1. Descrição do Sistema

Unidade 79 de WEIXIAN O sistema integra neutralização, resfriamento, desgaseificação e remoção de dioxano em um único processo contínuo. O princípio fundamental consiste na mistura de matérias-primas ácidas e básicas com uma reciclagem de 10 vezes (1000%) do SLES resfriado, desgaseificado e livre de dioxano no Reator de Neutralização (79MX1). A reação gera apenas um leve aumento de temperatura (3–5 °C), garantindo pH estável e cor clara do produto. O Reator de Neutralização mantém uma pressão de saída constante de 0,3 bar, permitindo a alimentação estável de ácido, base, tampão e agente branqueador.

O material neutralizado entra na Torre de Extração (79T1), onde passa por evaporação de umidade, resfriamento, remoção de dioxano e desgaseificação sob vácuo a 45–55 °C. A torre não contém equipamentos rotativos e o material não entra em contato com a parede interna, eliminando a necessidade de manutenção, energia elétrica e limpeza. O tempo de residência do Reator de Neutralização até a Torre de Extração é suficiente para o branqueamento.

Na base da torre, o material tratado — agora em 10 vezes a capacidade de produção — retorna ao 79MX1 através da Bomba de Reciclagem de SLES (79P6), formando o circuito principal do processo: 79MX1 → 79T1 → 79P6. O produto é descarregado pela Bomba de Transferência de SLES (79P7). O vapor de baixa temperatura é condensado e o condensado contendo dioxano (200 ppm, 75 kg/t de SLES) é descarregado. A Bomba de Vácuo de Reciclagem (79P9) mantém a condição de vácuo.

Os materiais auxiliares são controlados com precisão: água pura e soda cáustica líquida por meio de medidores de vazão mássica e válvulas de ajuste (com válvulas separadas para produtos de alta e baixa concentração, respectivamente), e agentes tamponantes e branqueadores por meio de bombas dosadoras. O sistema também produz AOS (sulfato de amônio e sulfato) por meio de um desvio na saída do 79MX1; durante a produção de AOS, a bomba de vácuo é desativada e o material neutralizado segue diretamente para a hidrólise da sultona via 79P7.

Operando sob vácuo com pH ≤ 7,5 e um aumento mínimo de temperatura (temperatura do material ≤ 55°C), o sistema atinge condições ótimas para a produção de sal de amônio SLES.

2. Comparação das Tecnologias de Neutralização de SLES

Quatro tecnologias de neutralização contínua estão atualmente disponíveis: (1) Neutralização em duas etapas (Ballestra), (2) Neutralização por bomba (Chemithon), (3) Neutralização a vácuo (Ballestra) e (4) Neutralização e remoção de dioxano (WEIXIAN).

As duas primeiras são tecnologias convencionais que utilizam misturadores de cisalhamento de alta velocidade para misturar completamente a alimentação com o SLES refluxado, removendo em seguida o calor de neutralização por meio de uma bomba de recirculação e um resfriador. Aproximadamente 15 vezes (1500%) do rendimento retorna ao equipamento de mistura como refluxo, sendo uma vez destinada ao manuseio do produto. A neutralização por bomba segue diretamente para o manuseio do produto, enquanto a neutralização em duas etapas passa primeiro por um segundo estágio de mistura. Ambas atingem elevações de temperatura abaixo de 5 °C e pH estável por meio do refluxo de SLES em fluxo de massa. A experiência prática demonstra que, desde que a concentração de SO₃, o teor de óleo livre e, principalmente, o tempo de residência do sulfato permaneçam constantes, indicadores como estabilidade do pH e teor de dioxano (muito alto) são equivalentes entre essas tecnologias.

As duas últimas são tecnologias multifuncionais que integram mistura por neutralização, resfriamento, remoção de dioxano a vácuo e desgaseificação a vácuo. A neutralização a vácuo transfere os materiais de reação para um evaporador de película fina, onde a reação, a evaporação da umidade, a remoção do dioxano e a desgaseificação ocorrem simultaneamente sob vácuo. No entanto, o evaporador de película fina tem área de evaporação limitada, alto custo e alto consumo de energia do motor, e a quantidade de alimentação SLES é restrita. Para uma planta SLES de 3,8 t/h, a área de evaporação útil é de 10 m² sem refluxo SLES; com refluxo de 2 a 3 vezes, são necessários 30 m². A neutralização a vácuo não possui refluxo SLES, o que causa aumento excessivo de temperatura (temperatura do material > 85 °C) e pH instável.

A tecnologia de neutralização e remoção de dioxano da WEIXIAN mistura os materiais de reação com refluxo de SLES 10 vezes maior (1000%) no reator de reação de neutralização, controlando o aumento de temperatura entre 3 e 5 °C. O SLES entra então na torre de remoção e se dispersa, com evaporação da umidade e desgaseificação realizadas simultaneamente sob vácuo de −0,09 a −0,095 MPa. Isso permite a neutralização, o resfriamento, a remoção de dioxano e a desgaseificação em uma única etapa, superando o alto aumento de temperatura, a baixa estabilidade do pH e o alto consumo de energia da neutralização a vácuo. Além disso, produz SLES com baixo teor de dioxano (garantido abaixo de 10 ppm; ≤5 ppm alcançável) sob maior concentração de SO₃ (3%) e menor teor de óleo livre (1,2%). Apresenta baixo consumo de energia, baixo consumo unitário de matéria-prima e baixo teor de dioxano. A tecnologia também é aplicável à neutralização de AOS e SLS.

Para a tecnologia de neutralização convencional, atingir um teor de dioxano inferior a 15 ppm requer uma concentração de SO₃ de 2,3–2,5% e um teor de óleo livre de 1,5–1,7%, resultando em um consumo de energia 15 kWh maior e um consumo de matéria-prima orgânica 3–5 kg maior por tonelada de SLES a 70%.

3. Resumo das vantagens da Unidade 79

Em neutralização de SLESEm termos de resfriamento, remoção de dioxano e desgaseificação, todos os parâmetros da Unidade 79 da WEIXIAN superam a Neutralização a Vácuo. Com a Unidade 79, o teor de SO₃ pode ser elevado de 2,75% para 3,75% durante a produção de SLES, mantendo baixos teores de dioxano e óleo livre — possibilitando aumentos de capacidade de até 40% e reduções de 40% no consumo de energia elétrica, sem a necessidade de melhoria na qualidade do ar seco.

A unidade 79 combina neutralização, resfriamento de materiais, desgaseificação e remoção de dioxano em um único processo, produzindo sais de sódio/amônio de baixa e alta concentração de SLES/SLS, bem como AOS.

O fluxo do processo é curto e simples, garantindo uma operação estável e fácil. A torre de destilação 79T1 é um equipamento estático, sem motor ou peças rotativas, eliminando o risco de avarias. A neutralização ocorre na 79MX1 com recirculação de polpa em grande volume, mantendo o aumento de temperatura abaixo de 5 °C e garantindo uma cor e um pH estáveis ​​do produto.

O sistema utiliza calor de neutralização para evaporar a umidade e o dioxano sob vácuo a baixa temperatura, não necessitando de aquecimento adicional.

Ao alcançar baixo teor de dioxano, baixo consumo de energia elétrica por unidade e baixo consumo de matéria-prima orgânica por unidade, representa a tecnologia mais avançada e popular na competição internacional.