浅谈磺化工艺操作三要素

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三氧化硫磺化简要

三氧化硫磺化简要

三氧化硫磺化简要一、内容及研究意义三氧化硫磺化具有反应速度快,产生三废少,经济上合理的特点。

而且S03磺化得到的磺酸产品更好,现被广泛采用。

工艺主要过程分为空气干燥,三氧化硫发生,烷基苯磺化及尾气处理四个主要工序。

严格控制稳定的磺化反应条件可得到高质量的磺酸产品,因此采用质量流量计进行原料计量,计算机系统集中控制和调节温度,压力等参数,从而使工艺更加完善。

磺化操作的整个过程可以是间歇的,也可以是完全连续的。

为了获得优质产品,操作时必须严格控制下列主要因素[3] : (1)被磺化原料一烷基苯的质量;(2)磺化剂的规格;(3)配料比的选定;(4)加入磺化剂的方式和加料速度;(5)搅拌深度;;(6)反应温度;(7)反应热导出的条件;(8)磺化物料的保温搅拌条件;(9)设备材料的选择;(10)磺酸中和的工艺条件。

本设计采用多管膜式三氧化硫磺化器进行烷基苯的磺化,其工艺流程合理,设备结构简单,能耗低,产品质量好。

二、S03磺化合成烷基苯磺酸的研究现状和发展趋势气相三氧化硫磺化法合成十二烷基苯磺酸采用燃硫法生产气体S03成本低,目前工业上应用最多。

目前研究的主要方向是磺化反应器的开发和工艺条件的优化[4] 。

磺化反应器是S03 磺化装置中的核心设备,其综合技术质量(如结构、选材、制造和组装等)对磺化产品质量、设备使用寿命有很大影响。

S03磺化装置的核心设备一磺化反应器有多种型式:如罐组式S03连续磺化反应器、降膜式磺化反应器和喷射式磺化反应器等。

到目前为止,降膜式气体S03磺化反应器使用最为普遍。

降膜式磺化反应器的形式又分为两大类,即双膜式和多管膜式磺化器。

不管是双膜式或是多管式的磺化反应器,其基本原理都是一样的,只是各自采用不同的放大途径[5] 。

因此,它们就有一个共同的重要的设计参数,即周边进料速率。

一般说来,当反应段比较高或是反应器尾部设有急冷循环装置时,可达到较大值。

当周边进料速率确定时,设备能力仅与反应管的润湿周边(即反应管的周边长度之和)成比例关系。

磺化工艺危险性分析:涉及原料、产品、废弃物处理等方方面面

磺化工艺危险性分析:涉及原料、产品、废弃物处理等方方面面

磺化工艺危险性分析:涉及原料、产品、废弃物处理等方方面面磺化工艺危险性分析1.化学反应磺化反应是一种在有机化合物中引入磺基的过程,通常在高温和催化剂的作用下进行。

