CN101811994A - 一种连续干燥脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法 - Google Patents
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Abstract
持续加工容易，成本低的一种连续干燥脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法，采用流化床干燥器(5)，将70～180℃的空气流输入流化床干燥器，使干燥器内的惰性粒子流化；将计量后的脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料，预热至50～150℃，以脉动流方式输入流化床干燥器(5)，通过网孔分布罩(6)，断裂成短柱状，落入干燥器的流化床层，和惰性粒子一起被流化，并得以干燥，干燥了的物料，从惰性粒子表面脱落成为细粉，随气流从流化床干燥器顶部排出，进入布袋分离器(7)，尾气从布袋分离器顶部排出，产品细粉从布袋分离器下部输出。发明适合作表面活性剂干燥。
Description
技术领域
本发明涉及物料干燥方法，特别是一种连续干燥高浓度脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠的方法。
背景技术
脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠是阴离子表面活性剂，具有良好的去污、发泡、乳化能力，广泛应用在日用化工、工业清洗剂，建材发泡剂等产品中。脂肪醇硫酸钠是以脂肪醇为原料，经过SO3磺化、NaOH中和等化学反应制得液状产品；而烯基磺酸钠是以烯烃为原料，经过SO3磺化、NaOH中和以及水解等化学反应制得液状产品。液状的脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠可以通过适当的干燥方式制得固体产品。由于液状脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠会随其活性物含量逐步提高，表观粘度会急剧上升，数万厘泊的高粘度使得高浓度液状产品的输送和使用变得十分困难，为此通常情况下不会使用活性物含量超过35％的产品。在制取固体形态的脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠的产品时，通常也是以活性物含量为35％左右的低浓度液状产品，通过高塔喷雾干燥的形式制得。比如，日本特开昭55-69698、特开昭53-39037，中国ZL00131365.7所公开的制造方法。这些方法存在的最大的问题是，干燥低浓度物料需要蒸发大量的水分，耗能大、效率低，同时由于不能很好地解决粉体沾粘塔壁的问题，导致连续操作时间不可能持久，而且塔壁上沾粘粉体的清理十分困难，用大量热水冲刷清理下来的物料也难以回收利用，物料损失严重且污染环境，显然是不经济和不合理的。
另外，也有不少报道是使用含固量60～80％(重量)的高浓度浆料，以喷雾干燥的方式制取固体形态的产品。比如，日本特开昭54-106428、中国CN1680303A、欧洲6140301号专利所公开的制造方法。由于高浓度脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料具有极高的表观粘度，使得对其雾化的稳定进行非常困难，雾化的不稳定造成经常死机停产，规模化生产变得十分困难，为此鲜有稳定的规模化工业生产的实例。
还有报道是采用含水20％～35％(重量)的高浓度浆料，经真空薄膜连续干燥的工艺。如日本特开平2-222498、中国CN101456829A报道的。报道的方法，不仅需要结构复杂的真空薄膜干燥器，该机转动部件多且精度要求高，故设备故障率较高，造价也较高昂，而且，由于所制得的是不规则的薄片状产物，为了方便应用，需要通过二次加工来解决，比较繁琐。
美国US5723433公开了用湍流管式干燥器(TTD)干燥脂肪酸甲酯磺酸钠等阴离子表面活性剂的方式。此方法是首先将物料加压预热，再通过喷嘴减压进行一次真空闪蒸脱除部分水分后，再在直管内进行物料与蒸汽两相间的湍流传热进一步蒸发物料中的水分，达到最终干燥的目的。由于表面活性剂中微量水分在线检测是一个国际范围内尚未很好解决的大难题，为此该工艺难以实现有效的自动控制，所以在实际应用中，湍流管式干燥器(TTD)的湍流管、闪蒸罐等处经常被未干透的物料堵塞而被迫中断生产。
发明内容
