本实用新型涉及磺化反应单元装置、以及包括该单元装置的生产装置和制造装置。
背景技术：
传统技术中，因有机原料进料泵故障停泵，会造成有机原料停止向磺化反应器进料，留给停止so3气体进料操作的时间过短，导致磺化反应器中磺化剂过量。过量的so3会与磺化器内的有机原料继续反应导致过磺化，不仅会对产品的质量造成影响，更严重的是进而结焦堵塞磺化器。磺化器的膜式磺化反应对磺化器的精度要求很高，即使是很小范围的结焦也会使物料在磺化器内分布不均，这将会导致部分物料未充分磺化和另一部分部分物料过磺化。
在膜式磺化工艺中，最核心的设备就是膜式磺化器，一个高精度的磺化器往往是高产品质量的必要条件。在整个磺化工艺里，磺化器也是最昂贵的设备，所以对于磺化器的保护至关重要。
技术实现要素：
本实用新型目的之一是解决传统技术中，因有机原料进料泵故障停泵，会造成有机原料停止向磺化反应器进料，造成过磺化和堵塞磺化器的问题，提供一种新的磺化反应单元装置，当有机原料泵故障停泵时，有利于防止磺化反应器中so3过量，有利于抑制过磺化产物生成，进而有利于防止结焦堵塞磺化器。
本实用新型目的之二是提供采用上述磺化反应单元装置的烷基苯磺酸生产装置。
本实用新型目的之四是提供采用上述磺化反应单元装置的烷基苯磺酸盐生产装置。
本实用新型目的之五是提供用于生产烷基硫酸盐或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐制造装置。
为实现上述目的之一，本实用新型的技术方案如下：
技术方案1：磺化反应单元装置，包括膜式磺化器(1)，所述膜式磺化器(1)设置气相so3入口(101)和有机原料进料通道(102)，所述有机原料进料通道(102)设置有机原料输送泵(103)；所述磺化反应单元装置包括压缩气体容器(105)，所述压缩气体容器(105)通过常闭阀门(106)与位于膜式磺化器(1)与有机原料输送泵(103)之间的有机原料进料通道(102)管道连接。
所述常闭阀门(106)，顾名思义，是指在磺化反应单元装置处于正常生产过程中处于关闭状态。但当有机原料输送泵(103)发生故障导致停泵的紧急情况发生时，通过开启常闭阀门(106)，压缩气体容器(105)中的压缩气体，推动有机原料进料通道(102)中存留的有机原料继续输入膜式磺化器(1)，有利于防止膜式磺化反应器(1)中so3过量，从而防止了过磺化和结焦的发生，从而有利于防止膜式磺化器(1)堵塞。
为达到本实用新型此技术效果，优选所述压缩气体容器(105)通过常闭阀门(106)与位于膜式磺化器(1)与有机原料输送泵(103)之间的有机原料进料通道(102)管道连接的连接点远离所述膜式磺化器(1)而接近所述有机原料输送泵(103)。例如优选但不限于连接点至膜式磺化器(1)的距离大于连接点至有机原料输送泵(103)的距离。
技术方案2：上述技术方案中，优选所述有机原料输送泵(103)与所述常闭阀门(106)之间设置联锁单元(107)，所述联锁单元(107)设置有机原料输送泵(103)的故障停泵信号采集线路(108)和输向常闭阀门(106)的阀门开启指令执行线路(109)。
本实用新型所述联锁单元(107)的采用，当有机原料输送泵(103)发生故障导致停泵的紧急情况发生时，加快了开启常闭阀门(106)所需时间，提高了自动控制能力，从而更有利于防止膜式磺化反应器(1)中so3过量，更有利于防止过磺化和结焦的发生，更有利于防止膜式磺化器堵塞。
技术方案3：上述技术方案1或技术方案2中，优选所述磺化反应单元装置包括气液静置分离器(2)，膜式磺化器液体物料出口(104)输入所述气液静置分离器(2)，所述气液静置分离器(2)设置气液静置分离器气体出口(201)和气液静置分离器液体出口(202)。
为实现上述目的之二，本实用新型的技术方案如下：
技术方案4：烷基苯磺酸生产装置，包括老化反应器(5)和技术方案3所述的磺化反应单元装置，气液静置分离器液体出口(202)输入老化反应器(5)进料口。
技术方案5：上述技术方案4中优选所述烷基苯磺酸生产装置包括水解反应器(6)，老化反应器(5)液体出料口输入水解反应器(6)待水解原料入口，水解反应器(6)设置水解用水进料口(601)和烷基苯磺酸产品出料口(602)。
本领域技术人员知晓的是，在技术方案4的具体情况下，有机原料具体是指烷基苯。在烷基苯中，本领域最常用的是十二烷基苯。
为实现本实用新型目的之四，本实用新型技术方案如下：
