張建平 劉艷森

摘要：通過三十多年的發(fā)展，國內(nèi)磺化生產(chǎn)設備由原始階段到發(fā)展階段再到目前的成熟階段，升級換代取得了良好的局面，目前國內(nèi)的生產(chǎn)設備從產(chǎn)能、單耗、產(chǎn)品質量指標和環(huán)保角度都符合社會發(fā)展的需要，本文主要介紹直鏈烷基苯磺酸的生產(chǎn)設備工藝變化。

關鍵詞：反應釜;多管膜式磺化器;發(fā)煙硫酸;直鏈烷基苯;三氧化硫

一、煙酸磺化的原始階段

反應原理：用發(fā)煙硫酸作為磺化劑對烷基苯進行磺化，也稱液體三氧化硫磺化法。發(fā)煙硫酸中游離SO3含量控制在20%～40%之間。

1、反應釜煙酸磺化（上世紀60、70年代）

主要設備是采用反應釜為磺化設備，反應釜型號在0.5～1.5噸，內(nèi)部有陶瓷涂層。把原料烷基苯定量加入到反應釜內(nèi)，再向反應釜內(nèi)緩慢注入煙酸，在加注煙酸的同時進行不斷攪拌。由于反應劇烈，產(chǎn)生大量的熱，所以反應釜內(nèi)要時刻控制好反應溫度，使溫度控制在55～65℃，這就需要反應釜內(nèi)必須帶有冷卻裝置，能夠很快的把反應所產(chǎn)生的熱量帶走。把一定量的煙酸加注完成后，需要向反應釜內(nèi)再加一定時的水進行水解，水解有兩個作用，一是分解磺酸中的酸酐，另一個是保持物料正逆反應均衡。隨后物料進行靜置老化30～40分鐘，時間到后再把反應釜底部廢酸排空，剩余的部分就是磺酸產(chǎn)品，對其進行包裝。本生產(chǎn)工藝在國內(nèi)60、70年代有工廠進行生產(chǎn)。

產(chǎn)品質量指標情況：成品質量指標：活性物含量一般在86～90%，游離油在1.0～2.5%，游離酸在1.5～3.0%，色澤在70～120Klett，從各項指標看，活性物含量不高，色澤偏深，影響下游產(chǎn)品的外觀（本階段下游產(chǎn)品主要以生產(chǎn)洗衣膏為主，少量部分是生產(chǎn)洗衣粉用）

本工藝的特點：1、生產(chǎn)量小，間隔時間長，從投料到出成品需要4個小時;2、反應過程不容易控制，產(chǎn)品副反應比較多;3、產(chǎn)生廢料（廢酸）比較多，需要單獨進行處理;4、煙酸儲存運輸不太方便，工作環(huán)境危險，存在高溫、現(xiàn)場三氧化硫氣體味比較重等情況，風險難以控制。

2、泵式連續(xù)煙酸磺化（上世紀80、90年代）

主要設備是一臺鑄鐵泵不反應器，并連兩個物料進口，一個物料進口為烷基苯，一個物料口進行為煙酸，一個物料口進烷基苯，通過泵式磺化后物料進入到老化器內(nèi)進行老化，老化的作用是物料進行一步的充分反應，提升物料的轉化率。后面連接一臺水解泵，經(jīng)過流量計進行控制水的加入量，水解泵的作用就是使物料反應趨于平衡，水解后的混合物料需要經(jīng)過石墨冷卻器進行冷卻，控制好物料的后序溫度，使產(chǎn)品不易體焦化，再往后以次進入到一、二、三級分酸槽內(nèi)，主要是把烷基苯磺酸和廢酸進行分離，保證產(chǎn)品內(nèi)活性物的含量。上世紀80、90年代國內(nèi)普遍采用此工藝進行磺化產(chǎn)品的生產(chǎn)。

產(chǎn)品質量情況：活性物含量在90～94%，游離油在1.0～2.0%，游離酸在1.0～1.8%，色澤在40～70Klett，從指標上來看，較反應釜式生產(chǎn)工藝質量指標有所提高。

本工藝的特點：1、生產(chǎn)是連續(xù)進行，產(chǎn)量有很大的提升;2、反應過程容易控制，反應溫度能很好的控制，副反應少;3、工作現(xiàn)場有比較可控，對人體危害少;4、產(chǎn)生廢料比較多，同樣需要單獨處理;5、煙酸儲存運輸不太方便。

二、三氧化硫磺化階段

反應原理：用氣體三氧化硫與烷基本進行磺化，也稱為氣體三氧化硫磺化法，用氣體三氧化硫作磺化劑反應氣濃控制在5%～7%。

這階段對于磺化設備來說是一個質的提升，前期階段有部分生產(chǎn)硫酸設備通過在催化工段后部增加多管膜式磺化設備來對烷基苯進行磺化，有部分工廠直接采用液硫通過燃燒生成二氧化硫，經(jīng)過用五氧化二釩做催化劑使二氧化硫轉化為三氧化硫，通過向系統(tǒng)中加入稀釋風使氣濃在4%～7%，通過多管膜式磺化裝置進行磺化，多管膜式磺化裝置能使烷基苯分布頭均勻分布到各反應管，接觸到三氧化硫與其快速反應，膜式磺化器目前國內(nèi)有1噸/h、2噸/h、4噸/h和5噸/h等裝置，1噸/h磺化器內(nèi)有24根反應管，同樣2噸/h裝置是48根反應管，以此類推，反應管外部有循環(huán)冷卻水把反應所產(chǎn)生的熱量瞬速帶走，避免產(chǎn)品過磺化，從磺化器出來形成半成品直鏈烷基苯磺化，經(jīng)過老化器使未磺化的烷基苯進行一步反應，老化時間一般控制在0.5～1小時之間，陏后產(chǎn)品通過水解泵進行水解，再經(jīng)過冷卻器進入到成品罐。目前國內(nèi)基本上都是采用膜式磺化裝置進行直鏈烷基苯磺酸的生產(chǎn)，本設備產(chǎn)能大并且質量穩(wěn)定。

產(chǎn)品質量情況：活性物含量96.0～97.5%，游離油能控制在0.85～1.3%，游離酸能控制在0.6～1.0%，色澤控制在30Klett以下，如果設置工藝控制好可以把色澤控制在16Klett以下。

本工藝的特點：1、生產(chǎn)能力較初期成倍提升，如果工藝控制好能連續(xù)20天不間斷生產(chǎn);2、產(chǎn)品質量指標完全能達到標準要求，各項單耗明顯降低;3、生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢料很少，特別是煙酸量比較少;4、工作環(huán)境能滿足清潔生產(chǎn)要求，控制好不會對人身造成危害。

三、結束語

我國自從大規(guī)模引進多管膜式SO3化硫磺化裝置，特別是第1套國產(chǎn)多管膜式磺化裝置建成以來，SO3磺化工藝扶技術和裝置水平取得了很大的進步，SO3磺化產(chǎn)品品種不斷增多，產(chǎn)品質量不斷提高。近年來，隨著國內(nèi)加工行業(yè)的技術裝備和技術水平的提高，SO3磺化設備質量日漸提高。國產(chǎn)多管膜式磺化器的性能指標，可以與引進設備相媲美。