反应机理主要涉及磺酸基的亲电取代反应,可能会伴随有副反应和产物的产生。

其中,副反应包括氧化、热分解、磺酰基的重排等;主要产物为各种磺酸化合物,但也可能会生成砜、亚砜等其他类型的化合物。

2.原料和产品磺化工艺的原料主要是芳香族或脂肪族有机化合物,如苯、甲苯、二甲苯等,以及硫酸等催化剂。

这些原料和产品具有一定的毒性和腐蚀性,操作人员必须经过专业培训,了解和掌握相关安全操作规程才能接触和使用。

在处理大量的有机化合物和强酸时,需要注意防范火灾和化学灼伤等安全风险。

3.废弃物处理磺化工艺中产生的废弃物主要包括未反应的原料、副反应产物、废催化剂等。

这些废弃物含有一定量的有害物质,如重金属和有机污染物,如果直接排放或处理不当,会对环境和人类健康造成不良影响。

因此,需要严格按照相关法规和标准处理这些废弃物,例如进行焚烧、填埋、生化处理等。

4.设备故障磺化工艺的设备主要包括反应器、泵、管道、阀门等,这些设备可能会出现故障,如泄漏、堵塞、结垢等。

如果设备故障不能及时发现和处理,可能会引发严重的安全事故,如爆炸、火灾等。

因此,操作人员需要定期检查和维护设备,确保设备的正常运转。

5.操作失误操作失误是磺化工艺中常见的危险因素之一。

由于工艺流程复杂,对操作人员的专业素质和责任心有较高的要求。

操作失误可能会导致产品质量下降、设备损坏甚至发生事故。

为避免操作失误,需要加强员工培训,提高操作人员的专业素质和安全意识,同时建立严谨的操作规程和考核制度。

6.静电和火花静电和火花是磺化工艺中可能出现的危险因素。

由于工艺过程中涉及大量的易燃易爆物质,如果产生静电或火花,可能会引发火灾或爆炸事故。

为避免静电和火花的产生,需要采取一系列措施,如使用防静电设备和设施、控制工艺温度和压力、避免金属摩擦等。

磺化工艺技术

磺化工艺技术

磺化工艺技术磺化工艺技术是一种将有机物中的氨基、羟基等活性基团与磺酸反应生成磺酯的化学反应技术。

磺化工艺广泛应用于有机合成、药物制造、染料工业等领域,具有重要意义。

磺化工艺技术的基本步骤包括反应溶液的配置、反应的选择和优化、反应条件的控制等。

首先,反应溶液的配置是磺化工艺技术的基础,要根据反应类型和反应条件选择适当的溶剂和催化剂,以提高反应效率和产率。

其次,反应的选择和优化是磺化工艺技术的关键,要根据反应物的结构和性质选择适当的反应条件和方法,如温度、反应时间、反应物的摩尔比等,以提高磺化反应的选择性和效率。

最后,反应条件的控制是确保磺化反应正常进行的关键,如加热、冷却、搅拌等条件的控制,可以有效地控制反应的速率和产物的质量。

磺化工艺技术的应用非常广泛。

在有机合成中,磺化反应可以将具有活性基团的化合物转化为磺酯,从而改变化合物的性质和用途。

例如,将含有羟基的化合物磺化后可以改善其水溶性和稳定性,提高其药物吸收速率和生物利用度,在药物制造中有广泛的应用。

在染料工业中,磺化反应可以改变染料分子的结构和电子性质,从而改变染料的色谱性能和稳定性,用于染料的合成和改性。

磺化工艺技术的发展趋势是提高反应的选择性、效率和环境友好性。

目前,一些新型的催化剂和溶剂正在被开发和应用于磺化反应中,可以有效地提高反应的选择性和效率,减少废物的产生。

此外,一些绿色合成技术,如微波辅助磺化反应、超声波辅助磺化反应等,也在磺化工艺技术中得到了广泛应用。

这些新技术可以加快反应速率,减少反应温度和催化剂使用量,对环境更加友好。

未来,随着科学技术的不断发展,磺化工艺技术将会应用于更多的领域,为化学工业的发展做出更大的贡献。

总之,磺化工艺技术是一种重要的化学反应技术,广泛应用于有机合成、药物制造、染料工业等领域。

通过合理的反应溶液配置、反应选择和优化以及反应条件的控制,可以提高磺化反应的选择性、效率和环境友好性。

未来,新型的催化剂和溶剂以及绿色合成技术将进一步推动磺化工艺技术的发展。

2.2 磺化方法

2.2 磺化方法

投料方式