技术方案6：烷基苯磺酸盐生产装置，包括烷基苯磺酸中和釜(7)和技术方案5所述的烷基苯磺酸生产装置，所述烷基苯磺酸产品出料口(602)输入烷基苯磺酸中和釜(7)待中和物料输入口。所述烷基苯磺酸中和釜(7)设置碱溶液入口(701)和烷基苯磺酸盐出料口(702)。
为实现本实用新型目的之五，本实用新型技术方案如下：
技术方案7：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或烷基硫酸盐制造装置，包括中和器(3)和技术方案3所述的磺化反应单元装置以及，气液静置分离器液体出口(202)输入中和器(3)。
技术方案8：上述技术方案中，优选所述中和器(3)设置中和用碱入口(301)。
技术方案9：上述技术方案中，优选所述中和器(3)设置过氧化氢溶液入口(302)。
技术方案10：上述技术方案中，优选所述制造装置包括真空脱气釜(4)，所述中和器(3)出料口输入所述真空脱气釜(4)。
上述技术方案中，优选所述真空脱气釜(4)设置真空脱气口(401)。
上述技术方案中，优选所述真空脱气釜(4)设置真空脱气釜液体物料出口(402)。
上述技术方案中，优选真空脱气口(401)与真空泵(403)入口相通。
本领域技术人员知晓的是，在技术方案7～10的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐具体情况下，有机原料具体是指脂肪醇聚氧乙烯醚，在技术方案7～10的烷基硫酸盐具体情况下，有机原料具体是指脂肪醇。
下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
附图说明
图1为传统磺化反应单元装置示意图。
图2为本实用新型磺化反应单元装置第一种实施方式示意图。
图3为本实用新型磺化反应单元装置第二种实施方式示意图。
图4为本实用新型磺化反应单元装置第三种实施方式示意图。
图5为采用本实用新型磺化反应单元装置的烷基苯磺酸生产装置一种实施方式示意图。
图6为采用本实用新型磺化反应单元装置的烷基苯磺酸盐生产装置一种实施方式示意图。
图7为采用本实用新型磺化反应单元装置的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或烷基硫酸盐制造装置一种实施方式示意图。
图1～7中：
1为膜式磺化器；101为气相so3入口；102为有机原料进料通道；103为有机原料输送泵；104为膜式磺化器液体物料出口；105为压缩气体容器；106为阀门；107为联锁单元；108为故障停泵信号采集线路；109为阀门开启指令执行线路；
2为气液静置分离器；201为气液静置分离器气体出口；202为气液静置分离器液体出口；
3为中和器；301为中和用碱入口；302为过氧化氢溶液入口；
4为真空脱气釜；401为真空脱气口；402为脱气釜液体物料出口；403为真空泵；
5为老化反应器；
6为水解反应器；601为水解用水进料口；602为烷基苯磺酸产品出料口；
7为烷基苯磺酸中和釜；701为碱溶液入口；702为烷基苯磺酸盐出料口。
具体实施方式
【传统磺化反应单元装置】
如图1所示。
磺化反应单元装置，包括膜式磺化器(1)，所述膜式磺化器(1)设置气相so3入口(101)和有机原料进料通道(102)，所述有机原料进料通道(102)设置有机原料输送泵(103)；所述膜式磺化器(1)设置膜式磺化器液体物料出口(104)。
采用传统磺化反应单元装置进行磺化生产时，有机原料输送泵(103)发生故障停泵时，易造成膜式磺化器(1)内so3过量情况发生，造成过磺化和堵塞磺化器。
【本实用新型磺化反应单元装置第一种实施方式】
如图2所示。
磺化反应单元装置，包括膜式磺化器(1)，所述膜式磺化器(1)设置气相so3入口(101)和有机原料进料通道(102)，所述有机原料进料通道(102)设置有机原料输送泵(103)；所述膜式磺化器(1)设置膜式磺化器液体物料出口(104)；
所述磺化反应单元装置包括压缩气体容器(105)，所述压缩气体容器(105)通过常闭阀门(106)与位于膜式磺化器(1)与有机原料输送泵(103)之间的有机原料进料通道(102)管道连接。
与传统磺化反应单元装置(图1所示)相比，本实用新型具有的优点是：
