CS210175B1 - Method of making the surface hydrophilic fillings for the appliance for interchange of material and/or heat between the phases - Google Patents
Method of making the surface hydrophilic fillings for the appliance for interchange of material and/or heat between the phases Download PDFInfo
- Publication number
- CS210175B1 CS210175B1 CS797078A CS707879A CS210175B1 CS 210175 B1 CS210175 B1 CS 210175B1 CS 797078 A CS797078 A CS 797078A CS 707879 A CS707879 A CS 707879A CS 210175 B1 CS210175 B1 CS 210175B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- gas
- filler
- reaction
- sulfur trioxide
- vessel
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 2
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 37
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 4
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 abstract 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000003570 air Substances 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/14—Chemical modification with acids, their salts or anhydrides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0426—Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position
- B01D11/043—Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position with stationary contacting elements, sieve plates or loose contacting elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J15/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/30—Details relating to random packing elements
- B01J2219/302—Basic shape of the elements
- B01J2219/30223—Cylinder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/30—Details relating to random packing elements
- B01J2219/304—Composition or microstructure of the elements
- B01J2219/30466—Plastics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2323/12—Polypropene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby povrchově hydrofilizovaných výplní pro zařízení k výměně hmoty a/nebo tepla mezi fázemi působením kysličníku sírového v plynné fázi, například vodou smáčivých výplní absorpčních, extrakčních kolon, chladicích věží a podobných zařízení.
Z čs. autorského osvědčení č. 169 054 jsou známy výplně zařízení pro výměnu hmoty a tepla, vyrobené z plastických hmot v podstatě hydrofobního typu, jako je polyetylén, polypropylen, polyvinylchlorid a podobně, jejichž povrch je pokryt souvislou vrstvičkou jiného, ve vodě bobtnavého polymeru.
U takových výplní dochází k lepšímu využití povrchu výplně jednak proto, že větší část jejich povrchu je pokryta stékajícím filmem vodné kapalné fáze než je tomu u obvyklých výplní z hydrofobních plastů, jednak proto, že se zlepší hydrodynamické podmínky pro tok tohoto filmu. Výsledkem toho je, že ve srovnání s geometricky podobnými výplněmi z hydrofobních plastů se efektivní mezifázová plocha, na níž dochází k výměně hmoty a/nebo tepla, přibližně zdvojnásobí, anebo se výška převodové jednotky zmenší při stejném výkonu přibližně na polovinu.
Příprava plastových výplní s hydrofilní povrchovou vrstvou se výhodně provádí tak, že se povrchová vrstva výplně z hydrofobního plastu podrobí vhodné chemické reakci, například sulfonaci nebo oxidaci. Reakce a její podmínky se musí volit tak, aby vznikla souvislá, odolná vrstva hydrofilniho, ve vodě botnajícího, ale nerozpustného polymeru.
Protože většina hydrofilizačních reakcí vede nad určitý stupeň konverze až k produktům rozpustným ve vodě, a protože mezi nezbotnalou hydrofobní a zbotnalou hydrofilní vrstvou 210175 vzniká tečné napětí, které může vést к odlupování hydrofilní vrstvy, nacházejí -se vhodné reakční podmínky ve značně úzkém rozmezí. Zpravidla je třeba doplnit hydrofilizační reakci současným zesítčním hydrofilní vrstvy a podporovat difúzi reagentu do hydrofobního polymeru, aby mezi oběma vrstvami vznikl gradient botnavosti a tak se snížilo tečné napětí na rozhraní. Další omezení výběru vhodné reakce plynou z požadavků na cenu výplně vzhledem к výrobním nákladům hydrofilizační úpravy.
Nejčastěji používanými plasty jsou polyolefiny, zejména polyetylén a izotaktický polypropylen. Zvláště vhodný z hlediska měrné hmotnosti a termomechanických vlastností je izotaktický polypropylen, který je také levný.
Jeho nevýhodou je, že je silně krystalický, takže ní zkomol ekulámí reagenty do něho difundují velmi pomalu, přičemž hydrofilizační reakce probíhá značnou rychlostí. Proto při různých reakcích jako například při povrchové oxidaci kyselinou chromovou dochází к leptání, vznikající povrchová vrstvička hydrofilní se ihned po svém vzniku rozpouští a odplavuje, čímž se stále odhaluje hydrofobní povrch. ’
Proto nelze u polypropylenu použít některých technologicky vhodných postupů použitelných u polyetylénu, například oxidace v kapalné fázi. Jedinou prakticky schůdnou cestou byla dosud sulfonace oleem za chladu, která je oxidací provázena jen v malé míře.
