一种烷基磺酸钠的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种烷基磺酸钠的生产方法，其包括如下步骤：(1)将烯基磺酸和氢气混合后形成混合原料，将混合原料加热到第一设定温度后进入到加氢反应器内进行加氢反应，生成反应混合物；(2)将反应混合物进行气液分离，将反应混合物中的氢气脱出后形成烷基磺酸粗品，脱出的氢气返回混合原料中，循环使用；(3)将烷基磺酸粗品与氢氧化钠进行反应生成烷基磺酸钠粗品；(4)对烷基磺酸钠粗品进行分离，获得烷基磺酸钠。本申请中，在进行烯基磺酸的加氢反应的同时，也会使磺内酯进行开环反应，最终转化为烷基磺酸钠。由于原料的转化率能够达到96％以上，产品无需再进行二次精制，原料也无需循环使用，缩短了生产工艺路线，降低了产品成本。降低了产品成本。降低了产品成本。

【技术实现步骤摘要】
一种烷基磺酸钠的生产方法


[0001]本专利技术涉及一种烷基磺酸钠的生产方法。

技术介绍

[0002]烷基磺酸钠是一种性能优良的阴离子表面活性剂，其主要的生产方法是采用烷烃磺氧化法，该方法原料采用正构烷烃，在紫外光作用下，与二氧化硫(磺化剂)和氧气、水发生氧化反应，生成烷基磺酸以及副产物硫酸，烷基磺酸用NaOH中和后生成烷基磺酸钠。其次，烷基磺酸钠还可以采用烷烃的氯磺酰化反应、烯烃加成磺化、硫醇及其他含硫化合物氧化、卤代烃与亚硫酸钠反应等方法制取烷基磺酸钠。
[0003]但是，烷烃磺氧化法工艺中，大约95％的烷烃需要循环使用，能耗较高，且产生大量的副产物硫酸难以处理，对设备材质要求也比较高，投资成本较高。其余方法
[0004]采用烯烃加成磺化方法生产烷基磺酸钠同样的产率不高，操作复杂；采用硫醇及其他含硫化合物氧化生成烷基磺酸再与氢氧化钠中和生产烷基磺酸钠的工艺比较复杂，副产物较多；采用卤代烃与亚硫酸钠反应生成烷基磺酸钠方法的原料常用为溴代烷烃或碘代烷烃，其原子利用率低、生产成本高，还有大量的副产物，不利于工业化生产；采用烷烃的氯磺酰化反应同样副产物多，不易分离，影响产品品质。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提出了一种烷基磺酸钠的生产方法，其包括如下步骤：
[0006](1)将烯基磺酸和氢气混合后形成混合原料，将混合原料加热到第一设定温度后进入到加氢反应器内进行加氢反应，生成反应混合物；
[0007](2)将反应混合物进行气液分离，将反应混合物中的氢气脱出后形成烷基磺酸粗品，脱出的氢气与烯基磺酸混合，形成混合原料，循环使用；
[0008](3)将烷基磺酸粗品与氢氧化钠进行反应生成烷基磺酸钠粗品；
[0009](4)对烷基磺酸钠粗品进行分离，获得烷基磺酸钠。
[0010]本申请中，采用烯基磺酸为原料，通过加氢反应生成烷基磺酸，再与氢氧化钠中和后生成烷基磺酸钠。该方法相对于烷烃磺氧化法、烯烃加成磺化法、含硫化合物氧化法等方法有着工艺流程简单、转化率高、没有硫酸等副产物等优点。在生产烯基磺酸过程中会产生一定量的磺内酯，磺内酯相比烯基磺酸钠亲水性很弱，不具备表面活性；虽然在烯基磺酸中和过程中，有部分磺内酯会水解、中和为烯基磺酸钠或羟基烷基磺酸钠，但是若将磺内酯完全水解，需要的水解温度较高，过高的温度又会造成产品色泽加深，因此磺内酯的水解温度难以把握。
[0011]本申请中，在进行烯基磺酸的加氢反应的同时，也会使磺内酯进行开环反应，最终转化为烷基磺酸钠。由于本申请中，原料的转化率能够达到96％以上，完全能够达到相关的产品要求，无需再进行二次精制，原料也无需进行循环使用，缩短了生产工艺路线，由此减少了相应的工艺设备和相关操作费用。另外由于本申请中，不会产生硫酸、盐酸等副产物，
提高了原料利用率，同时又省去了副产物分离设备，节省了副产物处理费用，对环境也比较友好。
[0012]优选地，步骤(1)中，烯基磺酸为碳数为12到22的烯基磺酸。本申请中所用的烯基磺酸中含有5
‑
40wt％的磺内酯。
[0013]采用上述碳数的烯基磺酸时，在进行加氢反应时，能够得到相应碳数的烷基磺酸。碳12烷基磺酸钠常用于化工和轻纺工业作乳化剂、浮选剂和浸透剂；碳数13到14的烷基磺酸钠具有很妤的润湿力，碳数15到17的烷基磺酸钠可获得最好的去污力和泡沫性，碳数13到17的烷基磺酸钠是优良的洗涤剂原料；碳数18到22的烷基磺酸钠是一种优良的油田驱油剂，非常适合我国以石蜡基为主体的原油。因此，碳数为12到22的烷基磺酸钠在我国应用最广，市场需求量最大。
[0014]由于烯基磺酸由α
‑
烯烃与三氧化硫直接磺化生成，该方法反应条件温和，磺化温度低，一般为40
‑
50℃；转化率较高，大于84％，最高甚至能达到96％以上；同时副产物较少。因此，本申请采用烯基磺酸作为原料生产烷基磺酸钠即使原料基于α
‑
烯烃计算，转化率也是高于其他烷基磺酸钠生产方法，副产物较少，原料利用率较高。
[0015]进一步，为使反应顺利进行，在加氢反应器内，反应温度为40
‑
200℃，压力2.0
‑
6.0MPa，烯基磺酸的质量空速0.1
