连续化生产低二钠盐的脂肪酸甲酯磺酸钠的系统

摘要

本发明涉及一种连续化生产脂肪酸甲酯磺酸钠的系统，包括磺化老化系统、漂白再酯化系统和中和闪蒸系统；磺化系统包括磺化反应器和老化罐，老化罐的第一出口、第二出口、第三出口通过管道与漂白再酯化系统连接；漂白再酯化系统包括再酯化回路和再酯化反应器，所述再酯化回路和再酯化反应器的输入端连接，再酯化反应器的输出端与单体贮罐连接，单体贮罐与中和闪蒸系统连接；所述再酯化回路为漂白混合泵、静态混合器、第一再酯化冷却器、第二再酯化冷却器通过管道连接而成的回路；特征是：在第二再酯化冷却器出口端的管道上并联连接二个以上的再酯化反应器。本发明不存在危险气体的积累，构不成形成爆炸的条件，即使在高温区装置也十分安全。

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续化生产低二钠盐的脂肪酸甲酯磺酸钠的系统，属于化 工技术领域。

背景技术

众所周知，脂肪酸甲酯磺酸钠(简称MES)是以天然动植物油脂为原料， 经深度加工制得的性能优良的脂肪酸系阴离子表面活性剂。它具有良好的去污 性、钙皂分散性、乳化性、增溶性和生物降解性，以及水解稳定性、对硬水不 敏感性、低刺激性、低毒性。MES与烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇硫酸钠(AS) 等有较好的配伍性，并能改善它们的去污力，因而开发应用前景广阔。

MES是去污力极强的表面活性剂，在低温、硬水等情况下优于LAS和AS 的洗涤性能。在MES系列产品中，以C原子数为16～18的MES去污效果最好。

但MES因其生产工艺流程较长，技术难度较大，特别是在二钠盐及色泽的 有效控制、装置的安全性等方面仍有待进一步研究探索和改进，因而MES在国 际上能真正实现产业化的仍极少。

早在二十世纪二十年代就有人进行MES的研究，MES生产技术的研究报 导很多，文献表明在MES生产中目前就关键工段漂白再酯化而言有两种工艺路 线：酸性漂白和中性(碱性)漂白工艺路线。由于酸性漂白效果较中性(碱性) 漂白好，因此，大多采用脂肪酸甲酯磺化、老化、甲酯磺酸漂白再酯化、中和 和干燥等工段制备MES的技术路线即酸性漂白工艺路线。美国剑米索恩公司的 专利ZL00133161.2采用较高温度即91℃至110℃的温度范围内进行再酯化、 酸漂白的工艺路线。而浙江赞成科技有限公司的专利申请CN101054354A中采 用低温即40℃至70℃预漂白与产品的二次漂白结合并在漂白和中和后增设了有 一定停留时间的大贮罐，用于调整色泽、pH等工艺路线。但前者存在安全隐患 (早在九十年代我国成都和大连都曾先后从美国引进MES生产技术和装置，但 均因安全等因素未能正常生产)，后者漂白效果差(二钠盐(100％a.m)在5～ 10％左右)，生产不连续、产品质量不稳定。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种连续化生产脂肪酸 甲酯磺酸钠的系统，可以有效控制MES产品的二钠盐和色泽，安全性高，实现 MES的连续化工业生产。

按照本发明提供的技术方案，一种连续化生产脂肪酸甲酯磺酸钠的系统， 包括磺化老化系统、漂白再酯化系统和中和闪蒸系统；所述磺化系统包括磺化 反应器和老化罐，磺化反应器上部的两个进口分别通过管道与SO₃气体罐和脂 肪酸酯原料罐连接，磺化反应器下端的出口通过管道与气液分离器的进口连接， 气液分离器上端的气体出口通过管道与旋风分离器的进口连接，旋风分离器的 出口通过管道与磺酸出料泵的输入端连接，气液分离器下端的液体出口通过管 道与磺酸出料泵的输入端连接，磺酸出料泵的输出端通过管道与老化罐下端的 进口连接，老化罐上端设有第一出口，老化罐上端的侧壁设有第二出口和第三 出口，老化罐的第一出口、第二出口、第三出口通过管道与漂白再酯化系统连 接；所述漂白再酯化系统包括再酯化回路和再酯化反应器，所述再酯化回路和 再酯化反应器的输入端连接，再酯化反应器的输出端与冷却器的进口连接，冷 却器的出口与单体贮罐连接，单体贮罐与中和闪蒸系统连接；所述再酯化回路 为漂白混合泵、静态混合器、第一再酯化冷却器、第二再酯化冷却器通过管道 连接而成的回路，所述漂白混合泵的进口与老化罐的出口、再酯化剂贮罐、漂 白剂贮罐连接，漂白混合泵的出口与静态混合器的输入端连接，静态混合器的 输出端与第一再酯化冷却器的进口连接，第一再酯化冷却器的出口与第二再酯 化冷却器的进口连接，第二再酯化冷却器的出口与漂白混合泵的进口连接；特 征是：在所述第二再酯化冷却器出口端的管道上并联连接再酯化管道，在再酯 化管道上串联二个以上的再酯化反应器。

