NO156602B - System for fortoeyning av et skip, saerlig en oljetanker til et off-shore taarn eller soeyle. - Google Patents

Description

Anordning for kontinuerlig sulfonering og/eller sulfatering av organiske forbindelser som inneholder en eller flere hydroksylgrupper.

Nærværende oppfinnelse angår en anordning for kontinuerlig sulfonering og/

eller sulfatering av alkylforbindelser eller

alkylarylfortaindelser, hvilke forbindelser

inneholder en eller flere hydroksylgrupper

og alkylenoksydaddukter av de nevnte forbindelser eller blandinger som inneholder

disse forbindelser ved reaksjon med gassformet svoveltrioksyd i en kontinuerlig sulfonerings- og/eller sulfateringsprosess.

Fremgangsmåten som anordningen ifølge

oppfinnelsen anvendes ved lar seg tilpasse

ved såvel sulfonerings- som sulfaterings-prosesser, og disse betegnes i fortsettelsen

for enkelhets skyld utelukkende med ut-trykket sulfoneringsprosesser.

Ved sulfonering og/eller sulfatering av

organiske forbindelser f.eks. fettalkoholer,

fettalkoholpolyglykoletere, alkyl-arylpoly-glykoletere o.s.v. anvendes som sulfoneringsmiddel som oftest klorsulfonsyre, svo-velsyre eller oleum. I disse tilfelle er det

enkelt å veie inn eller volumetrisk be-stemme inngående komponentene og deres

innbyrdes forhold. Over- eller underdoser-ing av sulfoneringsmidlet har som regel i

disse tilfelle ikke noen ufordelaktig inn-virkning på det ferdige produkt. Dette gjel-der fremfor alt ved anvendelse av svovel-syre og oleum, som alltid satses i relativt

stort overskudd. Ved anvendelse av svoveltrioksyd som sulfonerings- og/eller sulfa-teringsmiddel er dog doseringen dels gjort

vanskelig av at en meget nøyaktig bestemt

mengde svoveltrioksyd må satses til en be-

stemt mengde stoff, som skal sulfoneres, og dels av at svoveltrioksydet foreligger i gassform, blandet med luft eller annen inert gass. Svoveltrioksyd har imidlertid store fordeler som sulfoneringsmiddel.

Ved sulfonering med svoveltrioksyd ar-beider man som regel med 2—8 mol% overskudd av teoretisk mengde nødvendig svoveltrioksyd. Dette betegnes 102—108 % sulfoneringsgrad. Mengden tilført svoveltrioksyd er kritisk. Ved for lav sulfoneringsgrad oppnås en større eller mindre mengde usulfonert stoff, hvilket dels gir tap i pro-duksjonsbortfall av sulfonerte råvarer og dels kan gi ikke ønskelige bieffekter ved produktets anvendelse, f.eks. uklart produkt. Ved for høy sulfoneringsgrad oppnås kraftig misfarging av produktet, hvilket stammer fra bireaksjoner i form av bl.a. spaltning av den organiske forbindelse. I dette tilfelle oppnås dels råvaretap og dels en misfarget vanskelig bleket sluttprodukt. Fremfor alt ved sulfoneringer av alkylen-oksydderivat av fettalkaholer og alkylfenoler oppnås ved sulfonering med svoveltrioksyd et produkt med vanskelige skum-ningsegenskaper. Dette har gjort at det i mange tilfelle har vært umulig å måle sul-foneringsgraden ved noen fysikalsk meto-de, f.eks. måling av viskositetforandringer, forandringer i spesifikk vekt o.l., som er å henføre til en høyere eller lavere sulfoneringsgrad.

Nærværende oppfinnelse vedrører en anordning for å sulfonere og/eller sulfa-tere alkylforbindelser og alkylarylforbindelser som inneholder en eller flere hydroksylgrupper og alkylenoksydaddukter av disse eller blandinger som inneholder nevnte forbindelser ved reaksjon med gassformig svoveltrioksyd, hvilken anordning løser pro-blemet med en eksakt dosering av svovel - trioksydet. Anordningen som omfatter en kjemisk reaktor med dels en ytre vann-kjølemantel og dels en indre roterende vannkjøler-sylinder med en smal spalte mellom den indre sylinderen og reaktorens vegg, hvilken reaktor er forsynt med en ad-skillelsesanordning for adskilling av restgasser ut fra reaktoren utgående produkt-strømmer, og karakteriseres ved at det i de fra restgasser befridde produktstrøm-mer er anbragt en ledningsevnemålecelle, som etterlater en strømimpuls til en auto-matiskt virkende reguleringsanordning, hvorved tilførselen av det utgangsmateriale som skal sulfoneres reguleres på slik måte at ved for lav sulfoneringsgrad minskes tilførselen, mens ved for høy sulfoneringsgrad økes tilførselen.

