一種α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝及裝置。目的是提供的工藝和裝置能使靜電酸酸得到有效利用。技術(shù)方案是：一種α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：1)靜電酸及液堿分別進入一靜態(tài)混合器混合并中和放熱升溫，接著進入一換熱器降溫，再進入噴霧干燥器干燥處理；2)形成微小粒徑的霧滴與干燥熱空氣接觸進行干燥；3)從噴霧干燥器出來的氣流經(jīng)旋風(fēng)分離器、袋式除塵器過濾后，由引風(fēng)機排空；4)最終由噴霧干燥器、旋風(fēng)分離器、袋式除塵器收集到粒狀工業(yè)助劑。一種α-烯基靜電酸綜合回收利用的裝置，該裝置包括靜態(tài)混合器、背壓閥、換熱器、空氣加熱器、噴霧干燥器、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器及引風(fēng)機。
【專利說明】—種α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種α -烯基磺酸鹽(以下簡稱α -烯基)靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝及裝置，具體是AOSU-烯基磺酸鹽)陰離子表面活性劑磺化生產(chǎn)的副產(chǎn)物靜電酸的綜合回收利用的生產(chǎn)工藝及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]三氧化硫磺化是生產(chǎn)陰離子表面活性劑的主要工藝方法。AOS ( α -烯基磺酸鹽)是由α-烯烴經(jīng)三氧化硫磺化、中和水解制得的一種性能優(yōu)良的陰離子表面活性劑，具有良好的表面活性、起泡性和抗硬水能力，廣泛應(yīng)用于洗衣粉、洗潔精、浴液和香波等洗滌用品中。AOS在磺化生產(chǎn)過程中，其原料α-烯烴與三氧化硫反應(yīng)形成磺內(nèi)酯中間體【如1，3( Y )_磺內(nèi)酯及和1，4( δ )-磺內(nèi)酯】，再在高溫下中和水解使磺內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為α -烯基磺酸鹽。這種磺內(nèi)酯中間體是不具表面活性的中性油狀物質(zhì)，顯示出一定的皮膚致敏性，甚至可能會導(dǎo)致癌變。
[0003]當(dāng)有機物料與三氧化硫發(fā)生磺化反應(yīng)后，從氣液分離器和旋風(fēng)分離器分離出來的磺化尾氣中含有未轉(zhuǎn)化的二氧化硫、未反應(yīng)的三氧化硫、硫酸霧和有機酸霧，直接排放會嚴重污染環(huán)境。為了達到環(huán)保排放要求，必須將這些成分去除，通常是采用靜電除霧器(ESP)進行捕集，再由堿吸收等進一步處理，尾氣達標后排放到大氣。由靜電除霧器得到的回收液統(tǒng)稱為靜電酸，約占有機原料的0.1?0.4%,—般呈黑色,主要成分為過磺化有機酸(70?80% )和硫酸(20?30% );而α -烯烴磺化副產(chǎn)物靜電酸中的過磺化有機酸主要以磺內(nèi)酯形式存在。目前各生產(chǎn)廠家將其廉價處理或交由環(huán)保部門處理，這不僅浪費資源，而且還對環(huán)境造成一定的壓力。因此，如何回收利用靜電酸，提高其應(yīng)用價值，增加三氧化硫磺化行業(yè)的綜合經(jīng)濟效益具有重要的現(xiàn)實意義。
[0004]CN 102311888Α及CN 102311893Α分別公布了一種靜電酸的回收方法，該法采用間歇式釜內(nèi)中和，中和放熱較大，容易膨化溢鍋，且對物料進行降溫，中和熱不能得到很好的利用。同時對于回收AOS靜電酸時，由于其中含有較多中間產(chǎn)物磺內(nèi)酯，使用上述工藝較難實現(xiàn)磺內(nèi)酯的完全水解，會使得產(chǎn)品中含有副產(chǎn)物磺內(nèi)酯。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有工藝的不足，提供一種α -烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝，該工藝能使靜電酸酸得到有效利用，解決磺化生產(chǎn)環(huán)保問題，既提高生產(chǎn)效率又使能量得到充分的利用，并變廢為寶，避免了 “三廢排放”，具有很好的經(jīng)濟效益。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]—種α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0008]I)靜電酸及液堿分別按一定流量進入一靜態(tài)混合器混合并中和放熱升溫，并通過靜態(tài)混合器后的背壓閥使中和物料在靜態(tài)混合器內(nèi)維持0.3?1.0MPa的壓力，接著進入一換熱器降溫，再進入噴霧干燥器干燥處理；同時干燥空氣經(jīng)由風(fēng)機引入，經(jīng)換熱器吸熱、力口熱設(shè)備加熱升溫進入噴霧干燥器；
