氣液噴射式磺化反應(yīng)器的應(yīng)用研究_牛金平

1、收稿日期:2003-07-24基金項(xiàng)目:山西省青年科技研究基金項(xiàng)目(20011014作者簡(jiǎn)介:牛金平(1966-,女,山西長(zhǎng)子人,中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院高級(jí)工程師,從事有機(jī)原料的磺化/硫酸化研究。氣-液噴射式磺化反應(yīng)器的應(yīng)用研究牛金平,袁少明,韓向麗,張高勇(中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院,山西太原,030001摘 要:用噴射式磺化反應(yīng)器分別對(duì)脂肪酸甲酯、烷基苯、重烷基苯、脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚和 -烯烴等原料進(jìn)行了SO 3氣相磺化/硫酸化反應(yīng),研究了反應(yīng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響,并與膜式反應(yīng)器作了比較。結(jié)果表明:噴射磺化反應(yīng)器制備的烷基苯磺酸、脂肪酸甲酯磺酸的產(chǎn)品質(zhì)量與膜式磺化反應(yīng)器相當(dāng),制

2、備的重烷基苯磺酸鹽產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,降低原油/水界面張力的能力優(yōu)于膜式磺化器制備的產(chǎn)品,但在磺化 -烯烴、硫酸化脂肪醇和脂肪醇聚氧乙烯醚時(shí)轉(zhuǎn)化率低于90%,產(chǎn)品質(zhì)量明顯不及膜式反應(yīng)器。從兩種反應(yīng)器的傳質(zhì)、傳熱機(jī)理及效率,不同有機(jī)原料的SO 3磺化機(jī)理及反應(yīng)速度等方面對(duì)以上現(xiàn)象進(jìn)行了分析和討論,認(rèn)為噴射式磺化反應(yīng)器適用于脂肪酸甲酯、烷基苯、重烷基苯的磺化,目前的結(jié)構(gòu)參數(shù)不適用于 -烯烴、脂肪醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的磺化/硫酸化反應(yīng),需要進(jìn)一步調(diào)整,改善傳質(zhì)效率。關(guān)鍵詞:噴射磺化反應(yīng)器;SO 3氣相磺化;膜式磺化反應(yīng)器中圖分類(lèi)號(hào):T Q 016 5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-3206(2004

3、01-0016-05Study on application of gas -liquid jet sulfonation reactorNI U Jin -p ing ,Y UAN Shao -ming ,H AN X iang -L i,ZH AN G G ao -yong(China Research I nstitute of Daily Chemical Industry,T aiyuan 030001,ChinaAbstract:The Gas -liquid jet sulfonation reactor w as used to sulfonate/sulfate fatty

4、acid methy l ester (ME,linear alkyl benzene (LAB,heavy alkyl benzene (HAB,fatty alcohol (FA,fatty alcohol ethoxylate (AEO 3and olefin (AOw ith gaseous SO 3,the effect of its main parameters of reactor onsulfonated products w as studied,and contrastive experiments were carried out in film reactor .Th

5、e re -sults show ed that LAB sulfuric acid and ME sulfuric acid produced in jet reactor w as com parable w ith that made in film reactor in quality,especially the HABS produced in jet reactor was stable in quality,and its performance of decreasing interface tension between crude oil and w ater w as

6、better than that produced in film reactor .When AO,AEO and FA w ere sulfonated /sulfated,how ever,the conver -sion was below 90%,and the product quality w as inferior to that produced in film reactor .The results above were discussed on mass and heat transfer mechanism and efficiency of two reactors

7、,SO 3sulfona -tion mechanism and reaction rate of different organic materials.The gas -liquid jet sulfonation reactor w as fit for sulfonating M E,LAB and HAB,but not suitable for sulfonating AO,FA and AEO,w hich needed further adjusting structure parameters to improve mass transfer efficiency.Key w