液态: 液态:反应温度下逐步将磺化剂加入被磺 制备单磺化物 化物中,如萘、甲苯等的磺化。 化物中,如萘、甲苯等的磺化。 固态:低温下将被磺化物加入磺化剂中, 固态:低温下将被磺化物加入磺化剂中, 溶解后缓慢升温,如萘酚的磺化。 溶解后缓慢升温,如萘酚的磺化。
制备多磺化物: 制备多磺化物:分段磺化
2.磺化设备 钢或铸铁反应器 配有搅拌器,低温磺化常采用低速大功率 的锚式搅拌器或复合式搅拌器(下部为 锚式或锅轮式和上部为桨式或推进式搅 拌器组合而成) 夹套进行加热和冷却
3.投料方式 取决于原料性质,反应温度 和引入磺基的位置和数目 • 被磺化物液态 先加被磺化物,升温后 加磺化剂,避免生成二磺化物 • 被磺化物固态 先加磺化剂,低温下加 被磺化物,待溶解后缓慢升温 • 制备多磺酸时 采用分段加酸法
工业烘焙磺化主要有四种操作方式: 炉式烘焙磺化法、转鼓式球磨机直接成 盐烘焙、无溶剂搅拌锅烘焙磺化法、高 沸点溶剂脱水烘焙磺化法。目前多采用 有机溶剂脱水法,即芳胺与等物质量的 硫酸在高沸点有机溶剂中进行磺化并蒸 出反应生成的水。
烘焙磺化制得的氨基磺酸主要有:
六、恒沸脱水磺化法
为了克服过量硫酸法用酸量大、废酸多、磺化 剂利用效率低的缺点,对于挥发性较高的芳烃(如 苯、甲苯),在较高温度下向硫酸中通入芳烃烃蒸 汽进行磺化。反应生成的水,可以与过量的芳烃 共沸一起蒸出。这样可以保持磺化剂的浓度不致 下降太多,硫酸的利用率可以提成利90%以上。 此法又称为“气相磺化”。过量末转化的芳烃经 冷凝分离后,可以循环利用。
三、氯磺酸磺化法 活性: SO3>ClSO3H>H2SO4
O Cl S
δ+
O OH HO S O OH
O

磺化方法及硫酸化方法

磺化方法及硫酸化方法

第三节 磺化方法及硫酸化方法
③用SO3磺化,反应热效应显著,瞬时放热量大,易造成局部过热而使 物料焦化。由于有机物的转化率高,所得磺酸粘度大。为防止局部过热, 抑制副反应,避免物料焦化,必须保持良好的换 热条件,及时移除反应热。此外, 还要适当控制转化率或使磺化在 溶剂中进行,以免磺化产物粘度过 大。表3-7列出了烷基苯磺化反应 热的相对值。 ④SO3不仅是活泼的磺化剂,而且是氧化剂。使用时必须注意安全,特 别是使用纯净的SO3。要注意控制温度和加料秩序,防止发生爆炸事故。
磺化过程要按照确定的温度-时间规程来控制。加料之后通常 需要升温并保持一定的时间,直到试样的总酸度降至规定数值。 磺化终点可根据磺化产物的性质来判断,如试样能否完全溶于碳 酸钠溶液、清水或食盐水中。 过量硫酸磺化法通常采用钢或铸铁的反应釜。磺化反应釜需 配有搅拌器,以促进物料迅速溶解和反应均匀。搅拌器的形式主 要取决于磺化物的粘度,常用的是锚式或复合式搅拌器。复合式 搅拌器是由下部为锚式或涡轮式和上部为桨式或推进搅拌器组合 而成。 磺化是放热反应,但反应后期因反应速度较慢而需要加热保 温。一般可用夹套进行冷却或加热。
第三节 磺化方法及硫酸化方法
2. 天然不饱和油脂和脂肪酸酯的硫酸化 天然不饱和油脂或不饱和蜡经硫酸化后再中和所 得产物总称为硫酸化油。天然不饱和油脂常用蓖麻籽 油、橄榄油、棉子油、花生油等;硫酸化除使用硫酸 以外,发烟硫酸、氯磺酸及SO3等均可使用。
第三节 磺化方法及硫酸化方法
由于硫酸化过程中易起分解、聚合、氧化等副反应,因此需要控制在 低温下进行硫酸化。一般反应生成物中残存有原料油脂与副产物,组成复 杂。例如:蓖麻油的硫酸化产物称红油,在蓖麻籽油的硫酸化产物中,实 际上只有一部分羟基硫酸化,可能有一部分不饱和键也被硫酸化,还含有 未反应的蓖麻籽油、蓖麻籽油脂肪酸等。这种混合产物经中和以后,就成 为市面上出售的土耳其红油。外形为浅褐色透明油状液体,它对油类有优 良的乳化能力,耐硬水性较肥皂为强,润湿、浸透力优良。小批量生产时, 一般用98%硫酸在40℃左右进行硫酸化。用 SO3-空气混合物进行硫酸化, 不仅可大大缩短反应时间,而且产品中无机盐含量和游离脂肪酸含量较少。