[0009]2)進入噴霧干燥器的物料經(jīng)霧化后，形成微小粒徑的霧滴與干燥熱空氣接觸進行干燥；
[0010]3)從噴霧干燥器出來的夾帶有部分粉狀物的氣流，經(jīng)旋風(fēng)分離器、袋式除塵器過濾后，由引風(fēng)機排空；
[0011]4)最終由噴霧干燥器、旋風(fēng)分離器、袋式除塵器收集到粒狀工業(yè)助劑。
[0012]所述靜電酸為α -烯基磺化處理后所得靜電酸；
[0013]所述液堿為32-50%濃度的氫氧化鈉溶液(質(zhì)量分數(shù))；
[0014]所述進入噴霧干燥器物料溫度為50_90°C ；
[0015]所述進入噴霧干燥器空氣溫度為120_150°C ；
[0016]所述中靜電酸及液堿的入料流量比例由最終成品的pH值確定，一般控制最終成品的pH值在6.0-10.0 ；
[0017]所述粒狀工業(yè)助劑粒度D85為300-700 μ m ；
[0018]所述工業(yè)助劑可以直接作為金屬清洗劑使用；也可與純堿、偏硅酸鈉簡單后配后制成金屬清洗劑，用于工礦企業(yè)設(shè)備表面重油污的去除。所述工業(yè)助劑也可與碳酸鈣、粉煤灰簡單后配后作為水泥添加劑，作為水泥砂漿的發(fā)泡劑。
[0019]所述靜電酸與純堿、偏硅酸鈉的后配比例，根據(jù)最終產(chǎn)品活性物確定，一般控制活性物在15-25%。
[0020]所述靜電酸與碳酸鈣、粉煤灰的后配比例，根據(jù)最終產(chǎn)品活性物確定，一般控制活性物在15-25%。
[0021]一種α-烯基靜電酸綜合回收利用的裝置，其特征在于該裝置包括靜態(tài)混合器、背壓閥、換熱器、空氣加熱器、噴霧干燥器、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器及引風(fēng)機；所述噴霧干燥器的側(cè)面設(shè)有接通旋風(fēng)分離器的混合氣流出口，旋風(fēng)分離器的氣流出口接通布袋除塵器，布袋除塵器的氣流出口通過引風(fēng)機后再連通空氣排空口 ；噴霧干燥器、旋風(fēng)分離器、袋式除塵器還分別從各自底端的成品物料出口輸出所收集的粉狀物。
[0022]所述噴霧干燥器的形式為氣流式或壓力式或離心式。
[0023]所述靜態(tài)混合器入口與靜電酸輸送管、液堿輸送管相通，靜態(tài)混合器出口與換熱器的放熱管入口相通，并在連通管上設(shè)置有背壓閥；所述換熱器的吸熱管兩端分別連通干燥空氣輸送管及空氣加熱器入口 ；所述噴霧干燥器的頂端設(shè)有連通換熱器放熱管出口的進料口以及連通空氣加熱器出口的干燥空氣進口；
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點和積極效果:
[0025]I)本發(fā)明采用靜態(tài)混合器代替釜式反應(yīng)器，可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，且中和放熱穩(wěn)定可控。
[0026]2)將磺化副產(chǎn)品廢料變廢為寶，同時解決了磺化生產(chǎn)環(huán)保問題，避免了“三廢排放”。得到的工業(yè)助劑可用于金屬清洗劑、水泥添加劑的復(fù)配應(yīng)用。
[0027]3)采用換熱器，利用物料的中和熱對干燥空氣進行預(yù)加熱，可以將干燥空氣升溫至80-100°C，即提高了能量利用率，可以降低能耗約40又能使噴粉物料溫度穩(wěn)定在最佳噴粉溫度(噴粉物料溫度過高易使料漿粘度增大，成品粉料結(jié)焦、細粉比例高；過低又會使干燥不徹底，產(chǎn)品水分偏高)。
[0028]4)靜態(tài)混合物后設(shè)置背壓閥，使靜態(tài)混合器內(nèi)的中和物料能維持一定壓力，加速磺內(nèi)酯水解。根據(jù)測算AOS靜電酸內(nèi)的磺內(nèi)酯的水解率由常規(guī)簡單中和的60-70%上升至95%。
[0029]5)本發(fā)明投資少，對設(shè)備要求不高，所配置的所有儀器、設(shè)備和裝置均為外購的成熟產(chǎn)品，安裝簡易，易于維修，同時系統(tǒng)運行穩(wěn)定，易于控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明所述采用靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝裝置的示意圖。