8、ords:jet sulfonation reactor;SO 3sulfonation;film sulfonation gaseous reactor 噴射反應(yīng)器是近10年迅速發(fā)展起來(lái)的多相反應(yīng)器,多用于氣-液兩相反應(yīng),也可以用于含催化劑等懸浮顆粒的氣-液-固三相反應(yīng)。其原理是利用高速流動(dòng)相卷吸其它相,使各相在反應(yīng)器內(nèi)強(qiáng)烈混合分散。噴射反應(yīng)器可用于多種反應(yīng)類(lèi)型14,但目前用于磺化反應(yīng)的僅有美國(guó)Chem ithon 公司的沖擊噴射式磺化反應(yīng)器以及天津大學(xué)研究的用于磺化甲苯的噴射環(huán)路反應(yīng)器4。我院新開(kāi)發(fā)了一種以高速氣體為工作介質(zhì)的氣-液噴射式磺化反應(yīng)器,結(jié)構(gòu)完全不同于美國(guó)Chem ithon

9、公司和天津大學(xué)的噴射環(huán)路磺化反應(yīng)器,該反應(yīng)器氣-液接觸時(shí)間短,傳質(zhì)效率高,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)備投資小,生產(chǎn)彈性大,可以同時(shí)適用規(guī)模化大生產(chǎn)和小批量、多品種兩類(lèi)生產(chǎn)模式的需求。本文研究了噴射式磺化反應(yīng)器主要結(jié)第33卷第1期2004年2月應(yīng) 用 化 工Applied Chemical I ndustry構(gòu)參數(shù)(噴嘴喉管氣速、氣液比對(duì)磺化產(chǎn)品質(zhì)量的影響,并分別對(duì)脂肪酸甲酯、烷基苯、重烷基苯、脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚和 -烯烴等原料進(jìn)行了SO3氣相磺化/硫酸化反應(yīng),并與膜式反應(yīng)器作了比較。1 實(shí)驗(yàn)部分1.1 原料與儀器牌號(hào)為M EAS-16s的脂肪酸甲酯、烷基苯、重烷基苯、C1214脂肪醇聚氧乙烯醚(AE

10、O3、 -烯烴(AO均為工業(yè)品;2-乙基己醇(FA、發(fā)煙硫酸(含50%SO3、氫氧化鈉、碳酸鈉均為分析純;聚丙烯酰胺由大慶某單位提供;實(shí)驗(yàn)用石油、污水由大慶三廠(chǎng)提供;水為無(wú)離子水。T EXAS-500型旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀(美國(guó)產(chǎn);玻璃膜式磺化器;噴射磺化反應(yīng)器(自制。1.2 工藝流程空氣壓縮機(jī)輸出的空氣經(jīng)硅膠干燥后進(jìn)入SO3氣體蒸發(fā)器,從發(fā)煙硫酸中氣提出SO3,SO3/空氣混合氣體經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)入磺化器頭部,有機(jī)物料經(jīng)計(jì)量泵輸送至磺化器,磺化產(chǎn)物從磺化器底部進(jìn)入氣-液分離器,液相再進(jìn)入老化反應(yīng)器,或直接進(jìn)入中和反應(yīng)器,尾氣經(jīng)堿吸收后排空。1.3 實(shí)驗(yàn)方法在上述工藝裝置中,分別磺化/硫酸化脂肪酸甲酯、

11、烷基苯、重烷基苯、脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、 -烯烴等原料。烷基苯的磺化產(chǎn)物在50 下老化30min,加0.5%水進(jìn)行水解,即為烷基苯磺酸樣品;重烷基苯的磺化產(chǎn)物在80 下老化60min,用30%NaOH溶液中和,即可制得重烷基苯磺酸鈉(HABS樣品;脂肪酸甲酯的磺化產(chǎn)物在90 下老化120min,即為脂肪酸甲酯酸性產(chǎn)物(M ESA; -烯烴的磺化產(chǎn)物經(jīng)中和后,在150 下水解120 min,即為 -烯烴磺酸鈉(AOS樣品;脂肪醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的硫酸化物經(jīng)立即中和后,分別得到脂肪醇硫酸鈉(AS和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES樣品。1 4 平衡界面張力測(cè)定將Na2CO3和HABS加入溶有一定

