CS215003B2 - Method of sulphonation or sulphatation of organic compounds and facility for executing the same - Google Patents

Method of sulphonation or sulphatation of organic compounds and facility for executing the same Download PDF

Info

Publication number
CS215003B2
CS215003B2 CS80834A CS83480A CS215003B2 CS 215003 B2 CS215003 B2 CS 215003B2 CS 80834 A CS80834 A CS 80834A CS 83480 A CS83480 A CS 83480A CS 215003 B2 CS215003 B2 CS 215003B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
tubes
liquid
tube
reagent
reactor
Prior art date
Application number
CS80834A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Giovani Moretti
Sergio S Donato Noe
Original Assignee
Ballestra Chim
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ballestra Chim filed Critical Ballestra Chim
Publication of CS215003B2 publication Critical patent/CS215003B2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J10/00Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
    • B01J10/02Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor of the thin-film type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/2425Tubular reactors in parallel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/247Suited for forming thin films
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00076Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
    • B01J2219/00085Plates; Jackets; Cylinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164Controlling or regulating processes controlling the flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00168Controlling or regulating processes controlling the viscosity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

The reactor 1 has vertical tubes 10 connected at the top to two common chambers 15 and 17 feeding an organic liquid and an SO3- containing gas respectively. At the bottom the tubes enter a common collecting chamber 40. The gas is fed into the tubes 10 at a pressure of 0.1 to 0.5 bar, which is substantially the same as the head loss over the length of the tubes 10. The liquid is fed into each tube 10 at an overpressure equivalent to 1 to 100 cm of liquid column with respect to the gas feeding pressure. The tubes 10 are externally cooled by water supplied at 20 and withdrawn at 21. <IMAGE>

Description

Způsob sulfonace nebo sulfataee organických sloučenin na volném povrchu filmu kapaliny, na který působí řízené množství plynného sulfonačního nebo sulfatačního prostředku. Reakčního produktu se po zneutralizování používá pro výrobu povrchově aktivních prostředků.A method of sulfonating or sulfataing organic compounds on the free surface of a liquid film that is treated with a controlled amount of gaseous sulfonating or sulfating agent. After neutralization, the reaction product is used for the production of surfactants.

Vynález se týká způsobu sulfonace nebo sulfatace organických sloučenin, při kterém se na volný povrch kapaliny působí řízeným množstvím plynného reakčního činidla a zařízení pro provádění tohoto způsobu. Produktu způsobu se používá po neutralizaci pro výrobu povrchově aktivních látek.The present invention relates to a process for the sulfonation or sulfation of organic compounds, in which a free liquid surface is treated with a controlled amount of a gaseous reagent and an apparatus for carrying out the process. The product of the process is used after neutralization to produce surfactants.

Vynález se tedy týká zlepšeného způsobu filmové sulfonace v mnohatrubkovém reaktoru a také mnohatrubkového reaktoru pro provádění způsobu podle vynálezu.·The invention therefore relates to an improved film sulfonation process in a multi-tube reactor as well as a multi-tube reactor for carrying out the process of the invention.

Sulfonace nebo sulfatace ' látek, používaných v průmyslu povrchově aktivních látek (dodecylbenzen, rozvětvené a lineární mastné alkoholy, ethoxylované mastné alkoholy, olefiny, estery mastných kyselin), se provádí v současné době různými způsoby.The sulphonation or sulphation of the substances used in the surfactant industry (dodecylbenzene, branched and linear fatty alcohols, ethoxylated fatty alcohols, olefins, fatty acid esters) is currently carried out in various ways.

Ze známých způsobů se hlavně používají způsoby založené na reakci s plynnou směsí obsahující oxid sírový [například konvertorový plyn) v kaskádě reaktorů, kde se plyn nechává reagovat v míchaných nádobách se hmotou kapaliny s postupně se zvyšující koncentrací sulfonovaného produktu, nebo v trubkových reaktorech, kde plyn reaguje kontinuálně s kapalinou uspořádanou ve formě tenké vrstvy, při nastavení průtoku a takových rychlostí, aby postupně koncentrace plynu klesala a odpovídajícím způsobem postupně vzrůstala koncentrace sulfonovaného produktu.Among the known methods, methods based mainly on reaction with a gaseous mixture containing sulfur trioxide (e.g., converter gas) are used in a cascade of reactors, where the gas is reacted in stirred vessels with a mass of liquid with gradually increasing concentrations of sulfonated product. the gas reacts continuously with the liquid arranged in the form of a thin layer, at adjusting the flow rate and at such a rate that the concentration of the gas gradually decreases and the concentration of the sulfonated product gradually increases accordingly.

Výhodou prvního systému je možnost řízení v různých stupních buď žádaného stupně reakce nebo reakční teploty, čímž se předchází vzniku přesulfonovaného produktu vlivem nadměrné teploty. Rovněž doba prodlevy v reaktoru, to je doba styku reagujících složek, se může úspěšně řídit pro dokončení reakce vhodným rozměrem alespoň jedné kaskády reaktorů.The advantage of the first system is that it is possible to control at different stages of either the desired reaction stage or the reaction temperature, thereby avoiding the formation of an over-sulphonated product due to excessive temperature. Also, the residence time in the reactor, i.e. the contact time of the reactants, can be successfully controlled to complete the reaction by an appropriate dimension of at least one cascade of reactors.

Druhý systém, tak zvaný filmový reaktor, umožňuje provádět reakci v jediném reaktoru při extrémně krátké době styku reagujících složek, přičemž plyn reaguje v postupně klesajícím zředění v souhlase s tím, jak vzrůstá stupeň zreagování složek.The second system, the so-called film reactor, makes it possible to carry out the reaction in a single reactor with an extremely short contact time of the reactants, with the gas reacting at a gradually decreasing dilution as the degree of reactivity of the components increases.

Sulfonační reakce ve filmovém reaktoru se v současné době provádí v různých systémech.The sulfonation reaction in the film reactor is currently carried out in various systems.

1.1.

Filmová sulfonace v jednotrubkovém reaktoru. Je to typ reaktoru, kterého se pro filmovou sulfonaci používalo zpočátku. Tento jednotrubkový reaktor zahrnuje· jedinou válcovou svislou trubku, na jejímž horním konci se zavádí vrstva neboli film kapalné látky, která se nechává stékat a přilíná na vnitřní stěnu trubky. Uvnitř trubky protéká plynný reakční prostředek, zpravidla oxid sírový zředěný inertním nosičem.Film sulphonation in a single pipe reactor. This is the type of reactor initially used for film sulfonation. The single-pipe reactor comprises a single cylindrical vertical tube, at the upper end of which a layer or film of a liquid substance is introduced, which is allowed to flow and adheres to the inner wall of the tube. A gaseous reagent, typically sulfur trioxide diluted with an inert carrier, flows inside the tube.

Chladicí kapalina se nechává stékat a obíhat po venkovním povrchu trubky, aby teplota směsi v průběhu reakce zůstávala v předem stanovených mezích. Omezením jednotrubkového reaktoru tohoto typu je skutečnost, že maximální průměr reaktoru (a tak jeho maximální provozní rychlost) je vázána na optimální rychlost zavádění plynného reakčního prostředku.The coolant is allowed to drain and circulate on the outside of the tube so that the temperature of the mixture remains within predetermined limits during the reaction. A limitation of a single-pipe reactor of this type is that the maximum diameter of the reactor (and thus its maximum operating speed) is tied to the optimum feed rate of the gaseous reactant.

Jelikož největší část -reakce při optimální rychlosti plynu 2Ó až 80 m/s probíhá v prvním velmi krátkém podílu reaktoru, průměry (a tím odpovídající výrobní rychlosti) větší než 2,54 cm vedou k nepřijatelnému snížení chladicího povrchu na - venkovním povrchu trubky. To vede ke vzrůstu vrcholu teploty v reakční hmotě na nepřijatelnou hodnotu a tak dochází ke špatné kvalitě produktu (špatná barva v důsledku vytváření přesulfonovaných vedlejších produktů).Since most of the reaction at an optimum gas velocity of 20 to 80 m / s takes place in the first very short portion of the reactor, diameters (and thus corresponding production speeds) greater than 2.54 cm lead to an unacceptable reduction of the cooling surface on the outside of the tube. This leads to an increase in the temperature peak in the reaction mass to an unacceptable value and thus poor product quality (poor color due to the formation of over-sulphonated by-products).