[0031]其中:1為靜電酸，2為液堿，3為靜態(tài)混合器，4為背壓閥，5為換熱器，6為空氣加熱器，7為噴霧干燥器(優(yōu)選旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥器)，8為旋風(fēng)分離器，9為布袋除塵器，10為引風(fēng)機，11為干燥空氣輸出管，12為成品物料出口，13為空氣排空口。

【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進一步說明。
[0033]本發(fā)明的思路，是利用靜態(tài)混合器對AOS靜電酸及液堿實現(xiàn)連續(xù)中和(靜電酸及液堿的入料流量比例由最終成品的P H值確定；通常中靜電酸與液堿的重量比為1:1.0-1.5，最終成品的pH值可控制在6.0-10.0)。這里利用安裝在靜態(tài)混合器后的背壓閥使中和物料維持在0.3-0.5Mpa的壓力，使中和后料漿溫度能突破100°C以上，加速AOS靜電酸中磺內(nèi)酯的水解。同時由于中和后物料溫度較高，不降溫直接進行噴粉易使料漿粘度增大，成品粉料粘壁結(jié)焦、細粉比例高；溫度過低又會使干燥不徹底，產(chǎn)品水分偏高。最佳噴粉料漿溫度為60-70°C，因此利用換熱器對中和熱進行回用，有助于提升干燥空氣溫度，提高能量利用率，降低能耗。在實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)的同時，又能極大地提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品穩(wěn)定性。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明的裝置主要包括由管道依次相連的靜態(tài)混合器3、背壓閥4、換熱器5、空氣加熱器6、噴霧干燥器7、旋風(fēng)分離器8、布袋除塵器9及引風(fēng)機10 ;其中背壓閥的作用是使靜態(tài)混合器內(nèi)的物料維持一定的壓力溫度，加速磺內(nèi)酯的水解；其中換熱器的主要作用是對中和后物料進行降溫并同時提高干燥空氣溫度。
[0035]由圖可見，本發(fā)明所述靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝的主要工作過程為:靜電酸I及液堿2分別經(jīng)由管道進入靜態(tài)混合器3 (靜電酸及液堿的入料流量、干燥空氣流量由噴霧干燥器產(chǎn)能確定)，在靜態(tài)混合器內(nèi)充分混合中和并通過背壓閥4維持壓力溫度加快水解速度，進入換熱器5放熱后，再進入噴霧干燥器7 ;同時干燥空氣11進入換熱器5吸熱，接著由空氣加熱器6加熱升溫后，進入噴霧干燥器7 ；經(jīng)過加熱的干燥空氣在噴霧干燥器內(nèi)對物料進行干燥后，尾氣經(jīng)由旋風(fēng)分離器8、布袋除塵器9除塵后，由引風(fēng)機10排空；最終從噴霧塔底部出料口、旋風(fēng)分離器底出口得到成品粉狀工業(yè)洗滌劑。
[0036]上述制備過程除靜態(tài)混合器之外，均在80_120Kpa下進行。
[0037]本發(fā)明所述的靜態(tài)混合器3，背壓閥4，換熱器5，空氣加熱器6，噴霧干燥器7，旋風(fēng)分離器8、布袋除塵器9及引風(fēng)機10均選用常規(guī)設(shè)備，全部可外購獲得。
[0038]實施例1:
[0039]將有機物料α -烯烴與三氧化硫磺化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電酸、32%液堿同時進入靜態(tài)混合器，靜電酸與液堿的重量比為1:1，兩者在靜態(tài)混合器中充分混合中和，并通過背壓閥控制靜態(tài)混合器內(nèi)物料壓力達到0.5Mpa(中和后溫度為120°C )，進入換熱器與干燥空氣換熱后降溫至60°C，然后進入旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥器。同時干燥空氣經(jīng)由換熱器吸熱升溫至90°C，再經(jīng)一空氣加熱器升溫至130°C進入旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥器?；旌衔锪辖?jīng)霧化成霧滴后，與順流方向的熱空氣相接觸，最終得到固含量為94.8%，活性物為32%，pH9.3，粒度D85為545 μ m的粒狀產(chǎn)品。
