SU1246892A3

SU1246892A3 - Способ получени сульфированных или сульфатированных органических соединений и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1246892A3
Application number: SU802886103A
Authority: SU
Inventors: Моретти Джованни; Ное Серджо
Original assignee: Баллестра Кимика С.П.А. (Фирма)
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1986-07-23
Also published as: IN152501B; FR2449665A1; AR223511A1; GB2043067B; FR2449665B1; DE3006791A1; GB2043067A; SE8001164L; BR8000745A; SE447378B; IT1166068B; CS215003B2; CA1144561A; DE3006791C2; IT7912480A0

Abstract

1. Способ получени сульфированных или сульфатированных органических , таких как додецилбензол, лаури- ловьм сиирт или этоксилированный лауриловьш спирт, соединенный путем обработки жидкого исходного реа гента газообразным серным ангидридом, разбавленным инертным газом до 3,57 об,% при 35-45 с в множестве охлаждаемых снаружи параллельных вертикальных труб с нисход щим потоком реагентов с последующей нейтрализа- дией каустической содой, отличающийс тем, что, с целью повышени качества целевого продукта , подачу жидкого исходного реагента в виде пленки во множество одинаковых параллельных труб, кажда длиной 5-7 м и внутренним диаметром 20- 30 мм, осуществл ют через кольцевые пазы с просветом меньше 1 мм и процесс провод т, поддержива питающее давление газообразного реагента 0,179-0,303 бар, а питающее давление жидкого исходного реагента - на 0,005-0,015 бар выше питающего давлени газообразного реагента. 2. Реактор сульфировани или суль- фатировани органических соединений, таких как додецилбензол, лауриловый спирт или этоксилированный лаурило- вьй спирт, газообразным серным ангидридом , содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальные трубные решетки, закрепленные в корпусе и дел щие его на камеры ввода газа, ввода жидкого реагента, теплообменную и вывода продуктов реакции, вертикальные реакционные трубы, закрепленные в трубнь х решетках и выполненные с отверсти ми дл подачи жидкого реагента, которые расположены в камере ввода жидкого реагента , и штуцеры ввода и вывода ре- Агентов, отличающийс тем, что, с целью повышени качества целевого продукта за счет улучшени распределени жидкого реагента, он снабжен цилиндрической втулкой с конической нижней частью и кольцевым пазом, установленной коаксиально внут ри каждой реакционной трубы, причем кольцевой паз втулки расположен напротив отверсти в трубе дл ввода жидкого реагента и образует кольцевой распределительньм канал дл подачи жидкого реагента на внутреннюю поверхность реакционной трубы. W N9 Од 00 ;о Ьд

Description

Изобретение относитс к усовеп- шенстйованному способу получени сульфировамнык: или сульфатиронамных органическнх соединений, которые наход т применение в производстве поверхностно-активных веществ , и к усо вершенствованному устройству дл его осуществлени ,

Целью изобретени шл етс повышение качества целевого продукта за счет использовани усовершенствованного устройства и поддержани в нем опред шен}юго давлени подаваемых исходных жидких и газообразных продук-- тов .

На фиг. 1 изображен реактор про- дольньй разрез; на фиг, 2 - сечение А.-А на фиг, 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б па фиг. 1; на фиг ,4 схематически разрез трех труб реактора в нергзом рабочем положении; на фпг, 5 и 6 - го же; в других рабочих положени х.

Реактор содержит корпус 1, пучок вертикальньвс и параллельных труб 2 ., скомпонованных бок о бок и соединен- ньк вверху с питающей камерой 3 дл указанного га.зообразного реагента, поступающего по трубопроводу 4 с уст иовки производ щей газообразный 80,,, предпочтительно путем каталитической конверсии.

Трубы 2 соединены внизу с камерой 3 дл сбора продуктов реакции, которые удал ют по трубопроводу 6. Охлалздающа жвдкость (вода) цпркут-г-- рует внутри щ-шиндрического корпуса но вне труб 2. Поскольку экзотермическа реакци мелоду йсидки14И продуктами ,, подлежащим- сульфированию или сульфатированиюэ и газообразным ре-агентом , представл юа1;им собой серный ангидрид, происходит главным образом 13 первой или верхней части труб 2, охлаждающа -сидкость предпочтительно течет в том же направлении, что и реакитюнна смесь т.е. вниз. Преду- 1мотрены также верхний трубопровод 7 дл подачи охлаждающей жидкости и ни НИИ трубопровод 8 дл ее отвода.

