[发明专利]一种烷基二苯醚的磺化工艺及装置

说明书

本发明涉及一种烷基二苯醚的磺化工艺，具体为气体SO₃、烷基二苯醚和惰性溶剂的混合物首先在膜式磺化器中于10‑35℃下进行初步磺化，然后继续在釜式磺化器中于10‑80℃进行进一步磺化，最后将进一步磺化后产物中的惰性溶剂经蒸发冷凝回收后送入溶剂回收罐，尾气经排气口排出后进入尾气处理系统，得到烷基二苯醚磺酸产品。本发明具有工艺效率高、成本低，产品纯度高、色泽好等特点。

技术领域

本发明涉及一种烷基二苯醚的磺化工艺及装置。

背景技术

烷基二苯醚磺酸盐因其具有良好的水溶性、表面活性及在强酸、强碱、高浓度无机盐和漂白剂溶液中具有很好的溶解性和稳定性，而被广泛应用于三次采油、纺织印染、日用化工、乳液聚合及土壤净化等领域。目前该类产品在国内尚未实现工业化生产，产品全部依赖进口。专利CN 103265460 公开了一种烷基二苯醚磺酸盐的制备方法，将烷基二苯醚、惰性有机溶剂送入磺化釜，加入磺化剂保温磺化一段时间，加水静置酸析，分层后分去废酸水层，将油层减压蒸馏除惰性有机溶剂，得到烷基二苯醚磺酸，再经中和得到浅黄色成品烷基二苯醚磺酸盐。专利CN 1915969A将50%的发烟硫酸与烷基二苯醚在一定条件下磺化后，加入等体积的蒸馏水，静置分层，用NaOH溶液中和得粗产品。许虎君（精细化工，2005，22（1）:19-22）报道了在四颈烧瓶中，将十二烷基二苯醚及三氯甲烷搅拌均匀后，滴加氯磺酸反应一定时间后，蒸去三氯甲烷，用20%NaOH溶液将其中和后，得到棕色产品。在已报道的文献中国内目前关于烷基二苯醚磺酸盐的中间体烷基二苯醚磺酸的制备采用的磺化剂主要为浓硫酸、发烟硫酸和氯磺酸，使用这些磺化剂不仅会增加分离磺酸盐产物的难度，还会在磺化过程中产生大量的酸性废水或者酸性气体HCl,从而导致环境污染、装置腐蚀及成本增加；同时采用的反应器为搅拌“釜式”（反应釜和烧瓶）反应器，该反应器虽然结构简单、装置投资少，但是物料停留时间长、返混严重、副反应多，产品有效物含量较低、色泽较差，限制了烷基二苯醚磺酸盐的工业化过程。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种反应效率高、产品有效物含量高、色泽好、反应过程无“三废”的烷基二苯醚磺化工艺及装置。

本发明的工艺步骤如下：

（1）初步磺化：将有机物和惰性溶剂按质量比为1：1-5的比例加入到有机物/惰性溶剂储罐中搅拌形成有机混合物，用计量泵将有机混合物打入膜式磺化器中，同时通入SO₃/空气的混合气，控制初步磺化反应过程的SO₃与混合气的体积比为2-5%、气体SO₃与有机混合物的摩尔比为0.5-1.5：1，循环冷却水的温度为10-35℃，膜式磺化器内停留时间为5-8min，反应结束后，停止通入SO₃/空气的混合气；

（2）进一步磺化：将初步磺化后的产物加入釜式磺化器中，同时通入SO₃/空气的混合气，控制磺化反应过程的SO₃与混合气的体积比为3-10%、气体SO₃与有机混合物的摩尔比为1-2.5：1，循环冷却水的温度为10-80℃，釜内停留时间为28-63min，反应结束后，停止通入SO₃/空气的混合气，得到烷基二苯醚磺酸产品，其中，惰性溶剂经蒸发冷凝回收后进入溶剂回收罐，尾气经排气口排除后进入尾气处理系统。

如上所述步骤（1）中的有机物为烷基二苯醚，其结构中的烷基可以是正构的单烷基或双烷基，也可以是异构的单烷基或双烷基。

如上所述步骤（1）中的惰性溶剂为二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、戊烷、己烷或石油醚等；

如上所述步骤（1）中SO₃与混合气的体积比最好为3-4%、气体SO₃与有机混合物的摩尔比为0.5-1：1；

如上所述步骤（1）中循环冷却水的温度最好为20-30℃。