当有机原料输送泵(103)发生故障导致停泵的紧急情况发生时，通过开启常闭阀门(106)，压缩气体容器(105)中的压缩气体推动有机原料进料通道(102)中存留的有机原料继续输入膜式磺化器(1)，有利于防止膜式磺化反应器(1)中so3过量，从而防止了过磺化和结焦的发生，从而有利于防止膜式磺化器(1)堵塞。
【本实用新型磺化反应单元装置第二种实施方式】
如图3所示。
磺化反应单元装置，包括膜式磺化器(1)，所述膜式磺化器(1)设置气相so3入口(101)和有机原料进料通道(102)，所述有机原料进料通道(102)设置有机原料输送泵(103)；所述膜式磺化器(1)设置膜式磺化器液体物料出口(104)；
所述磺化反应单元装置包括压缩气体容器(105)，所述压缩气体容器(105)通过常闭阀门(106)与位于膜式磺化器(1)与有机原料输送泵(103)之间的有机原料进料通道(102)管道连接；
所述有机原料输送泵(103)与所述常闭阀门(106)之间设置联锁单元(107)，所述联锁单元(107)设置有机原料输送泵(103)的故障停泵信号采集线路(108)和输向常闭阀门(106)的阀门开启指令执行线路(109)。
与第一种实施方式(如图2所示)相比，第二种实施方式具有的优点是：
本实用新型所述联锁单元(107)的采用，当有机原料输送泵(103)发生故障导致停泵的紧急情况发生时，加快了开启常闭阀门(106)的速度，提高了自动控制能力，从而更有利于防止膜式磺化反应器(1)中so3过量，更有利于防止过磺化和结焦的发生，更有利于防止膜式磺化器堵塞。
【本实用新型磺化反应单元装置第三种实施方式】
如图4所示。
第三种实施方式与本实用新型磺化反应单元装置第二种实施方式(如图3所示)区别主要是还包括气液静置分离器(2)，具体为：
磺化反应单元装置，包括膜式磺化器(1)，所述膜式磺化器(1)设置气相so3入口(101)和有机原料进料通道(102)，所述有机原料进料通道(102)设置有机原料输送泵(103)；所述膜式磺化器(1)设置膜式磺化器液体物料出口(104)；
所述磺化反应单元装置包括压缩气体容器(105)，所述压缩气体容器(105)通过常闭阀门(106)与位于膜式磺化器(1)与有机原料输送泵(103)之间的有机原料进料通道(102)管道连接；
所述有机原料输送泵(103)与所述常闭阀门(106)之间设置联锁单元(107)，所述联锁单元(107)设置有机原料输送泵(103)的故障停泵信号采集线路(108)和输向常闭阀门(106)的阀门开启指令执行线路(109)；
所述磺化反应单元装置包括气液静置分离器(2)，膜式磺化器液体物料出口(104)输入所述气液静置分离器(2)，所述气液静置分离器(2)设置气液静置分离器气体出口(201)和气液静置分离器液体出口(202)。
与第一种实施方式(如图2所示)相比，第三种实施方式具有的优点是：
本实用新型所述联锁单元(107)的采用，当有机原料输送泵(103)发生故障导致停泵的紧急情况发生时，加快了开启常闭阀门(106)的速度，提高了自动控制能力，从而更有利于防止膜式磺化反应器(1)中so3过量，更有利于防止过磺化和结焦的发生，更有利于防止膜式磺化器堵塞。
气液静置分离器(2)的作用是：从膜式磺化器(1)底部出口的物料由液态的磺化好的产品和气态的废气组成，废气的组成是磺化反应剩余的so3，空气以及少量的二氧化硫。经过气液分离除去废气之后，液态产品得到净化，从而有利于得到品质更高的磺化产品。
【采用本实用新型磺化反应单元装置的烷基苯磺酸生产装置一种实施方式】
如图5所示。在本实用新型磺化反应单元装置第三种实施方式(如图4所示)的基础上，增加了老化反应器(5)和水解反应器(6)，具体为：
磺化反应单元装置，包括膜式磺化器(1)，所述膜式磺化器(1)设置气相so3入口(101)和有机原料进料通道(102)，所述有机原料进料通道(102)设置有机原料输送泵(103)；所述膜式磺化器(1)设置膜式磺化器液体物料出口(104)；
所述磺化反应单元装置包括压缩气体容器(105)，所述压缩气体容器(105)通过常闭阀门(106)与位于膜式磺化器(1)与有机原料输送泵(103)之间的有机原料进料通道(102)管道连接；
所述有机原料输送泵(103)与所述常闭阀门(106)之间设置联锁单元(107)，所述联锁单元(107)设置有机原料输送泵(103)的故障停泵信号采集线路(108)和输向常闭阀门(106)的阀门开启指令执行线路(109)；
所述磺化反应单元装置包括气液静置分离器(2)，膜式磺化器液体物料出口(104)输入所述气液静置分离器(2)，所述气液静置分离器(2)设置气液静置分离器气体出口(201)和气液静置分离器液体出口(202)；