Горизонтальные перегородки 9 увеличивают турбулентность охлаждающей ушдкости, котора циркулирует внутри Г ространства, ограниченного внешгими поверхност ми труб 2, внутренней Г оверхностью корпуса 1 и двум труб- 1ыми решетками 10 и 11, проход щими через креплени труб 2.

Треть трубна решетка 12, за- в:репленна выкге трубной решетки 10,

46892.2

пахходктс ниже камеры 3 дл распределе1Н:: газообразного реаг ента Один или 6i:Jiee трубонроводов 14 подают жидкиЛ: реагент в камеру 13, Ял вь; .. пуска жидкого реагента из распреде- лительной камеры 13 з отде-.-1ьные трубы 2 предусмотрено нитающее устройстве (фиг. 2). Кажда трубка 2 в сво ей BepxHEHi части 15 5гвл етс дилиндj ,j рнческой и имеет -:есколько -больший диаметр; верхний конец -з рубы 2 сое- д;1}1ен -с нилсним кондом -верхней части 15 чер бз короткую конусоо- 5разную час 1 ь 16 „ Верхн ,}; цилиндрическа

, часть 15 сн-абжена опредгч.генныь; чис- JTO:M окоп 17 дл ж идкого реагента, ; пе наружна поверхность .находитс с -:;праделен11ык зазором Е контакте с jiivi peHHeH пг.1Ве х:костыо цилиндри-3|- , ч( втул. ги 18, чгрез которую получают иат :1,ен;;; е грубаые решетки 10 г 2 ) 13 снабжена окнами 19 ьг г; )шдкого pearcHva j. a.Kor o размера и :руго-зого распределени , что не

;.; происло. ДИт потерь давлвни ри проходе :-кидкости. Внутри верхнего конца часг;г 1 5 трубы 2 предусмотрена втора втулка 20, поверхность ко; оро:-1 находитс в контакте с внут- |- ) ренней поверхностью- части 15; за ис- Kjir:;4cni-ieM ее центра, благодар нали- -ii;ij ши эокого кольцевого желоба 21. Л1сс1--1альные каналы 22 позвол ют жидкому реагенту вытекать из кольцевого (зстранстваэ определенного же лобом 21, Втулка 20 состоит из ниж- H-si o конического конца с таким же откры П)1м углом5, как и соединительна часть 16.

Между низшим кондом втулки 20 и час1 ью 16 имеетс кольцева n-,e/s, ориентированна со глас по о-бразуюгцик усеченного конуса, ширина определ/ етс верч икальным по.;Юзкением втулки 20, снаб сенной вверху нависаюд

, вор-счпсой 23, навинченной в -з-грх- ний готнщ части 15, Путем : ет: емещени ниерх . вниз втулки 20 регулируетс се-Чс;;-:ие кольцевого прохода ме;кду

и и.;;;-;. ж к КОНЦОМ втулки 20 и конусо- 50 .,„„,,

ооч - п;ои соединительной частью i6.

Ко,;;;;П, проход, ориентированный ,-; соотЕ етствии с образующими конуса, благ опр и тствует раснределеншо жидкого реагента в виде пленки 24, пол- - иос гью нокруг внутренней стенки трубы 2. 1:.1:утренний диаь;етр втулки 20 м-вл етс таким же, как и внутренний д1-1аг -етр тр убь 2, так что газ, выход пр1й из распределительной камеры 3, может быть подан дл контактировани со свободной поверхностью пленки 24 без заметных потерь давлени .

Из-за конструктивной простоты рас пределител жидкого реагента очень трудно подучить точную регулировку скорости потока через нег о. Действительно , во врем испытаний без подач газообразного реагента отмечались отклонени до 20% между номинальной скоростью потока и скоростью потока в отдельной трубе 2 указанного реактора .

Несмотр на это, при предлагаемом способе можно сохранить отклонени соотношени между скоростью потока газообразного реагента и скоростью потока жидкого реагента внутри определенного предела,

Согласно изобретению давление подаваемого газообразного реагента значительно ниже (около 0,1-0,4 бар), чем давление газообразного реагента,

35

подаваемого известным способом, В за-25 следовательно, положение уровней Р висимости от использованной исходной РЭО РЭ остаетс неизменным, Вла- жидкости давление подаваемого жидкого реагента выше, чем давление подаваемого газообразного реагента дл количества , равного по весу уровню жид- зо кости , существующему в распределительной камере дл него.