本发明要解决脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料脱水制取固体产品时干燥能耗大，持续加工困难，设备投资大，生产成本高等问题，为此提供本发明的一种连续干燥高浓度脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法，该方法工艺流程简单、合理，能效比高，设备造价低，可靠性高，可稳定连续大规模工业化生产，该法采用低温热风连续干燥高浓度脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料，制取相应的细粉状产品。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案其特殊之处在于：采用包括进料泵、物料预热器、装有惰性粒子的流化床干燥器和布袋分离器的干燥***，通过鼓风机和空气加热器将70～180℃的空气流输入流化床干燥器，使干燥器内的所述惰性粒子流化；将计量后的脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料，用进料泵以脉动流方式输送通过物料预热器，预热至50～150℃，输入流化床干燥器中，输入的物料通过网孔分布罩，断裂成短柱状，落入所述干燥器的流化床层，使输入的物料再次分散并附着于惰性粒子表面，和惰性粒子一起被流化，物料与热气流热交换后得以干燥，干燥了的物料随惰性粒子的碰撞、摩擦，从惰性粒子表面脱落成为细粉，细粉物料随气流从流化床干燥器顶部排出，进入布袋分离器，在引风机作用下，布袋分离器内的尾气从顶部排出，布袋分离器内集积的细粉通过下部的出料阀输出。
所述浆料中脂肪醇硫酸钠或烯基磺酸钠的活性物浓度为60～85％。
干燥后脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠的水分含量为≤4％。
本发明脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠的烷基或烯基的碳原子数为8～24；脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠的烷基或烯基是直链的或支链的。
所述流化床优选是倒圆锥筒状的。
所述进料泵依次由进料螺杆泵、缓冲器和往复泵组合构成，使所述浆料以脉动状流动方式进入流化床干燥器。
本发明采用惰性粒子流化床干燥器进行干燥，该干燥器是在普通的流化床干燥器内加入惰性粒子，工作时，输入的热气流通过气体分布板后进入流化床层，床层内的惰性粒子在气流的作用下进入流化状态；待干燥浆料输入，通过网孔分布罩成短条状挤出，落入流化床层，被再次分散并附着于惰性粒子表面，和惰性粒子一起流化，并与热气流发生热量传递，物料中的水分被转移到气流中，物料得以干燥。干燥的物料随惰性粒子相互碰撞和摩擦，从粒子表面粉化脱落，脱落的物料被流化粒子继续粉碎细化后，随气流从流化床干燥器顶部排出，进入布袋分离器，在引风机作用下，布袋分离器内的尾气从顶部排出，布袋分离器内集积的细粉通过下部的出料阀输出。
本发明能连续作业。本发明所述计量后的浆料是指通过流量计的浆料。
本发明进料泵由螺杆泵和往复泵组合，使浆料以脉动流方式输入，通过网孔分布罩后浆料以短柱状落入流化床层。
本发明宜采活性物浓度为60～85％的高浓度脂肪醇硫酸钠或烯基磺酸钠浆料。本发明将待干燥浆料分两步分散的方式，第一步是浆料以脉动方式输入，通过网孔分布罩后，断裂成短柱状得以分散，第二步是短柱状物料在流化床层内得以分散。如此，既避开了高浓度脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料难以持续稳定雾化的难点，又可防止高粘性浆料进入流化床层后相互粘连抱团造成流化床的死床。浆料以脉动方式输送，通过网状分布罩后发生断裂，这第一次分散很重要，它是第二次分散得以顺利进行的前提与保证。物料的脉动输送频率为1～20次/秒，优选5～10次/秒。脉动输送的实现可以有多种形式，除本发明采用的以螺杆泵—往复泵组合的实现方式，也可以使用原理相同的齿轮泵、隔膜泵替代上述相应的泵型进行组合，还可以单独使用螺杆泵、齿轮泵，并以脉动电源驱动的形式来实现。
本发明干燥后的细粉状的脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠，其水分含量为≤4％，优选为≤2.5％。
本发明所述脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠的烷基或烯基的碳原子数为8～24，优选为12～18，更优选为12～14。