所述再酯化反应器的个数为2～5个，所述再酯化反应器在竖直方向依次排 列。

所述单体贮罐的出口与磺酸给料泵的输入端连接，磺酸给料泵的输出端与 中和闪蒸系统连接。

所述中和闪蒸系统包括进料四通、中和混合泵、中和循环泵、第一中和冷 却器、第二中和冷却器和真空闪蒸器，所述进料四通的第一进口与磺酸给料泵 的输出端连接，进料四通的第二进口与碱液罐连接，进料四通的第三进口与水 罐连接，进料四通的出口与中和混合泵的进口连接，中和混合泵的出口与中和 循环泵的进口连接，中和循环泵的出口并联连接第一中和冷却器和第二中和冷 却器，第一中和冷却器和第二中和冷却器上端的出口与上料泵的输入端连接， 上料泵的输出端与静态混合器的进口连接，静态混合器的出口与加热器的进口 连接，加热器的出口与真空闪蒸器上端的进口连接，真空闪蒸器下端的出口与 出料泵的输入端连接，出料泵的输出端与成品罐连接。

在所述第一中和冷却器、第二中和冷却器的出口端与进料四通的第四进口 之间通过管道连接形成回路；所述中和循环泵的出口端和进料四通的第四进口 之间通过管道连接形成回路。

在所述出料泵的输出端与静态混合器的进口端之间连接有管道；在所述出 料泵的输出端与真空闪蒸器的进料口之间连接有管道。

在所述单体贮罐上安装有甲醇冷却器。

所述第一中和冷却器、第二中和冷却器为立式冷却器。

本发明具有以下特点：

(1)本发明所述的系统不存在危险气体的积累，构不成形成爆炸的条件， 因此整个系统远离爆炸危险点，即使在高温区装置也十分安全，操作也容易控 制；

(2)、本发明可以防止H₂O₂过快分解，同时又能及时带走反应所产生的热 量，使得漂白再酯化后酸的色泽能达到(5％a.m，Hazen)≤57；

(3)本发明从甲酯磺化、老化、漂白再酯化、中和以及脱甲醇干燥工段， 全过程全部为自动化控制，且连续化运行，实现了连续化工业生产。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图所示：连续化生产低二钠盐的脂肪酸甲酯磺酸钠的系统包括磺化反应 器1、老化罐2、SO₃气体罐3、脂肪酸酯原料罐4、气液分离器5、旋风分离器 6、磺酸出料泵7、再酯化反应器8、漂白混合泵9、静态混合器10、第一再酯 化冷却器11、第二再酯化冷却器12、再酯化剂贮罐13、漂白剂贮罐14、单体 贮罐15、磺酸给料泵16、甲醇冷却器17、进料四通18、中和混合泵19、中和 循环泵20、第一中和冷却器21、第二中和冷却器22、碱液罐23、水罐24、上 料泵25、真空闪蒸器26、静态混合器27、加热器28、出料泵29、成品罐30、 第一阀门31、第二阀门32、第三阀门33、第四阀门34、第五阀门35、第六阀 门36、第七阀门37、第八阀门38、第九阀门39、第十阀门40、第十一阀门41、 第十二阀门42、第十三阀门43、第十四阀门44、第十五阀门45、第十六阀门 46、第十七阀门47、第十八阀门48、第十九阀门49、第二十阀门50、第二十 一阀门51、第二十二阀门52、第二十三阀门53、冷却器54、第二十四阀门55 等。

本发明包括磺化老化系统、漂白再酯化系统和中和闪蒸系统；

所述磺化系统包括磺化反应器1和老化罐2，磺化反应器1上部的两个进口 分别通过管道与SO₃气体罐3和脂肪酸酯原料罐4连接，磺化反应器1下端的 出口通过管道与气液分离器5的进口连接，气液分离器5上端的气体出口通过 管道与旋风分离器6的进口连接，旋风分离器6的出口通过管道与磺酸出料泵7 的输入端连接，气液分离器5下端的液体出口通过管道与磺酸出料泵7的输入 端连接，磺酸出料泵7的输出端通过管道与老化罐2下端的进口连接，在老化 罐2上端设有第一出口，老化罐2上端的侧壁设有第二出口和第三出口，老化 罐2的第一出口、第二出口、第三出口通过管道与漂白再酯化系统连接；

所述漂白再酯化系统包括再酯化回路和两个以上的再酯化反应器8，所述再 酯化回路和再酯化反应器8的输入端连接，再酯化反应器8的输出端与单体贮 罐15连接，单体贮罐15与中和闪蒸系统连接；

