浅谈磺化工艺操作三要素磺化工艺操作三要素是不包含设备在内，影响产品质量的关健要点，主要是好的原料、稳定的气浓、合理的操作。

一、好的原料1、烷基苯：生产洗涤剂用表面活性剂一般采用十二烷基苯为有机原料进行磺化，正十二烷基苯的物理特性：分子式C18H80，分子量246.42，折光率nD 1.4824（20℃），1.4803（25℃），1.4782（30℃），密度(克/毫升)：0.8551（20℃），0.8516（25℃），0.8481（30℃）。

实际操作上烷基苯是各单体不同馏分的混合体，商品十二烷基苯的近似物理特性：比重：（20℃）0.865克/毫升，馏程：初馏点275℃，5%277℃，50%280℃，90%283℃，干点288℃，平均分子量：240，折光指数：1.49，溴价：0.05。

烷基苯杂质对磺化产品质量的影响如下：（1）含水量一般为零。

实际上在运输、贮存过程会带入水分，含水量高会造成游离酸及过磺化粒子增多，会加深磺酸的色泽。

（2）溴价要低，溴价高会造成磺酸的色泽深，烷基苯溴价与磺酸盐色译的关系如下图表所示。

烷基苯质量对磺酸盐色译的影响磺酸盐色泽烷基苯溴价2、硫磺：硫的一般性质：原子量32.066，沸点444.6℃，熔点：112.8℃（菱形硫），119.0℃（单斜形硫），密度（克/立方厘米）（20℃）2.07（菱形硫），1.98（单斜形硫），1.7789（150℃液态硫）。

（1）纯度要高，纯度低会造成加快堵塞液硫过滤器滤网，并在燃硫炉燃烧过程产生过多灰份带入系统加快堵塞三氧化硫冷却器及过滤器。

（2）硫磺中的水分在熔化过程要排净，水分过多会在燃硫转化过程产生酸雾，冷却后形成烟酸，与灰分及粉尘等接触形成的酸泥易堵管道、设备。

3、工艺空气：露点要低，露点高即工艺空气的含水量高，会在燃硫转化过程产生过多的烟酸。

在磺化生产中，在进入硅胶干燥之前，先要把空气通过除湿器冷却，空气具有一定的湿度，在冷却时，空气中的水蒸汽被冷凝形成水通过疏水阀排走，除去空气中大部分水分。

当空气温度降至3-10℃，进入硅胶干燥器时就更有效的吸附空气中的残余水分。

空气中含水量越低，检测的空气露点就越低。

越干燥的空气，在燃硫转化过程中产生的酸雾就越少。

越有利于磺化工艺，减少烟酸量，降低磺酸色泽，减少结焦次数，减少硫磺损耗。

空气除湿器由U形铜管和亲水铝铂散热片组成，冷冻剂（乙二醇水混合液）在铜管内流动，空气在铜管外流动，通过散热片及铜管的热传导，由冷冻剂带走空气中的热量。

空气除湿器用冷冻剂，一般空气除湿器以27%乙二醇和73%的水混合液体为冷冻剂。

按此比例的乙二醇水混合液体的开始凝固点约在-8℃左右。

乙二醇为无色透明浆状液体，密度1.1155克/立方厘米；沸点197.2℃；凝固点-13.5℃；熔点-12.6℃；自燃温度412.8℃；闪点116℃；能与水、低级醇等混溶。

乙二醇根据生产工艺的不同质量等级和用途也就不同，有常压水合法、加压水合法及甲醛法生产工艺制成的乙二醇。

空气除湿器所使用的乙二醇应是涤纶用乙二醇，氯化物（以CI-计）：少于0.001-0.002%，硫酸盐（SO4-计）：少于0.001-0.002%，稀释用的水应是去离子水，控制乙二醇水混合液体的PH值7-8，因为偏酸性及混合液的氯离子及硫酸根离子含量偏高，会很快腐蚀铜管，影响空气除湿器的使用寿命。