I prinsippet går man slik frem at på hensiktsmessig sted i den fra sulfonerings-reaktoren utgående produktstrømmer etter at restgasser først er skilt ut fra f.eks. i en cyklon, anbringes en anordning for måling av ledningsevnen hos den erholdte flyt-ende blandingen av usulfonert og sulfonert produkt. Den oppnådde måleimpuls over-føres til en reguleringsanordning som regulerer tilførslene av det produkt som skal sulfoneres. For å oppnå et optimalt forhold mellom oppmålt ledningsevne og sulfoneringsgrad kalibreres først anordningen for hver enkelt forbindelse som skal sulfoneres ved at ledningsevnen måles opn ved varierende mengder av tilført usulfonert utgangsmaterial. Man får da et forhold mellom den målte ledningsevne og sulfo-neringsgraden, som skal uskadeliggjøres, grafisk på slik måte som det er vist til i eksemplene hørende figurer 1—3. Ved dette oppnås den rette ledningsevneverdien — og dermed den rette menede usulfonert utgangsmaterial, som skal tilføres — for hver ønsket sulfoneringsgrad. Gjennom den automatisk virkende reguleringsanordningen holdes ledningsevnen under prosessen ved på forhånd innstilt «bør»-verdi. Ved av-vikelse fra denne gis et signal som påvirker innmatningen av det usulfonerte stoff.

Ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen er det mulig den hele tid under sulfoneringsprosessen å tilføre riktig mengde ikke sulfonert forbindelse, slik at en konstant sulfoneringsgrad av på forhånd innstilt størrelse kan oppnås. Det erholdte produkt blir fritt for misfarglng, hvorved etter blekning med natriumhypokloritt som fører til klorholdige produkter unngås.

Egnede produkter for sulfonering og/eller sulfatering ved anordningen ifølge oppfinnelsen er alkylforbindelser og alkylarylforbindelser som inneholder en eller flere hydroksylgrupper eller alkylenoksydaddukter av disse. Også blandinger av oven-nevnte forbindelser kan anvendes. Som eksempel på dette kan det anvendes alko-holer med 8—22 kullatomer, fettalkoholer, fettsyrer med 8—22 kullatomer, fettstoffer og fete oljer og alkylfenoler samt etylen - oksyd- eller propylenoksydaddukter av disse, slik som oktanol, tridecylalkohol, laurylalkohol, stearylalkohol, stearinsyre, pal-mitinsyre, tallfettsyre, ricinolje, kokosfett, sildolje, oktylfenol, nonylfenol, dinonylfe-nol, 2-butyl-4-nonylfenol, omsetningsprodukter mellom laurylalkohol og 3 mol etylenoksyd og omsetningsprodukter mellom 1 mol tridecylalkohol og 2 mol propylen-oksyd.

Egnede organer for målingen av den sulfonerte blandingens ledningsevne er led-ningsevn emåleceller av i og for seg kjent type, hvilke i hovedsaken kan være utformet som dreinings- eller gjennomstrøm-ningsmåleceller. Disse består stort sett av to platinaplater som er festet med bestemt avstand fra hverandre, på hvilke legges en vekselstrømsspenning og i hvis krets et målingsinstrument anbringes.

Den for regulering av tilførselen av usulfonert utgangsmaterial anvendte reguleringsanordning er utformet slik at den omdanner de fra ledningsevne-måleceller erholdte strømimpulser — inngangssignaler — til en impuls som regulerer tilførse-len av usulfonert utgangsmaterial. Dette kan f.eks. skje således at inngangssignaler i en transduktor (signalomdanningsrelé) omdannes til et pneumatisk utgangssignal av f.eks. 3—15 psi, som via en PID-regulator styrer den fra doseringspumpen i reaktoren innrettede mengder usulfonert utgangsmaterial. Det er også mulig å over-føre den fra ledningsevnemålecellen erholdte strømimpuls til et relé, som påvirker en motorventil, som regulerer tilførselen av usulfonert utgangsmaterial til reaktoren. En ytterligere mulighet er å omdanne den fra ledningsevnemålecellen kommende strømimpuls til et pneumatisk utgangssignal, som påvirker en hydraulisk regulator, f.eks. av typen Kålle.

Oppfinnelsen belyses nærmere i det følgende med henvisning til vedføyede teg-ninger. — Fig. 1—3 er diagram som viser sambandet mellom sulfateringsgrad og oppmålt ledningsmotstand ved sulfatering av forskjellige materiale. — Fig. 4 viser skje-matisk en anordning for utførelse av sulfonering eller sulfatering.

Eksempel 1.

