[实用新型]一种刮膜式磺化器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种刮膜式磺化器，属气体SO₃磺化或硫酸化生产阴离子表面活性剂的反应装置的制造技术领域。

背景技术

阴离子表面活性剂以磺化和硫酸化产品为主，其生产工艺是用气体三氧化硫经干燥空气(或其他惰性气体)稀释至一定浓度，在磺化设备中与各种有机物(如烷基苯、脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、α-烯烃、脂肪酸甲酯等各种可磺化原料)接触发生磺化或硫酸化反应而制得磺化和硫酸化产品。磺化器是其中的关键设备。现有的磺化器可分为降膜式反应器(多管降膜式或双膜降膜)、喷射式反应器(气体喷射式和液体喷射式等)和连续搅拌罐组式反应器。目前工业化生产广为使用的磺化器主要为降膜式反应器，其结构主要由直立反应管，置于直立反应管两端的下管板和带密封管板的上管板，置于密封管板上部带SO₃气体进口的上封头，置于下管板下部带反应物出口的下封头等构成；密封管板和上管板之间形成底部设有锥形环隙的有机料分配腔，密封管板和上管板之间的直立反应管上设有与有机料分配腔连通的有机料进口。其主要问题为：直立反应管很窄，制造精度要求高。

在气液接触的膜式磺化反应中，对反应完成起决定作用的是三氧化硫气体分子在有机液体中扩散的速度，一般情况下在反应初期原料的粘度较低，反应剂三氧化硫气体分子容易在有机液体中扩散，磺化反应速度快，但到反应后期，由于反应产物的粘度急剧升高，三氧化硫分子在液体中的扩散速度放慢，必须强化三氧化硫气体与有机物的混合，促使磺化或硫酸化反应的完成。通常在反应器的设计中必须考虑到这一点。对于粘度较低的原料和产物，一般为10～1000cps，最高为1500cps，如烷基苯、α-烯烃、脂肪酸甲酯等的磺化以及脂肪醇和脂肪醇醚的硫酸化反应，广泛使用降膜式磺化器。对于本身粘度较高的原料或磺化反应后粘度急剧升高的产品，如烷基二苯醚二磺酸、C₁₈以上的高分子量烷基苯磺酸、二烷基萘磺酸、石油磺酸盐等，若采用传统的降膜式反应器，由于原料或磺化产物粘度大易粘附在反应管内壁，造成液膜增厚，SO₃无法与厚液膜层内的原料充分接触，易造成膜层内反应不到位而膜表层过磺化甚至结焦、堵塞反应管，磺化产物质量低下等情况。目前上述一些高粘度产品通常采用添加有机溶剂的降膜式磺化法，体系中添加溶剂虽可降低产物粘度改善物料的流动性，但因采用的大多数溶剂均有一定的毒性，必须增加溶剂回收装置，而要把溶剂从产品中完全去除是比较困难的，并且为防止有机溶剂的泄漏，对磺化器设计及操作要求也将变得很高。

WO.93/17992专利提出不采用溶剂的多管降膜湍流式的磺化工艺，该工艺中原料液膜和气体SO₃在反应器中同向向下流动，通过对反应器中的气体SO₃加压，以较高的压力(0.2～1.0Mpa)赋予气体SO₃足够的流速从而使粘稠的磺化产品膜层变薄，提高反应转化率。采用该工艺对设备的加工要求较高，能耗和投资较大，并且由于对气体SO₃实施了额外加压，SO₃气速很快，原料在高速气流(湍流状态)下易被雾化，随气体进入尾气系统，增加了尾气处理压力，同时原料消耗也将大大增加。CN 1973989提出的SO₃气体喷射式磺化器可喷射磺化多种原料，不仅包括适用于膜式磺化工艺的所有原料，且包括不适用于膜式磺化工艺的高粘度、含蜡质、难成膜、热敏性物料，原料经一次喷射即可达到所需的转化率，不用多次循环磺化产物、产品质量稳定。但对粘度高(大于5000C.P)的有机料物料，其喷射雾化较难进行，且磺化反应放热剧烈，该气体喷射式磺化器的反应热无法快速移去，易发生过磺化副反应。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种设计合理，整体结构紧凑，适合于高粘度物料磺化或硫酸化的刮膜式磺化器。

本实用新型为一种刮膜式磺化器，包括直立反应筒体，置于直立反应筒体两端的下管板和带密封管板的上管板，置于密封管板上部带SO₃气体进口的上封头，置于下管板下部带反应物出口的下封头，密封管板和上管板之间形成底部设有锥形环隙的有机料分配腔，密封管板和上管板之间的直立反应筒体上设有与有机料分配腔连通的有机料进口，其特征在于直立反应筒体内还设有带刮板的搅拌轴，直立反应筒体的上封头或下封头上设有与搅拌轴相连的电机。