烷基苯磺酸生产装置，包括老化反应器(5)和所述的磺化反应单元装置，气液静置分离器液体出口(202)输入老化反应器(5)进料口；
所述烷基苯磺酸生产装置包括水解反应器(6)，老化反应器(5)液体出料口输入水解反应器(6)待水解原料入口，水解反应器(6)设置水解用水进料口(601)和烷基苯磺酸产品出料口(602)。磺化反应器
磺化反应器(1)的作用是：将原料烷基苯与so3进行反应，生成产品烷基苯磺酸。但同时会有副反应发生，产生副产物(磺酸酐和砜)。
主反应一：rc6h5(烷基苯) 2so3→rc6h4so2oso3h(焦磺酸)(快)
主反应二：rc6h4so2oso3h(焦磺酸) rc6h5(烷基苯)→2rc6h4so3h(烷基苯磺酸)(慢)
主反应一和二都在磺化反应器(1)中进行。反应一速度极快，几乎瞬间完成。反应二则是慢反应。需要一定时间。
副反应一：rc6h4so2oso3h(焦磺酸) rc6h4so3h(烷基苯磺酸)→rc6h4so2oso2c6h4r(磺酸酐)
副反应二：rc6h4so2oso3h(焦磺酸) rc6h5(烷基苯)(rc6h4)2so2(砜) h2so4
副反应一和二也都在磺化反应器(1)中主反应一和二同时发生。其中副产物磺酸酐可以通过老化与水解两个过程重新生成产品烷基苯磺酸。
老化反应器(5)的作用是：磺化反应器(1)中的副产物磺酸酐可以通过老化重新生成产品烷基苯磺酸。
反应：rc6h4so2oso2c6h4r(磺酸酐) h2so4 rc6h5(烷基苯)→3rc6h4so3h(烷基苯磺酸)
水解反应器(6)的作用是：磺化反应器(1)中的副产物磺酸酐还可以通过水解重新生成产品烷基苯磺酸。
反应：rc6h4so2oso2c6h4r(磺酸酐) h2o→2rc6h4so3h(烷基苯磺酸)
当老化完成后，多余的磺酸酐可以通过水解继续转化为产品烷基苯磺酸。
【采用本实用新型磺化反应单元装置的烷基苯磺酸盐生产装置一种实施方式】
如图6所示。在如图5所示的烷基苯磺酸生产装置基础上增加了烷基苯磺酸中和釜(7)，烷基苯磺酸盐生产装置具体为：
磺化反应单元装置，包括膜式磺化器(1)，所述膜式磺化器(1)设置气相so3入口(101)和有机原料进料通道(102)，所述有机原料进料通道(102)设置有机原料输送泵(103)；所述膜式磺化器(1)设置膜式磺化器液体物料出口(104)；
所述磺化反应单元装置包括压缩气体容器(105)，所述压缩气体容器(105)通过常闭阀门(106)与位于膜式磺化器(1)与有机原料输送泵(103)之间的有机原料进料通道(102)管道连接；
所述有机原料输送泵(103)与所述常闭阀门(106)之间设置联锁单元(107)，所述联锁单元(107)设置有机原料输送泵(103)的故障停泵信号采集线路(108)和输向常闭阀门(106)的阀门开启指令执行线路(109)；
所述磺化反应单元装置包括气液静置分离器(2)，膜式磺化器液体物料出口(104)输入所述气液静置分离器(2)，所述气液静置分离器(2)设置气液静置分离器气体出口(201)和气液静置分离器液体出口(202)；
烷基苯磺酸生产装置，包括老化反应器(5)和所述的磺化反应单元装置，气液静置分离器液体出口(202)输入老化反应器(5)进料口；
所述烷基苯磺酸生产装置包括水解反应器(6)，老化反应器(5)液体出料口输入水解反应器(6)待水解原料入口，水解反应器(6)设置水解用水进料口(601)和烷基苯磺酸产品出料口(602)；
烷基苯磺酸盐生产装置，包括烷基苯磺酸中和釜(7)和所述的烷基苯磺酸生产装置，所述烷基苯磺酸产品出料口(602)输入烷基苯磺酸中和釜(7)待中和物料输入口，所述烷基苯磺酸中和釜(7)设置碱溶液入口(701)和烷基苯磺酸盐出料口(702)。
【采用本实用新型磺化反应单元装置的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或烷基硫酸盐制造装置一种实施方式】
如图7所示。
在磺化反应单元装置第三种实施方式(如图4所示)的基础上增加了中和与脱色工序，增加了真空脱气工序。具体为：
磺化反应单元装置，包括膜式磺化器(1)，所述膜式磺化器(1)设置气相so3入口(101)和有机原料进料通道(102)，所述有机原料进料通道(102)设置有机原料输送泵(103)；所述膜式磺化器(1)设置膜式磺化器液体物料出口(104)；