磺化工艺安全控制要求重点监控参数及的控制方案

磺化工艺安全控制要求重点监控参数及的控制方案

磺化工艺安全控制要求重点监控参数及的控制方案磺化工艺是指将有机物中的氨基化合物与硫酸反应,生成对应的磺酸盐。

这个工艺在很多化工领域中都被广泛应用,但由于其反应中产生的气体和液体具有一定的危险性,因此在磺化工艺中要有严格的安全控制要求和监控参数。

一、安全控制要求:1.原料贮存和投加安全:磺化过程的原料一般有氨气、硫酸和有机物,这些物质对人体有一定的腐蚀性和毒性,因此在贮存和投加过程中要有安全措施,如正确使用氨气罐和硫酸罐,防止泄漏和事故发生。

2.反应温度和压力控制:磺化反应中,要严格控制反应温度和压力,防止温度过高引发剧烈反应、压力过高导致设备爆炸等危险情况发生。

3.废气处理和安全防护:磺化反应中会产生大量的废气,这些废气中含有一定量的有机物和硫化氢等有害物质,需要通过废气处理设备进行处理,防止对环境造成污染和对人体健康产生危害。

4.废液处理和液体防漏:磺化反应中会产生废液,这些废液中含有一定量的硫酸和有机酸,需要进行合理处理,防止管道和设备发生泄漏,导致液体外泄和污染。

二、重点监控参数:1.温度监控:对磺化反应的温度进行实时监控,避免温度过高或过低,从而引发危险情况。

2.压力监控:对磺化反应的压力进行实时监控,避免压力过高或过低,从而导致设备的爆炸或反应的失败。

3.浓度监控:对磺化反应中的各种原料和产物的浓度进行监控,避免浓度过高或过低,从而引发危险反应或影响产品质量。

4.废气排放监控:对磺化反应中产生的废气进行监控,控制废气的排放量和成分,避免对环境造成污染和对人体健康产生危害。

5.废液处理监控:对磺化反应中产生的废液进行监控,控制废液的排放和处理,避免液体外泄和污染环境。

三、控制方案:1.安全设备的安装和维护:安装气体和液体泄漏报警装置,实时监控气体和液体的泄漏情况,并及时采取应急措施。

定期检查和维护设备,保证设备的正常运行和安全性。

2.温度和压力控制设备的使用:选择适宜的温控和压控设备,实时监控反应温度和压力,并根据设定的范围进行自动控制。

磺化工艺---精品管理资料

磺化工艺---精品管理资料

磺化工艺作业(一)概念磺化反应(Sulfonation Reaction)是指有机化合物分子中引入磺酸基(—SO3H),磺酸盐基(如—SO3Na)或磺酰卤基(—SO2X)的化学反应。

引入磺酰卤基的化学反应又可称为卤磺化反应。

根据引入的基团不同,生成的产品可以是磺酸(R-SO3H,R代表烃基)、磺酸盐(R-SO3M,M代表NH4或金属离子)或磺酰卤(R-SO2X,X代表卤素).根据磺酸基中S原子和有机化合物分子中相连的原子不同得到的产物可以是,与C原子相连的产物为磺酸化合物(R-SO3H);与O原子相连的产物为硫酸酯(R—OSO3H);与N原子相连的产物为磺胺化合物(R-NHSO3H)。

