌及其搅拌力度的要求更大。2、在该非均相体系中存在少量在低碳醇相内的重烷基苯磺酸，没有参与中和反应过程，但不影响中和反应终点水相pH的判断，导致磺酸盐产品的各项性能比理论值小。3、“一锅法中和工艺”在进行中和反应时，大量的反应热会加速低碳醇溶剂的挥发，造成原材料的浪费和环境污染。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种中和效率高、磺酸中和充分、可避免低碳醇溶剂挥发的重烷基苯磺酸盐生产装置。

为此，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种重烷基苯磺酸盐生产装置，包括中和反应釜、低碳醇溶剂罐、混酸釜、碱液釜和低碳醇溶剂备用罐，所述中和反应釜釜顶设有低碳醇进料口、反应物进料口和粘度在线检测器，所述低碳醇溶剂罐底部的出料口通过低碳醇进料管与低碳醇进料口连接，所述低碳醇进料管上设有溶剂流量调节阀和溶剂流量计，所述混酸釜顶部设有第一磺酸投料口和第二磺酸投料口，所述混酸釜底部的出料口通过混酸进料管与反应物进料口连接，所述混酸进料管上设有混酸流量调节阀和混酸流量计，所述碱液釜底部的出料口通过碱液输送管与反应物进料口连接，所述碱液输送管上设有碱液调节阀和碱液泵，所述低碳醇溶剂备用罐底部的出料口通过备用溶剂输送管路与低碳醇进料口连接，所述备用溶剂输送管路上设有备用溶剂调节阀和备用溶剂泵。

所述中和反应釜的釜壁上设有冷却夹套，所述冷却夹套上端设有冷却液出口，所述冷却夹套下端设有冷却液进口。

所述中和反应釜、混酸釜和碱液釜内分别设有中和搅拌装置、混合搅拌装置和溶碱搅拌装置。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置中和反应釜、低碳醇溶剂罐、混酸釜、碱液釜及低碳醇溶剂备用罐，对混合磺酸与低碳醇在一定的流量比下动态加入，实现在一定的粘度范围内，完成磺酸与碱的中和反应，同时也减少了水-丁醇非均相体系对中和反应的影响，中和反应效率高，磺酸盐产品质量较传统“一锅法中和工艺”稳定。

2、本实用新型通过设置粘度在线监测装置，可实时监控重烷基苯磺酸盐体系的粘度变化，能及时监测、掌握磺酸盐达到临界胶束浓度附近时的较大的粘度，便于操作人员及时增加低碳醇的加入量，尤其对新配方中和工艺的调整时，对磺酸盐体系的粘度更直观的监控，极大便于工艺条件的优化。

3、本实用新型通过对中和反应釜设计冷却夹套，及时将中和反应热带出体系，避免了对反应体系的影响以及低碳醇在挥发风险。

4、本实用新型结构简单，可由现用反应釜、储槽等改造而成，成本低，操作方便，能耗低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-中和反应釜，2-低碳醇溶剂罐，3-混酸釜，4-碱液釜，5-低碳醇进料口，6-反应物进料口，7-粘度在线检测器，8-中和搅拌装置，9-冷却夹套，10-冷却液进口，11-冷却液出口，12-溶剂流量调节阀，13-溶剂流量计，14-低碳醇进料管，15-低碳醇溶剂备用罐，16-备用溶剂调节阀，17-备用溶剂泵，18-备用溶剂输送管路，19-第一磺酸投料口，20-第二磺酸投料口，21-混合搅拌装置，22-混酸流量调节阀，23-混酸流量计，24-混酸进料管，25-溶碱搅拌装置，26-碱液调节阀，27-碱液泵，28-碱液输送管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细说明。

如图1所示，一种重烷基苯磺酸盐生产装置，包括中和反应釜1、低碳醇溶剂罐2、混酸釜3、碱液釜4和低碳醇溶剂备用罐15，中和反应釜1釜顶设有低碳醇进料口5、反应物进料口6和粘度在线检测器7，粘度在线检测器7可实时监控重烷基苯磺酸盐体系的粘度变化，能及时监测、掌握磺酸盐达到临界胶束浓度附近时的较大的粘度，便于操作人员及时增加低碳醇的加入量。低碳醇溶剂罐2底部的出料口通过低碳醇进料管14与低碳醇进料口5连接，低碳醇进料管14上设有溶剂流量调节阀12和溶剂流量计13，通过溶剂流量调节阀12便于对低碳醇溶剂加入流量进行调整。混酸釜3顶部设有第一磺酸投料口19和第二磺酸投料口20，通过第一磺酸投料口19和第二磺酸投料口20向混酸釜3加入分子量、碳数目及碳分布不相同的两种磺酸，行业内一般称之为1#重烷基苯磺酸和2#重烷基苯磺酸，在混酸釜3内对两种磺酸预混合，也方便后序的中和反应，避免来回切换各磺酸管路。混酸釜3底部的出料口通过混酸进料管24与反应物进料口6连接，混酸进料管24上设有混酸流量调节阀22和混酸流量计23，通过混酸流量调节阀22便于对混酸加入流量进行调整。通过调整低碳醇溶剂和磺酸的加入的最佳流量比，即在合适的粘度范围环境下，动态加酸的工艺下完成中和反应。