2.2.

Reaktor s prstencovým prostorem pro plyn. Tento typ reaktoru má dva soustředné, svislé a souosé válce, vnitřní a vnější, které vymezují prstencový prostor pro plyn.Reactor with annular gas space. This type of reactor has two concentric, vertical and coaxial cylinders, inner and outer, which define an annular gas space.

Kapalné činidlo se zavádí jednak na vnitřní povrch venkovního válce, jednak na vnější povrch vnitřního válce.The liquid agent is introduced both on the inner surface of the outer cylinder and on the outer surface of the inner cylinder.

Vhodnou volbou poměrů - průměrů těchto dvou válců, je možno plochu průřezu reaktoru vhodně upravovat. Plocha průřezu reaktoru je tvořena prstencem vymezovaným uvedenými dvěma válci.By suitably selecting the ratios - diameters of the two rolls, the cross-sectional area of the reactor can be appropriately adjusted. The cross-sectional area of the reactor is formed by a ring defined by the two cylinders.

Rovněž tento typ reaktoru má však některé nevýhody. Jestliže je žádoucí zvětšit průměr obou válců ke zvýšení výrobní kapacity, vzrůstají značné potíže při vytváření filmu kapaliny konstantní tloušťky. To vyžaduje velice přesnou konstrukci reaktoru a tím - značné zvýšení investičních nákladů. K dosažení rovnoměrného rozdělení kapalného- činidla na stěnách reaktoru bez nutnosti mimořádné přesnosti při konstrukci a při montáži jednotky se v modifikovaném- reaktoru tohoto typu uspořádá prstencový rotor v horní části prstencového prostoru pro plyn.However, this type of reactor also has some disadvantages. If it is desired to increase the diameter of the two rollers to increase the production capacity, considerable difficulties arise in forming a constant-thickness liquid film. This requires a very precise reactor design and thus a considerable increase in investment costs. In order to achieve an even distribution of the liquid reagent on the reactor walls without the need for extraordinary precision during the construction and assembly of the unit, an annular rotor of this type is arranged in the upper part of the annular gas space.

Takový reaktor však pouze částečně odstraňuje shora uvedené nedostatky; ve skutečnosti se požadujee alespoň pro horní podíl tohoto reaktoru právě vyšší přesnost se zřetelem na otáčející se člen, jehož vzdálenost od dvou filmů kapalného činidla se musí pečlivě stanovit.However, such a reactor only partially removes the above drawbacks; in fact, at least for the upper portion of the reactor, a higher accuracy is required with respect to the rotating member, whose distance from the two liquid agent films must be carefully determined.

3.3.

Mnohatrubkové reaktory. Tento typ reaktoru sestává ze svazku jednotlivých trubek, z nichž má každá optimální rozměr se zřetelem na rozdělení kapaliny, jakož také se zřetelem na chladicí povrch a na snadnost mechanické konstrukce.Multi-tube reactors. This type of reactor consists of a bundle of individual tubes, each having an optimum dimension with regard to the distribution of the liquid as well as to the cooling surface and the ease of mechanical construction.

V těchto reaktorech je nejobtížnější zajistit pro každou trubku přesné množství plynu a kapaliny, aby se dosáhlo v každé trubce stejného molového poměru reakčních složek, předem stanoveného pro reaktor. Četní autoři se v poslední době zabývali problémem vyřešit tento požadavek následujícím uspořádáním:In these reactors, it is most difficult to provide an accurate amount of gas and liquid for each tube to achieve the same molar ratio of reactants predetermined for the reactor in each tube. Numerous authors have recently addressed the problem of resolving this requirement by:

a) použitím kalibrovaných otvorů pro zavádění kapaliny a plynu do každé jednotlivé trubky,a) using calibrated orifices for the introduction of liquid and gas into each individual tube,

b) použitím reakčních kalibrovaných trubek, které by měly všechny stejný rozměr: průměr, tloušťku stěny a délku,(b) using reaction calibrated tubes, all of which would have the same dimensions: diameter, wall thickness and length;

c) použitím tlaku vyrovnávacího plynu zaváděného distribučními -tryskami k zajištění správného rozdělení reakčních složek v reaktorových trubkách.c) using the pressure of the balancing gas introduced by the distribution nozzles to ensure proper distribution of the reactants in the reactor tubes.

Shora uvedená uspořádání, jakkoliv zlepšují technologické podmínky, nemohou zajistit dokonalý molový poměr mezi kapalným a plynným reakčním činidlem v jednotlivých trubkách, umožňují však , přijatelné výsledky díky již shora uvedeným přednostem závisícím na použití mnohatrubkového reaktoru, kde každá - jednotlivá trubka zajišťuje optimální provozní podmínky, jestliže je do ní zavedeno správné množství tekutin.The above arrangements, while improving technological conditions, cannot ensure a perfect molar ratio between liquid and gaseous reagent in individual tubes, but allows acceptable results due to the above-mentioned advantages depending on the use of a multi-tube reactor where each single tube provides optimum operating conditions. if the correct amount of fluids is introduced.

Takovým způsobem jsou nejlepší dosažitelné výsledky statistickou střední hodnotou více nebo méně optimálních hodnot získaných z jednotlivých trubek, jakkoliv v takové trubce, posuzováno individuálně, nemusí být molový poměr plyn/kapalina vždy optimální.In this way, the best achievable results are the statistical mean value of the more or less optimal values obtained from the individual tubes, although in such a tube, considered individually, the gas / liquid molar ratio may not always be optimal.

Přesný poměr plyn/kapalina se dosahuje na úkor značných tepelných ztrát. K tomu dochází také v souosých trubkových reaktorech a zvláště pro zavádění plynného reakčního činidla je třeba počítat se značnými náklady na energii a s konstrukčními problémy jednotek pro výrobu oxidu sírového.The exact gas / liquid ratio is achieved at the expense of considerable heat loss. This also occurs in coaxial tubular reactors, and in particular for the introduction of the gaseous reagent, considerable energy costs and the design problems of sulfur trioxide units are to be expected.

Úkolem vynálezu je proto odstranit shora uvedené nedostatky kombinací jednotlivých studovaných prvků a vyzkoušených pro tento účel. Jsou to:SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the invention to overcome the above drawbacks by combining the individual elements studied and tested for this purpose. They are:

A) Volba mnohatrubkového řešení k zajištění nejlepších podmínek tepelné výměny a homogenity tloušťky filmu.A) Choosing a multi-pipe solution to ensure the best heat exchange conditions and film thickness homogeneity.

B) Volba optimálního rozměru jednotlivých trubek pro optimální kombinaci maximálního průměru (nižší počet trubek), minimální výšky (nižší tlakové ztráty) avšak při jednoduchém mechanickém provedení.B) Selection of optimum size of individual tubes for optimal combination of maximum diameter (lower number of tubes), minimum height (lower pressure losses) but with simple mechanical design.

C) Rozdělení plynného reakční činidla za zanedbatelných tlakových ztrát, úpravou tloušťky filmu v každé jednotlivé trubce a tak rychlosti průtoku kapalného činidla, reakčními profily a reakční teplotou po délce trubky.C) Distribution of the gaseous reagent at negligible pressure losses, adjusting the film thickness in each individual tube and thus the flow rate of the liquid reagent, the reaction profiles and the reaction temperature along the length of the tube.

Kombinace těchto prvků umožňuje dosáhnout vynikajících výsledků bez potřeby kalibrace, jestliže se mění průtok a/nebo typ použité kapalné látky.The combination of these elements makes it possible to achieve excellent results without the need for calibration if the flow rate and / or type of liquid used varies.

