黄亚茹.三氧化硫磺化技术中的节能环保新工艺

三氧化硫磺化技术中的

节能环保新工艺浙江赞宇科技股份有限公司2009年10月20日赞宇科技前身是创建于1965年的浙江省轻工业研究所2000年改制成浙江赞成科技有限公司2007年整体变更为浙江赞宇科技股份有限公司科研设施条件拥有SO3气相膜式磺化、酰胺化、酯化等小试、中试及产业化所需的条件。拥有GC-MS、GC、HPLC等30余台(套)进口大型仪器及表面张力仪、去污机、泡沫仪等专用仪器，具备化工产品基础研究、合成、复配、分析测试条件。

是采用磺化剂与有机物料进行反应，在非极性的亲油基（如烯烃的碳原子或脂肪醇的氧原子）上引入-SO3基团。磺化技术

据国内表面活性剂行业统计数据显示：2008年我国表面活性剂的总产量84万吨（以100%活性物计），其中阴离子的产量在55万吨，而阴离子中磺化/硫酸化类阴离子表面活性剂超过50万吨，占总产量的60%。主要有：

烷基苯磺酸盐(LAS)

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(AES、AESA)α-烯基磺酸盐(AOS)

脂肪醇硫酸酯盐(K12、LSA)三氧化硫磺化技术生产的产品三氧化硫磺化技术现状我国现有约110套的三氧化硫磺化装置，大多采用燃硫法制备SO3/空气磺化剂。目前国内仅有本公司以液体SO3做磺化剂进行气相磺化的工业化生产。燃硫法的SO3发生系统工艺路线空气→压缩→冷冻→吸附↓干燥空气↓↓硫磺→

熔化

→

燃烧

→

转化↓

冷却

→

稀释↓气体SO3/空气液体SO3气化发生系统工艺路线硫酸厂排空尾气→过滤→压缩↓干燥空气↓液体SO3→蒸发稀释↓气体SO3/空气

燃硫法的磺化/硫酸化生产工艺空气空气干燥系统过滤压缩冷冻脱水吸附脱水磺化及中和系统磺化老化脱色中和液体有机原料尾气尾气处理系统静电除雾碱吸收硫磺SO3发生系统熔硫燃硫转化冷却过滤干燥空气SO3磺酸盐型、硫酸酯盐型表面活性剂压缩磺化脱色产品硫酸厂尾气有机料尾气处理系统静电除雾、碱吸收液体SO3蒸发稀释中和气体SO3液体SO3磺化/硫酸化生产工艺项目新技术老技术新老技术比较节约投资（万元）液体SO3磺化装置燃硫法SO3磺化装置主风机风压较低0.49MPa功率160kw风压较高0.69MPa功率250kw80工艺空气冷冻干燥系统不需用需配置，冷冻机制冷量60万kcal/h和乙二醇循环系统320工艺空气干燥系统使用硫酸厂生产的尾气，不需费用需配置以进口硅铝胶或分子筛为干燥剂的空气干燥及其再生系统200三氧化硫发生系统需液体SO3贮罐（两只）、三氧化硫蒸发和冷却系统需配置熔硫、燃硫、转化器和三氧化硫冷却系统和开车升温系统750液体SO3蒸发和燃硫法的固定资产投资比较表

（以3.8t/h的磺化生产线为例）新工艺——投资省工艺流程简化，装置占地面积减少1/2，节省1/3以上的投资。每条3.8吨/小时磺化装置在SO3发生阶段的固定资产投资减少约1350万元。一般燃硫法固体投资在4000万左右，相应固定资产折旧减少，从而降低了产品成本。

项目的节能减排效益（以3.8t/h的磺化生产线为例）项目传统技术新技术备注吨产品能耗(吨标准煤)0.70.3每年节煤1.2万吨装机容量(KW•h)898.25449.25含AOS生产，不含产品调整

