阅读说明：本技术 合成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐的制备工艺及反应装置 (Synthesize the preparation process and reaction unit of dodecyl Biphenyl Ether disulfonic acid sodium salt ) 是由 王汉锋 张晓明 谢亚飞 聂秀梅 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种合成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐的制备工艺,在反应釜中预先加入十二烷基联苯醚和溶剂至没过设置于反应釜内的喷嘴,将磺化剂输送至喷嘴在液面下喷雾给料,雾化的磺化剂与十二烷基联苯醚反应,待反应结束后加入氢氧化钠溶液生成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐。本发明还公开了合成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐的反应装置。本发明通过喷嘴在液下进行液态三氧化硫给料,一方面可以避免液态三氧化硫挥发,另一方面通过液态三氧化硫的雾化增大反应物料与三氧化硫的接触面积,避免局部过氧化,获得十二烷基联苯醚二磺酸钠盐成品颜色浅且透明。(The invention discloses a kind of preparation processes for synthesizing dodecyl Biphenyl Ether disulfonic acid sodium salt, it is previously added dodecyl Biphenyl Ether and solvent in a kettle to the nozzle not being set in reaction kettle excessively, sulfonating agent is delivered to nozzle under liquid level to be fed by spraying, the sulfonating agent of atomization is reacted with dodecyl Biphenyl Ether, generates dodecyl Biphenyl Ether disulfonic acid sodium salt to which sodium hydroxide solution is added after reaction.The invention also discloses the reaction units of synthesis dodecyl Biphenyl Ether disulfonic acid sodium salt.The present invention carries out liquid sulphur trioxide feed by nozzle under liquid, on the one hand it can volatilize to avoid liquid sulphur trioxide, on the other hand increase the contact area of reaction mass and sulfur trioxide by the atomization of liquid sulphur trioxide, local peroxidating is avoided, it is shallow and transparent to obtain dodecyl Biphenyl Ether disulfonic acid sodium salt finished color.)

合成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐的制备工艺及反应装置

技术领域

本发明涉及磺化反应，尤其涉及合成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐的制备工艺。本发明还涉及该工艺应用的反应装置。

背景技术

三氧化硫(SO₃)磺化是目前以SO₃为磺化剂的一种芳香烃的直接磺化反应方法，根据磺化剂的形态不同分为气态SO₃磺化法、液态SO₃磺化法、SO₃溶剂磺化法和SO₃络合物定位磺化法。其中，液态SO₃磺化法收率高、无废酸、后处理简单，适宜不活泼芳香化合物的磺化。但是，该方法是采用滴加方式将液态SO₃加入反应物进行反应，容易造成局部过氧化形成黑色物质，通常生产出来的产品的颜色较深，影响产品外观。其次，在滴加过程中，SO₃会挥发，导致磺化剂与反应物之间的摩尔比无法满足反应的要求，导致副产品的产生，影响成品质量，也增加生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐的制备工艺。该工艺通过喷嘴在液下进行液态三氧化硫(SO₃)喷雾给料，一方面可以避免液态SO₃挥发，另一方面通过液态SO₃的雾化增大反应物料与SO₃的接触面积，避免局部过氧化，获得磺酸盐成品颜色浅且透明。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种合成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐的制备工艺，在反应釜中预先加入十二烷基联苯醚和溶剂至没过设置于反应釜内的喷嘴，磺化剂通过喷嘴在液面下喷雾给料，雾化的磺化剂与十二烷基联苯醚反应，待磺化反应结束后，反应体系内加入氢氧化钠溶液生成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐。

所述磺化剂可以是含质量分数为7～15％三氧化硫的二氯甲烷溶液。

所述溶剂为二氯甲烷。

所述十二烷基联苯醚和三氧化硫的反应摩尔比为1:2.0～2.3。

进一步地，本发明在搅拌条件下，在液下进行磺化剂喷雾给料。

作为本发明的一个实施例，所述磺化剂的给料速度为30～60r/min，优选35-50r/min。在本发明中，采用蠕动泵作为磺化剂的给料泵。

作为本发明的一个实施例，控制磺化温度为20～40℃，优选30-35℃。

本发明提供的工艺，在磺化反应结束后，反应体系先保温老化0.5-1.5小时，之后加入氢氧化钠溶液中和，萃取，静置分层，水相去除水分得十二烷基联苯醚二磺酸钠盐粗产品。在本发明中，所述氢氧化钠溶液至少为反应体系体积的8倍。当然，本发明还可以进一步地对所得粗产品进行纯化得到纯化十二烷基联苯醚二磺酸钠盐。例如，对粗产品进行复溶后，滤除无机盐，即得纯化十二烷基联苯醚二磺酸钠盐。

本发明另一个目的是提供液态三氧化硫(SO₃)磺化合成磺酸盐的反应装置。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：合成十二烷基联苯醚二磺酸钠盐的反应装置，包括具有进料口和出料口的反应釜和至少一个与位于反应釜外的磺化剂供应装置连接的喷嘴，喷嘴设置在反应釜内并接近于反应釜底部的位置。在进行生产时，先往反应釜内加入反应物溶液至没过喷嘴，将喷嘴液封于液面下，使磺化剂在液下喷雾给料。