Sulfonace kapalným oleem má ovšem různé nevýhody plynoucí hlavně z toho, že sulfonovaný povrch výplně se oleem dobře sináčí a proto ho zadržuje po skončení reakce značné množství. Práce s velkými dávkami olea a likvidace jeho zbytků ulpělých na výplni je nepohodlná a náročná na bezpečnostní a hygienická opatření.
Je zřejmé, že právě pro ulpívání značného množství kapalného reagentu by bylo všeobecně výhodnější provádět reakci v plynné, fázi. U polypropylénu nelze však použít, vzhledem ke tvaru tělísek výplní, metody používané u polypropylenových fólií, jako je oxidace iniciovaná koronovým výbojem a podobně. U těchto způsobů by byl ostatně stupeň hydrofilizace pro výplně nedostačující, protože byly vyvinuty jen proto, aby se umožnilo potiskování obalových materiálů, kde jsou nároky na hydrofilitu nesrovnatelně menší.
Sulfonace kysličníkem sírovým v plynné fázi dosud narážela na velké obtíže. Při vyšších koncentracích kysličníku sírového vznikají puchýřky nebo ostrůvky v oblastech proreagovaných do vysokého stupně, a v těchto místech se hydrofilizovaná vrstva po zbotnání odlupuje. Při ředění kysličníku sírového vzduchem pak dochází к indukované oxidaci kyslíkem vedoucí ke vzniku tmavě zbarvených dehtovitých zplodin, rozpustných ve vodě a hlavně v alkalických roztocích.
Hlavní potíž pramení z toho, že reakce je autoakcelerační, zvláště je-li provázena oxidací, a má vysokou aktivační energii. Kombinace těchto vlivů způsobuje, že reakce probíhá určitou dobu beze změny hydrofility povrchu (indukční fáze), načež proběhne značnou rychlostí až do vysokého stupně konverze. Takto probíhající reakci je velmi obtížné kontrolovat, protože vznikají podstatné rozdíly ve stupni proreagování v těch místech povrchu, která se dostanou první do styku s plynným reagentem, kde působí o něco déle a při vyšší koncentraci a v místech, kam se dostane reagent jen o málo později a při poněkud nižší koncentraci, což je důsledek Jednak vlastní reakce, Jednak sorpce kysličníku sírového ve zreagované vrstvě a na Jejím povrchu.
Při obvyklém provedení reakce, například když Jsou páry kysličníku sírového přiváděny do reaktoru nebo kolony, v níž Je polypropylenová výplň, Je výsledek velmi nepříznivý, protože u vtoku Je povrch výplně již spálený”, to Je jednak sulfonovaný do přílišné hloubky a konverze a Jednak zaoxidovaný, kdežto na výstupu plynu je povrch polypropylenových tělísek dosud prakticky hydrofobní.
Volí-li se doba reakce při dané teplotě a koncentraci SO^ tak, aby byla konverze v hlavní části, to je ve středu reaktoru dostatečné a optimální, pak ta část výplně, která reagovala u vtoku jen o málo delší dobu a při jen o málo vyšší koncentraci, proreaguje již do nežádoucí podstatně vyšší konverze, kdežto v blízkosti odtahu výplň, která se dostala do styku s reagentem jen o málo později a při jen o málo nižší koncentraci kysličníku sírového je dosud v oblasti indukční periody a proto zjevně nezreagovaná, prakticky hydrofobní.
Tato situace je schematicky znázorněna na připojeném obrázku, kde křivka a přísluší reakci při vstupu plynu b, ve středu vsázky a c při výstupu plynu, t0, t^» tQ jsou příslušné reakční doby, alfafi, alfa^, alfac jsou příslušné stupně konverze.