Způsob sulfonace nebo sulfatace organických sloučenin plynem obsahujícím oxid sírový a nosný plyn vedením kapalné sloučeniny, která se má zpracovávat, ve formě filmu do vhodně dimenzovaných trubek uspořádaných rovnoběžně ve svislém směru mezi komorou pro zavádění reagujících složek na horním konci trubek a s komorou pro shromažďování reakčních produktů na dolním opačném konci trubek je vyznačen tím, že zaváděcí tlak pro plynné činidlo je v podstatě tentýž, jako tlaková ztráta způsobená - průtokem plynného činidla uvnitř jednotlivých trubek protékaných reakční kapalinou, přičemž zaváděcí tlak plynného činidla je nižší, než zaváděcí tlak kapalného - činidla o minimální množství.Process for sulphonating or sulphating organic compounds with a gas containing sulfur trioxide and a carrier gas by passing the liquid compound to be treated in the form of a film into suitably sized tubes arranged parallel in a vertical direction between the reactant introduction chamber at the top end of the tubes and the reaction product collection chamber at the lower opposite end of the tubes is characterized in that the feed pressure for the gaseous reagent is substantially the same as the pressure drop caused by - the flow of the gaseous reagent within the individual tubes flowing through the reaction liquid; minimum amount.

Zaváděcí tlak plynného činidla do každé jednotlivé trubky je 0,01 až 0,05 MPa, s výhodou 0,02 až 0,04 MPa.The introduction pressure of the gaseous agent into each individual tube is 0.01 to 0.05 MPa, preferably 0.02 to 0.04 MPa.

Zaváděcí přetlak kapalného činidla se zřetelem na zaváděcí tlak plynného činidla je až o 9,8 x 10 až 9,8 x 103 Pa, s výhodou 49 x 10 až 147 x 103 Pa.The feed pressure of the liquid reagent with respect to the feed pressure of the gaseous reagent is up to 9.8 x 10 to 9.8 x 10 3 Pa, preferably 49 x 10 to 147 x 103 Pa.

Vnitřní průměr každé ttubky je 20 až 40 mm a s výhodou je 20 až 30 mm, přičemž délka každé trubky je 2 až 10 m a s výhodou - 5 až 7 m. - Venkovní povrch trubek se chladí oběhem vhodné chladicí kapaliny.The inner diameter of each tube is 20 to 40 mm and preferably is 20 to 30 mm, the length of each tube being 2 to 10 m and preferably -5 to 7 m. The outer surface of the tubes is cooled by circulating a suitable coolant.

Nosný plyn je tvořen alespoň z části vyčerpaným plynem ze sběrné komory pro shromažďování produktu téhož reaktoru.The carrier gas is formed at least in part by pumped gas from the collection chamber for collecting the product of the same reactor.

Zařízení pro provádění - způsobu podle - vynálezu typu sestávajícího ze svazku navzájem rovnoběžných, svisle uspořádaných trubek, - do nichž - se zavádí - plynné reakční činidlo nahoře - ze společné distribuční ' komory, je vyznačeno tím, že průřez každé trubky je v podstatě konstantní ou plnicího průřezu plynného činidla až k dolnímu konci.An apparatus for carrying out a method according to the invention of the type consisting of a bundle of parallel, vertically arranged tubes, into which a gaseous reagent at the top of a common distribution chamber is introduced, is characterized in that the cross-section of each tube is substantially constant. the cross-section of the gaseous reagent to the lower end.

Kapalné reakční činidlo se zavádí do každé trubky na jejím horním konci okrouhlou štěrbinou upravenou na trubce. Vnější povrch každé trubky se ochladí vhodnou chladicí kapalinou obíhající v jedné nebo v několika komorách uspořádaných kolem trubek.The liquid reagent is introduced into each tube at its upper end through a round slot provided on the tube. The outer surface of each tube is cooled by a suitable coolant circulating in one or more chambers arranged around the tubes.

Zařízení má také vhodné prostředky - pro nastavení velikosti štěrbiny.The device also has suitable means for adjusting the slot size.

K lepšímu pochopení vynálezu je nyní popsán příklad s odvoláním na obrázky, kde obr. 1 je schematický svislý řez reaktoru vhodného pro provádění vynálezu, obr. 2 ukazuje ve zvětšeném měřítku detail označený II na obr. 1, obr. 3 je řez III—-III z obr. 1, obr. 4 je schematický řez třemi trubkami reaktoru znázorňující provozní podmínky trubek a obr. 5 a 6 jsou podobné jako obr. 4 a znázorňují dvě jiné provozní podmínky.For a better understanding of the invention, an example is now described with reference to the figures, in which Fig. 1 is a schematic vertical section of a reactor suitable for carrying out the invention. Fig. 2 shows an enlarged detail of II in Fig. 1; Fig. III of Fig. 1, Fig. 4 is a schematic cross-sectional view of three reactor tubes showing the operating conditions of the tubes and Figs. 5 and 6 are similar to Fig. 4 showing two other operating conditions.

Jak je patrno z obrázků sestává reaktor ze svazku svislých, rovnoběžných trubek vedle sebe uspořádaných a ústících nahoře do plnicí komory 70, do níž vstupuje plynné činidlo potrubím 12 z provozu produkujícího ' plynný oxid sírový s výhodou katalytickou konverzí.As can be seen from the figures, the reactor consists of a bundle of vertical, parallel tubes arranged side by side and opening at the top into a feed chamber 70 into which the gaseous agent enters via line 12 from a sulfur dioxide gas producing plant, preferably by catalytic conversion.

Trubky 10 ústí dole do sběrné komory 40, v níž se shromažďují produkty reakce, které se odvádějí potrubím 13, znázorněným jen schematicky.The tubes 10 exit down into the collecting chamber 40, in which the reaction products are collected, which are discharged via the line 13, shown only schematically.

Ve válcové nádobě reaktoru 1 proudí vně trubek 10 chladivo, s výhodou voda. Jelikož exotermická reakce mezi kapalnými produkty které se mají sulfonovat ne · bo sulfátovat, a plynným činidlem, sestávajícím z oxidu sírového, se odbývá hlavně v horní části trubek 10, je výhodné, aby chladivo proudilo souproudně s reakční směsí, to je směrem dolů.In the cylindrical vessel of reactor 1, coolant, preferably water, flows outside the tubes 10. Since the exothermic reaction between the liquid products to be sulphonated or sulphated and the gaseous reagent consisting of sulfur trioxide takes place mainly in the upper part of the tubes 10, it is preferred that the refrigerant flow co-current with the reaction mixture, i.e. downward.

Proto je nahoře uspořádáno alespoň jedno plnicí potrubí 20 pro chladivo a odváděči potrubí 21 dole.Therefore, at least one refrigerant charge line 20 and a discharge line 21 are provided at the bottom.

Vhodné vodorovné přepážky 22 zvyšují turbulenci chladivá a zvětšují jeho dráhu známým způsobem. Chládivo proto proudí v prostoru ohraničeném vnějším povrchem trubek 10, vnitřním povrchem pláště reaktoru 1 a dvěma trubkovnicemi 23 a 24, do nichž jsou těsně zavedeny trubky 10.Suitable horizontal barriers 22 increase the refrigerant turbulence and increase its path in a known manner. The coolant therefore flows in the space bounded by the outer surface of the tubes 10, the inner surface of the reactor jacket 1 and the two tube sheets 23 and 24 into which the tubes 10 are tightly introduced.

Nad trubkovnicí 23 je uspořádána trubkovnice 25, čímž je vytvořena druhá komora 15 pod komorou 70 k distribuci kapalného reakčního činidla. Do komory 15 je toto kapalné· činidlo přiváděno jedním nebo několika přívody 16. Kapalné reakční činidlo vstupuje do jednotlivých trubek 10 z distribuční komory 15 · plnicím zařízením podrobně znázorněným na obr. 2, jež je na každé trubce 10.Above the tube sheet 23 is arranged a tube sheet 25, thereby forming a second chamber 15 below the liquid reagent distribution chamber 70. The liquid reagent 15 is fed into the chamber 15 via one or more inlets 16. The liquid reagent enters the individual tubes 10 from the distribution chamber 15 through the filling device shown in detail in FIG.

