微通道内连续合成十二烷基苯磺酸的响应面分析及混合过程模拟

孟维军，徐一鸣，李平，赵曦，严佩蓉，徐建鸿

（1 宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室，银川 宁夏 750000；2 清华大学化学工程系，化学工程联合国家重点实验室，北京 100084）

20 世纪40 年代后，十二烷基苯磺酸盐以其良好的生物降解性、价格低廉等优势在全世界范围内被广泛应用为洗涤剂的原料。烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐在我国被广泛使用[1]。目前应用较为广泛的十二烷基苯（DDB）磺化反应器有釜式反应器、降膜反应器和喷射环流反应器，但这些反应器都存在着一定的问题，导致十二烷基苯磺酸产品成本过高。因此，高效、绿色、安全的磺化反应器是降低表面活性剂成本、促进阴离子表面活性剂供给侧结构性改革的重要环节。微化工设备如微混合器、微反应器、微换热器等通过精密加工技术制造的设备，以其1mm 以下的通道特征尺寸在近十几年里受到普遍关注[2-4]。与传统尺寸设备相比，微反应器和微混合器特征尺寸小、比表面积大、传质传热能力比传统化工设备大1～2个数量级，能够在化工过程中提供更精确的温度控制、更强的混合效果、更窄的停留时间分布以及更安全的工艺状态[5]。因此，许多瞬间强放热反应、有毒中间体反应、易爆炸反应都被应用于微化工设备中[6-10]。

十二烷基苯磺化反应是瞬间强放热反应，并附带平行副反应，而副产物对产品色泽影响严重，对于这一情况，人们希望磺化反应器能够有足够的传热性能、传质性能和较短的停留时间，来控制局部的温度、浓度对反应的影响。……