Ze schématu je názorně vidět, že i nepatrné, zdánlivě bezvýznamné rozdíly v době kontaktu výplně s reagentem mohou mít za následek značné rozdíly v dosaženém stupni konverze/
Tyto rozdíly se dále zvětšují, je-li plyn teplejší než výplň nebo je-li v plynu obsar-. žen kyslík v takové koncentraci, že nastává ve významné míře exotermní indukovaná oxidace, takže navíc dochází uvnitř výplně ke vzniku teplotního gradientu. Tyto nepříznivé vlivy se mohou kombinovat. Výsledek je velmi výrazný i když celková doba kontaktu je řádově v desítkách sekund nebo v minutách a postupná rychlost plynu taková, že rozdíl v počátku kontaktu je nejvýš v sekundách, výplň pro reakci vypadá jako ožehnutá plamenem.
Části u vstupu, vnější okraje, hrany a výstupky tělísek výplně jsou “spálené, tmavě zbarvené, kde vnitřní části povrchu, Části odvrácené od proudu plynu nebo vzdálenější od vstupu jsou prakticky nezreagované. Z toho je zřejmé, Že tato jinak výhodné reakce v obvyklém provedení, při němž je předložená výplň vystavena proudu plynu obsahujícího kysličník sírový je prakticky nepoužitelná.
Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob výroby povrchově hydrofilizovaných výplní pro zařízení к výměně hmoty a/nebo tepla mezi fázemi působením kysličníku sírového v plynné fázi podle vynálezu.
Jeho podstata ερφδίνύ v tom, že polypropylenové výplně v nádobě se přivedou do styku s plynem obsahujícím 0,5 až 10 % obj., s výhodou 1,5 až 5 % obj. kysličníku sírového a méně než 5 % obj. volného kyslíku při teplotě výplně 10 až 50 °C, přičemž teplota plynu je nejvýš o 10 °C vyšší nebo nejvýš o 35 °C nižší než teplota výplně, načež se přerušením kontaktu výplně s plynem obsahujícím kysličník sírový výplň přivede do styku s plynným nebo kapalným médiem obsahujícím látku reagující s kysličníkem sírovým.
Podle výhodného provedení postupu podle vynálezu se jako látka reagující s kysličníkem sírovým, použije alespoň jedna ze skupiny látek zahrnujících vodu, amoniak, uhličitan nebo hydrouhličitan alkalický, hydroxid alkalický nebo hydroxid kovu alkalické zeminy. V průběhu reakce je možno intenzívně měnit polohu jednotlivých kusů výplně jak vzhledem к nádobě, tak i vzájemně. Reakci je možno provádět v rotující nádobě.
Podle dalšího provedení postupu podle vynálezu se jako plyn obsahující kysličník sírový použije kontaktní plyn z výroby kyseliny sírové, výhodně plyn prošlý alespoň jedním absorbérem.
Účinek vynálezu spočívá v eliminaci nepříznivých vlivů zjištěných při studiu procesu. Dosahuje se jím zprůměrování reakčních dob jednotlivých tělísek i jejich částí povrchu tak, že časové a koncentrační fluktuace v jednotlivých částech reagující plochy jsou s ohledem na praktické požadavky na homogenitu hydrofilizace zanedbatelné. Toto opatření lze v praxi zajistit několika způsoby: bučto výplň míchat, nebo udržovat ve vznosu reagujícím plynem, nebo reakci provádět v nádobě rotující kolem vodorovné nebo Šikmé osy, přičemž vnitřní stěna nádoby může být známým způsobem opatřena výstupky nebo žebry usnadňujícími promíchávání. Poslední způsob je z uvedených prakticky nejschůdnější a technologicky nejvýhodnější, proto210175 že ho lze provádět v běžných nebo jen nepodstatně upravených-zařízeních jako jsou rotační suěárny, míchačky, granulátory a podobně a intenzita promíchávání výplně nezávisí ani na postupné rydh.osti plynu, . ani na tvaru a velikosti tělísek.
Je výhodné provádět způsob podle vynálezu kontinuálně, hlavně proto, že produkt je homogennější a proto, že reakční 'prostor je stále naplněn reagujícím plynem. Pak nedochází ke korozi, kterou by způsobovala kyselina sírová vznikájící reakcí kysličníku sírového se vzdušnou vlhkostí a reaktor může být případně vyroben i z neušlechtilých maatriálů 'jako je železo.