Každá trubka 10 je nahoře rozšířena do válcové části 30 o poněkud větším průměru; horní části trubky 10 je připojena k dolní části rozšíření 30 krátkým kuželovitým nátrubkem 31.Each tube 10 extends upwardly into the cylindrical portion 30 of a somewhat larger diameter; the upper part of the tube 10 is connected to the lower part of the extension 30 by a short conical nozzle 31.

Horní rozšířená část 30 je opatřena řadou otvorů 38 pro kapalné činidlo a na její vnější povrch je nasazeno s vhodnou vůlí svým vnitřním průměrem pouzdro · 33, které zajišťuje těsnost spojení s trubkovnicemi 23 a 25.The upper widened portion 30 is provided with a plurality of liquid agent apertures 38 and a housing 33 is fitted with a suitable clearance to its outer surface with a suitable clearance which ensures the tightness of the connection to the tubesheets 23 and 25.

Pouzdro 33 je opatřeno otvory 36 pro kapalné reakční činidlo o takové velikosti a rozdělení po obvodu, že nezpůsobují tlakové ztráty při průchodu kapaliny.The housing 33 is provided with openings 36 for a liquid reagent of a size and circumferential distribution such that it does not cause pressure loss when the liquid passes.

Uvnitř horní rozšířené části · 30 trubky 10 je druhé pouzdro 50, jehož vnější povrch lícuje s vnitřním povrchem rozšířené části 30 s výjimkou středové oblasti, která vytváří širokou obvodovou drážku 51.Inside the upper widened portion 30 of the tube 10 is a second sleeve 50, the outer surface of which is flush with the inner surface of the widened portion 30 except for the central region that forms a wide circumferential groove 51.

Vnitřní stěnou rozšířené části 30 a obvodovou drážkou 51 · je vytvořen mezikruhový prostor, který může pojmout kapalné reakční činidlo z otvorů 38 a 36, ústících do drážky 51.An annular space is formed by the inner wall of the expanded portion 30 and the peripheral groove 51, which can accommodate the liquid reagent from the openings 38 and 36 opening into the groove 51.

Vhodné axiální průchody 52, znázorněné na obr. 2 pouze schematicky, umožňují vytékání kapalného činidla z mezikruhového prostoru definovaného drážkou 51 směrem dolů. Pouzdro 50· je dole opatřeno kuželovým zakončením se stejnou kuželovltostí, jako má kuželovitý nátrubek 31 mezi rozšířenou částí 30 a trubkou 10.Suitable axial passages 52, shown only schematically in Figure 2, allow the liquid agent to flow out of the annular space defined by the groove 51 downwards. The sleeve 50 is provided at the bottom with a conical tip with the same conicity as the conical sleeve 31 between the enlarged part 30 and the pipe 10.

Mezi dolním koncem pouzdra 50 a kuželovitým nátrubkem 31 je vytvořena mezikruhová štěrbina orientovaná podél tvořících přímek komolého kužele, · jejíž šířka je dána svislou polohou pouzdra 50.Between the lower end of the sleeve 50 and the conical sleeve 31 is formed an annular slot oriented along the forming lines of the truncated cone, the width of which is given by the vertical position of the sleeve 50.

Nahoře je pouzdro 50 opatřeno závitovou hlavicí 54, která může být zašroubována do rozšířené části 30. Je tak umožněno šroubováním závitovou hlavicí 54 spouštět pouzdro 50 dolů nebo zvedat je nahoru vůči rozšířené části 30, čímž se mění průřez mezikruhové štěrbiny mezi dolní hranou pouzdra 50 a kuželovitým nátrubkem 31. Tento mezikruhový otvor je orientován podél tvořících přímek kužele a podporuje rozdělení kapalného činidla do tvaru filmu označovaného 60 na obr. 2 podél vnitřní stěny trubky 10.At the top, the sleeve 50 is provided with a threaded head 54 that can be screwed into the expanded portion 30. This allows the threaded head 54 to be lowered or raised upward relative to the expanded portion 30 by screwing the threaded head 54, thereby changing the cross-sectional slot. This annular orifice is oriented along the forming lines of the cone and promotes the distribution of the liquid agent into the film designation 60 in FIG. 2 along the inner wall of the tube 10.

Je vhodné, aby vnitřní průměr pouzdra 50 byl totožný s vnitřním· průměrem trubky 10, takže plyn, přicházející z distribuční komory 70 může být přiveden do styku s volným povrchem filmu 60, aniž to způsobí tlakové ztráty. Je zřejmé, že vzhledem ke konstrukční jednoduchosti distributoru reakčního činidla je· velmi obtížné dosáhnout přesného nastavení průtočné rychlosti. Byly skutečně naměřeny odchylky větší · než 20 % mezi jmenovitou průtočnou rychlostí a jednou z trubek 10 reaktoru při měření bez dodávání plynného činidla.Suitably, the inner diameter of the sleeve 50 is identical to the inner diameter of the tube 10 so that the gas coming from the distribution chamber 70 can be brought into contact with the free surface of the film 60 without causing pressure loss. Obviously, due to the design simplicity of the reagent distributor, it is very difficult to achieve accurate flow rate settings. Indeed, deviations greater than 20% between the nominal flow rate and one of the reactor tubes 10 when measured without gaseous reagent delivery were measured.

Jak bude dále vysvětleno, dají se způsobem podle vynálezu udržet odchylky poměru mezi průtočnou rychlostí plynného činidla a kapalného činidla v úzkých mezích. Takový výsledek je dosti překvapující, jestliže uvážíme, že hlavní obtíží všech filmových reaktorů je právě dodržení správného poměru obou reakčních činidel.As will be explained below, variations in the ratio between the flow rate of the gaseous agent and the liquid agent can be kept within narrow limits by the method of the invention. Such a result is quite surprising considering that the main difficulty of all film reactors is precisely the right ratio of the two reagents.

Podle vynálezu je tlak plynného činidla podstatně nižší, než tlak plynného činidla u známých způsobů.According to the invention, the pressure of the gaseous agent is substantially lower than the pressure of the gaseous agent in the known methods.

Tento tlak je podle vynálezu asi 0,01 až 0,04 MPa. V závislosti na použitém kapalném reakčním činidle je tlak kapalného činidla vyšší než tlak plynného činidla a odpovídá výšce hladiny kapaliny v distribuční komoře pro kapalinu.According to the invention, this pressure is about 0.01 to 0.04 MPa. Depending on the liquid reagent used, the pressure of the liquid reagent is higher than the pressure of the gaseous reagent and corresponds to the level of the liquid in the liquid distribution chamber.

Přes nízký tlak obou reakčních činidel a přesto, že se může průtok kapalného činidla lišit až přes 20 % v jednotlivých trubkách, je překvapivé, že molový poměr kapalného reakčního činidla a plynného činidla zůstává velmi blízký dané střední hodnotě při velmi malých rozdílech v jednotlivých trubkách, jak vyplývá z dosažených výsledků. Možné vysvětlení tohoto překvapivého výsledku · je rozvedeno za pomoci obr. 4, 5 a 6.Despite the low pressure of both reagents and although the flow rate of the liquid reagent may vary up to 20% in individual tubes, it is surprising that the molar ratio of liquid reagent to gaseous reagent remains very close to the given mean value with very small differences in individual tubes, as it results from the results achieved. A possible explanation for this surprising result is elaborated with reference to Figures 4, 5 and 6.