所述再酯化回路为漂白混合泵9、静态混合器10、第一再酯化冷却器11、 第二再酯化冷却器12通过管道连接而成的回路，所述漂白混合泵9的进口与老 化罐2的出口、再酯化剂贮罐13、漂白剂贮罐14连接，漂白混合泵9的出口与 静态混合器10的输入端连接，静态混合器10的输出端与第一再酯化冷却器11 的进口连接，第一再酯化冷却器11的出口与第二再酯化冷却器12的进口连接， 第二再酯化冷却器12的出口与漂白混合泵9的进口连接；在所述第二再酯化冷 却器12出口端的管道上并联连接再酯化管道，在再酯化管道上串联二个以上的 再酯化反应器8，再酯化反应器8的个数为2～5个，所述再酯化反应器8在竖 直方向依次排列，每个再酯化反应器8之间呈阶梯状步步高的形式排列，最下 方的再酯化反应器8的进口与第二再酯化冷却器12的出口连接，出口与上方的 再酯化反应器8的进口连接，依此次序排列，最上方的再酯化反应器8的出口 与冷却器54的进口连接，冷却器54的出口与单体贮罐15的进口连接，单体贮 罐15的出口与磺酸给料泵16的输入端连接，磺酸给料泵16的输出端与中和闪 蒸系统连接；

所述中和闪蒸系统包括进料四通18、中和混合泵19、中和循环泵20、第一 中和冷却器21、第二中和冷却器22和真空闪蒸器26，所述进料四通18的第一 进口与磺酸给料泵16的输出端连接，进料四通18的第二进口与碱液罐23连接， 进料四通18的第三进口与水罐24连接，进料四通18的出口与中和混合泵19 的进口连接，中和混合泵19的出口与中和循环泵20的进口连接，中和循环泵 20的出口并联连接第一中和冷却器21和第二中和冷却器22，第一中和冷却器 21和第二中和冷却器22上端的出口与上料泵25的输入端连接，上料泵25的输 出端与静态混合器27的进口连接，静态混合器27的出口与加热器28的进口连 接，加热器28的出口与真空闪蒸器26上端的进口连接，真空闪蒸器26下端的 出口与出料泵29的输入端连接，出料泵29的输出端与成品罐30连接；

在所述第一中和冷却器21、第二中和冷却器22的出口端与进料四通18的 第四进口之间通过管道连接形成回路；所述中和循环泵20的出口端和进料四通 18的第四进口之间通过管道连接形成回路，并在此管道上设有第二十三阀门53；

在所述出料泵29的输出端与静态混合器27的进口端之间连接有管道，并 在此管道上设有第二十二阀门52；在所述出料泵29的输出端与真空闪蒸器26 的进料口之间连接有管道，并在此管道上设第二十一阀门51；

在所述单体贮罐15上安装有甲醇冷却器17；

在所述SO₃气体罐3和磺化反应器1的进口端之间设有第一阀门31；

在所述旋风分离器6的出口端设有第二阀门32；

在所述磺酸出料泵7的输入端设有第三阀门33，在所述磺酸出料泵7的输 出端设有第四阀门34；

在所述老化罐2的第一出口、第二出口、第三出口处分别设有第五阀门35、 第六阀门36、第七阀门37；

在所述第一再酯化冷却器11的进口端设有第八阀门38，在第一再酯化冷却 器11的出口端设有第九阀门39；

在所述第二再酯化冷却器12的出口端设有第十阀门40；

在所述再酯化反应器8的进口端设有第十一阀门41；

在所述冷却器54和单体贮罐15的进口之间设有第十二阀门42；

在所述单体贮罐15的出口端设有第十三阀门43；

在所述碱液罐23的进料四通18的第二进口端之间设有第十四阀门44，在 所述水罐24和进料四通18的第三进口端之间设有第十五阀门45；

在所述中和循环泵20的出口端设有第十六阀门46；

在所述第一中和冷却器21的进口端设有第十七阀门47，在第一中和冷却器 21的出口端设有第二十阀门50，在所述第二中和冷却器22的进口端设有第十 八阀门48，在第二中和冷却器22的出口端设有第二十四阀门55；

在所述上料泵25的输入端设有第十九阀门49；

所述第一中和冷却器21、第二中和冷却器22为立式冷却器。

本发明的工作过程：SO₃气体和脂肪酸酯原料送入磺化反应器1，反应物进 入气液分离器5和旋风分离器6，反应物送入老化罐2中，得到的反应物进入再 酯化回路中，再酯化回路中的反应物进入多个依次竖直排列的再酯化反应器8 中，再酯化反应器8的排布形式不会有气相存在，消除了爆炸形成的条件，避 免了气体的积聚，同时竖直排列形成一定的液柱压力能使漂白再酯化在较高的 高温区进行，使漂白和再酯化效果大为增强，二钠盐的含量大幅度下降，同时 也大大提高了生产装置的安全性、可操作性和可控性；由漂白再酯化系统出来 的反应物进入中和冷却器和真空闪蒸器。