重点讨论芳环上的磺化反应。

二、常用磺化剂•磺化剂的选择是重要的磺化反应技术之一。

常用的磺化剂:硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸、硫酰氯、亚硫酸盐等。

硫酸是最温和的磺化剂,用于大多数芳香化合物的磺化;氯磺酸是较剧烈的磺化剂,用于磺胺药中间体的制备;三氧化硫是最强的磺化剂,常伴有副产物砜的生成。

磺化剂强弱取决于所提供的三氧化硫的有效浓度.•(一)硫酸和发烟硫酸•1。

规格与组成•(1)硫酸:是一种无色油状液体,凝固点为10。

01℃,沸点为337。

85℃(98。

3﹪H2SO4) 。

•(2)工业硫酸:通常有两种规格,即92﹪~93%和98%~100%三氧化硫的一水合物。

•(3)发烟硫酸:是三氧化硫溶于浓硫酸的产物(H2SO4·xSO3)。

•(4)工业发烟硫酸:通常也制成两种规格,即含游离•S O3为20%~25%和60%~65%。

•3。

发烟硫酸作磺化剂的特点•(1)反应速度快且稳定,温度较低,同时具有工艺简单、设备投资低、易操作等优点;适用于反应活性较低的芳香化合物磺化和多磺酸物的制备。

•(2)缺点是其对有机物作用剧烈,常伴有氧化、成砜的副产品。

磺化时仍有水产生,生成的水使硫酸浓度下降,当达到95%时反应停止,产生大量的废酸.3.发烟硫酸作磺化剂的特点(1)反应速度快且稳定,温度较低,同时具有工艺简单、设备投资低、易操作等优点;适用于反应活性较低的芳香化合物磺化和多磺酸物的制备。

精细化工-磺化

精细化工-磺化

7-2 磺 化一、磺化反应的定义1、直接磺化—以磺酸基团取代化合物中的氢原子2、间接磺化—以磺酸基团取代苯环上的非氢原子二、磺化反应的作用1、在芳环上引入磺酸基后,可使水溶性大大增加;在染料生产中常采用;2、磺酸基可比较容易地被一些亲核试剂取代,因此磺化物是常用的有机反应中间体;3、利用混合物中各组分磺化的难易程度,进行分离或纯化。

三、磺化剂浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸、二氧化硫+氯气、二氧化硫+氧气四、主要磺化法1、硫酸磺化——以硫酸为磺化剂规格:93%硫酸、98%硫酸、发烟硫酸作用:磺化剂、溶剂、脱水剂反应原理:磺化是典型的亲电取代反应这是一个平衡反应,体系中水越少,正离子越多,反应越易进行; 当水含量达到一定程度,反应将停止进行。

2、三氧化硫磺化优点:不生成水,反应快,三废少;缺点:SO 3过于活泼,含量高时极易生成副产物砜。

3、磺化剂的浓度和用量X =80(100-π)/(α- π)X ——每摩尔被磺化物在单磺化时所需要的硫酸或发烟硫酸的用量; π值——以SO 3的质量分数表示的废酸值; 98%硫酸的π值:80/98*98%=80 废酸——采用硫酸作磺化剂时,生成的水将使反应速率大为降低,当硫酸浓度降到某一程度时,反应即自行停止,此时剩余的硫酸叫废酸。

废酸浓度与被磺化的对象有关,对于容易磺化的过程,π值较低,对于难以磺化的2H 2SO 4H 3SO 4+ + HSO 4-H 3SO 4+SO 3H + +H2O HOH R + SO 3H +SO 3H R + H +过程,π值要求较高,见第549页,表7-2-02。

α——磺化剂中SO3的质量分数,五、磺化反应器罐式反应器:用于液相反应(适于硫酸类磺化)膜式反应器:分单膜、双膜、双管(适于SO3磺化)膜式反应器的原理:反应物料在圆管表面形成薄膜,自上而下流动, SO3-Air 混合物沿薄膜表面顺流而下,在并流中两者进行接触反应,反应热由管壁外的冷却水带走。

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浅谈磺化工艺操作三要素磺化工艺操作三要素是不包含设备在内,影响产品质量的关健要点,主要是好的原料、稳定的气浓、合理的操作。

一、好的原料1、烷基苯:生产洗涤剂用表面活性剂一般采用十二烷基苯为有机原料进行磺化,正十二烷基苯的物理特性:分子式C18H80,分子量246.42,折光率nD 1.4824(20℃),1.4803(25℃),1.4782(30℃),密度(克/毫升):0.8551(20℃),0.8516(25℃),0.8481(30℃)。