Za předpokladu, že v časovém intervalu (t0 až ti J v každé ze tří trubek 110, 210, 310 stejného průměru a stejné délky je stejná ideální situace, to znamená, že tři průtokové rychlosti kapalného reakčního činid215003 la, Lb L2, L3 jsou stejné, tři průtokové rychlosti plynného činidla Gb G2, G3 jsou také stejné, jsou také stejné tři molové poměry Rb R2, R3 a odpovídají předem stanovenému optimálnímu molovému poměru; jestliže jsou průměry tří uvedených trubek přesně stejné, pak dojde také ke stejným stupňům zreagování složek v trubkách, a jak je ukázáno na obr. 4, udávají Ptí0, P90 a P98 stupeň zreagování složek na 60 °/o, 90 '%í a 98 %.Assuming that in the time interval (t0 to t1 in each of the three tubes 110, 210, 310 of the same diameter and the same length is the same ideal situation, that is, the three flow rates of the liquid reagent 21003 1a, L b L 2 , L 3 are the same, the three flow rates of the gaseous agent G b G 2 , G 3 are also the same, the three molar ratios R b R 2 , R 3 are also the same and correspond to a predetermined optimum molar ratio; then will also react to the same levels of components in pipes, and as shown in FIG. 4 indicate tí0 P, P 90 and P 98, the step of reacting the components at 60 ° / o, 90 '% I and 98%.

Délka trubek je volena tak, aby doba styku dvou reagujících složek byla ve velké míře dostatečná za optimálních podmínek zavádění obou složek, aby se zajistila prakticky dokonalá konverze kapalné reakční složky (aby stupeň reakce dosáhl téměř 100 °/o). Takovým způsobem se zajistí dokonalý průběh reakce v každé trubce i za podmínek lišících se od podmínek optimálních, jestliže к takovému stavu dojde vlivem disturbancí nebo z podobných důvodů.The length of the tubes is chosen such that the contact time of the two reactants is largely sufficient under optimal conditions of introduction of both components to ensure virtually perfect conversion of the liquid reactant (so that the degree of reaction reaches nearly 100 ° / o). In this way, a perfect reaction in each tube is ensured even under conditions differing from optimal conditions if such a condition occurs due to disturbances or similar reasons.

Nyní za předpokladu, že v časovém intervalu tj až t2 zůstávají průtokové rychlosti plynného činidla Gb G2, G3 nezměněny, dochází ke změnám průtokové rychlosti kapalného reakčního činidla Lb L2, L3, takže napříkladNow, assuming that the flow rates of the gaseous reagent G b G 2 , G 3 remain unchanged in the time interval t 1 to t 2 , the flow rates of the liquid reagent L b L 2 , L 3 change , so that, for example,

Li = Lt/3, L2 = 0,9 Lt/3, L3 = 1,1 Lt/3, kde Lt je suma průtokové rychlosti kapalného reakčního činidla ve třech trubkách a udržuje se na konstantní hodnotě. Ve trubce 110 zůstávají poměry jasně nezměněny se zřetelem na podmínky uvedené na obr. 4, a tak se také nemění hodnoty odpovídající P60, Pgo a P98. Následkem nižší průtokové rychlosti kapaliny v trubce 210 dojde ke zvýšení hodnot Ptí0, P90 a P98, zatímco naopak dojde к opačným výsledkům v trubce 310, v důsledku větší průtokové rychlosti kapalného reakčního činidla.Li = L t / 3, L 2 = 0.9 L t / 3, L 3 = 1.1 L t / 3, where L t is the sum of the flow rate of the liquid reagent in three tubes and is kept constant. In the tube 110, the ratios remain clearly unchanged with respect to the conditions shown in Fig. 4, and so the values corresponding to P 60 , P 90 and P 98 also remain unchanged. Consequently, the lower flow rate of liquid in the tube 210 will increase the values of P tí0, P 90 and P 98, while the contrary happens к opposite results in the tube 310, due to the greater flow rate of liquid reagent.

Připomíná se, že rozdíly tlaku v distribuční komoře 70 a ve sběrné komoře 40 odpovídají tlakové ztrátě v každé z těchto tří trubek, ve kterých je proto tato tlaková ztráta stejná.It is recalled that the pressure differences in the distribution chamber 70 and in the collection chamber 40 correspond to the pressure loss in each of these three tubes, in which the pressure loss is therefore the same.

Dále se připomíná, že spolu s variacemi stupně, do kterého proběhla reakce se značně mění viskozita a tak také tloušťka filmu tvořeného směsí kapalného reakčního činidla a kapalným produktem reakce. Zvláště při zvyšujícím se stupni, do kterého reakce proběhla, dochází ke zvýšení viskozity a tloušťky filmu, který sestává ze směsi kapalného reakčního činidla a kapalného reakčního produktu.It is further recalled that, along with variations in the degree to which the reaction took place, the viscosity and thus the thickness of the film formed by the mixture of the liquid reagent and the liquid reaction product vary considerably. Especially with the increasing degree to which the reaction has taken place, the viscosity and the thickness of the film consisting of a mixture of the liquid reagent and the liquid reaction product increase.

Obr. 5 ukazuje, že výška H3 části trubky 310, kde je stupeň reakce vyšší než 98 je kratší než odpovídající výška 1¾ trubkyGiant. 5 shows that the height H 3 of the portion of the tube 310 where the degree of reaction is greater than 98 is shorter than the corresponding height of 1¾ of the tube

110, přičemž tato výška Hb je naopak kratší než výška H2.110, the height H b being shorter than the height H 2 .

Následkem svých různých délek Hb H2,Due to its different lengths H b H2,

H3 mají proto uvedené tři trubky rozdílný střední průřez průchodu plynného reakčního činidla, jelikož střední tloušťka kapalného filmu na stěnách trubek je rozdílná. Jelikož tři průtokové rychlosti plynnéhoreakčního činidla ve trubkách 110, 210 a 310 závisejí jasně pouze na odpovídajícím středním průřezu, přičemž tlakový rozdíl při extrémních rozdílech v těchto třech trubkách je, jak shora uvedeno, stejný, dochází к těmto výsledkům:H 3 , therefore, the three tubes have a different mean cross section of the gaseous reagent passage since the mean thickness of the liquid film on the tube walls is different. Since the three flow rates of the gaseous reactant in tubes 110, 210 and 310 clearly depend only on the corresponding mean cross-section, and the pressure difference at the extreme differences in the three tubes is the same as above, the following results are obtained:

ve trubce 210 se středním průchodem menším než je původně ukázáno na obr. 4, dochází к poklesu průtoku plynného reakčního činidla, čímž se molový poměr snižuje pod optimální výchozí původní hodnotu; ve trubce 310 se středním průchodem větším, než je původně ukázáno na obr. 4, dochází ke vzrůstu průtoku plynného reakčního činidla, čímž se molový poměr posunuje nad optimální výchozí původní hodnotu.in a tube 210 with a middle passage smaller than that initially shown in FIG. 4, the flow rate of the gaseous reagent decreases, thereby reducing the molar ratio below the optimum initial initial value; in the medium passage tube 310 larger than initially shown in FIG. 4, the flow rate of the gaseous reagent increases, thereby shifting the molar ratio above the optimum initial initial value.

Vychází-li se ze chvíle tb je však možné, že ačkoliv zůstává konstantní a stejná průtoková rychlost Lb Lo, L3 kapalného reakčního činidla, mění se průtoková rychlost plynného reakčního činidla, takže, jak vyplývá z obr. 6, platí = Gt/3,When beginning from the time t b, it is possible that although remains constant and the same flow rate L B Lo L 3 of the liquid reagent, changing the flow rate of the gaseous reactant so that, as shown in FIG. 6 is = G t / 3,

G2 =- 0,9 Gt/3,G 2 = - 0,9 Gt / 3,

G3 - 1,1 Gt/3, přičemž Gt je suma průtokové rychlosti plynného reakčního činidla ve všech třech trubkách, udržovaná na konstantní hodnotě.G 3 - 1.1 G t / 3, where G t is the sum of the flow rate of the gaseous reagent in all three tubes, kept constant.

V trubce 110 zůstává situace jasně nezměněna se zřetelem na situaci podle obr. 4, a proto umístění hodnot P60, P90 a P98 se nemění. V důsledku nižší průtokové rychlosti plynného reakčního činidla v trubce 210 dojde ke snížení hodnot P69) P90 a P98, zatímco v důsledku vyšší průtokové rychlosti plynného reakčního činidla v trubce 310 dojde ke zvýšení těchto hodnot.In the tube 110, the situation remains clearly unchanged with respect to the situation of FIG. 4 and therefore the location of the values P 60 , P 90 and P 98 does not change. Due to the lower flow rate of the gaseous reagent in the tube 210, the P 69, P 90 and P 98 values decrease, while the higher flow rates of the gaseous reagent in the tube 310 increase these values.

