第5章.磺化与硫酸盐化.pptVIP

3.使反应易于进行或发烟酸加入少量汞，可使收率由50%提高到71%加入铜盐，使反应很容易进行。5.4磺化方法5.4.1过量硫酸磺化法这是工业上使用最广泛的磺化方法，在过量硫酸、发烟硫酸中进行磺化，适用于各种芳烃的磺化，如：80~100℃发烟酸140~240℃发烟酸60~80℃发烟酸发烟酸120℃缺点：生产能力较低，使用过量磺化剂产生较多废液。OHSO3HHO3S+OHSO3HHO3S(G)(R)反应设备：一般采用铸铁，钢制的反应锅。特点：①低温磺化，物料粘稠，多采用转速不高的锚式或框式搅拌器。②磺化热效应不像硝化那样强烈，反应前需预热，反应初期要冷却，后期又要加热保温，所以要带夹套。典型产品β-萘磺酸的磺化过程，这是β-萘酚生产的前一步。磺化：将萘（熔融）先投入磺化锅中，预热到140℃，滴加98%硫酸，然后升温至160℃左右，保温2hr。在磺化锅中，控制在这样的反应温度下，得到的主产物是β-萘磺酸，但也有15%左右的α-萘磺酸，另外还有过量的硫酸，如何将β-萘磺酸分离出来？生产上分为磺化—水解吹萘—中和与盐析三个主要工序：将磺化物料送至稀释锅中，加水稀释，在140~150℃加热并直接通入蒸汽，将水解生成的萘吹出，除掉α-萘磺酸副产。第一个后处理过程是除去α-萘磺酸––水解吹萘：利用α-萘磺酸容易生成，又容易水解的性质把它除去。冷却后磺酸钠被析出，过滤，滤饼用15%盐水洗涤，干燥后得β-萘磺酸钠。盐析为何用亚硫酸钠？主要从经济上考虑，物料的套用，β-萘磺酸下一步是碱熔制β-萘酚，亚硫酸钠是碱熔过程的副产。吹萘后的物料在120℃下慢慢加入热的亚硫酸钠溶液进行中和：第二步后处理––中和盐析是解决产物与废硫酸分离过量硫酸磺化法磺化剂过量很多，产生大量废酸，后处理很麻烦，要解决这个问题，充分利用磺化剂，就要造成一个硫酸不被稀释的条件。使用SO3磺化不生成水，另一途径是将反应生成的水在过程中除去。ONa2+Na2SO3SO+H2O2OH+Na2SO3SO3是较理想的磺化剂，反应中不生成水，磺化剂得到充分利用，基本无三废。但SO3反应能力强，它的反应速度比硫酸、发烟酸快得多，因此采用SO3磺化有两个问题需要考虑：①反应进行快，放热量大，每千克分子烷基苯磺化时放热40千卡以上，若冷却解决不好，存在局部过热问题；②反应能力太强，容易发生副反应。1.用气体SO3磺化的一个典型工艺是合成洗衣粉：5.4.2三氧化硫磺化法用SO3磺化要解决的问题是围绕这两方面进行的。SO3磺化分为气体和液体二种：过去采用发烟硫酸，现多采用SO3磺化，下面具体看一下洗衣粉合成工艺上如何解决上述二个问题：①为了缓和SO3的反应能力，减少副反应的发生，采用惰性气体来稀释SO3，常用的惰性气体是空气或SO2，工业上多用干燥的空气将SO3浓度稀释为4~10%左右。②为了强化传热和传质，主要在反应器上做文章：Ⅰ.薄膜式反应器图：管式薄膜磺化器这是一个带垂直水夹套的不锈钢同心圆柱形设备，把用泵打上来的有机原料通过分配区流入一个小型的圆周窄缝分布器，形成均匀的薄膜，连续流向反应区的内壁和外壁，被稀释的SO3气体由分布器上方，经同心圆间隙与形成的有机物薄膜相遇而发生反应，反应热由内外夹套冷却水移除。Ⅱ.喷雾式反应器将被磺化的有机物经专门设计的喷嘴喷成雾状散开，分散到空间内充有稀释SO3的装置中，两者接触完成反应。这两种反应器设计的宗旨都是要造成使被磺化物料在短时间内同SO3充分接触（薄膜或细微粒），瞬间完成反应，立即离开反应区，从而避免或减少副反应的发生。原大连油化厂引进的是薄膜式反应器，用于烷基苯磺化制洗衣粉。*第5章磺化与硫酸盐化（Sulphonation）5.1概述5.2动力学及反应历程5.3影响磺化反应的因素5.4磺化方法5.5磺酸化合物的分离5.1概述在磺化剂作用下向有机分子中引入磺酸基的反应称磺化或硫酸盐化。ArH+SO3ArSO3HArH+H2SO4ArSO3H+H2O