El tratamiento final de la hidrólisis se requiere para obtener un producto de alta calidad.
planta de
sulfonación
APLICACIÓN DE LA
TECNOLOGÍA
El proceso de sulfonación lineal continua de alquilbenceno (LAB) se aplica ampliamente para la producción del correspondiente ácido sulfónico (LABSA), un producto básico utilizado en la fabricación de detergentes domésticos e industriales.
La sulfonación se utiliza para procesar en el mismo reactor otras bases orgánicas como alcoholes grasos, puros o más a menudo etoxilados, o C12 – C18 alfa olefinas (AO).
Un producto valioso que se obtiene de la sulfonación y después de la neutralización es la sal de sodio del alcohol laurílico etoxilado sulfonado, comúnmente llamado SLES, un producto básico de tocador y cosmético. Los alcoholes de cadena larga, como el alcohol laurílico, en la forma etoxilada de 2-3 moles, pueden tratarse con trióxido de azufre en el mismo reactor de película multitubular para la producción del ácido correspondiente (LESA).
El sulfonato alfaolefínico de sodio (AOS) es un surfactante aniónico ampliamente utilizado para productos de lavandería y de cuidado personal. Las alfa olefinas de varias longitudes de cadena, típicamente C12 – C18, pueden ser sulfonadas en el reactor de película multitubular y posteriormente neutralizadas.
Utilizado en la fabricación de detergentes domésticos e industriales
Utilizado para
productos básicos de aseo y cosméticos
Utilizado para
productos de lavandería y cuidado personal
SECCIONES
DE UNA PLANTA TÍPICA
La planta de sulfonación típica está compuesta por las siguientes secciones principales:
– Producción de SO3
– Sulfonación
– Tratamiento de los gases de escape
Las secciones complementarias de la planta de sulfonación típica disponibles son las siguientes:
– Sección de neutralización para la producción de SLES o sulfonato de alfa olefina (AOS)
– Sección de hidrólisis para el sulfonato de alfa olefina (AOS)
– Sección de producción de ácido sulfúrico
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DESCRIPCIÓN
DEL PROCESO
Química básica
La sulfonación se basa en la reacción entre una corriente de trióxido de azufre diluido en el aire y una base orgánica. La reacción se lleva a cabo en un reactor de película multitubular de acero inoxidable donde la corriente de trióxido de azufre y la base orgánica se transportan en co-corriente, durante el tiempo de reacción necesario para que un grupo sulfúrico reaccione con la base y forme una molécula adicional. Esta molécula tiene un extremo polar hidrófilo (el grupo sulfúrico) y un extremo eléctricamente neutro (la cadena de hidrocarburos) que es hidrófobo. Esta doble propiedad es el factor que proporciona el comportamiento detergente del LABSA y su capacidad para modificar la tensión superficial del agua.
Control de calidad del producto
El color es una propiedad clave para el valor comercial de la base orgánica sulfonada.
El color puede verse obstaculizado por varios factores, incluida la temperatura de la reacción.
Dado que la reacción es bastante exotérmica, para mantener la temperatura constante, el haz de tubos del reactor se sumerge en agua de refrigeración en circulación bajo control de temperatura. La densidad, el contenido de ácido sulfúrico y el contenido de aceite libre son otros parámetros mensurables de la calidad del producto.
Sección común del proceso de producción
La producción de corriente sulfúrica es una característica común de todos los procesos de sulfonación. La corriente sulfúrica se fabrica mediante un proceso similar a la producción de ácido sulfúrico. La materia prima es azufre sólido, normalmente en forma de pelets de alta pureza como el que se produce por la oxidación parcial del gas ácido por el proceso Claus. El azufre es fundido por vapor en un tanque encamisado, luego es bombeado a un horno de combustión donde se quema en un gran exceso de aire con formación de dióxido de azufre. La corriente de dióxido de azufre debe ser enfriada para el siguiente paso del proceso.
Conversión y sulfonación
El dióxido de azufre debidamente enfriado se transporta a un reactor catalítico multicapa donde el dióxido de azufre se convierte casi completamente en trióxido de azufre. Esta corriente requiere refrigeración y filtración antes de que se reaccione con la base orgánica en el reactor de película multitubular.
La reacción se produce bajo el control de la temperatura y el control del caudal de base orgánica alimentado al reactor de sulfonación.
El software y el hardware permiten al operador realizar las tareas de control automáticamente o poner bajo control manual esos parámetros clave, según el estilo de gestión del proceso.
SLES
La corriente ácida de LESA se neutraliza en un circuito en el que la salida del reactor se trata con una solución de sosa cáustica y se somete a un proceso de homogeneización en un equipo especial que permite que el producto no tenga grumos y cumpla las especificaciones de homogeneización más estrictas, según sea necesario para su uso en la industria cosmética. La importante cantidad de calor que se desarrolla a partir de la reacción de neutralización se elimina en un enfriador especial, y luego el equipo y las inyecciones adicionales en curso permiten el ajuste del color, la desaireación, el ajuste del pH y el envejecimiento del producto. La desaireación consiste en la eliminación de pequeñas burbujas de aire que se forman durante los diversos procesos atmosféricos, en un desgasificador que funciona al vacío, proporcionando así un aspecto cristalino a la pasta de SLES.
Se puede prever otro tratamiento opcional destinado a la eliminación del dioxano.
1,4 – El dioxano, eventualmente producido como subproducto no deseado por la reacción de sulfonación, se elimina de la pasta en un evaporador de película al vacío donde también se produce simultáneamente la desaireación.
AOS
Además de la neutralización con sosa cáustica de la salida del reactor de ácido, un tratamiento complementario participa en la producción de Sulfonato de Sodio Alfa-Olefina (AOS), llamado «hidrólisis».
La corriente de AOS neutralizada se calienta a alta temperatura, se homogeneiza y se envejece durante un tiempo adecuado para asegurar la conversión completa de las Sultaninas en compuestos tensoactivos.
Después de un enfriamiento final, el producto está listo para su almacenamiento o envasado.
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