Ze stejných důvodů, jak shora uvedeno, dojde к poklesu průtoku plynného činidla v trubce 310 a ke vzrůstu průtoku téhož plynného činidla v trubce 210, jelikož odpovídající střední průřez klesne v trubce 310 a vzroste v trubce 210. V tomto případě se molové poměry R2 a R3 budou posunovat ve směru к původním optimálním hodnotám.For the same reasons as above, there к low flow of the gaseous reagent in the tube 310 and to increase the flow of the same gaseous reagent in the tube 210, as the corresponding mid-section in the pipe 310 falls and rises in the tube 210. In this case, the molar ratios of R 2 and R 3 will move in the direction of the main к optimum.

Vedle shora uvedeného vyrovnávacího jevu, založeného na modifikaci reakčních profilů trubek, je ještě další důležitý vyrovnávací jev, který využívá značných změn viskozity s teplotou. Jestliže teplota filmu kapaliny uvnitř trubek se mění, mění se také odpovídajícím způsobem střední viskozita kapaliny. Následkem toho pro stejnou rychlost průtoku při vzrůstající střední teplotě filmu klesá střední tloušťka filmu a tím vzrůstá střední průřez pro průchod plynného reakčního činidla. К opačným pomě215003 rům dochází při poklesu střední teploty filmu.In addition to the above-mentioned equalization phenomenon, based on modification of the reaction profiles of the tubes, there is another important equalization phenomenon which utilizes considerable changes in viscosity with temperature. If the temperature of the liquid film inside the tubes changes, the mean liquid viscosity also changes accordingly. As a result, for the same flow rate as the average film temperature increases, the average film thickness decreases, and thus the mean cross-section for the passage of the gaseous reagent increases. Opposite ratios occur when the mean film temperature drops.

Proto se zřetelem na tři trubky podle obr. 4 a se zřetelem na možné různé situace podle obr. 5, pro trubku 210, charakterizovanou poklesem rychlosti průtoku kapalného reakčního činidla, bude celkovým důsledkem reakce menšího množství reakčních složek za jednotku času a tím se uvolní méně reakčního tepla. Jelikož teplota a průtokové podmínky chladicího prostředí zůstávají stejné, v této chvíli se střední teplota filmu sníží se zřetelem na původní hodnotu v důsledku nižšího reakčního tepla, které má odvést chladicí prostředí. To povede k vyšší střední viskozitě, k vyšší tloušťce filmu a ke zmenšení průřezu pro průchod reakčního plynu.Therefore, considering the three tubes of Figure 4 and the possible different situations of Figure 5, for the tube 210, characterized by a decrease in the flow rate of the liquid reagent, the overall result of the reaction will be less reagents per unit of time and thus less reaction heat. Since the temperature and flow conditions of the cooling medium remain the same, at this point the mean film temperature decreases with respect to the original value due to the lower reaction heat to dissipate the cooling medium. This will result in a higher mean viscosity, a higher film thickness, and a reduction in the cross-section for the passage of the reaction gas.

Jelikož se tlak v trubce 210 nemění, rychlost průtoku G2 reakčního plynu klesá, a proto se molový poměr R2 snižuje a vrací se ke své původní optimální hodnotě. Na druhé straně pro případ trubky 310 za podmínek ' podle obr. 5, povede vzrůst rychlosti průtoku reakční kapaliny ke vzrůstu množství látek zreagujících za jednotku času a tím dojde k většímu uvolňování reakčního tepla. To jsou tedy naprosto opačné podmínky k podmínkám předešlým a jejich konečným důsledkem je vzrůst střední teploty filmu, pokles střední viskozity filmu a tak vytvoření většího průřezu pro průchod reakčního plynu. V tomto případě rychlost příchodu reakčního plynu vzroste, takže se zvýší hodnota molového poměru R3 ve směru ke své původní optimální hodnotě.Since the pressure in the tube 210 does not change, the flow rate G 2 of the reaction gas decreases, and therefore the molar ratio R 2 decreases and returns to its original optimum value. On the other hand, in the case of the tube 310 under the conditions of FIG. 5, increasing the flow rate of the reaction liquid will lead to an increase in the amount of reactants per unit of time, thereby increasing the release of the reaction heat. Thus, these are completely opposite to the foregoing conditions and their ultimate result is an increase in the mean film temperature, a decrease in the mean viscosity of the film and thus a larger cross section for the passage of the reaction gas. In this case, the rate of arrival of the reaction gas increases so that the molar ratio R 3 value increases in the direction of its original optimum value.

Za podmínek podle obr. 6, kdy průtok kapaliny zůstává konstantní, je střední hodnota teploty filmu prakticky neovlivněna, — obsah sulfonovatelných látek v surovině — střední molekulová hmotnost suroviny — rychlost průtoku suroviny — objemová koncentrace oxidu sírového v nosném plynu — teplota oxidu sírového zaváděného do reaktoru — vstupní tlak plynného reakčního činidla zaváděného do reaktoru — přetlak kapalného reakčního činidla a proto se uplatňuje vyrovnávací jev založený toliko na variaci reakčního profilu.Under the conditions of Fig. 6, where the liquid flow rate remains constant, the mean film temperature is practically unaffected, - sulphonable matter content in the feedstock - average molecular weight of the feedstock - feedstock flow rate - volume concentration of sulfur trioxide in the carrier gas reactor - the inlet pressure of the gaseous reagent introduced into the reactor - the overpressure of the liquid reagent and therefore a balancing effect based only on the variation of the reaction profile is applied.

Tyto dva vyrovnávací jevy jsou tak výrazné, že vyrovnávají nerovnovážný vliv způsobený variací průtokové rychlosti reakčních složek a, jak je ze shora uvedeného jasné, neobnovují původní optimální hodnoty průtokových rychlostí v každé trubce, nýbrž toliko původní hodnoty molového poměru mezi dvěma reakčními složkami. .These two balancing phenomena are so pronounced that they compensate for the imbalance caused by the variation in the flow rate of the reactants and, as is clear from the above, do not restore the original optimum flow rate values in each tube but only the original molar ratio between the two reactants. .

Ve skutečnosti, když vycházíme z ideální situace podle obr. 4, pak po uplynutí přechodné periody se uplatní vliv vyrovnávacích jevů a dojde k jedinečné celkové materiálové rovnováze v celém reaktoru:In fact, based on the ideal situation of Figure 4, after the transition period, the effect of equalization phenomena is applied and a unique overall material equilibrium occurs throughout the reactor:

Rj = R2 = R3 = Rt =--gProto nehledě na skutečnost, že průtokové rychlosti se v každé trubce liší od ideální průtokové rychlostiRj = R 2 = R 3 = R t = - g Therefore, despite the fact that the flow rates in each pipe differ from the ideal flow rate

GT/3 a LT/3 molární poměr v každé trubce je správný a upravuje se venkovními řídicími prostředky reaktoru.The GT / 3 and LT / 3 molar ratio in each tube is correct and is adjusted by the external reactor control means.

Následující příklady způsob podle vynálezu objasňují.The following examples illustrate the process of the invention.

Příк 1 adlEx 1 adl

Tento příklad ukazuje výhody způsobu sulfonace podle vynálezu pro případ technického lineárního dodecylbenzenu s širokým spektrem složení a s délkou alifatických řetězců 9 až 15 atomů uhlíku.This example shows the advantages of the sulfonation process of the invention for the case of technical linear dodecylbenzene with a wide spectrum of composition and aliphatic chain length of 9 to 15 carbon atoms.