Výplň prochhzeeící kontinuálně šilmým rotujícím reaktorem se po stěnách ve šroubovvci a vystavuje proudu plynu postupně ' všechny části svého povrchu. Přioom může být plyn, obsahhjící kysličník sírový, přiváděn libovolným způsobem, souproudně. nebo protiproudně, nebo také centrální.děrovanou trubicí upravenou tak, že koncentrace kysličníku sírového je v každém místě reaktoru stejná. V takovém zařízení lze reakci provádět i diskontinudlně, například je-li k dispozici plyn s nízkým obsahem kysličníku sírového, vyžaduuící delší reakční dobu. '
Je výhodné, je-li plyn obsah^ící kysličník sírový na vstupu do reakčního prostoru chlαSnёjší než předložená výplň, protože pak ty části, které reagují př.i vyšěí kysličníku sírového a po delší dobu reagují při nižší teplotě. To vede k částečnému vyrovnání průběhu křivek a, b, c na připojeném obrázku a působí tedy příznivě na homogenUu produktu. Optimminí rozdíl teplot závisí na ostatních parametrech, nemá však překročit 35 °C, nejčastěji asi 10 °C.
K ředění -kysličníku sírového nebo plynu, obsahujícího jej v příliš vysoké konncenrac i, lze pouuít libovolný inertní plyn s nízJqm obsahem volného kyslíku, například dusík, kysličník uhličitý nebo ochlazené a - filtovvané nebo jinak vyčištěné kouřové plyny s nízkým obsahem kyslíku. .
Po skončené reakci je v povrchové vrstvě sorbován kysličník sírový, takže by reakce mohla pokračovat i -když výplň není v bezprostředním .kontaktu s plynným reagentem. Dostane-li se nyní výplň do suchého vzduchu, kde kysličník sírový není ihned likvidován vzdušnou vlhkootí, může dooít k néžádoucí indukované oxidaci a ztmavnutí- produktu. Proto je nedílnou součástí postupu přerušení sulfonace tím, že po přerušení styku výplně s plynem obsahujícím kysličník sírový se výplň přivede do kontaktu s kapalném nebo plynným médiem obsahujícím potřebné mnuoživí látek schopných reagovat s kysličnkkem sírovýfa na sloučeniny neškodné pro zamýšlený účel. Tímto médiem může být například vlhký vzduch, voda nebo - v-odní pára, kapalný nebo plynný amoonak, výhodně zředěný, vodné roztoky alkalicky reagujících látek -jako jsou uhličitany nebo hydroUihičitany alkalických . kovů, hydroxidy alakalických kovů nebo kovů alkalických zemin a podobně.
Vodné roztoky alkéáií ma;jí tu výhodu, že převedou sifonové, sulfátové i karboxylové skupiny povrchové vrstvičky do neutralizované a tedy více - hydsoSillí ionizované formy.
Kromě toho jsou tmavě zbarvené oxidační zplodiny v alkalických roztocích rozpustné, takže výplň ztratí případnou tmavou barvu a zmizí i místní malé rozdíly ve zbarvení, které nejsou funkčně na závadu, ale z komerčního hlediska jsou zpravidla nežádoucí.
Výhodou neutralizace ulpělého kysličníku sírového plynným amoniakem je především -to, že celý proces se technologicky zjednoduš, protože není třeba - výplň sušit a přerušení reakce lze provést při kontinuálním postupu v oddělených sekcích za vlastním reaktorem, nebo při disksntinuálníe postupu přímo v reaktoru v cyklu: reakce, propláchnutí suchým inertním plynem, neutralizace amoniakem, propláchnutí vzduchem. Výplň pak sice obsahuje na povrchu malé množtví pevného síranu amonného, to však při většině toují1tí nevadí. Pokud by to bylo nutné, - lze síran a^c^inný kdykoli snadno vyprat.
Prakticky nejvhodnějším, nejlevnějším a · nejsnáze dostupným plynným reagentem je kontaktní plyn při výrobě kyseliny sírové, který je k dispozici ve velkém moosSví a podle místa odběru ve výrobě lze volit jeho složení · a . vlastnosti. Výhodné je použSt plynu za prvním nebo druhým absorbérem. Plyn z prvního absorbéru odpovídá svým složením rovnováze s oleem a je jiS chladnější než před vstupem na první absorbér.