实际操作上烷基苯是各单体不同馏分的混合体,商品十二烷基苯的近似物理特性:比重:(20℃)0.865克/毫升,馏程:初馏点275℃,5%277℃,50%280℃,90%283℃,干点288℃,平均分子量:240,折光指数:1.49,溴价:0.05。

烷基苯杂质对磺化产品质量的影响如下:(1)含水量一般为零。

实际上在运输、贮存过程会带入水分,含水量高会造成游离酸及过磺化粒子增多,会加深磺酸的色泽。

(2)溴价要低,溴价高会造成磺酸的色泽深,烷基苯溴价与磺酸盐色译的关系如下图表所示。

烷基苯质量对磺酸盐色译的影响磺酸盐色泽烷基苯溴价2、硫磺:硫的一般性质:原子量32.066,沸点444.6℃,熔点:112.8℃(菱形硫),119.0℃(单斜形硫),密度(克/立方厘米)(20℃)2.07(菱形硫),1.98(单斜形硫),1.7789(150℃液态硫)。

(1)纯度要高,纯度低会造成加快堵塞液硫过滤器滤网,并在燃硫炉燃烧过程产生过多灰份带入系统加快堵塞三氧化硫冷却器及过滤器。

(2)硫磺中的水分在熔化过程要排净,水分过多会在燃硫转化过程产生酸雾,冷却后形成烟酸,与灰分及粉尘等接触形成的酸泥易堵管道、设备。

3、工艺空气:露点要低,露点高即工艺空气的含水量高,会在燃硫转化过程产生过多的烟酸。

在磺化生产中,在进入硅胶干燥之前,先要把空气通过除湿器冷却,空气具有一定的湿度,在冷却时,空气中的水蒸汽被冷凝形成水通过疏水阀排走,除去空气中大部分水分。

当空气温度降至3-10℃,进入硅胶干燥器时就更有效的吸附空气中的残余水分。

空气中含水量越低,检测的空气露点就越低。

越干燥的空气,在燃硫转化过程中产生的酸雾就越少。

越有利于磺化工艺,减少烟酸量,降低磺酸色泽,减少结焦次数,减少硫磺损耗。

空气除湿器由U形铜管和亲水铝铂散热片组成,冷冻剂(乙二醇水混合液)在铜管内流动,空气在铜管外流动,通过散热片及铜管的热传导,由冷冻剂带走空气中的热量。

空气除湿器用冷冻剂,一般空气除湿器以27%乙二醇和73%的水混合液体为冷冻剂。

按此比例的乙二醇水混合液体的开始凝固点约在-8℃左右。

乙二醇为无色透明浆状液体,密度1.1155克/立方厘米;沸点197.2℃;凝固点-13.5℃;熔点-12.6℃;自燃温度412.8℃;闪点116℃;能与水、低级醇等混溶。

乙二醇根据生产工艺的不同质量等级和用途也就不同,有常压水合法、加压水合法及甲醛法生产工艺制成的乙二醇。

空气除湿器所使用的乙二醇应是涤纶用乙二醇,氯化物(以CI-计):少于0.001-0.002%,硫酸盐(SO4-计):少于0.001-0.002%,稀释用的水应是去离子水,控制乙二醇水混合液体的PH值7-8,因为偏酸性及混合液的氯离子及硫酸根离子含量偏高,会很快腐蚀铜管,影响空气除湿器的使用寿命。