98, 5 %98.5%

267267

180 kg-h %180 kg-h%

až 40 °Cto 40 ° C

18,6 kPa cm*1 *> sloupce kapalného reakčního činidla18.6 kPa cm @ -1 of liquid reagent column

Reaktor podle vynálezu má tyto charakteristiky:The reactor according to the invention has the following characteristics:

— počet trubek — vnitřní průměr trubek — délka trubek mm 6000 mm- number of pipes - inside diameter of pipes - length of pipes mm 6000 mm

Jakožto chladicí kapaliny se používá vo- Analytické složení a charakteristiky prody o teplotě 25 °C. Teplota sulfonové ka- duktu získané po stárnutí a po stabilizaci: paliny při výstupu z reaktoru je 45 °C.The analytical composition and characteristics of the fiber having a temperature of 25 ° C are used as coolants. The temperature of the sulfone product obtained after aging and after the stabilization of the fuel at the outlet of the reactor was 45 ° C.

213003 — množství nesulfonovaných podílů v reakčním produktu — množství volné kyseliny sírové — barva produktu213003 - amount of non-sulfonated fractions in reaction product - amount of free sulfuric acid - color of product

1,35 % pod 1 % 25 °Klett1.35% below 1% 25 ° Klett

Příklad 2Example 2

Tento příklad ukazuje výhody sulfatace — střední molekulová hmotnost suroviny — rychlost průtoku suroviny — objemová koncentrace oxidu sírového v nosném plynu — teplota oxidu sírového zaváděného do reaktoru — přetlak kapalného reakčního činidla sloupce kapalného reakčního činidla — vstupní tlak plynného reakčního činidla zaváděného do reaktoru podle vynálezu pro případ syntetického laurylalkoholu (s 12 až 15 atomy uhlíku).This example shows the advantages of sulphation - mean molecular weight of feedstock - feedstock flow rate - sulfuric acid bulk concentration in carrier gas - temperature of sulfur trioxide introduced into reactor - liquid reagent overpressure of liquid reagent column - inlet pressure of gaseous reagent introduced into reactor according to the invention for the case of synthetic lauryl alcohol (12 to 15 carbon atoms).

207207

150 kg/h %150 kg / h%

°C cm**° C cm **

19,1 kPa19,1 kPa

Použitý reaktor má stejné charakteristiky jako reaktor použitý v příkladu 1.The reactor used has the same characteristics as the reactor used in Example 1.

Jakožto chladicí prostředí se používá vo- — množství nesulfonovaných podílů v reakčním produktu — obsah síranu sodného — barva dy o teplotě 20 °C. Sulfatovaný produkt, odváděný z reaktoru, má teplotu 39 °C.As the cooling medium, the amount of non-sulfonated fractions in the reaction product, the sodium sulfate content, the color temperature of 20 ° C is used. The sulphated product discharged from the reactor has a temperature of 39 ° C.

Analytické složení neutralizovaného produktu:Analytical composition of the neutralized product:

1,9 O/o1.9 O / o

0,88 % °Klett0.88% ° Klett

Neutralizace se provádí ve vodném roztoku. Shora uvedené hodnoty obsahu nesulfonovaného materiálu a síranu sodného se vztahují na 100 % aktivní složky.The neutralization is carried out in aqueous solution. The above values for the content of unsulfonated material and sodium sulphate refer to 100% of the active ingredient.

Příklad 3Example 3

Tento příklad ukazuje výhody sulfatace podle vynálezu pro případ syntetického laurylalkoholu (s 12 až 15 atomy uhlíku) ethoxylovaného třemi molekulami ethylenoxidu.This example illustrates the advantages of the sulfation of the invention for the case of synthetic lauryl alcohol (C 12 -C 15) ethoxylated with three molecules of ethylene oxide.

— střední molekulová hmotnost — rychlost průtoku suroviny — objemová koncentrace oxidu sírového V nosném plynu — teplota oxidu sírového zaváděného do reaktoru — vstupní tlak plynného reakčního činidla zaváděného do reaktoru — přetlak kapalného reakčního činidla- average molecular weight - flow rate of feedstock - volume concentration of sulfur trioxide in carrier gas - temperature of sulfur trioxide introduced into reactor - inlet pressure of gaseous reagent introduced into reactor - overpressure of liquid reagent

339339

130 kg/h130 kg / h

2,5 % °C2.5%

30,6 kPa cm*· x) sloupce kapalného reakčního činidla30.6 kPa cm * · x) liquid reagent column

Použitý reaktor má stejné charakteristiky jako reaktor použitý v příkladu 1.The reactor used has the same characteristics as the reactor used in Example 1.

Produkt má při vstupu z reaktoru tep- — množství nesulfonovaného produktu — obsah síranu sodného — barva lotu 40 °C. Chladicí voda má teplotu 30 °C. Analytické složení neutralizovaného produktu:The product at the inlet of the reactor had a temperature of - the amount of unsulfonated product - a content of sodium sulfate - a color of lot 40 ° C. The cooling water has a temperature of 30 ° C. Analytical composition of the neutralized product:

1.3 %1.3%

1.4 %:1.4%:

°Klett° Klett

Neutralizace se provádí bezprostředně po sulfataci ve vodném roztoku. Shora uvedené hodnoty obsahu nesulfonovaného produktu a síranu sodného se vztahují na 100 proč, aktivní složky.Neutralization is carried out immediately after sulfation in aqueous solution. The above values of the content of unsulfonated product and sodium sulphate refer to 100 why active ingredient.

Připomíná se, že ve všech třech příkladech se udržoval molový pOměr reagujících složek (oxidu sírového a kapalného činidla) na hodnotě (1,03 až 1,06} : 1.It is recalled that in all three examples, the molar ratio of the reactants (sulfur trioxide and liquid reagent) was maintained at (1.03 to 1.06): 1.

Barva konečného produktu se vždy stanoví Klett-Summersonovým kolorimetrem se modrými filtry, s 5% roztokem. Používá se buňky 40 mm.The color of the final product was determined in each case by a Klett-Summerson blue filter with a 5% solution. 40 mm cells are used.

Vždy se stanoví barva produktu odebíraného přímo z reaktoru bez jakéhokoliv procesu bělení.The color of the product taken directly from the reactor without any bleaching process is always determined.

Způsob podle vynálezu není samozřejmě omezen na uvedené tři příklady praktického provedení, ale týká se přirozeně všech modifikací, které jsou kryty definicí předmětu vynálezu.Of course, the process of the invention is not limited to the three examples, but naturally applies to all modifications that are covered by the definition of the subject matter of the invention.

Claims (5)