12、量聚合物的污水中,攪拌均勻,配制成不同Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)和HABS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的三元復(fù)合驅(qū)油劑,用TEXAS-500型旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀測(cè)定原油/復(fù)合驅(qū)間界面張力,測(cè)定溫度45 ,轉(zhuǎn)動(dòng)頻率3000ms/rev,平衡時(shí)間90120min,得到平衡界面張力。2 結(jié)果與討論2.1 喉管氣速對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響 噴嘴喉管氣速是噴射反應(yīng)器的關(guān)鍵參數(shù)之一,也是影響反應(yīng)效率及產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。用NaOH+CO2物系進(jìn)行噴射反應(yīng)器冷模試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)NaOH轉(zhuǎn)化率隨喉管氣速增加而增加,且在喉速150200m/s附近,各曲線(xiàn)發(fā)生轉(zhuǎn)折,繼續(xù)增大喉速后,NaOH轉(zhuǎn)化率增加趨勢(shì)變緩(見(jiàn)圖1。圖1 喉管氣速對(duì)NaOH轉(zhuǎn)化率的影響V

13、1、V2、V3、V4、V5指不同結(jié)構(gòu)的噴嘴在選用噴嘴V1對(duì)脂肪酸甲酯和烷基苯的噴射磺化試驗(yàn)中,均發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中活性物含量隨喉管氣速增加而逐漸升高,氣速增至一定值后,產(chǎn)品中活性物含量增加趨勢(shì)變緩,同時(shí)產(chǎn)物中未磺化物、無(wú)機(jī)酸含量減少(見(jiàn)圖2、圖3。這是由于氣-液噴射反應(yīng)器的主要反應(yīng)區(qū)在噴嘴喉管處,當(dāng)喉管氣速增加時(shí),喉管處氣體的動(dòng)量增大,卷吸液體的能力增強(qiáng),對(duì)液體的沖擊破碎程度加劇,使喉管處的氣-液混合區(qū)湍流程度增加,氣-液傳質(zhì)阻力減小,從而使氣膜控制的快速磺化反應(yīng)進(jìn)程加快。同時(shí)氣速越快,液體物料在反應(yīng)釜體內(nèi)的霧化效果越好,進(jìn)一步強(qiáng)化了傳質(zhì),反應(yīng)效率增大。綜合考慮可知,喉管氣速的增加有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量,

14、但同時(shí)亦使反應(yīng)能耗增大。因此,實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的要求,同時(shí)考慮這兩方面的因素,尋求最佳值。圖2 喉管氣速對(duì)M ESA產(chǎn)品質(zhì)量的影響2.2 氣液比對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響在喉管氣速一定(即總風(fēng)量一定的條件下,考察氣-液比(即有機(jī)原料進(jìn)料量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響,實(shí)際是考察噴射反應(yīng)器的操作彈性。根據(jù)冷模試驗(yàn)17第1期牛金平等:氣-液噴射式磺化反應(yīng)器的應(yīng)用研究 圖3 喉管氣速對(duì)烷基苯磺酸產(chǎn)品質(zhì)量的影響結(jié)果,氣-液比大于3000后,NaOH 轉(zhuǎn)化率增加趨勢(shì)變緩(見(jiàn)圖4 。圖4 氣-液比對(duì)反應(yīng)效率的影響在對(duì)脂肪酸甲酯和烷基苯的試驗(yàn)中,均發(fā)現(xiàn)增大原料進(jìn)料量,即降低氣-液比后,在所試驗(yàn)的范圍內(nèi)磺化產(chǎn)品質(zhì)量變化較小

15、(見(jiàn)表1、表2。冷模試驗(yàn)證實(shí),液體流量越小,即氣-液比越大,反應(yīng)效果越好,從而可預(yù)測(cè)進(jìn)一步降低甲酯進(jìn)料量,產(chǎn)品質(zhì)量將更好。而工業(yè)多管膜式反應(yīng)器生產(chǎn)十二烷基苯磺酸時(shí),操作彈性?xún)H限于額定生產(chǎn)能力的80%120%。表1 氣-液比對(duì)MESA 產(chǎn)品質(zhì)量的影響氣-液比M E 進(jìn)料量0.46481.093.56表2 氣-液比對(duì)烷基苯磺酸產(chǎn)品質(zhì)量的影響氣液比LAB 進(jìn)料量0.40095.091.143.43噴射反應(yīng)器是以高速流動(dòng)的氣體卷吸、分散液體有機(jī)物,在喉管氣速一定的條件下,當(dāng)液體進(jìn)料量過(guò)高,即氣-液比過(guò)低時(shí),噴嘴阻力急劇增大(見(jiàn)圖5,影響分散效果。降低液體進(jìn)料量,使氣-液比高 于某一臨界點(diǎn),噴嘴阻力基本

