張小亮

摘 要：本文將噴射反應(yīng)器應(yīng)用在液相磺化生產(chǎn)石油磺酸鹽的工藝中，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，噴射磺化工藝能夠使磺化劑使用量減少5.9%，產(chǎn)物中活性物、未磺化油和無機(jī)鹽含量分別為18.21%、5.68%和2.58%，節(jié)省了原料，減少了污水的產(chǎn)生，能夠有效的降低生產(chǎn)成本。能將孤島采油廠孤島區(qū)塊靜態(tài)洗油效率可提高13個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)品性能明顯提升。

關(guān)鍵詞：噴射反應(yīng)器；石油磺酸鹽；液相磺化；界面張力；洗油效率

目前石油磺酸鹽的生產(chǎn)工藝主要是氣相磺化工藝和液相磺化工藝。氣相磺化存在反應(yīng)激烈，瞬間放熱量大，易發(fā)生局部過熱和多磺化，生成砜類副產(chǎn)物。液相磺化能耗與溶劑使用量大，物料返混嚴(yán)重，易導(dǎo)致過磺化和結(jié)焦炭化等副反應(yīng)發(fā)生。為解決以上問題，開發(fā)了液相噴射磺化工藝，具有物料接觸面積較大，且采用強(qiáng)制外循環(huán)散熱器可快速移走反應(yīng)熱，防止副反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)物純度較高等優(yōu)點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)檢測儀器

①界面張力儀TX-500C；②分析天平ML503；③磁力攪拌器WH-610D。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置流程圖

高壓射流流體a從噴嘴b高速射出，在噴嘴出口處形成負(fù)壓區(qū)，低壓引射流體c由此處進(jìn)入并與射流流體一起進(jìn)到混合室d。射流流體和引射流體在混合室充分混合后進(jìn)入擴(kuò)散室e，在擴(kuò)散室內(nèi)增壓后送后續(xù)單元。

在反應(yīng)釜內(nèi)加入5kg原料油，10kg二氯乙烷，啟動(dòng)循環(huán)泵，調(diào)整流量1m3/h，噴射器開始工作。開啟循環(huán)水，將釜內(nèi)溫度控制在10℃。待釜內(nèi)溫度穩(wěn)定，噴射器狀態(tài)正常后，打開磺化劑進(jìn)料閥，控制磺化劑進(jìn)入速率5kg/h。在磺化劑進(jìn)入量為6.5kg、7.5kg、8.5kg時(shí)分別取樣500g，加入NaOH中和至pH=7～8，加入定量的水，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，去除其中的溶劑，待用。

1.3 張力檢測

原油為孤島脫水原油，水樣為孤島模擬水，測定溫度為70℃，油水密度差為0.1 g/cm3。

1.4 靜態(tài)洗油方法

稱取10g左右油砂，樣品溶液20g，在定溫下連續(xù)放置一周，將洗出原油及溶液去除烘干，稱取試管質(zhì)量，計(jì)算得出洗油效率。

2 數(shù)據(jù)及分析

2.1 磺化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

隨劑油比的增加，產(chǎn)物中未磺化油減少、活性物增加，無機(jī)鹽變化不明顯，說明噴射反應(yīng)器傳質(zhì)效果好，增加的磺化劑大部分參與了磺化反應(yīng)，僅有少部分生成了無機(jī)鹽。

噴射反應(yīng)器使三氧化硫利用率大大提高，在產(chǎn)量相當(dāng)?shù)那闆r下，噴射反應(yīng)器磺化中和樣無機(jī)鹽含量減少將近40%，減輕了環(huán)保壓力，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

2.2 張力檢測

選取傳統(tǒng)釜式磺化反應(yīng)器劑油比為1.7：1（樣品1，下同）和噴射磺化器劑油比為1.6：1（樣品2，下同）進(jìn)行張力測定，測定濃度為0.1～0.7%，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

隨著測試濃度的增加，界面張力呈下降趨勢，在到達(dá)某一濃度后界面張力變化較小。產(chǎn)品1產(chǎn)品在測試濃度窗口內(nèi)最低界面張力只到2.9×10-2mN/m，產(chǎn)品2單一界面張力在0.3%～0.7%濃度范圍內(nèi)對孤島油水體系均能達(dá)到10-3數(shù)量級，具有較寬的濃度窗口，表明樣品2對該區(qū)塊油水具有良好降低界面張力性能。

2.3 靜態(tài)洗油效率

選取樣品1和樣品2進(jìn)行油砂洗油實(shí)驗(yàn)，在濃度1‰和3‰時(shí)，樣品1的洗油效率分別為16.62%和53.99%，樣品2的洗油效率分別為23.49%和67.20%。

通過洗油效果圖片可以看出，樣品2的洗油效果明顯好于樣品1，在樣品濃度為0.3%時(shí)，洗油效率可到67%，比樣品1的洗油效率提高了13個(gè)百分點(diǎn)。

3 結(jié)論

①噴射反應(yīng)器應(yīng)用于油品磺化反應(yīng)，傳質(zhì)效果要優(yōu)于傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器，過磺化產(chǎn)物減少，磺化劑利用率提高，污水產(chǎn)生量降低，降低了生產(chǎn)成本；②噴射反應(yīng)器磺化產(chǎn)物在0.3%～0.7%濃度范圍內(nèi)對孤島油水體系均能達(dá)到10-3數(shù)量級，具有較寬的濃度窗口，降低界面張力的能力良好；③樣品濃度為0.3%時(shí)，噴射磺化反應(yīng)器磺化樣品洗油效果顯著，洗油效率可到67%，比傳統(tǒng)反應(yīng)釜生產(chǎn)樣品的洗油效率提高了13個(gè)百分點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]焦靜娜.氣相SO3磺化制備石油磺酸鹽的研究進(jìn)展[J].河南化工，2012，29（6）：29-31.