Несмотр на низкое давпение подачи обоих реагентов и изменени скорости потока жидкого реагента более чем до 20% дл различных трубок, мол рное соотношение между жидким и газообразным peaгeнтa ш остаетс очень

.близким к установленной средней величине с очень низкими различи ми по о

длине труб,

В промежутке времени (до t) в каждой из трех труб 25, 26 и 27, имеющих одинаковые диаметр и длину, происходит одна и та же идеальна ситуаци , а именно, три скорости жидкого реагента L, Lj, L равны, три скорости потока газообразного реагента G, Gj и G, равны и, следовательно, три

мол рных соотношени R, , R,, R рав i

ны, если диаметры указанных трех труЕ точно равны, одинакова степень прохождени реакции труб на равных уров45

50

годар более низкой скорости потока жидкости в трубе 26 происходит повышение уровней , PJIJ и Pgg , тогда как противоположный результат получен дл трубы 27 из-за более высокого значени скорости потока жидкости

Различие в давлении между камерами 3 и 5 равно потере давлени дл каждой из указанных трех , в которых поэтому равны указанные потери давлени .

Вместе с изменением степени прохождени реакции в зкость и, следовательно , толщина указанной пленки, состо щей из смеси жидкого реагента и жидкого продукта реакции, существенно мен ютс , В частности, при увеличении степени прохождени реакции наблюдаетс увеличение в зкости и т олmji ны Ш1 е нки ,

На фиг, 5 показано, что высота h части трубы 27, где степень прохождени реакции выше 98, меньше, чем соответствующа высота Ь трубы 25, котора в свою очередь меньше, чемЬ

Из-за различ11 длин h , h , h-j указанные три трубы, следовательно.

н х (фиг, 4, где номера Р , Рд

и Ро| соответственно означают уровни,55имеют различные средние сечени прона которых степень прохождени реак-ходов дл потока газообразного реации составл ет 60, 90 и 98% соответ-гента, так как средн толщина пленственно ),ки жидкости вдоль труб различна.

Длииа труб выбираетс так, что врем контакта между двум реагентами может быть достаточно большим при оптимальных услови х подачи, обеспечить практически полную конверсию жидкого реагента (степень прохождени - реакции близка к 100%). Таким образом всегда обеспечиваетс полнота реакщ{и в каждой трубе даже при условии отличи от оптимума, когда возникает така ситуаци благодар неисправност м или т,п.

Предположив, что по какой-либо причине в интервале времени t,-t,j три скорости потока газообразного реагента G,, С„, G, остаютс неизмент л. J

ными, происход т изменени в скорости потоков жидкого реагента 1, Lj , L, 5 так что, например, , ,9 Lt/3, L, t,1 Lt/3, где Lt означает снижение скорости потока жидкого реагента в трех трубах, котора остаетс посто нной. В трубе 25 ситуаци не мен етс (фиг, 4) и.

5

5 следовательно, положение уровней Р РЭО РЭ остаетс неизменным, Вла- о

о

5

0

годар более низкой скорости потока жидкости в трубе 26 происходит повышение уровней , PJIJ и Pgg , тогда как противоположный результат получен дл трубы 27 из-за более высокого значени скорости потока жидкости.

На фиг, 5 показано, что высота h части трубы 27, где степень прохождени реакции выше 98, меньше, чем соответствующа высота Ь трубы 25, котора в свою очередь меньше, чемЬ,

Поскольку три скорости потока .газообразного реагента в трубах 2э 27 завис т только от относительньпс сечений проходов имеетс разница давлени на кра х трех труп

3 трубе 26 со средним сечением прохода, меньшим первоначального (фиг. 4), происходит снижение скорое ти потока газообразного реагента, привод мол рное соотношение нежду двум реагентами к величине ни5ке и -- ходной оптимальной первоначально; величины.

В трубе 26 со средним сечением прохода, большим первоначального (фиг. 4) 5 наблюдаетс увеличение Ькорости потока указанного газооб- ра.зного реагента, что приводит в зг случае также к сдвигу мол рного coo ,v ношени от первоначальной оптималь-- ной исходной величины. po:i-- можен, начина с момента t,, , . когда хот остаютс посто нными и равны1-ш три скорости потока L,. , V,... , L, жидкого реагента, скорости поток: газообразного реагента мен ютс тактт образом, чтобы иметь (фиг. 6), например , , G 0 .,9 Gt/3 5 Gj 1 ,1 Gt / где Gt - снижение скорости потока указанного газообразного peai eHj a в трех трубах, котора остаетс ncv сто нной.

В трубе 25 ситуаци остае1 с менной (фиг. 4) и, следовательно, положетю уровней Pg,, $ Г, и Рдр, остаютс неизменным:-. Вследствие более низкой скорости потока газа. G тр бе 26 уровни .,, , Р

50

И

тогда как нз--за более свободногчт ир; хожде1-ш газа в трубе 27 э-ти ypoBiii-i повьшаютс .