‑
1h
‑1，氢油体积比200
‑
1000：1。
[0016]在上述反应条件下，能够顺利地完成烯基的加氢饱和，而且能够保证将磺内酯进行开环，生成为烷烃磺酸，同时副产物较少。当反应温度过高时，催化剂加氢活性增加，造成烯基磺酸加氢脱氧脱硫量增加，生成副产烷烃增多，同时高温会造成原料裂解，产生大量副产物，需要再增加分离设备，增加投资成本；当反应温度过低时，使烯基的加氢饱和不完全，磺内酯不能开环，造成产品质量差。
[0017]当反应压力过高时，加氢程度加深，原料脱氧脱硫量增加，生成副产物烷烃增多，同时设备压力等级增加，投资成本增大；当反应压力过低时，加氢程度不够，造成转化率降低。
[0018]当质量空速过高时，加氢转化率降低，产品质量不佳；当质量空速过低时，原料脱氧脱硫量增加，生成副产物烷烃增多，同时处理量降低，催化剂、设备利用率低。
[0019]当氢油体积比过高时，加氢程度加深，原料脱氧脱硫增加，生成副产物烷烃增多，循环压缩机选型大，设备投资增加；当氢油体积比过低时，加氢转化率降低，同时反应放热无法取出，使反应器温度急剧升高，使原料裂解，产生大量副产物，甚至造成安全事故。
[0020]具体地，为该加氢反应器为固定床反应器，在加氢反应器内装填有加氢催化剂，该加氢催化剂为氧化硅载体负载镍、钯或铂。优选地，当加氢催化剂为氧化硅载体负载镍时，镍在加氢催化剂中的含量为10
‑
40wt％，当加氢催化剂为氧化硅载体负载钯或铂时，钯或铂在加氢催化剂中的含量为0.1
‑
1wt％。
[0021]上述催化剂采用氧化硅载体负载单金属即可完成催化。现有的加氢催化剂普遍采用氧化铝负载复合金属催化剂，以提高加氢效果。经过试验发现，原料烯基磺酸酸性较强，在高温下会与氧化铝生成磺酸铝，造成催化剂流失，催化性能迅速下降；同时，复合金属加氢效果较强，除了烯基加氢饱和，还会加剧加氢脱氧脱硫，产生大量的烷烃，烷基磺酸选择性难以控制。在本申请中，经过对催化剂进行优选，实验发现，采用氧化硅载体负载镍、钯或铂单金属催化剂，烯基加氢饱和效果好，加氢脱氧脱硫率低于0.5％，烷基磺酸选择性高，载
体氧化硅不与磺酸发生反应，催化剂性能稳定，同时成本相对复合金属催化剂较低。脱离的硫形成为硫化氢，并进入到氢气内，能够较为容易地脱除。
[0022]具体地，步骤(3)中，烷基磺酸粗品中的磺酸总量与氢氧化钠的摩尔比为1：1，中和温度为30
‑
60℃，当反应液的pH值达到8
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9时，反应终止；氢氧化钠采用氢氧化钠水溶液的方式加入，氢氧化水溶液的质量浓度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烷基磺酸钠的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将烯基磺酸和氢气混合后形成混合原料，将混合原料加热到第一设定温度后进入到加氢反应器内进行加氢反应，生成反应混合物；(2)将反应混合物进行气液分离，将反应混合物中的氢气脱出后形成烷基磺酸粗品，脱出的氢气与烯基磺酸混合，形成混合原料，循环使用；(3)将烷基磺酸粗品与氢氧化钠进行反应生成烷基磺酸钠粗品；(4)对烷基磺酸钠粗品进行分离，获得烷基磺酸钠。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，烯基磺酸为碳数为12到22的烯基磺酸。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在加氢反应器内，反应温度为40
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200℃，压力2.0
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6.0MPa，烯基磺酸的质量空速0.1
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1h
‑1，氢油体积比200
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1000：1。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，该加氢反应器为固定床反应器，在加氢反应器内装填有加氢催化剂，该加氢催化剂为氧化硅载体负载镍、钯或铂。5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，当加氢催化剂为氧化硅载体负载镍时，镍在加氢催化剂中的含量为10
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈鉴，陈锡武，解委托，代训达，
申请(专利权)人：南京克米斯璀新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：