Před přivedením do reaktoru s polypropylénovou výplní je třeba plyn ochladit, výhodně na teplotu niSší, neS má předložená v;ýplň. Je však možné použSt i koncových plynů z absorpce, které sice obsaJhuj uS jen málo kysličníku sírového, jsou však jiS chladné a·za cenu delší reakční doby lže jimi dosáhnout větší homogennty výrobku.
Kromě toho jsou koncové plyny odpadem, a proto zdarma. Je tedy výhodné provádět hydrofilizaci podle vynálezu ve výrobě kontaktní kyseliny sírové, kde je nadto obvykle k dispozici i amooiak, určený pro výrobu hnojiv.
Postup je ilustrován dalšími několika příklady provedení.
Přikladl
Výplně válcovitém tvaru (Raschieovy krou^) z ^lypropylénu, byly při. teplotě 25 °C naplněny do rotující skleněné válcové nádoby se sklonem 45° od svislé osy. Do nádoby byl uváděn 20 °C teplý plyn obsahující 4 % obj. . kysličníku sírového a 96 % · obj. dusíku, připravený probubláváním suchého dusíku oleem. · Po · 5 minutách byla nádoba vypláchnuta čistým dusíkem za stálé rotace a náplň vysypána do 5% vodného roztoku hydroιUličitanu sodného.
Po vyprání vodou byly krouSky vysušeny při 60 °C. Byly prakticky bezbarvé, dokonale smáčivé vodou a vodnými roztoky, které po nich rychle stékají v tenkém filmu. Ve srovnání se stejnou výplní oehydrofilizcvaoru.se účinný meeifázový povrch více neS zdvojnásobil, takSe lze výšku absorpční nebo chladicí věSe při sterém výkonu zmennit na méně neS polovinu nebo výkon při stejr^d rozměrech více neS dvojnásobně zvý^t.
Přiklaa2
Tento příklad ukazuje negativní výsledek, kdyS mateční · podmínky uvedené nahoře nebyly dodrSeny.
Polypropylenové výplně sedlov^ého tvaru byly hydrofilizovány při 23 °C v nehybné skleněné nádobě válcového tvaru · kontaktním plynem obsahujícím 8,0 % obj. SO3, 7,5 % obj. Og, 1 % SOg a 83,5 % obj. Ng, ochlazerým na 40 ^°C po dobu 5 minut. Po vypláclmutí suchým vzduchem a vyprání vodou byla·výplň na vstupu plynu tmavě zbarvena a měla sklon k odlupování povrchové lydirriloí vrstvičky. Na výstupu plynů byla výplň místy neúplně hydrofilizována.
Příklad 3
Výplně sedlov^tého tvaru byly naplněny do válcového reaktoru z nernzavvjící oceli, rotující kolem horizontální osy při 25 °C. Reaktor byl naplněn plynem obsahujícím 7 % obj. SOp 2,2 % Og a 90,8 % Ne, rovněS 25 °C teplým. Reakční doba 10 minut při 40 ot/min.
Po vytěsnění plynu suchým dusíkem byl reaktor naplněn směsí 9 obj. dílů suchého dusíku s 1 obj. dílem amooiaku. Po vyprání vodou byla polypropylenová výplň na povrchu lydioOflizrvána a vykazovala podobné vlastnosti a účinek jako náplň podle příkladu 1.
Příklad 4
Pallovy kroužky z polypropylénu byly v míchačce na beton, otáčející se 30 ot/min při teplotě 30 °C vystaveny proudu koncových plynů z výroby kyseliny sírové, obsíaiujících kolem 1 % SO^ a přibližně stejné moosSví kyslíku, ochlazených na 22 ' °C. Míchačka byla opatřena plynotěsiým přívodem a odvodem plynu. Doba působení 20 minut. Potom byla míchačka propláchnuta napřed suchým dusíkem, potom suchým dusíkem obsahujícím 10 % cbj. amoniaku a nakonec vzduchem. Kroužky byly na povrchu hydrofilizováoy podobně jako v příkladu 1.
Příklad 5
Raschigovy kroužky z izotaktického polypropylenu průměru a výšky 15 mm byly hyrooiiizovány bez míchání v koloně při teplotě 20 °C plynem téže teploty, obsahujícím 0,5 % obj. kysličníku sírového a 99,5 % dusíku po dobu 70. minut. Potom byla kolona propláchnuta směsí 9 dílů dusíku a 1 dílu amooSaku, a nakonec vzduchem. Výplň byla povrchově hydrof tUsována mnohem stejnoměrněji než při postupu podle příkladu 2.