本发明所述惰性粒子可以是用玻璃、石英、水晶、陶瓷、氧化铝、氧化锆、玛瑙、聚四氟乙烯等材质中的一种或者二种以上的混合物制成，也可采用多种材质粒子的混合，粒子宜为球形或近似球形，直径为1～5mm，优选2～3mm。作业时，惰性粒子在输入的热风空气流作用下呈流化状态，其作用是，打散输入的短柱状物料，使物料附着于流化粒子表面，与热气流热交换得以干燥，并粉化、脱落，再就是，对流化床筒壁的碰撞和冲刷，起到了清洁筒壁的作用，避免物料粘附于筒壁长时间受热而分解。
本发明流化床干燥器底部的热风分布板采用了冲压成型的舌形板，既可改善流化效果、减少漏料，又可方便在停车时清空床层。
本发明由于排出流化床干燥器的尾气中水分含量少且温度低，故采用了布袋分离器这种高效的分离形式来处理尾气，因而彻底解决了在以低浓度浆料为原料的高塔喷雾干燥方式中，由于尾气的温度高且其中含有大量的水分，只能使用旋风分离器而不能使用布袋分离器，造成尾气分离效果欠佳，产品收率偏低，尾气中夹带的粉尘污染环境等诸多问题。
本发明还在于：
1.利用高浓度的脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠物料的特性和惰性粒子的作用，采用分两步分散物料的方式，既避开了高浓度脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠物料难以持续稳定雾化的难点，又可保证粘性物料断裂，防止相互粘连抱团造成流化床的死床，从而实现了对高浓度脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠进行高效干燥。
2.相对于高塔喷雾干燥而言，本发明的惰性粒子流化床使用了低温的热风，避免了物料高温分解的风险。
3.由于呈流化态的惰性粒子对流化床筒壁的不断碰撞和冲刷，起到了清洁筒壁的作用，避免了物料粘附在筒壁上因长期受热而分解，从而可以长期连续稳定生产。
4.与高塔喷雾干燥采用含水量高达60～65％的原料相比，本发明采用的原料含水量要低得多，干燥耗能大幅减小，节能效果显著。
5.惰性粒子流化床干燥器平均容积传热系数高，约为高塔喷雾干燥的20倍，同样蒸发能力的设备的体积，前者只有后者的1/20。为此设备造价低，占地面积小，大幅度降低了投资和生产成本。
6.由于流化床排放的尾气中水分含量少且温度低，故采用了布袋分离器这种高效的分离形式来处理尾气，与高塔喷雾干燥方式中的尾气由于温度高且其水分多，只能使用旋风分离器相比，解决了尾气分离效果差、产品收率低、粉尘污染环境等诸多问题。
7.本发明干燥生产的固体脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠为细粉状产品，与高塔喷粉生产的空心颗粒状的产品相比，由于颗粒密度前者比后者有所增加，故前者的溶解性也要优于后者。
本发明无需对待干燥物料进行雾化，即可稳定、可靠和高效地连续干燥高浓度脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料，制取相应的细粉状产品。同时避免物料高温分解，提高干燥热效率，保证产品质量。
附图说明
图1是本发明所用设备示意图。
图中标记为：1螺杆泵，2缓冲器，往复泵，4物料预热器，5流化床干燥器，6网孔罩，7布袋分离器，8出料阀，9引风机，10鼓风机，11空气加热器。
具体实施方式
实施例1：将活性物含量为75％的C12-14烷基硫酸钠计量后预热至75℃，用螺杆泵1-往复泵3组合以脉动方式连续送入惰性粒子流化床干燥器5，物料通过干燥器内多点分布的网孔分布罩6后断裂成为短圆柱状，进入流化床层的短圆柱状物料随即又被处于流化态的惰性粒子进一步分散，分散后的湿物料与惰性粒子共处在流化状态下，湿物料被底部进入的温度为100℃的热风所干燥，干燥后的物料在惰性粒子的碰撞和摩擦作用下成为细粉状，干燥后的细粉随即被尾气带出进入布袋分离器，尾气在引风机9作用下从布袋分离器上部排出，布袋分离器收集的细粉通过出料阀8排出，得到含水量约为2％的C12-14烷基硫酸钠细粉状产品。
实施例2：将活性物含量为60％的C16-18烷基硫酸钠计量后预热至70℃，用螺杆泵1——往复泵3组合以脉动方式连续送入惰性粒子流化床干燥器5，物料通过干燥器内多点分布的网孔分布罩6后断裂成为短圆柱状，进入流化床层的短圆柱状物料随即又被处于流化态的惰性粒子进一步分散，分散后的湿物料与惰性粒子共处在流化状态下，湿物料被底部进入的温度为90℃的热风所干燥，干燥后的物料在惰性粒子的碰撞和摩擦作用下成为细粉状，干燥后的细粉随即被尾气带出进入布袋分离器，尾气在引风机9作用下从布袋分离器上部排出，布袋分离器收集的细粉通过出料阀8排出，得到含水量约为2.5％的C16-18烷基硫酸钠细粉状产品。