尾气排放（m3/h）80000含SO225mg/m3冷态开车时间(h)4~80.5~1新老工艺装置比较表（以3.8t/h计）

新技术装置原技术装置序号名称功率（KW）台数序号名称功率（KW）台数1罗茨风机16011罗茨风机25012LSO3气化塔12制冷机组13513LSO3贮罐23乙二醇循环泵1124转料泵3.714水/乙二醇冷却器155空气换热器166再生风机3017空气干燥器188燃硫炉199转化塔11010SO2冷却器11111SO2-SO3中间冷却器11212SO3冷却器11313冷却风机7511414预热炉11515一次风机311616预热控制器311717柴油罐11818熔硫罐11919硫磺泵0.7522020碱吸收塔；循环泵15合计163.75台套合计563.7526台套新工艺——能耗低系统运行压力降低，风机电耗下降，公用工程生产成本比燃硫法下降5~10%，总能耗降低40%。一条3.8吨/小时的磺化生产线使用燃硫法工业化装置设备26台套，装机容量约564KW，而液体SO3蒸发的工业化装置设备5台套，装机164KW，每年，一条磺化生产线运行7200小时计算，机械效率按76%计算，一年节约电能（564-164）×76%×7200=218.9万千瓦，按0.75元/千瓦计，每年节约能耗约164万元，同时设备维修保养费用还大大减少。

硫酸厂采用二转二吸工艺制备硫酸，尾气SO2含量在200mg/m3左右。尾气经磺化工艺再次利用，使SO2排放：≤25mg/m3，在不增加新SO2排放的情况下，减少SO2和亚硫酸钠的排放，实现了减排。燃硫法制SO3相当于硫酸厂老的一转一吸工艺，尾气中SO2含量在1000～2000mg/m3，必须经过碱吸收处理，并由此产生亚硫酸钠污液。新工艺——无新增尾气、减排SO2新技术——开、停车方便，头尾料少开车时燃硫炉和转化塔等的升温及转化率达到最佳点，需要4～8h。燃硫法产生废气，含有未转化的SO2和SO3

，需经酸碱、有机物吸收，形成硫酸、亚硫酸钠废液和头尾料。停车时，需要对燃硫炉和转化器等进行4～8h的冷却吹扫降温。开车升温速度很快，一般0.5h即可达到平衡，停车速度也很快，只需将管道中的剩余三氧化硫吹净，有效实现节能降耗的目的，开车的头尾料很少。液体SO3法稳定精确输送液体SO3，并准确提供热风量是液体SO3磺化工艺工业化技术的关键。这对于提高磺化产品得率和品质，降低能源物耗和污染物的排放具有关键的作用。

措施如下：

SO3稳定供给技术液体SO3采用质量流量计，和PID（比例积分微分）控制器控制流量；采用氮气压送系统，防止输送的液体SO3在管道输送过程中气化而影响计量的精确度。干燥空气采用风机变频调速保证稳定供应；管路系统采用缓冲罐以消除工序之间的波动影响及其重叠放大。液体SO3储存、输送、计量的PID流程图流量计气动阀PID蒸发器LSO3罐LSO3氮气蒸发工艺的节能设计特点蒸发器中不存在大量液体SO3，系统压力稳定性、安全性更高。硫酸厂尾气50～70℃，经罗茨风机加压产生的热能使温度达90～110℃，直接对液体SO3进行混合加热，无需加热器。气体SO3的出口温度45～60℃，可直接用于磺化，避免了对液体SO3先加热气化，而在进磺化器前又必须冷却的工序（磺化器入口温度：40℃～55℃），具有节能优点。液体SO3是一种强氧化剂，几乎能与所有有机化合物迅速发生磺化、氧化和脱水反应，对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用,与水发生爆炸性剧烈反应。纯的液体SO3是稳定的，但其吸湿性极强，其吸收水分后对大多数金属有强腐蚀性，同时微量水分会大大加速液体SO3聚合成固体过程。液体SO3系统控制在35℃～43℃，通入高纯氮气，隔绝空气和水分。操作实现机械化、计算机自动控制，安全性大大提高。新技术——计算机控制、提高安全性新技术实施本公司建成了4条硫酸化/磺化的生产线，总生产能力达13t/h（其中3.8t/h生产线3条，1.6t/h生产线1条）。另外还有0.04t/h的磺化中试装置和0.001t/h的小试磺化装置。可以生产烷基苯磺酸（LAS）、脂肪醇硫酸盐（K1