Claims (5)
1. Způsob výroby povrchově hydro^l^ovaných výplní pro zařízení k výměně hmoty a/nebo tepla mmzi fázemi působením kysličníku sírového v plynné iézi, vyznačený tím, že polypropylenové výplně v nádobě se přivedou do styku s plynem obsahujícím 0,5 až 10 % obj. s výhodou 1,5 až 5 % obj. kysličníku sírového a méně než 5 i obj. volného kyslíku při teplotě výplně 10 až 50 °C, přičemž teplota plynu je nejvýě o 10 °C vyšší nebo nejvýš o 35 °C nižší než teplota výplně, načež se’po přerušení kontaktu výplně s plynem obsahujícím kysličník sírový výplň přivede do styku s plynným nebo kapaliým médiem, obsahujícím látku reagující s kysličnkkem sírovém.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se jako látka reagiuící s kysličnkkem sírovým, použije alespoň jedna ze skupiny látek zahrnujkiíih vodu, amoonak, uhličitan nebo hydrovώllčitao alkalický, hydroxid alkalický nebo hydroxid kovu alkalické zeminy.
3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tkm, že se v průběhu reakce intenzivně měnk poloha jednotlivých kusů výplně jak vzhledem k nédobě, tak i vzájemně.
4. Způsob podle bodůl až 3, vyznačený tkm, že ee eekkee provádi v rotujcek nádobě·
5. Způsob podle bodů!. až 4, vyznačený íkm , že ee a^e plyn obsahujíc, k^l^nlk sOoo- vý použije kontaktní plpnz výroby kyseliny srové , výhodně plyn prošlý alsspon jen^m absorbérem.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS797078A CS210175B1 (en) | 1979-10-18 | 1979-10-18 | Method of making the surface hydrophilic fillings for the appliance for interchange of material and/or heat between the phases |
| DE19803035483 DE3035483A1 (de) | 1979-10-18 | 1980-09-19 | Verfahren zur herstellung von oberflaechlich hydrophilisierten fuellkoerpern fuer anlagen zum zwischenphasigen massen-und/oder waermeaustausch |
| IT8025042A IT1133638B (it) | 1979-10-18 | 1980-09-30 | Procedimento per la preparazione di materiali di riempimento idrofilizzati superficialmente per impianti per lo scambio di massa e/o per lo scambio di calore tra fasi |
| GB8031981A GB2060653B (en) | 1979-10-18 | 1980-10-03 | Method of manufacturing superficially hydrophilized filling bodies |
| CA000361717A CA1157001A (en) | 1979-10-18 | 1980-10-07 | Method of manufacturing superficially hydrophilized filling bodies for interphase mass and/or heat exchange units |
| FR8021523A FR2467619A1 (fr) | 1979-10-18 | 1980-10-08 | Procede pour la preparation de garnissages hydrophilises en surface, pour installations d'echange interphase de masses et/ou de chaleur |
| JP14309680A JPS5695320A (en) | 1979-10-18 | 1980-10-15 | Manufacture of substance on interface* surface thereof is changed into hydrophile shape* and or filler for heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS797078A CS210175B1 (en) | 1979-10-18 | 1979-10-18 | Method of making the surface hydrophilic fillings for the appliance for interchange of material and/or heat between the phases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS210175B1 true CS210175B1 (en) | 1982-01-29 |
Family
ID=5419247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS797078A CS210175B1 (en) | 1979-10-18 | 1979-10-18 | Method of making the surface hydrophilic fillings for the appliance for interchange of material and/or heat between the phases |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5695320A (cs) |
| CA (1) | CA1157001A (cs) |
| CS (1) | CS210175B1 (cs) |
| DE (1) | DE3035483A1 (cs) |
| FR (1) | FR2467619A1 (cs) |
| GB (1) | GB2060653B (cs) |