所述磺化反应单元装置包括压缩气体容器(105)，所述压缩气体容器(105)通过常闭阀门(106)与位于膜式磺化器(1)与有机原料输送泵(103)之间的有机原料进料通道(102)管道连接；
所述有机原料输送泵(103)与所述常闭阀门(106)之间设置联锁单元(107)，所述联锁单元(107)设置有机原料输送泵(103)的故障停泵信号采集线路(108)和输向常闭阀门(106)的阀门开启指令执行线路(109)；
所述磺化反应单元装置包括气液静置分离器(2)，膜式磺化器液体物料出口(104)输入所述气液静置分离器(2)，所述气液静置分离器(2)设置气液静置分离器气体出口(201)和气液静置分离器液体出口(202)。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或烷基硫酸盐制造装置，包括中和器(3)和所述的磺化反应单元装置，气液静置分离器液体出口(202)输入中和器(3)；
所述中和器(3)设置中和用碱入口(301)；
所述中和器(3)设置过氧化氢溶液入口(302)(其中过氧化氢溶液为脱色剂)；
所述制造装置包括真空脱气釜(4)，所述中和器(3)出料口输入所述真空脱气釜(4)。
所述真空脱气釜(4)设置真空脱气口(401)，所述真空脱气釜(4)设置真空脱气釜液体物料出口(402)，真空脱气口(401)与真空泵(403)入口相通。
本实用新型具体实施方式仅仅是本实用新型的一种具体实施方式，在本实用新型发明构思指导下，本领域技术人员通过进行变换、修饰得到的技术方案，均处于本实用新型的保护范围内。
1.磺化反应单元装置，包括膜式磺化器(1)，所述膜式磺化器(1)设置气相so3入口(101)和有机原料进料通道(102)，所述有机原料进料通道(102)设置有机原料输送泵(103)；其特征是所述磺化反应单元装置包括压缩气体容器(105)，所述压缩气体容器(105)通过常闭阀门(106)与位于膜式磺化器(1)与有机原料输送泵(103)之间的有机原料进料通道(102)管道连接。
2.根据权利要求1所述的磺化反应单元装置，其特征是所述有机原料输送泵(103)与所述常闭阀门(106)之间设置联锁单元(107)，所述联锁单元(107)设置有机原料输送泵(103)的故障停泵信号采集线路(108)和输向常闭阀门(106)的阀门开启指令执行线路(109)。
3.根据权利要求1或2所述的磺化反应单元装置，其特征是所述磺化反应单元装置包括气液静置分离器(2)，膜式磺化器液体物料出口(104)输入所述气液静置分离器(2)，所述气液静置分离器(2)设置气液静置分离器气体出口(201)和气液静置分离器液体出口(202)。
4.烷基苯磺酸生产装置，其特征是包括老化反应器(5)和权利要求3所述的磺化反应单元装置，气液静置分离器液体出口(202)输入老化反应器(5)进料口。
5.根据权利要求4所述的烷基苯磺酸生产装置，其特征是所述烷基苯磺酸生产装置包括水解反应器(6)，老化反应器(5)液体出料口输入水解反应器(6)待水解原料入口，水解反应器(6)设置水解用水进料口(601)和烷基苯磺酸产品出料口(602)。
6.烷基苯磺酸盐生产装置，其特征是包括烷基苯磺酸中和釜(7)和权利要求5所述的烷基苯磺酸生产装置，所述烷基苯磺酸产品出料口(602)输入烷基苯磺酸中和釜(7)待中和物料输入口。
7.脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或烷基硫酸盐制造装置，其特征是包括中和器(3)和权利要求3所述的磺化反应单元装置，气液静置分离器液体出口(202)输入中和器(3)。
8.根据权利要求7所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或烷基硫酸盐制造装置，其特征是所述中和器(3)设置中和用碱入口(301)。
9.根据权利要求7或8所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或烷基硫酸盐制造装置，其特征是所述中和器(3)设置过氧化氢溶液入口(302)。
10.根据权利要求9所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或烷基硫酸盐制造装置，其特征是所述制造装置包括真空脱气釜(4)，所述中和器(3)出料口输入所述真空脱气釜(4)。
技术总结