脂肪醇硫酸酯盐改

脂肪醇硫酸酯盐的生产设备

脂肪醇硫酸酯盐(fatty alcohol sulfate,FAS或AS) 是继肥皂之后出现的一类最老的阴离子表面活性 剂，其通式为ROSO3-M+. FAS较易水解，在硬水中去污力好，起泡低，可 用于配置低泡洗涤剂。不同碳链结构的脂肪醇硫 酸盐在润湿 、渗透和乳化等性能上各有一些突 出的效果，可用于纺织 、建筑和印刷等行业。 主要用于配制香波、合成香皂、洗浴用品、牙膏、 剃须膏等盥洗用品。

脂肪醇硫酸酯钠(主要用月桂醇和椰油醇硫酸 钠)在国内一般称为发泡剂或K12. K12就是一种性 能优良的阴离子型表面活性剂。 K12制备的反应的原理 首先是脂肪醇三氧化硫硫酸化过程： 首先是脂肪醇三氧化硫硫酸化过程：

上 述反应 是高度放热的 ,放热量△H=-150KJ/mol。

脂肪醇的三氧化硫酸化是三氧化硫分子通过 氧原子与碳链相连，形成C-O-S,这是一种不稳 定的结构。烷基硫酸脂是不稳定的，受热或久 置易分解，所以酸化反应热应迅速除去，老化 一分钟后，就进行第二步的中和反应。 第二步中和反应： 第二步中和反应：

第三步过量的三氧化硫和硫酸的处理： 第三步过量的三氧化硫和硫酸的处理： 过量的三氧化硫和硫酸可以和碱反应生成硫酸盐。 其反应过程：

中和时用碱需足量 ,中和产物 ph 偏低 ,或 中和时混合不匀 , 出现局部偏酸都会使产物分解,硫酸的存在可加速分解作用 。 中和温度偏高也会促使产物分解 。

生产设备： 生产设备： 脂肪醇三氧化硫酸化装置使用的 是多管膜式磺化装置和双膜式磺 化装置，它们都属于降膜式反应 器。 多管膜式磺化装置：多管膜式磺 化器的特点是有机物在呈列管排 列的反应管中均匀分配，沿管内 壁成膜状下落，与顺流而下的空 气-SO3 混合气体接触，迅速发 生磺化或硫酸化反应，同时放出 大量的热，该反应热经壳程循环 冷却水除去，保持恒定的反应温 度，反应和换热同时完成。

有机物 (如烷基苯)与 SO3 的磺化反应是高度放热的极速 反应过程 这种在瞬间完成的高度放热过程，必将导致反应 物的温度骤升 因此，设计磺化器必须考虑采取缓和反应和 有效排除反应热的措施。 根据化学反应速度方程 式中反应速度常数 K 在客观上是无法改变的，只能设法降低烷基苯和 的 浓度 和 ，以缓和磺化反应的进行。 在 磺化工艺 中，可以用干燥空气作为稀释 的惰性气体，即可以 空气的混合气体作为磺化剂。 磺化反应总的反应速度主要取决于 气体分子至有机液体 表面的扩散速度和气体浓度 。所以，扩散距离 气流速 度和液膜分布的均匀程度以及排除反应热的能力等都是影 响此反应的重要因素 为

此，设计多管膜式磺化反应器的特 殊头部结构，以便调整进入反应管的气 液均匀分配，设计 合理的冷却方式以有效排除反应热。

多管膜式磺化装置的主要缺点 是由于二氧化硫管线及其冷却 器的腐蚀而造成开工周期短、 停车次数多, 因此需进行改造。 由于二氧化硫管线的材质为 1Cr18Ni9, 该材质在400℃~ 850℃下重复加热且持续时间 较长后会产生晶间腐蚀倾向, 当这种具有晶间腐蚀倾向的管 线与腐蚀性介质接触后, 将会 造成晶间腐蚀而破坏。在 400℃~450℃时其腐蚀速度较 慢, 而在600℃~800℃时其腐 蚀速度就很快。

为了减少管线的腐蚀, 应避开高温区。工艺上已 将二氧化硫冷却器移到燃 硫炉的出口, 使高温二氧化 硫管线由原来的30多米缩 短为1.5米, 这样可大大减少 腐蚀的管线长度, 使腐蚀所 产生的铁锈大大减少。因 此, 床层的阻力降增加较为 缓慢。由于床层的阻力较 低, 提高了干燥空气的流量, 从而使磺酸产量增加约10%。

双膜式磺化反应器： 双膜式磺化反应器是以两个 不同直径的圆筒组成同心圆 式的环状空间作为反应区间， 完成磺化或硫酸化反应和移 去部分反应热，其余的反应 热则由下面的急冷循环系统 除去 这类反应器的进料分 配部分一般不可调，靠机械 结构形成的狭缝或多孔分布 使成膜均匀，加工要求很高， 反应器的环缝较窄，阻力也 较大。

多管膜式磺化反应器和双膜式磺化反应器的比较： 1) 与双膜磺化反应器相比，多管膜式磺化器类 似于直立的列管换热器，冷却面积较大, 磺化器本身 即可除去反应热，不需要加后冷却器或急冷循环装 置 2) 与双膜磺化反应器相比，多管膜式磺化反应 器的金属耗量较少,制造难度不大，制造成本较低； 双膜反应器加工困难 金属切削量大且制造费用高 3) 多管膜式磺化反应器结构简单，各反应管之 间的进料分配通过垫片很容易调节均匀，使单管进料 量的相对误差在 2%以下 双膜磺化器结构复杂,有机原料以多孔 分配或缝隙形式进料，多孔材料的选择 加工和缝隙的加工质量 直接影响到有机物料在内外，膜即圆周各部位的均匀分配，安 装调试也较困难。

4) 多管膜式磺化反应器产品切换容易，适合生 产各种类型的表面活性剂；双膜磺化反应器产品切换 困难 5) 多管膜式磺化反应器的操作弹性较大，一般 为 70% ~ 130% 双膜磺化反应器的操作弹性受内外 膜的成膜状态 组装水平及安装调节精度的影响，其 范围较小 6) 多管膜式磺化反应器的单元管更换容易，双 膜反应器的分配器更换困难 7) 生产过程中，多管膜式磺化反应器需定期校 准流量，双膜反应器不需流量校准。

我国自

大规模引进膜式 SO3 磺化装置，特别是第 1 套国产多管膜式磺化装置建成以来，SO3 磺化工艺 技术和装置水平取得了很大进步，SO3 磺化产品品种 不断增多，产品质量不断提高。 近年来，随着国内机加工行业技术装备和技术水 平的提高，SO3 磺化设备质量日渐提高 国产多管膜 SO3 式磺化反应器的性能指标，可以与引进设备相媲美， 双膜磺化反应器的设计和制作水平也在不断提高 经 过科研 设计 制造及生产领域技术人员的共同 努力, 将会有适应不同磺化产物的新的磺化反应器问 世。

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