По тем же соображени м наблюдаетс снижение скорости потока газа в трубе 27 и увеличение скорости потока того же газообразного реагента в трубе 26, так как соответствуюи.ио; средние сечени прохода уменьшают..: в .трубе 27 и увеличиваютс в трубе 26. В этом сл . -чае также мол рные

соотношени R и R. отклон ютс ;т

оптимальных первоначальных величич, Нар ду с вли нием ка баланс модификации профилей конверсии в трубах имеетс Taiuce -балансирующее действие которое приводит к преимуществу от замеченного отклонени в зкости с те пературой. Действительно, если средн температура в жидкой пленке, иа

;6892S

.;-;.сд мейс uiiy-ypii /руб, мел атс , cooi;. ветственно также мен етс средн ,з 31; о с т ъ Ж1-1 д кос т и . С л (; д о 13 а т е л ь н о,, jjDi одной и той же скорос уи потока ; riju увеличении средней те:-шературы 1, ередл)1Я то Щина пленки умень-- чагчс 1,, следовач ельио, возрастает сре,г,1ч;е сечеиие прохода дл газа, 11ра 1ИБОположное ироис;-;:одит к случае : j ijiHJKOHijii срс;1ней ч емнературы плспкч. С:ледова гел1зно3 дл трубы Z6 эффек-л

г.НИлХНИЯ CKOVJOCTH HCTO-CJi. ЛСИДКОГ: :

реаг с.пта приводит к умепь;:.-.:.;-:: :.о количества матер:-: аг1аJ реа 1пу -1ч;:::-. ;; Е ед:;.- iS ..иц у в )., к с,ггед(г;;;:гг:: лько J :иетс И(1ь;ле2 ко.-::. .-eaTTj ре;-К .11 11 .

Чсюкольку услсо.ал ; &.,i; ;e;. a-f yp;:- л пс TijKc: oxj;aAv a. : Tv-i .:::/ -пь ос1Ч оп : оди- , i;aK: ;iii,,; з Juii с:; -з ;;Щ: Г с;-.1лн

-- .:: :,-.ja .;., ог теа;-:н ; дже , чэ.- перво ,uji:-i 4ecTEa T-;:ruia ;; с - Uv uj и ,, кгигорое с)бк(;;ииваетс с оу:.1аждали ;ей средой, i fi Pel; ультач е это приводит к более -;и;сс;кой средней в зкости, более высо-::oi-: средней тол1г;ине пленки и следо- aTeJObHO-j к мсгпьшемз прохода дл газа

1и)скольку давление на конце ТРУ- , :кл 2д; остатьс -:еизменкым скорость j : c:;a л ;;- а f;,,, снижае с и следова.-2 - -. - - -,--,,,

li - O ;: снижению по стноп еиню к исход-- i:::rt оптим .гьной зелг:чинс „ Напротиз. ,- .; -1 рубы 27 (ф; г, 5) . уьелиR4n: CKOpocTJi потока при;зод;1т к y:ie- . ичс:;ию т :олкч:;ства матер; ала р агк-- .v(iro : едлниду времени,, и, с/:г;дс- -чотольно, к Зсльпкму :о,;1,1-;--:;ству ге ;- -1 , г 1д;1ел ц : С;мус;- ::pii ч;--1,:-:ц;.

СГ: ТуаЦИ; . -. . ,

1ро П БопслоЛ :11сй taccju i -- - L.:;-ee ;д, С1;едова :: е. , iU;6ji:r . . . - -рели-- ic: --i:. Темперй/; ут .-ы - ;-1 :::i-,ii :i I--iijrc iri a средней зк. ;-.;:,:кн чт-,; -.)-: if ди-; к бэлыпену сеч-;):;:;, у:. ;;:,,-:одг

:;тп; . случае скор:;с .- , :..:.:окг газа : ;:стает при увеаппещ-; отношени : : отнс;:лени;о к перлопачальнсй . : а.лы1ой величине

1-J ситуации фр;г . 6 р.н пост::) лей скорости потока жидкости средн ве- jn-;- : U a температуры пленки пиактичес- кн ;vr; подвергаетс воздййстви м и слсд;) 5 этот балглгсируюаий ;иг;ф; 1:т про вл етс 1 слько благодар :-гз -v ;Ie rикl профиле -; ,спзерср;г;

7

Эти два oajiancHpyroiuiix воздействи вл ютс настолько мощнь ми дл компенсации небалансирующего воздействи благодар применению скорости по тока реагентов и не восстанавливает первопанальную оптимальную величину дл скорос тей потокоп в каждой трубе но только первоначальную величину мол рного соотношени между обоими реагентами.