16、維持不變,因此噴射反應(yīng)器僅存在一個(gè)操作高限。另外,噴射反應(yīng)器的進(jìn)風(fēng)量一般高于規(guī)模相近的膜式反應(yīng)器,反應(yīng)熱引起的溫度峰值低于膜式反應(yīng)器,且停留時(shí)間很短,絕大多數(shù)反應(yīng)熱可靠氣相帶至外部換熱器及時(shí)除去,因此SO 3氣濃可適當(dāng)提高。圖5 氣-液比對(duì)噴嘴阻力的影響2.3 不同原料的磺化對(duì)MESA 質(zhì)量(活性物、未磺化物、硫酸含量的影響,以此計(jì)算出脂肪酸甲酯的磺化率,并與膜式磺化作了對(duì)比,結(jié)果見(jiàn)表3、表4。表3 脂肪酸甲酯的噴射磺化實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣號(hào)活性物平均81.747.185.2989.8表4 脂肪酸甲酯的膜式磺化實(shí)驗(yàn)結(jié)果82.836.985.9791.3由表3、表4可知,噴射磺化工藝中,甲酯的平均轉(zhuǎn)化率在

17、90%左右,與膜式反應(yīng)器的結(jié)果相接近。18應(yīng)用化工第33卷表5 烷基苯的噴射磺化實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣號(hào)活性物含量/%未磺化物含量/%H2SO4含量/%轉(zhuǎn)化率/%噴嘴表6 烷基苯的膜式磺化實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣號(hào)活性物含量/%未磺化物含量/%H2S O4含量/%轉(zhuǎn)化率/%由表5、表6可知,對(duì)于烷基苯的磺化而言,噴射磺化反應(yīng)器與膜式磺化反應(yīng)器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近。表7 脂肪醇聚氧乙烯醚的噴射硫酸化實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣號(hào)活性物含量/%游離油含量/%Na2S O4含量/%轉(zhuǎn)化率/%噴嘴種類(lèi)表8 脂肪醇聚氧乙烯醚的膜式硫酸化實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣號(hào)活性物含量/%游離油含量/%Na2SO4含量/%轉(zhuǎn)化率/%比較表7和表8,可以明顯看出,膜式反應(yīng)器的實(shí)驗(yàn)結(jié)

18、果優(yōu)于噴射反應(yīng)器,說(shuō)明目前設(shè)計(jì)的噴射反應(yīng)器結(jié)構(gòu)不適用于AEO3的硫酸化。表9 噴射磺化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果原料活性物含量/%游離油含量/%硫酸含量/%轉(zhuǎn)化率/%表10 膜式磺化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果原料活性物含量/%游離油含量/%硫酸含量/%轉(zhuǎn)化率由表9、表10可知,此兩種物料的噴射磺化實(shí)驗(yàn)結(jié)果均不太理想,產(chǎn)品質(zhì)量較差,轉(zhuǎn)化率較低,說(shuō)明目前設(shè)計(jì)的噴射反應(yīng)器結(jié)構(gòu)不適用于這兩種物料的磺化。2 3 5 重烷基苯 重烷基苯(HAB是生產(chǎn)洗滌劑原料十二烷基苯過(guò)程中的副產(chǎn)物,組成較為復(fù)雜,含有聚烯烴、單烷基苯、二烷基苯、多烷基苯、茚滿(mǎn)、萘滿(mǎn)、烷基萘、二苯烷以及少量極性物質(zhì)等。其中茚滿(mǎn)、萘滿(mǎn)和烷基萘極易磺化,二烷基苯、多烷基