通过除湿器脱除工艺空气中的大部分水分后，然后采用吸附的方法脱水，用分子筛、活性氧化铝或者硅胶作吸附剂。

脱除气体中微量水分以分子筛吸附水容量最高。

但是在相对湿度较高时，活性氧化铝和硅胶的吸附水容量都大于分子筛。

因此有的脱水流程是采用活性氧化铝与分子筛串联。

高温则有利于吸热的脱附过程。

分子筛吸附水的容量与温度有关，温度低，水的平衡吸附容量高;反之，则低。

分子筛、活性氧化铝或者硅胶吸附了水分以后，用加热的方法可以使水分脱附出来，达到再生的目的，以便重新用来脱水。

影响工艺空气露点高的主要原因：（1）再生温度太高或太低，温度太高会使硅胶表面结焦影响吸附水分，温度太低会使硅胶吸附的水分难以蒸发。

（2）冷却温度过高，会使硅胶达不到最佳吸附温度，从而影响空气中水分的脱水效果。

（3）乙二醇冷却温度不够，会影响空气的最佳脱水温度，从而影响硅胶吸附空气中水分的脱水效率。

（4）再生时间不够，时间过短会使硅胶再生后残流的水分过多，影响吸附效率。

二、稳定的气浓（一）合理的空气总量工艺空气总量指进入磺化反应管前决定三氧化硫浓度的工艺风总量，根据产品品种及产量不同而变化。

由于有机物的磺化反应是一种放热反应，并在瞬间进行，如十二烷基苯生成磺酸时并放出热量约170千卡/公斤烷基苯，其放热速度与三氧硫气体的浓度和温度有关。

浓度和温度越高，反应就越极烈，放热速度就越快，使靠近磺化分布器的反应管温度快速升高，极易造成反应管结焦。

反应速度越快，磺酸的色泽就越深。

反之则慢，色泽就浅。

一般烷基苯磺化过程中在进入磺化反应管前的三氧化硫体积浓度控制在5%。

则空气总量应以硫磺的投料量来决定，硫磺的投料量根据磺化器的能力来决定，其计算方法为：硫磺投料量=硫磺分子量（32）*产量(Kg)/产品分子量/硫磺含量(99.95%)/硫磺燃烧及SO3转化率(97%)/磺化利用率(98%)。

如2000Kg/h,磺化能力硫磺投料量=32*2000/320/0.9995/0.97/0.98=211公斤/小时。

干燥器出口的工艺空气温度20℃、压力0.05MPa近似常温常压值。

总风量=硫磺投料量(Kg)*硫磺体积系数（0.7立方米/公斤）/三氧化硫气浓（LAB的SO3磺化一般气浓为5%）。

如2000Kg/h,磺化能力的工艺空气总量=211*0.7/5%=2954立方米/小时。

（二）合理的空气分配除了控制好磺化反应管前的三氧化硫体积浓度外，还要对工艺空气的总量进行合理分配，1、燃硫炉的工艺空气用量一般控制在二氧化硫体积浓度的93%，燃硫耗风量=硫磺体积系数（0.7立方米/公斤）*硫磺投料量/三氧化硫气浓7%。

如2000Kg/h,磺化能力的燃硫空气量=0.7*211公斤/小时/0.07=2110立方米/小时。

2、转化塔第三、四催化剂床层（二氧化硫转化成三氧化硫用钒催化剂）的冷却用冷激风满足冷却温度后，多余风量用于稀释风。

（三）熔硫有足够的沉淀时间硫磺熔化后具有较大的粘度，其中的游离水及粉尘等杂质需要有足够的沉淀时间才能分离及蒸发出来，时间短易把这些杂质带到系统酸雾及酸泥，会影响产品质量及堵塞系统管道设备。

（四）稳定的供硫量1、稳定的蒸汽压力蒸汽压力变化，其熔硫温度也跟着变化，如下图所示：熔硫温度变化，其液硫的粘度也跟着变化，如下图所示：从上图表可看出，蒸汽压力控制在0.42±0.05MPa，熔硫温度为145±5℃，液硫的粘度较低，变化比较小，为最佳控的安全制点，大于或小于该控制点其粘度变化比较大，液硫的粘度变化大会造成流量不稳定。