[0040]該粒狀產(chǎn)品與偏硅酸鈉按質(zhì)量比2:1復(fù)配后，得到活性物在21.3%的金屬清洗齊U，可以直接應(yīng)用到金屬表面重油污的清洗。
[0041]實施例2
[0042]將有機物料α -烯烴與三氧化硫磺化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電酸、32%液堿同時進入靜態(tài)混合器，靜電酸與液堿的重量比為1:1，兩者在靜態(tài)混合器中充分混合中和，并通過背壓閥控制靜態(tài)混合器內(nèi)物料壓力達到0.5Mpa(中和后溫度為120°C )，進入換熱器與干燥空氣換熱后降溫至70°C，然后進入噴霧干燥器。同時干燥空氣經(jīng)由換熱器吸熱升溫至85°C，再經(jīng)一空氣加熱器升溫至130°C進入噴霧干燥器?；旌衔锪辖?jīng)霧化成霧滴后，與順流方向的熱空氣相接觸，最終得到固含量98.3%，活性物為31%，pH8.3，粒度D85為480 μ m的粒狀工業(yè)助劑。
[0043]該粒狀產(chǎn)品與碳酸I丐、粉煤灰按質(zhì)量比4:1:1復(fù)配后,得到活性物在20.6%的水泥添加劑，可以作為發(fā)泡劑應(yīng)用到水泥砂漿中。
【權(quán)利要求】
1.一種α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟: 1)靜電酸及液堿分別按一定流量進入一靜態(tài)混合器混合并中和放熱，并通過背壓閥使中和物料在靜態(tài)混合器內(nèi)維持0.3?1.0MPa的壓力，接著進入一換熱器降溫，再進入噴霧干燥器干燥處理；同時干燥空氣經(jīng)由風(fēng)機引入，經(jīng)換熱器吸熱、加熱設(shè)備加熱升溫，進入噴霧干燥器； 2)進入噴霧干燥器的物料經(jīng)霧化后，形成微小粒徑的霧滴與干燥熱空氣接觸進行干燥； 3)從噴霧干燥器出來的夾帶有部分粉狀物的氣流，經(jīng)旋風(fēng)分離器、袋式除塵器過濾后，由引風(fēng)機排空； 4)最終由噴霧干燥器、旋風(fēng)分離器、袋式除塵器收集到粒狀工業(yè)助劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述靜電酸為烯烴磺化處理后所得靜電酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述液堿為32-50%濃度的氫氧化鈉溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述進入噴霧干燥器物料溫度為50-90°C ;所述進入噴霧干燥器空氣溫度為120-150°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝的，其特征在于:所述靜電酸及液堿的入料流量比例由最終成品的PH值確定，控制最終成品的pH值在6.0-10.0 ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的α-烯基靜電酸綜合回收利用的生產(chǎn)工藝的，其特征在于所述粒狀工業(yè)助劑粒度D85為300-700 μ m。
7.—種α-烯基靜電酸綜合回收利用的裝置，其特征在于該裝置包括靜態(tài)混合器(3)、背壓閥(4)、換熱器(5)、空氣加熱器(6)、噴霧干燥器(7)、旋風(fēng)分離器(8)、布袋除塵器(9)及引風(fēng)機(10);所述靜態(tài)混合器入口與靜電酸輸送管、液堿輸送管相通，靜態(tài)混合器出口通過連通管與換熱器的放熱管入口相通，并在連通管上設(shè)置有背壓閥；所述換熱器的吸熱管兩端分別連通干燥空氣輸送管(11)及空氣加熱器入口 ；所述噴霧干燥器的頂端設(shè)有連通換熱器放熱管出口的進料口以及連通空氣加熱器出口的干燥空氣進口 ；所述噴霧干燥器的側(cè)面設(shè)有接通旋風(fēng)分離器的混合氣流出口，旋風(fēng)分離器的氣流出口接通布袋除塵器，布袋除塵器的氣流出口通過引風(fēng)機后再連通空氣排空口(11);噴霧干燥器、旋風(fēng)分離器、袋式除塵器還分別從各自底端的成品物料出口輸出所收集的粉狀物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的α-烯基靜電酸綜合回收利用的裝置，其特征在于:所述噴霧干燥器的形式可為氣流式或壓力式或離心式。
【文檔編號】C04B24/16GK104447422SQ201410734917
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】代永昌, 方靈丹, 任靜, 史立文, 秦志榮 申請人:浙江贊宇科技股份有限公司, 嘉興贊宇科技有限公司