19、苯等物質(zhì)難磺化,可磺化物約占70%左右5。H ABS的組成對(duì)復(fù)合驅(qū)/原油間界面張力的影響非常大6。本實(shí)驗(yàn)在原料HAB的組成相同的條件下,用三種不同工藝分別進(jìn)行磺化,制備HABS,然后配制不同Na2CO3和HABS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的復(fù)合驅(qū),并測(cè)定復(fù)合驅(qū)/原油間的平衡界面張力,結(jié)果見(jiàn)表11。表11 不同工藝對(duì)HABS應(yīng)用性能的影響磺化工藝樣品復(fù)合驅(qū) 原油界面張力/(mN m-10.5 0.2 1.2 0.3煙酸釜式DQ 拉不開(kāi)H F-1拉不開(kāi)H F-2拉不開(kāi)0.1S O3膜式H M-1 6.1 10-3 5.8 10-2H M-2 1.5 10-3 3.6 10-2S O3噴射H P-19.7 10-4H

20、 P-2 6.2 10-4H P-37.1 10-4 5.8 10-2注: Na2CO3與HABS質(zhì)量百分比; 大慶提供的樣品;原油油滴拉不開(kāi)時(shí),界面張力一般大于1mN/m。由表11可知,SO3噴射磺化工藝制得的HABS 降低界面張力的能力最佳,SO3膜式工藝次之,發(fā)煙硫酸釜式磺化工藝最差。這是由于不同工藝對(duì)HAB中不同組份的磺化率不同,煙酸的反應(yīng)活性不及SO3,一些難磺化物質(zhì)轉(zhuǎn)化率偏低,因而,煙酸磺化工藝制得的HABS中二烷基苯磺酸鹽等組分的含量相對(duì)較低,影響了其表面活性及復(fù)配性能。噴射磺化和膜式磺化之間的差別,可能緣于前者磺化溫度的峰值相對(duì)較低,HAB中易磺化物質(zhì)(如茚滿(mǎn)、萘滿(mǎn)、烷基萘等不

21、易發(fā)生過(guò)磺化及氧化等副反應(yīng),因此,噴射磺化工藝制得的HABS中活性組分的組成更有利于降低原油/水界面張力。可以初步認(rèn)為,噴射磺化反應(yīng)器更適合于重烷基苯的磺化。19第1期牛金平等:氣-液噴射式磺化反應(yīng)器的應(yīng)用研究2.4 不同反應(yīng)器磺化效果差異的原因分析噴射反應(yīng)器與膜式反應(yīng)器在磺化 -烯烴,硫酸化AEO3、2-乙基己醇時(shí)差異較大,而在磺化脂肪酸甲酯、烷基苯時(shí)無(wú)明顯差異。其原因是: 膜式反應(yīng)器與噴射反應(yīng)器傳質(zhì)、傳熱過(guò)程與效率的差異; 不同原料與SO3反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)速度的差異。2 4 1 傳質(zhì)、傳熱與效率 氣-液噴射反應(yīng)器是典型的液滴型反應(yīng)器,有機(jī)物被高速氣體卷吸、分散成微小液滴,并與氣相SO3進(jìn)行傳

22、質(zhì),因此,液滴大小是影響氣-液相傳質(zhì)的關(guān)鍵。改變喉管氣速及噴嘴結(jié)構(gòu)均可引起氣-液間傳質(zhì)效率的改變。在噴射反應(yīng)器內(nèi),液滴之間及液滴內(nèi)部的傳質(zhì)相對(duì)較弱,可以推斷,液滴內(nèi)部為未反應(yīng)的原料,液滴表面為磺化產(chǎn)物及SO3,液滴表面的更新能力極差,易出現(xiàn)產(chǎn)品中游離油含量高、無(wú)機(jī)鹽含量高、色澤差等現(xiàn)象。將表9、表10中游離油、無(wú)機(jī)鹽以100%活性物折算后(見(jiàn)表12,可明顯看見(jiàn)兩種反應(yīng)器的差異。表12 噴射與膜式磺化產(chǎn)物的對(duì)比樣品種類(lèi) 噴射磺化 膜式磺化 游離油含量/%無(wú)機(jī)鹽含量/%游離油含量/%無(wú)機(jī)鹽含量/%AES 17.02 1.82 1.22 1.80AOS43.00 3.23 2.70 1.72降膜式磺