实施例3：将活性物含量为70％的C14-18烯基磺酸钠计量后预热至150℃，用螺杆泵—往复泵组合以脉动方式连续送入惰性粒子流化床干燥器，物料通过干燥器内多点分布的网孔分布罩后断裂成为短圆柱状，进入流化床层的短圆柱状物料随即又被处于流化态的惰性粒子进一步分散，分散后的湿物料与惰性粒子共处在流化状态下，湿物料被底部进入的温度为180℃的热风所干燥，干燥后的物料在惰性粒子的碰撞和摩擦作用下成为细粉状，干燥后的细粉随即被尾气带出进入布袋分离器，尾气在引风机作用下从布袋分离器上部排出，布袋分离器收集的细粉通过出料阀排出，得到含水量约为3％的C14-18烯基磺酸钠细粉状产品。
实施例4：将活性物含量为85％的C8-14烷基硫酸钠计量后预热至50℃，用螺杆泵—往复泵组合以脉动方式连续送入惰性粒子流化床干燥器，物料通过干燥器内多点分布的网孔分布罩后断裂成为短圆柱状，进入流化床层的短圆柱状物料随即又被处于流化态的惰性粒子进一步分散，分散后的湿物料与惰性粒子共处在流化状态下，湿物料被底部进入的温度为70℃的热风所干燥，干燥后的物料在惰性粒子的碰撞和摩擦作用下成为细粉状，干燥后的细粉随即被尾气带出进入布袋分离器，尾气在引风机9作用下从布袋分离器上部排出，布袋分离器收集的细粉通过出料阀排出，得到含水量约为1.5％的C8-14烷基硫酸钠细粉状产品。
Claims (7)
1.一种连续干燥脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法，其特征在于：采用包括进料泵、物料预热器(4)、装有惰性粒子的流化床干燥器(5)和布袋分离器(7)的干燥***，通过鼓风机和空气加热器将70～180℃的空气流输入流化床干燥器，使干燥器内的所述惰性粒子流化；将计量后的脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料，用进料泵以脉动流方式输送通过物料预热器(4)，预热至50～150℃，输入流化床干燥器(5)中，输入的物料通过网孔分布罩(6)，断裂成短柱状，落入所述干燥器的流化床层，使输入的物料再次分散并附着于惰性粒子表面，和惰性粒子一起被流化，物料与热气流热交换后得以干燥，干燥了的物料随惰性粒子的碰撞、摩擦，从惰性粒子表面脱落成为细粉，细粉物料随气流从流化床干燥器顶部排出，进入布袋分离器(7)，在引风机(9)作用下，布袋分离器内的尾气从顶部排出，布袋分离器内集积的细粉通过下部的出料阀(8)输出。
2.根据权利要求1所述的一连续干燥脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法，其特征在于所述浆料中脂肪醇硫酸钠或烯基磺酸钠的活性物浓度为60～85％。
3.根据权利要求1所述的一种连续干燥脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法，其特征在于干燥后脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠的水分含量为≤4％。
4.根据权利要求1所述的一种连续干燥脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法，其特征在于脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠的烷基或烯基的碳原子数为8～24。
5.根据权利要求1所述的一种连续干燥脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法，其特征在于脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠的烷基或烯基是直链的或支链的。
6.根据权利要求1所述的一种连续干燥脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法，其特征在于所述流化床是倒圆锥筒状的。
7.根据权利要求1所述的一种连续干燥脂肪醇硫酸钠、烯基磺酸钠浆料的方法，其特征在于所述进料泵依次由螺杆泵(1)、缓冲器(2)和往复泵(3)组合构成，使所述浆料以脉动状流动方式进入流化床干燥器。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100825 |