本发明的反应釜还设有搅拌装置。

本发明提供的反应装置还包括给料泵，该给料泵与反应釜内的喷嘴经给料管连接。作为本发明的一个实施例，所述给料泵为蠕动泵。

本发明的喷嘴、给料管和给料泵采用耐腐蚀性材料制成，如聚四氟乙烯、不锈钢、高硅铸铁、耐腐蚀的合金材料等。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供的工艺，在液下供给三氧化硫，避免了三氧化硫的挥发，三氧化硫与反应物间比例稳定，尽可能地减少副产物的生成。

2.采用喷嘴雾化三氧化硫，不仅增大反应物与SO₃的接触面积，避免局部过氧化。

3.磺化反应是放热反应，采用液下喷雾供给三氧化硫，在喷出的流体的作用下起到一定的混合作用，并加以机械搅拌的混合作用，降低喷嘴附近的温度。

4.采用溶剂稀释三氧化硫，降低三氧化硫的粘度，有利于控制磺化剂给料速度，进而有效地控制反应速率。

5.本发明提供的合成工艺对磺化试剂浓度、反应温度、喷雾加料速度和反应物料摩尔比等条件进行了优化，得到高产率高纯度的磺酸钠盐。

附图说明

图1是本发明用于制备以液态三氧化硫为磺化剂的磺酸盐的反应装置的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任何限定。

实施例1

如图1所示的反应装置，包括反应釜1、搅拌装置、喷嘴3和蠕动泵(图中未示出)。反应釜具有反应物进料口11、三氧化硫进料口12以及位于反应釜1顶部的用于安装搅拌装置的安装口13。搅拌装置包括电机4和搅拌桨5。电机4安装在安装口13上，搅拌桨5位于反应釜1内，具有桨叶的一端延伸至接近反应釜1的底部。喷嘴3位于反应釜1内并接近于反应釜1底部。喷嘴3经进料管2和蠕动泵与三氧化硫原料装置(图中未示出)连接。喷嘴采用耐腐蚀性材料制成，如聚四氟乙烯、316L不锈钢、高硅铸铁、耐腐蚀的合金材料等。进料管2自三氧化硫进料口12的密封塞穿过伸进反应釜1内与喷嘴3连接。反应物进料口11设有密封塞，可同时作为出料口。在进行生产时，先往反应釜1内加入反应物至没过喷嘴3，将喷嘴3液封于反应物下，然后，启动蠕动泵往反应物喷入三氧化硫，直至磺化反应完全。

本发明还可以在上述实施例进行拓展：①反应釜1为双层壁结构，外壁与内壁之间的空腔为冷媒腔，外壁上设冷媒进口和冷媒出口。在反应中，通入冷媒控制反应温度。②设置水浴锅，反应釜1置于水浴锅内，通过水浴控制反应温度在20～40℃。③在反应釜1内设置温度计或温度传感器，监控釜内反应温度。

实施例2

将反应釜置于水浴锅的水浴内。预先自反应物进料口11往反应釜1加入十二烷基联苯醚71.4g和二氯甲烷300克。按照十二烷基联苯醚与三氧化硫摩尔比1:2.2取三氧化硫40.5克，加入二氯甲烷532克配制质量分数为7％的三氧化硫的二氯甲烷溶液。将反应釜1置于水浴锅中，水浴温度控制在40℃，按照蠕动泵40r/min的加料速度输送至喷嘴3进行喷雾磺化。磺化结束后，反应体系保温老化1小时，取样测酸值。

往反应体系中加入适量的氢氧化钠溶液进行中和，氢氧化钠溶液体积为反应体系体积8倍，萃取过滤处理，所得水相真空干燥得到十二烷基联苯醚二磺酸钠盐粗产品，然后把粗产品溶于热乙醇中，趁热过滤去除无机盐，得到精制的十二烷基联苯醚二磺酸钠盐，收率90.5％，颜色浅且透明。

实施例3

将反应釜置于水浴锅的水浴内。预先加入十二烷基联苯醚74.07g，二氯甲烷300克。按照摩尔比1:2.1制备三氧化硫40.1克，配制7％浓度二氯甲烷溶液则加入溶剂530克。将反应釜1置于水浴中，水浴温度控制在30℃，按照蠕动泵50r/min的加料速度进行喷雾磺化。磺化结束后保温老化1小时，取样测酸值。

往反应体系中加入适量的氢氧化钠溶液进行中和，氢氧化钠溶液体积为反应体系体积8倍，萃取过滤处理，所得水相真空干燥得到十二烷基联苯醚二磺酸钠盐粗产品，然后把粗产品溶于热乙醇中，趁热过滤去除无机盐，得到精制的十二烷基联苯醚二磺酸钠盐，收率91.5％，颜色浅且透明。

实施例4

将反应釜置于水浴锅的水浴内。预先加入十二烷基联苯醚70.54g，二氯甲烷300克。按照摩尔比1:2.2制备三氧化硫40.0克，配制15％浓度二氯甲烷溶液则加入溶剂266克。将将反应釜1置于水浴中，水浴温度控制在20℃，按照蠕动泵50r/min的加料速度进行喷雾磺化。磺化结束后保温老化1小时，取样测酸值。

往反应体系中加入适量的氢氧化钠溶液进行中和，氢氧化钠溶液体积为反应体系体积8倍，萃取过滤处理，所得水相真空干燥得到十二烷基联苯醚二磺酸钠盐粗产品，然后把粗产品溶于热乙醇中，趁热过滤去除无机盐，得到精制的十二烷基联苯醚二磺酸钠盐，收率90.1％，颜色浅且透明。