23、化反應(yīng)器中的傳質(zhì)包括:液相內(nèi)、氣相內(nèi)、氣-液相之間三部分。氣-液相之間的傳質(zhì)主要依賴(lài)于氣體對(duì)液膜表面的剪切力,SO3氣濃越低,剪切力越大,氣-液相之間傳質(zhì)速率越快。液相內(nèi)部的傳質(zhì)受湍流擴(kuò)散的影響,與液膜波動(dòng)及氣體湍動(dòng)狀況(Re有關(guān)。在磺化器頭部,傳質(zhì)過(guò)程由氣相傳質(zhì)控制,在磺化器下部,傳質(zhì)由液相控制。Talens模型及實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證明,磺化器液相傳質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響效果遠(yuǎn)高于氣-液間傳質(zhì)的影響效果7。由此可見(jiàn),噴射與膜式反應(yīng)器傳質(zhì)過(guò)程的差異,主要表現(xiàn)在液相內(nèi)傳質(zhì)能力的差異。噴射反應(yīng)器內(nèi)液滴表面的更新能力非常弱,這是影響其產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵原因;噴射反應(yīng)器內(nèi)物料停留時(shí)間明顯低于膜式反應(yīng)器,這也是影響其產(chǎn)

24、品質(zhì)量的主要原因之一。2 4 2 反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)速度 -烯烴、AEO3、2-乙基己醇、LAB和ME5類(lèi)有機(jī)物與SO3進(jìn)行反應(yīng)時(shí),一般均經(jīng)過(guò)亞穩(wěn)態(tài)中間體及中間體與有機(jī)物反應(yīng)生成目的產(chǎn)物兩步,前者屬瞬間反應(yīng),后者反應(yīng)速度較慢,是決定整個(gè)反應(yīng)過(guò)程速度快慢的關(guān)鍵,有機(jī)物不同,反應(yīng)速度的差異很大,以2-乙基己醇、AEO3最快,LAB次之,M E最慢。在膜式反應(yīng)器出口處,2-乙基己醇、AEO3、 -烯烴的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%以上,而LAB、M E的轉(zhuǎn)化率分別為85%90%、75%80%,必須經(jīng)過(guò)老化,才能使轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%以上。因此,前三種原料磺化產(chǎn)品質(zhì)量?jī)H與反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及工藝條件有關(guān),后兩種原料磺化產(chǎn)品質(zhì)量還

25、受到老化條件的影響。換言之,前者更直接地反映了噴射與膜式反應(yīng)器的傳質(zhì)差異,而后者由于老化過(guò)程的存在,使噴射與膜式反應(yīng)器傳質(zhì)差異表現(xiàn)不明顯。根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及前人對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與傳質(zhì)間關(guān)系的研究成果8,可以認(rèn)為上述5類(lèi)有機(jī)物與SO3快速生成亞穩(wěn)態(tài)中間體的反應(yīng)為瞬間反應(yīng),SO3首先被有機(jī)物料吸收,然后在氣液界面或液膜中的某一平面上完成反應(yīng),屬氣膜控制反應(yīng),轉(zhuǎn)化率取決于氣液相傳質(zhì)效率的高低。在2-乙基己醇、AEO3的硫酸化過(guò)程中,亞穩(wěn)態(tài)中間體與原料生成目的產(chǎn)物的反應(yīng)為快速反應(yīng),主要在液膜內(nèi)完成,屬液膜控制反應(yīng),轉(zhuǎn)化率取決于液相內(nèi)傳質(zhì)效率的高低。膜式磺化器液膜內(nèi)傳質(zhì)效率相對(duì)較高,停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),因

26、此在膜式磺化器出口處該反應(yīng)基本進(jìn)行完畢,即轉(zhuǎn)化率高達(dá)95%以上;而噴射磺化器液滴內(nèi)部的傳質(zhì)能力相當(dāng)弱,停留時(shí)間相對(duì)較短,因此在噴射磺化器出口處轉(zhuǎn)化率明顯偏低。由此可見(jiàn),在磺化/硫酸化AO、2-乙基己醇、AEO3時(shí),必須提高液相內(nèi)傳質(zhì)效率。對(duì)LAB、HAB、ME而言,第二步反應(yīng)速度較慢,一部分反應(yīng)在液體中進(jìn)行,即在老化過(guò)程中完成,對(duì)液相內(nèi)傳質(zhì)的要求相對(duì)較小,因此,兩類(lèi)反應(yīng)器制備的磺化產(chǎn)品質(zhì)量相近。3 結(jié)論(1噴射磺化反應(yīng)器與膜式磺化反應(yīng)器在磺化烷基苯、脂肪酸甲酯時(shí)無(wú)明顯區(qū)別,說(shuō)明噴射磺化反應(yīng)器適用于烷基苯、脂肪酸甲酯的磺化。(2噴射反應(yīng)器制備的重烷基苯磺酸鹽產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,降低原油/水界面張力的能

