结焦抑制剂在石油磺酸盐生产中的应用研究

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　　摘 要 通过对石油磺酸盐磺化反应结焦机理的研究，利用釜式反应器筛选出两种磺化结焦抑制剂，在生产装置进行现场实验，抑制剂K1、K2均有明显减少磺化反应器结焦的作用。
　　关键词 石油磺酸盐；磺化反应；结焦抑制剂
　　在石油磺酸盐生产中，为了使产品满足亲油亲水平衡，达到超低界面张力的要求，一般原料多采用减压馏分油组分，但由于其组成复杂且组分较重，无论是采用釜式、膜式，还是喷射式反应器，磺化反应过程反应器都不可避免的产生结焦现象。磺化反应器结焦一直是困扰磺酸盐行业的难题，制约了磺酸盐技术的发展。本文研究了在磺化原料中添加抑制剂减缓膜式反应器结焦的技术，达到了延长反应器运行周期的目的。
　　1 磺化反应结焦机理
　　石油磺酸盐生产目前普遍采用气体三氧化硫与石油馏分进行磺化反应，石油馏分中除含有烷基苯外，还含有烷基萘、烷基联苯、烷基苊、烷基茚满或烷基萘满、烷基芴及烷基菲等复杂的芳烃化合物，以磺化烷基苯生成烷基苯磺酸为例，反应式如下：
　　采用红外色谱分析结焦物，由红外谱图可知，可溶于清洗剂的结焦物是砜类、磺酸和未磺化油组成的复杂混合物，不溶物主要为残碳[1]。经查询文献和对实验数据分析，对磺化反应结焦的原因做出如下解释：
　　2 结焦抑制剂的选择
　　磺化反应结焦主要是焦磺酸与原料油中的芳烃发生副反应生成砜类所致，选择适合的抑制剂填加到原料中可以抑制此反应发生，从而达到减焦的目的。选择的结焦抑制剂除能够缓解反应器结焦外，还应具备以下条件：不影响产品质量，来源充足易得，价格适中，加入量少，安全性满足生产要求。
　　本实验分别选取了两类有机物作为结焦抑制剂。通过实验室进一步实验在两类有机物中分别选取出抑制剂K1、K2。其抑制结焦機理如下：
　　抑制剂K1、K2是比芳烃亲核性更强的亲核试剂，存在于体系时，焦磺酸优先与其反应，使焦磺酸由两个硫活性中心变为一个，减少了生成砜的反应，因此起到了抑制结焦的作用。
　　3 试验效果验证
　　利用釜式反应器进行磺化小试，发现抑制剂K1、K2减焦效果良好，根据小试结果，在生产线上进行放大实验。
　　（1）抑制剂K1加入量3%，实验进行168小时，磺化反应器运行周期延长2天，活性物指标下降0.5%，反应器最终切换时头部压力下降10 Kpa，中和碱量略有增加。
　　（2）抑制剂K2加入量1.5%-2.8%，实验进行168小时，磺化反应器运行周期延长2天，活性物指标下降0.2%，反应器切换时头部压力下降16 Kpa。
　　（3）磺化反应器运行8天停运拆解，反应器头部和管束结焦量比正常生产时少，且结焦物较为疏松，经过40小时在线清洗后，管束全部疏通，反应器达到备用状态。
　　4 结束语
　　（1）石油磺酸盐生产过程中，产生的结焦物组成较为复杂，可溶于溶剂的为砜类、磺酸和未磺化油组成的混合物，不可溶的为碳氢比很大接近于碳的物质。
　　（2）石油磺酸盐生产过程中，磺化反应结焦是因为极性物难以分散于非极性体系，加入溶剂或结焦抑制剂使极性物质分散，可以达到减少结焦的目的。
　　（3）向磺化反应体系加入微量抑制剂K1可减少反应器结焦，但由于后期需要用液碱来中和，中和用液碱量会相应增加，导致产品活性物略有降低。
　　（4）向磺化反应体系加入微量抑制剂K2，磺化反应结焦明显减少，抑制剂B原料易得，价格适中，安全低毒，后期不需要分离，对产品质量没有影响。
　　参考文献
　　[1] 李德林.试析炼油厂气体分馏装置用能的集成和优化[J].中国化工贸易，2015，7（23）：275.
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