通过除湿器脱除工艺空气中的大部分水分后,然后采用吸附的方法脱水,用分子筛、活性氧化铝或者硅胶作吸附剂。

脱除气体中微量水分以分子筛吸附水容量最高。

但是在相对湿度较高时,活性氧化铝和硅胶的吸附水容量都大于分子筛。

因此有的脱水流程是采用活性氧化铝与分子筛串联。

高温则有利于吸热的脱附过程。

分子筛吸附水的容量与温度有关,温度低,水的平衡吸附容量高;反之,则低。

分子筛、活性氧化铝或者硅胶吸附了水分以后,用加热的方法可以使水分脱附出来,达到再生的目的,以便重新用来脱水。

影响工艺空气露点高的主要原因:(1)再生温度太高或太低,温度太高会使硅胶表面结焦影响吸附水分,温度太低会使硅胶吸附的水分难以蒸发。

(2)冷却温度过高,会使硅胶达不到最佳吸附温度,从而影响空气中水分的脱水效果。

(3)乙二醇冷却温度不够,会影响空气的最佳脱水温度,从而影响硅胶吸附空气中水分的脱水效率。

(4)再生时间不够,时间过短会使硅胶再生后残流的水分过多,影响吸附效率。

二、稳定的气浓(一)合理的空气总量工艺空气总量指进入磺化反应管前决定三氧化硫浓度的工艺风总量,根据产品品种及产量不同而变化。

由于有机物的磺化反应是一种放热反应,并在瞬间进行,如十二烷基苯生成磺酸时并放出热量约170千卡/公斤烷基苯,其放热速度与三氧硫气体的浓度和温度有关。

浓度和温度越高,反应就越极烈,放热速度就越快,使靠近磺化分布器的反应管温度快速升高,极易造成反应管结焦。

反应速度越快,磺酸的色泽就越深。

反之则慢,色泽就浅。

一般烷基苯磺化过程中在进入磺化反应管前的三氧化硫体积浓度控制在5%。

则空气总量应以硫磺的投料量来决定,硫磺的投料量根据磺化器的能力来决定,其计算方法为:硫磺投料量=硫磺分子量(32)*产量(Kg)/产品分子量/硫磺含量(99.95%)/硫磺燃烧及SO3转化率(97%)/磺化利用率(98%)。

如2000Kg/h,磺化能力硫磺投料量=32*2000/320/0.9995/0.97/0.98=211公斤/小时。

干燥器出口的工艺空气温度20℃、压力0.05MPa近似常温常压值。

总风量=硫磺投料量(Kg)*硫磺体积系数(0.7立方米/公斤)/三氧化硫气浓(LAB的SO3磺化一般气浓为5%)。

如2000Kg/h,磺化能力的工艺空气总量=211*0.7/5%=2954立方米/小时。

(二)合理的空气分配除了控制好磺化反应管前的三氧化硫体积浓度外,还要对工艺空气的总量进行合理分配,1、燃硫炉的工艺空气用量一般控制在二氧化硫体积浓度的93%,燃硫耗风量=硫磺体积系数(0.7立方米/公斤)*硫磺投料量/三氧化硫气浓7%。

如2000Kg/h,磺化能力的燃硫空气量=0.7*211公斤/小时/0.07=2110立方米/小时。

2、转化塔第三、四催化剂床层(二氧化硫转化成三氧化硫用钒催化剂)的冷却用冷激风满足冷却温度后,多余风量用于稀释风。

(三)熔硫有足够的沉淀时间硫磺熔化后具有较大的粘度,其中的游离水及粉尘等杂质需要有足够的沉淀时间才能分离及蒸发出来,时间短易把这些杂质带到系统酸雾及酸泥,会影响产品质量及堵塞系统管道设备。

(四)稳定的供硫量1、稳定的蒸汽压力蒸汽压力变化,其熔硫温度也跟着变化,如下图所示:熔硫温度变化,其液硫的粘度也跟着变化,如下图所示:从上图表可看出,蒸汽压力控制在0.42±0.05MPa,熔硫温度为145±5℃,液硫的粘度较低,变化比较小,为最佳控的安全制点,大于或小于该控制点其粘度变化比较大,液硫的粘度变化大会造成流量不稳定。

2、熔硫池足够的液面高度熔硫池液面高可延长沉淀时间及增加出料压力,提高液硫过滤器过滤杂质的效率及供硫稳定性。

3、燃硫炉充分燃烧、无升华硫、无堆积硫(1)燃硫炉的燃烧室有足够的液硫分配扩散面积及燃烧空间。

(2)燃硫炉内瓷球大小及堆放合理、液硫管高度合理。

(3)燃硫炉保温效果好(4)预热空气有利于改善燃烧状况5、工作良好的液硫过滤器,有效的去除液硫中颗粒杂质。

6、工作良好的液硫泵,供硫稳定。

(五)最佳的转化条件转化温度的控制对转化率和触媒使用寿命有很大的影响,钒触媒的起始反应温度称为“燃起温度”,此温度为4230C,若转化塔的温度低于“燃起温度”,则对二氧化硫转化不利。