Den anvendte reaktoren (fig. 4) bestod av et i hovedsaken sylindrisk, lukket reak-sjonskar 1 forsynt med en kjølemantel 2 med inn- og utløp 3 og 4 for kjølevannet, nedre innløp 5 for en svoveltrioksydgass-blanding, nedre innløp 6 for organisk utgangsmaterial, øvre utløp 7 for blandingen av sulfonert og/eller sulfatert produkt og restgass, og en med reaksjonskaret en kon-sentrisk, i hovedsaken sylindrisk, kald, ro-terbar omrører 9, til hvis utenfor reaksjonskaret liggende aksel 10 en elektrisk driv-motor 11 var tilsluttet. En strøm av tride-cylalkoholer, til hvilke 4 mol etylenoksyd pr. mol tridecylalkohol tilføres gjennom innløpet 6. Ved 5 tilføres en strøm av gassformet S03 i form av en SCVluft-blanding som inneholder 6 volumprosent SOs. Det fra reaktoren kommende produkt ble skilt fra restgassen ved hjelp av en syklon 12. I den fra syklonen kommende produkt-strøm ble anbragt en ledningsevnemålecelle 13, kombinert med en temperaturkompen-sator. Ved avleiring av motstanden og sam-tidig bestemmelse av sulfateringserraden ved hjelp av titrering med 0.1-n NaCH oppnås diaerammet i fig. 1, som viser sambandet mellom den opnmålte motstand og sul-fateringsgraden. Ved å anvende et mot-tagningsinstrument 14, via en PID-re<g>ula-tor 15 gav styresignal til den ventilen 16, som regulerte tilførselen av tridecylalkoholpolyglykoleter en. samt sette «bør»-ver-dien ved 0.24 megohm. kunne en konstant sulfaterin<g>sgrad av 102 % opprettholdes. De erholdte produkter var fri for misfarg-inger og viste en farge på 4 Gardner i en 28-prosentli<g> vannoppløsning, nøytralisert med natriumhydroksyd.

Eksempel 2.

Ved dette forsøk anvendes samme for-søksanordnineer som i eksempel 1, med i steden for tridecylalkoholpolyglykoleter til-føres en teknisk laurylalkohol. Bestemmel-sen av forbindelsen mellom sulfateringsgrad oe målt ledningsevne skiedde nå samme måte som i eksempel 1. Fig. 2 viser den erholdte forbindelsen. Ved innstilling av regulatorene «bør»-verdi på 9.5 kiloohm kunne en konstant sulfateringsgrad av 104 % opprettholdes. De erholdte produkter var fri for misfargninger og viste en farge av 3 Gardner i en 15-prosentlig vann-oppløsning, nøytralisert med natriumhydroksyd.

Eksempel 3.

Ved dette forsøket anvendes samme forsøksanordninger som i eksempel 1, men i steden for tridecylalkoholpolyglykoleter tilføres en fra teknisk laurylalkohol frem-stilt laurylalkoholpolyglykoleter erholdt ved omsetning av 1 mol laurylalkohol og 3 mol etylenoksyd. Bestemmelse av forbindelsen mellom sulfateringsgrad og målt ledningsevne skjedde på samme måte som i eksempel 1. Fig. 3 viser det erholdte sambandet. Ved innstilling av regulatorens «bør»-verdi på 0.30 megohm kunne en sulfateringsgrad av 105 % konstant opprettholdes.

Claims (4)

1. Anordning for kontinuerlig sulfonering og/eller sulfatering av alkylforbindelser, alkylarylforbindelser, som inneholder en eller flere hydroksylgrupper og alkylenoksydaddukter av disse eller blandinger som inneholder en eller flere av disse forbindelser ved at disse forbindelser omset-tes med gassformet svoveltrioksyd i en kjemisk reaktor som står av en ytre vannkjø-lermantel og en indre roterende vannkjø-ler-sylinder med en smal spalte mellom den indre sylinderen og reaktorens vegg, hvilken reaktor er forsynt med en adskillelses-anordning for adskilning av restgasser ut fra de fra reaktoren utgående produkt-strømmer. karakterisert ved at det i de fra restgasser befridde produkt-strømmer er anbragt en ledningsevnemålecelle, som efterlater en strømimpuls til en automatisk virkende reguleringsanordning. hvorved tilførselen av det utgangsmaterial som skal sulfoneres reguleres på slik måte at ved for lav sulfoneringsgrad minskes til-førselen, mens ved for høy sulfoneringsgrad økes tilførselen.

2. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at reguleringsanordningen består av et signalomdannelses-relé, hvorved de fra ledningsevnemålecellene innkommende strømimpulser omdannes til et pneumatisk utgangssignal. samt en PID-regulator, som påvirkes av utgangssignalet og styrer de fra doseringspumpen i reaktoren innmatede mengder organisk stoff.'

3. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at reguleringsanordningen består av et signalomdannelses-relé, hvorved de fra ledningsevnemålecellene innkommende strømimpulser omdannes til et pneumatiskt utgangssignal, og en hydraulisk regulator, som påvirkes av det pneumatiske utgangssignalet og styrer utilførselen av organisk utgangsmaterial til reaktoren.

4. Anordning ifølge påstand 1, ka rakterisert ved at regjeringsorga- net består av et relé, som påvirkes av de fra ledningsevnemålecellene innkommende strømimpulser, og en motorventil, som sty-res av angitte relé og regulerer tilførselen av organisk utgangsmaterial til reaktoren.