碱液釜4底部的出料口通过碱液输送管28与反应物进料口6连接，碱液输送管28上设有碱液调节阀26和碱液泵27，通过碱液泵27将配方量的NaOH溶液一次打入中和反应釜1。低碳醇溶剂备用罐15底部的出料口通过备用溶剂输送管路18与低碳醇进料口5连接，备用溶剂输送管路18上设有备用溶剂调节阀16和备用溶剂泵17。在最佳低碳醇和混酸加入流量比下，中和反应过程在一定的粘度范围内完成，该流量比可以作为操作控制的工艺数据，但是通常不同批次生产的1#重烷基苯磺酸和2#重烷基苯磺酸性数据都不太一样，如果继续沿用之前的流量比工艺数据的话，存在粘度控制并不理想，此时就需要通过低碳醇溶剂备用罐15，人工控制备用溶剂泵17适当调整体系粘度。

中和反应釜1釜壁设有冷却夹套9，冷却夹套9上端设有冷却液出口11，冷却夹套下端设有冷却液进口10，磺酸与碱的中和反应为强发热反应，冷却液及时将反应热带出体系，避免了对反应体系的影响。中和反应釜1、混酸釜3和碱液釜4内分别设有中和搅拌装置8、混合搅拌装置21和溶碱搅拌装置25。

使用时，将配方量的1#重烷基苯磺酸和2#重烷基苯磺酸通过管线打入混酸釜3，并在混合搅拌装置21的搅拌下充分混合；将配方量的低碳醇（丁醇、异丙醇或两者的混合溶剂）打入低碳醇溶剂罐2中；在碱液釜4内配制配方量的NaOH水溶液（20％），并将其通过碱液泵27打入中和反应釜1内；同时开启中和搅拌装置8并在冷却夹套9通入冷却液，开始加入混酸和低碳醇，首先通过混酸流量调节阀22和低碳醇流量调节阀12调整混酸与低碳醇的流量比，该流量比为前期实验优化流量比，中和反应过程中及时通过粘度在线检测器7监控磺酸盐体系的粘度变化。当反应物为新生产批次磺酸时，由于不同批次生产的1#重烷基苯磺酸和2#重烷基苯磺酸物性数据都不太一样，如果继续沿用之前的流量比工艺数据的话，存在粘度控制并不理想，此时就需要通过低碳醇溶剂备用罐15，人工控制备用溶剂泵17适当调整体系粘度。

当反应体系pH值中控为8-10时，中和反应结束，制得一定粘度、一定活性物含量的重烷基苯磺酸盐产品，将该磺酸盐产品同时进行活性物含量检测，及油水界面张力性能测试。

Claims (3)

1.一种重烷基苯磺酸盐生产装置，其特征在于：包括中和反应釜、低碳醇溶剂罐、混酸釜、碱液釜和低碳醇溶剂备用罐，所述中和反应釜釜顶设有低碳醇进料口、反应物进料口和粘度在线检测器，所述低碳醇溶剂罐底部的出料口通过低碳醇进料管与低碳醇进料口连接，所述低碳醇进料管上设有溶剂流量调节阀和溶剂流量计，所述混酸釜顶部设有第一磺酸投料口和第二磺酸投料口，所述混酸釜底部的出料口通过混酸进料管与反应物进料口连接，所述混酸进料管上设有混酸流量调节阀和混酸流量计，所述碱液釜底部的出料口通过碱液输送管与反应物进料口连接，所述碱液输送管上设有碱液调节阀和碱液泵，所述低碳醇溶剂备用罐底部的出料口通过备用溶剂输送管路与低碳醇进料口连接，所述备用溶剂输送管路上设有备用溶剂调节阀和备用溶剂泵。

2.根据权利要求1所述的一种重烷基苯磺酸盐生产装置，其特征在于：所述中和反应釜的釜壁上设有冷却夹套，所述冷却夹套上端设有冷却液出口，所述冷却夹套下端设有冷却液进口。

3.根据权利要求1所述的一种重烷基苯磺酸盐生产装置，其特征在于：所述中和反应釜、混酸釜和碱液釜内分别设有中和搅拌装置、混合搅拌装置和溶碱搅拌装置。

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