| IT (1) | IT1133638B (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4999172A (en) * | 1988-06-29 | 1991-03-12 | Simons Paul B | Absorber packing and method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68921915T2 (de) * | 1988-05-04 | 1995-07-27 | Dow Chemical Co | Apparat und Verfahren zur Erzeugung von einem schwefeltrioxyd-Reagenz für das Sulfonieren der Oberfläche von Polymerenharzen. |
| EP3736357A1 (de) * | 2019-05-07 | 2020-11-11 | Dr.Ing. Max Schlötter GmbH & Co. KG | Verfahren zur sulfonierung von kunststoffen für die chemische metallisierung mit so3 und so2 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CS169054B1 (cs) * | 1973-07-26 | 1976-06-29 | ||
| FR2250296A5 (cs) * | 1973-08-16 | 1975-05-30 | Cebea |
-
1979
- 1979-10-18 CS CS797078A patent/CS210175B1/cs unknown
-
1980
- 1980-09-19 DE DE19803035483 patent/DE3035483A1/de active Granted
- 1980-09-30 IT IT8025042A patent/IT1133638B/it active
- 1980-10-03 GB GB8031981A patent/GB2060653B/en not_active Expired
- 1980-10-07 CA CA000361717A patent/CA1157001A/en not_active Expired
- 1980-10-08 FR FR8021523A patent/FR2467619A1/fr active Granted
- 1980-10-15 JP JP14309680A patent/JPS5695320A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4999172A (en) * | 1988-06-29 | 1991-03-12 | Simons Paul B | Absorber packing and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT8025042A0 (it) | 1980-09-30 |
| JPS5695320A (en) | 1981-08-01 |
| JPS6249095B2 (cs) | 1987-10-16 |
| DE3035483C2 (cs) | 1989-09-14 |
| FR2467619B1 (cs) | 1985-03-01 |
| FR2467619A1 (fr) | 1981-04-30 |
| IT1133638B (it) | 1986-07-09 |
| CA1157001A (en) | 1983-11-15 |
| DE3035483A1 (de) | 1981-04-30 |
| GB2060653A (en) | 1981-05-07 |
| GB2060653B (en) | 1983-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0057687B1 (en) | Process for chlorination of poly(vinyl chloride) with liquid chlorine, and chlorinated poly(vinyl chloride) composition | |
| US3350428A (en) | Continuous sulfonation process | |
| US4256710A (en) | Process for deodorization | |
| JP2000191633A (ja) | スルホン化脂肪酸エステルの製造方法 | |
| CS210175B1 (en) | Method of making the surface hydrophilic fillings for the appliance for interchange of material and/or heat between the phases | |
| US4010245A (en) | Production of hydrogen fluoride and calcium sulfate | |
| US4108969A (en) | Process for the removal of SO2 from a stack gas, absorptive medium for use in process and process for preparing the absorptive medium | |
| CN114560794A (zh) | 一种α-烯烃磺酸盐的连续生产方法 | |
| US5879653A (en) | Method for producing caro's acid | |
| JP2009279567A (ja) | クロロポリシランを含む廃ガスの処理方法及びその処理装置 | |
| US4102911A (en) | Sulfonating or sulfating method | |
| IE51446B1 (en) | Manufacture of alkane sulphonyl chlorides | |
| US3620684A (en) | Apparatus for continuous sulfonation | |
| CA1144889A (en) | Use of a gasification device in photochemical gas-liquid reactions | |
| CS204016B2 (en) | Method of producing nitrous oxide by the thermal decomposition of ammonium nitrate | |
| HU228000B1 (en) | Method and apparatus for removing sulfuric acid mist from gases | |
| US439330A (en) | Leonhard a | |
| US3658671A (en) | Sulfoxidation of paraffin | |
| Tavss et al. | Colored By-Products and other Impurities in Detergents/Farbige Nebenprodukte und andere Verunreinigungen in Waschmitteln | |
| JPH0239443B2 (cs) | ||
| US3682803A (en) | Process for the photochemical sulfoxidation of n-paraffin | |
| CN118847003A (zh) | 一种六氟磷酸钠生产装置 | |
| JPS5950018A (ja) | 三フツ化ホウ素の精製法 | |
| AU7450481A (en) | Process for chlorination of poly(vinyl chloride) with liquid chlorine and chlorinated poly(vinyl chloride) compositions | |
| US4146579A (en) | Process for converting sulfitic solutions by means of ammonium bisulfate with SO2 production |