2、熔硫池足够的液面高度熔硫池液面高可延长沉淀时间及增加出料压力，提高液硫过滤器过滤杂质的效率及供硫稳定性。

3、燃硫炉充分燃烧、无升华硫、无堆积硫（1）燃硫炉的燃烧室有足够的液硫分配扩散面积及燃烧空间。

（2）燃硫炉内瓷球大小及堆放合理、液硫管高度合理。

（3）燃硫炉保温效果好（4）预热空气有利于改善燃烧状况5、工作良好的液硫过滤器，有效的去除液硫中颗粒杂质。

6、工作良好的液硫泵，供硫稳定。

（五）最佳的转化条件转化温度的控制对转化率和触媒使用寿命有很大的影响，钒触媒的起始反应温度称为“燃起温度”，此温度为4230C，若转化塔的温度低于“燃起温度”，则对二氧化硫转化不利。

反之，超过催化剂的最高耐热温度6000C，催化剂的活性将迅速下降。

以下是反应2SO2+O22SO3在不同条件下进行时SO2的转化率：（六）稳定的硅胶切换操作硅胶具有很大的比表面积（350-450m2/g），一般可使空气含水量降到0.1g/m2以下。

硅胶饱和的吸水量虽然很大，但高于一定含水量，干燥深度反而下降，所以实际生产中允许吸水量远低于饱和吸水量。

硅胶的吸附性能与温度有很大的关系，在绝对温度恒定时，随着温度的升高，吸附能力下降。

硅胶层工作时一层处于工作状态，另一层处于再生后备用状态，否则，须及时再生。

如硅胶含水<2%，未进入最佳使用状态时本身无故障，硅胶层吸附了一定的水后，露点值就会变好。

当硅胶吸附温度高或吸附时间太长，硅胶含水量过高时，需切换硅胶层。

再生过程没有严格操作，在另一层硅胶已经再生好的前提下，需切换工作层。

硅胶使用期限太长而导致失效：筛选并补充新的硅胶或更换新硅胶，否则，干燥空气含水量偏高，露点高于正常值。

三、合理的操作（一）适当的摩尔比三氧化硫气体与十二烷基苯的克分子比对磺化产品有效物、未磺化物、无机盐含量及色从上图曲线中可看出三氧化硫/烷基苯克分子比在1～1.5之间的磺化产品有效物、未磺化物、无机盐含量及色泽呈抛物线关系，其间比较适当的摩尔比约为1.03。

为了减少三氧化硫及烷基苯流量波动，确保三氧化硫/烷基苯克分子比控制在最适当的范围，需要注意以下几点：1、转化塔中调整好每层转化温度使转化率≥98%转化塔第一层的上半层及第四层一般都是采用低温型钒催化剂，第一层的下半层及第燃硫及转化温度变化会影响SO3气体温度偏离正常值，当转化塔进口温度低、SO2气浓低、空气含水使触媒活力减退、催化效率低、系统压力及流量波动、三氧化硫冷却器及过滤器内内积酸太多、孔板流量计及压力取样孔部分堵塞等都会影响到SO2/SO3转化率低。

发现上述问题要核实各层最佳反应温度，及时调节进三、四层的冷激风量到最佳开度，检查空气干燥和熔硫燃硫部分是否带水工作，定期排放烟酸及停车时清理管道脏物。

2、标定好磺化器使相对误差≤2-2.5%列管膜式磺化器的有机物进料需定期调整每个分布器的间隙大小，使各条管的有机物均匀分配垂直下流成膜。

当磺化器使用一段时间后，由于热胀冷缩、震动、垂直度偏差大、或有移位、结焦及脏物、腐蚀等原因，都会造成磺化进料分布器的有机物分配不均匀，要定期标定好磺化器，相对误差值越小，各反应管的进料量分配就越均匀，有机物的磺化率就越高，一般标定的相对误差≤2-2.5%的磺化器对有机物进行磺化反应时磺化效果比较好。

3、参考中和值密度及时调正烷基苯定量泵中和值和密度与三氧化硫/烷基苯的克分子比有如下曲线关系：从上图可看出，当需要控制三氧化硫/烷基苯克分子比在1～1.05时，调整中和值约在130～138，磺酸比重在1.05左右。

磺化器对有机物进行磺化反应的磺化程度，一般参考以中和值和密度进行调整烷基苯流量来达到快速控制。

4、所有烷基苯过滤器无故障进入磺化器的有机物经过滤器有效的去除颗粒杂质，可确保各条反应管的分布器避免堵塞，达到成膜均匀的效果，如有颗粒杂质进入磺化反应器，易使有机物分布器及反应管结焦，造成磺酸的色泽深和产生黑点。