27、力優(yōu)于膜式磺化器制備的重烷基苯磺酸鹽,并考慮到噴射磺化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于維護(hù),投資少,因此噴射磺化反應(yīng)器更適合于重烷基苯的磺化。(3噴射反應(yīng)器在磺化/硫酸化 -烯烴、脂肪醇和脂肪醇聚氧乙烯醚時(shí),轉(zhuǎn)化率偏低,產(chǎn)品質(zhì)量明顯不及膜式反應(yīng)器,說(shuō)明目前設(shè)計(jì)的噴射反應(yīng)器結(jié)構(gòu)不適用于這3類(lèi)物質(zhì)的磺化/硫酸化,需要進(jìn)一步改進(jìn),提高其傳質(zhì)效率。(4喉管氣速增加有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量,氣速增至180m/s以上,產(chǎn)品質(zhì)量趨于穩(wěn)定。噴射磺化反應(yīng)器的操作彈性遠(yuǎn)超過(guò)膜式磺化反應(yīng)器。(下轉(zhuǎn)第23頁(yè)20應(yīng)用化工第33卷第1期 王 斌等 : 水溶性磺化殼聚糖的研制 23 結(jié)構(gòu)和特征反應(yīng), 可為進(jìn)一步研制類(lèi)肝素物質(zhì)奠定 基礎(chǔ)。 參

28、考文獻(xiàn): 1 2 李柯 , 陳自立 , 陳蕾 , 等 . 甲殼質(zhì)及其衍生物的化學(xué)活 性 和應(yīng)用 J . 合 成技術(shù)及應(yīng)用 , 2000, 15( 1 : 36 - 38. Kur ita K. Chemistry and application of chitin and chi tosan J . Polymer Degradation and Stability, 1998, 59: 34 - 37. 3 圖2 磺化殼聚糖的紅外光譜圖 - 1 張宜 , 湯韌 , 易濤 , 等 . 甲殼素的化學(xué)修飾及復(fù)合物系 列 J . 解放軍化 學(xué)學(xué)報(bào) , 1999, 15( 3 : 34 - 35. H

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31、處有強(qiáng)吸收 , 證明有 OSO3 基團(tuán)的 S O 鍵伸 縮 振 動(dòng); 在 1064 cm - 1 處 有 強(qiáng) 吸 收, 顯 示 有 C O C ( 糖環(huán) 的伸縮振動(dòng) ; 在 800 cm - 1 處有中 強(qiáng)吸收, 證明有 C O S 鍵的伸縮振動(dòng)。而殼聚 糖在 1223 cm 表3 殼聚糖 波數(shù)/ cm3433 2882 1594 1081 1 6 - 1 及 800 cm - 1 處則均無(wú)特征吸收峰。 肝素 1 7 殼聚糖 、 磺化殼聚糖及肝素的紅外光 譜分析結(jié)果對(duì)比 磺化殼聚糖 強(qiáng)度 波數(shù)/ cmS M S S 3438 2880 1627 1223 1064 800 1 Gamzazad

32、e A I, N asibo v S M , Rofozhin S V . Study of lipoprotain sorption by some sulfoder ivatives of chitosan J . Carbohydr ate Polymers, 1997, 34: 381 -387. 丁 華 , 祝 清芬 , 徐魯 源 , 等 . 幾 丁糖酯 抗動(dòng)脈 粥樣硬 化 作用研究 J . 中國(guó)海洋藥物 , 2001, 20( 1 : 12 - 14. M urata J, Saiki I, M atsuno K , et al. Inhibition for tu mor cel

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