PŘEDMĚT vynálezuOBJECT OF THE INVENTION 1. Způsob sulfonace nebo sulfatace organických sloučenin plynem obsahujícím oxid sírový a nosný plyn vedením kapalné sloučeniny, která se má zpracovávat, ve formě filmu do vhodně dimenzovaných trubek uspořádaných rovnoběžně ve svislém směru mezi distribuční komorou pro zavádění reagujících složek na horním konci trubek a sběrnou komorou pro shromažďování reakčních produktů na dolním, opačném konci trubek, vyznačený tím, že se plynné činidlo zavádí pod tlakem odpovídajícím tlakové ztrátě způsobené průtokem plynného činidla uvnitř jednotlivých trubek protékaných reakční kapalinou, přičemž zaváděcí tlak kapalného reakčního činidla je vyšší o několik cm sloupce kapaliny než plynného reakčního činidla a přičemž zaváděcí tlak plynného činidla do každé trubky je 0,01 až 0,05 MPa, s výhodou 0,02 až 0,04 MPa a zaváděcí přetlak kapalného činidla se zřetelem na zaváděcí tlak plynného činidla je 1 až 100 cm, s výhodou 5 až 15 cm sloupce kapaliny.A process for sulfonating or sulfating organic compounds with a gas containing sulfur trioxide and a carrier gas by passing the liquid compound to be treated in the form of a film into suitably sized tubes arranged parallel in a vertical direction between a distribution chamber for introducing reactants at the upper end of the tubes and a collection chamber for collecting the reaction products at the lower, opposite end of the tubes, characterized in that the gaseous reagent is introduced at a pressure corresponding to the pressure drop caused by the flow of gaseous reagent within the individual tubes flowing through the reaction liquid; and wherein the feed pressure of the gaseous reagent into each tube is 0.01 to 0.05 MPa, preferably 0.02 to 0.04 MPa, and the feed pressure of the liquid reagent with respect to the feed pressure of the gaseous reagent. Reagents 1 to 100 cm, preferably 5-15 cm column of liquid. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že nosný plyn je alespoň zčásti tvořen odpadním plynem ze sběrné komory reaktoru.2. The process of claim 1 wherein the carrier gas is at least partially formed by the waste gas from the reactor header. 3. Zařízení pro provádění způsobu podle bodů 1 až 2, vyznačené tím, že sestává ze svazku navzájem rovnoběžných, svisle uspořádaných trubek (10), na jejichž horním konci je plnicí komora (70) pro plynné reakční činidla, pod nímž je komora (15) к distribuci kapalného reakčního činidla, spojená s vnitřní horní rozšířenou částí (30), do které trubky (10) ústí, přičemž distribuční komora (15) je s vnitřním prostorem trubek (10) spojena okrouhlou nastavitelnou štěrbinou uspořádanou na průřezu u horního konce každé trubky (10),’přičemž trubky (10) jsou obklopeny chladicími komorami.Device for carrying out the method according to Claims 1 to 2, characterized in that it consists of a bundle of parallel, vertically arranged tubes (10), at the upper end of which there is a filling chamber (70) for gaseous reagents below which there is a chamber (15). for distributing a liquid reagent connected to the inner upper widened portion (30) into which the tube (10) opens, the distribution chamber (15) being connected to the inner space of the tubes (10) by a circular adjustable slot disposed at the upper end of each tubes (10), the tubes (10) being surrounded by cooling chambers. 4. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že vnitřní průměr každé trubky (10) je 20 až 40 mm, s výhodou 20 až 30 mm.Device according to claim 3, characterized in that the inner diameter of each tube (10) is 20 to 40 mm, preferably 20 to 30 mm. 5. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že délka každé trubky je 2 až 10 m, s výhodou 5 až 7 m.Device according to claim 3, characterized in that the length of each pipe is 2 to 10 m, preferably 5 to 7 m.
CS80834A 1979-02-23 1980-02-07 Method of sulphonation or sulphatation of organic compounds and facility for executing the same CS215003B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT7912480A IT1166068B (en) 1979-02-23 1979-02-23 PROCESS PERFECTED FOR FILM SULPHONATION IN A MULTITUBULAR REACTOR WITH A MULTITUBULAR REACTOR SUITABLE FOR CARRYING OUT THAT PROCEDURE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS215003B2 true CS215003B2 (en) 1982-06-25

Family

ID=11140662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS80834A CS215003B2 (en) 1979-02-23 1980-02-07 Method of sulphonation or sulphatation of organic compounds and facility for executing the same

Country Status (11)

Country Link
AR (1) AR223511A1 (en)
BR (1) BR8000745A (en)
CA (1) CA1144561A (en)
CS (1) CS215003B2 (en)
DE (1) DE3006791A1 (en)
FR (1) FR2449665A1 (en)
GB (1) GB2043067B (en)
IN (1) IN152501B (en)
IT (1) IT1166068B (en)
SE (1) SE447378B (en)
SU (1) SU1246892A3 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0725712B2 (en) * 1990-08-30 1995-03-22 昭和電工株式会社 Method for producing 2,3-dichloro-1-propanol
IT1255737B (en) * 1992-05-19 1995-11-15 MULTITUBULAR FALLING FILM REACTOR
DE102005060816B3 (en) 2005-12-21 2007-03-29 Rudolf Aigner Sulfonation and/or sulfation of liquid organic raw materials with sulfite/air-mixture comprises splitting the mixture feed into two feed points with in reaction tubes and/or annular gap region of annular gas-falling film reactor
DE102008000785A1 (en) 2008-03-20 2009-09-24 Evonik Röhm Gmbh Process for the preparation of methacrylic acid
WO2015106293A1 (en) 2014-01-13 2015-07-16 P2 Science, Inc. Terpene-derived acids and esters and methods for preparing and using same
JP6687547B2 (en) 2014-06-20 2020-04-22 ピー2 サイエンス,インコーポレイティド Membrane ozonolysis in tubular or multitubular reactors
ITUA20162647A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-15 Iit S R L PROCESS AND DISTRIBUTION SYSTEM OF ORGANIC SUBSTANCE IN FALLEN FILM REACTOR, AND REACTOR SO CONSTITUTED
CA3026192A1 (en) 2016-06-21 2017-12-28 P2 Science, Inc. Flow-through reactors for the continuous quenching of peroxide mixtures and methods comprising the same
US10696605B2 (en) 2016-09-16 2020-06-30 P2 Science, Inc. Uses of vanadium to oxidize aldehydes and ozonides
US11814350B2 (en) 2018-10-19 2023-11-14 P2 Science, Inc. Methods for disproportionation quenching of ozonides

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES388435A1 (en) * 1970-02-23 1974-01-16 Mazzoni G Mecc Costr Method for sulphonatizing and/or sulphatizing organic compounds with sulphur trioxide and apparatus therefor
JPS5218682B2 (en) * 1972-04-15 1977-05-24
JPS5214725A (en) * 1975-07-21 1977-02-03 Kao Corp Method of sulfonation and its apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
GB2043067B (en) 1983-05-11
DE3006791C2 (en) 1989-02-23
FR2449665B1 (en) 1983-05-20
IN152501B (en) 1984-01-28
GB2043067A (en) 1980-10-01
BR8000745A (en) 1980-10-21
DE3006791A1 (en) 1980-09-04
FR2449665A1 (en) 1980-09-19
AR223511A1 (en) 1981-08-31
IT1166068B (en) 1987-04-29
SE447378B (en) 1986-11-10
SU1246892A3 (en) 1986-07-23
SE8001164L (en) 1980-08-24
CA1144561A (en) 1983-04-12
IT7912480A0 (en) 1979-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005060816B3 (en) Sulfonation and/or sulfation of liquid organic raw materials with sulfite/air-mixture comprises splitting the mixture feed into two feed points with in reaction tubes and/or annular gap region of annular gas-falling film reactor
US3427342A (en) Continuous sulfonation process
US3918917A (en) Apparatus for reacting organic compounds and sulfur trioxide
CS215003B2 (en) Method of sulphonation or sulphatation of organic compounds and facility for executing the same
US4183897A (en) Apparatus for admixing liquid and gaseous chemical reactants with uniform pressure in a plurality of reaction tubes
CN1390240A (en) Continuous process for the production of polyether polyols
US4212544A (en) Orifice plate mixer and method of use
US3350428A (en) Continuous sulfonation process
CN109225114B (en) Self-circulation tubular reaction device with efficient mixer and reaction method adopting self-circulation tubular reaction device
US3405920A (en) Process and device for stirring and methodically circulating liquid masses by blowing gases therethrough
CN107930555B (en) Multistage horizontal stirring airlift reactor for preparing ethylbenzene hydroperoxide and application
CA1089486A (en) Sulfonating method and apparatus
US4102911A (en) Sulfonating or sulfating method
US3535339A (en) Process and apparatus for the continuous reaction of organic compounds with undiluted sulfur trioxide
CN106543006A (en) The synthesis technique of 4,6 dinitroresorcinols
US3931273A (en) Method for sulphonatizing and sulphatizing organic compounds with sulphur trioxide and apparatus therefor
JP3115607B2 (en) Multi-tube falling membrane reactor for continuously producing sulfonated and / or sulfated compounds
CN116393075A (en) Polymer polymerization reaction device
CA1072977A (en) Process for sulfonation and apparatus therefor
US4097242A (en) Sulfonation apparatus
US3775062A (en) Current flow, annular thin film, gas-liquid reactor
US4036875A (en) Process for the continuous sulphonation of alkyl aromatic hydrocarbons
US4036596A (en) Apparatus for continuous sulfonation
US10017467B2 (en) Alkylbenzene hydroperoxide production using dispersed bubbles of oxygen containing gas
CN100475328C (en) Dual-membrane type sulfur trioxide sulfonation reactor