反之,超过催化剂的最高耐热温度6000C,催化剂的活性将迅速下降。

以下是反应2SO2+O22SO3在不同条件下进行时SO2的转化率:(六)稳定的硅胶切换操作硅胶具有很大的比表面积(350-450m2/g),一般可使空气含水量降到0.1g/m2以下。

硅胶饱和的吸水量虽然很大,但高于一定含水量,干燥深度反而下降,所以实际生产中允许吸水量远低于饱和吸水量。

硅胶的吸附性能与温度有很大的关系,在绝对温度恒定时,随着温度的升高,吸附能力下降。

硅胶层工作时一层处于工作状态,另一层处于再生后备用状态,否则,须及时再生。

如硅胶含水<2%,未进入最佳使用状态时本身无故障,硅胶层吸附了一定的水后,露点值就会变好。

当硅胶吸附温度高或吸附时间太长,硅胶含水量过高时,需切换硅胶层。

再生过程没有严格操作,在另一层硅胶已经再生好的前提下,需切换工作层。

硅胶使用期限太长而导致失效:筛选并补充新的硅胶或更换新硅胶,否则,干燥空气含水量偏高,露点高于正常值。

三、合理的操作(一)适当的摩尔比三氧化硫气体与十二烷基苯的克分子比对磺化产品有效物、未磺化物、无机盐含量及色从上图曲线中可看出三氧化硫/烷基苯克分子比在1~1.5之间的磺化产品有效物、未磺化物、无机盐含量及色泽呈抛物线关系,其间比较适当的摩尔比约为1.03。

为了减少三氧化硫及烷基苯流量波动,确保三氧化硫/烷基苯克分子比控制在最适当的范围,需要注意以下几点:1、转化塔中调整好每层转化温度使转化率≥98%转化塔第一层的上半层及第四层一般都是采用低温型钒催化剂,第一层的下半层及第燃硫及转化温度变化会影响SO3气体温度偏离正常值,当转化塔进口温度低、SO2气浓低、空气含水使触媒活力减退、催化效率低、系统压力及流量波动、三氧化硫冷却器及过滤器内内积酸太多、孔板流量计及压力取样孔部分堵塞等都会影响到SO2/SO3转化率低。

发现上述问题要核实各层最佳反应温度,及时调节进三、四层的冷激风量到最佳开度,检查空气干燥和熔硫燃硫部分是否带水工作,定期排放烟酸及停车时清理管道脏物。

2、标定好磺化器使相对误差≤2-2.5%列管膜式磺化器的有机物进料需定期调整每个分布器的间隙大小,使各条管的有机物均匀分配垂直下流成膜。

当磺化器使用一段时间后,由于热胀冷缩、震动、垂直度偏差大、或有移位、结焦及脏物、腐蚀等原因,都会造成磺化进料分布器的有机物分配不均匀,要定期标定好磺化器,相对误差值越小,各反应管的进料量分配就越均匀,有机物的磺化率就越高,一般标定的相对误差≤2-2.5%的磺化器对有机物进行磺化反应时磺化效果比较好。

3、参考中和值密度及时调正烷基苯定量泵中和值和密度与三氧化硫/烷基苯的克分子比有如下曲线关系:从上图可看出,当需要控制三氧化硫/烷基苯克分子比在1~1.05时,调整中和值约在130~138,磺酸比重在1.05左右。

磺化器对有机物进行磺化反应的磺化程度,一般参考以中和值和密度进行调整烷基苯流量来达到快速控制。

4、所有烷基苯过滤器无故障进入磺化器的有机物经过滤器有效的去除颗粒杂质,可确保各条反应管的分布器避免堵塞,达到成膜均匀的效果,如有颗粒杂质进入磺化反应器,易使有机物分布器及反应管结焦,造成磺酸的色泽深和产生黑点。

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