浅谈烷基苯磺酸的生产、性能及生产

杜炜 李海兵（中国石油抚顺石化公司洗涤剂化工厂 113001）

一、烷基苯简介

烷基苯生产中会产生多种副产品。直链烷基苯是表面活性剂，拥有较强的生物降解性，是一种良好的中间体。同时也是生产磺酸盐系阴离子表面活性剂的原料，目前被广泛应用于合成洗涤剂工业，在其中占据着主导地位。该物质的工业生产工艺是由美国率先使用，主要方法是将烷烃经过催化脱氢成为单烯烃后，使用HF作为催化剂，使其与苯发生烷基化反应。直链的烷基苯在90年代的全球产量为200万吨，其中74%的份额是通过美国的生产工艺制造出来的，预计目前全球对烷基苯的需求量以每年3.7%的速度增长。当前国内生产烷基苯的制造商主要有三个，其生产总量为21万吨每年。因此，尽早实现对烷基苯的综合开发和利用对化工企业来说，具有巨大的经济效益和社会效益。

二、烷基苯磺酸的生产

1.烷基苯的组成和性质

以分子结构分类，烷基苯可以分为直链烷基苯和支链烷基苯，工业生产一般使用直链烷基苯，烷基苯原料的质量指标如表1所示。

表1 烷基苯原料质量指标

2.烷基苯的磺化

烷基苯磺化按照磺化反应器进行分类,可分为多管膜式磺化和双膜式磺化两种。意大利Ballestra公司的多管膜式磺化和美国Chemithon公司的双膜式磺化是世界上应用最多、最为先进的磺化工艺技术，也是最具代表性，被业内人士公认为最佳的技术。以意大利Ballestra公司的多管膜式磺化为例，其在生产过程中主要包括三个步骤：磺化、老化和水解。

（1）磺化

整个磺化的过程分成三条线：空气的压缩、冷水和冷冻冷却、硅胶干燥与再生为一条线;三氧化硫发生工艺（熔硫、燃硫、转化和三氧化硫冷却）为一条线;第三条线是磺化、老化/水解与尾气处理系统（包括静电除雾与碱洗）。

磺化的反应有以下特点：一、反应迅速，几乎是在瞬间完成的；二、易发生平行反应或连续反应，特别是温度较高时；三、反应为强放热反应，放热量为-170k J/mol。为了防止反应器温度过高造成反应管壁结焦，同时抑制副反应的发生，需要循环冷却水对反应器冷却、降温，冷却水温度由PLC系统控制，保证在工艺要求范围内。

（2）老化

反应器底部流出的气液混合物经过两次气液分离后，废气送至尾气处理系统，经处理到达排放标准后排放至大气中，液相（磺酸）则输送至老化罐中继续反应。

在老化罐中，反应器中副反应生成的磺酸酐和烷基苯、硫酸反应，重新生成磺酸，磺酸在老化罐中的停留时间约为2小时。老化罐的温度不宜太高，否则会加深产品色泽、降低产品质量，老化反应同样会产生一部分热量，多余的热量通过循环水换热器吸收。

此外老化单元还可以在开工、停工、切换产品操作时，用烷基苯吸收三氧化硫气体，吸收三氧化硫气体后生成有价值的表面活性剂，而不是通过传统的三氧化硫吸收塔生成副产品磺酸。既简化了工艺，又减少了物料浪费，特别是在装置频繁开车时，可使多管膜式反应器中不合格产品的生成降至最低。

（3）水解

老化后的磺酸在送至成品罐之前要注水，通过水解反应进一步消除磺酸酐，另外水可以将磺酸中没有反应的三氧化硫吸收变为硫酸，防止磺酸在贮存的过程中与三氧化硫反应，加深产品色泽，降低产品质量。注水量为磺酸质量的0.5%～1.0%，水量过多会导致磺酸乳化，堵塞管道。

3.存在问题

（1）由于生产中不可避免地会出现过磺化反应，在反应器管壁甚至是分配头产生结焦，装置最多连续生产40天后便要停工，冲洗反应器。造成装置开、停工比较频繁，易产生不合格产品。

（2）生产装置有时会由于设备、仪器的自身出现故障而导致操作失败，出现一些波动，继而导致产品质量不够稳定。

（3）较大粘度的烷基苯磺酸给冬天的运输和装桶作业造成不便。

（4）黑磺酸成分过多。

三、烷基苯磺酸的应用

1.产品的性能

纯净的烷基苯磺酸是无色粘稠液体，但在生产过程中不可避免地产生杂质，磺酸产品往往呈棕红色。产品中一般会残留少量硫酸、三氧化硫，所以带有很强的酸性。磺酸易溶于水，不容易燃烧和爆炸。

2.产品的应用

烷基苯磺酸经过碱的中和反应产生烷基苯磺酸盐，烷基苯磺酸盐是阴离子表面活性剂中最重要的一种品种，也是中国合成洗涤剂的主要活性成分。

烷基苯磺酸盐在硬水中不与钙、镁离子形成沉淀，既耐酸又耐碱，有良好的去污力、渗透力、润湿力和起泡力。烷基苯磺酸盐泡沫稳定性以及化学稳定性好、而且原料来源充足、生产成本低，在民用和工业用清洗剂中有着广泛的用途。

除了直链烷基苯磺酸外，由重烷基苯磺化得到的重烷基苯磺酸的应用也相当广泛。

重烷基苯磺酸盐都属于油溶性磺酸盐类缓蚀剂，可以作为各种防锈添加剂用于各种特种油品中，也可以作为润滑油清净分散剂用于航空润滑油中。

重烷基苯磺酸盐另一个重要用途是作为三次采油中的驱油剂，可以提高油田原油采收率。

作为一种廉价并且拥有丰富原材料的物质，有必要全面发展烷基苯磺酸产业，无论从石油资源的优化配置还是烷基磺酸的利用率，都能增加产品的附加值，提高经济效益和社会效益。烷基苯磺酸在各个领域的应用还需要进一步的研究和开发。

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