Действительно, исход из идеальной ситуации (фиг. 4), к;огда заканчиваетс неустойчивый период и балансирующее воздействи дают свои результаты , единой ситуацией, совместимой с об11ц- м -материальным балансом всего реактора, вл етс :

R R p . /- J.

Следовательно, несмотр на то, что скорости потоков в каждой трубе отличаютс от идеальных GT/3 и LT/3, мол рное соотношение в каждой трубе соответствует устанавливаеьгаму BHeui- ними контрольными приспособлени ми реактора.

Пример 1. В качестве исходного продукта используют линейный додецилбензол с широким спектром состава -Сд .

Содержание сульфируемых в исходном сырье,

Средн молекул рна масса исходного сырь 267

Скорость потока исходного сырь , кг/ч180 Концентраци 50 в газоносителе , об.% 5 TeNfflepaTypa SO , подаваемого в реактор, С 36-40 Давление на входе газового реагента в реактор, бар 0,180 Избыточное давление жидкого реагента, бар , 0,05 Предлагаемый реактор имеет следующие характеристики: число труб 7, внутренний диаметр труб 25 мм, длина труб 6000 мм,

В качестве охлаждающей жидкости использована вода с температ фой 25 С. Температура сульфокис.лоты на

выходе из реактора 45 С.

Анализ состава и характеристики продукта, полученного после старени и стабилизации:

468Ч2

/40

30

34

0

Ксличестьо пепросульфи- ровавшегос .материала в реакции, %1,35

Количество свободной 3Н S0, , %Ниже 1

Цвет продукта, Клетта25

Пример 2. Рабочие характеристики , использованные дл сульфировани синтетического лаурилового спир- fO та (С.„ )г

Средн молекул рна масса исходного сырь 207 Скорость потока исходного сырь , кг/ч150 f5 Концентраци 30 в газе-носителе , об,.%5 Te fflepaтypa 30 , подаваемого в реактор,°С 38 Давление при подаче УО газообразного реагента,

бар0,179

Избыточное давление жидкого реагента, бар0,008

Использованный реактор имеет те 25 же характеристики, что и реактор примера 1 .

В качестве охлал;дающей жидкости - использована вода с температурой 20 С. Сульфированный продукт при выходе из реактора имеет температуру , Анализ нейтрализованного продукта: Количество непросульфи- рованного материала, %1,9

Содержание , %0,88

Цвет, iCrieTTa 7

Нейтрализацию провод т в водном растворе каустической соды, Указан- 1-;ые количества непросульфированного материала и сульфата натри относ тс к 100% активного вещества,

П р и м е р 3, Рабочие характеристики использованные дл сульфировани синтетического лаурилового спирта (С С ) , этоксилированного трем молекулами окиси этилена:

Средн молекул рна масса339

Скорость потока исходного сырь , кг/ч 130

0Коннентраци SO, в газе-носителе , об.%2,5

Te mepaтypa SO-, , подаваемого Б реактор, С 36 Давление при подаче

5газообразного реагента , бар0,303

Избыточное давление жидкого реагента, бар0,015

Использованный реактор имеет те же характеристики, что и реактор при мера К Продукт, выводимьт из реактс ра имеет температуру , охла ута;; ща вода - .

Ааализ пейтралР зованного продукта Количество непросульфироЕ1ан- него материала; % ,3

Содержание Na.j 80 , I э Цвет S Клетта15

Нейтрализацию провод т сразу по-- еле сулы|1ировани в водном растворе,

6892 О

Прлведспнке дашгне по пвпросульфиро- ванному прол,укту и по сульфату патои относ тс к 100% активног о (ества,

.; Цвет ко1;ечис)гч: продукта опредеп ют на колориметре Рлтетт-Соммерс-о с сипим (Ьильтром 42 в 5%--;юм растворе, Нсло:1ь уют чейку 40 мм.

А-А

f--- Г чЧа

т:.

r/-.

-.- ,

. - -.- -- ,/

о

} оо

{ оI

оо /

-...

ч- /

. /

J

15

G,

5..

Sj

i

Jif

G:

л

Ри|Т

iocr

EiL PSS

Pos

C

-c:

-2 3

bO

.,j..,

Ф(г.5

I

40

Pgc

P98

.6

Составитель Т.Власова Редактор И.Николайчук Техред И.Поповит- Корректор В.Бут га

Заказ 4027/59Тираж 379Подписное

ВНИИПИ Гocyдapcтвeн oгo комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауигска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужго15оД5 ул .Проектна , 4

Claims

1. Способ получения сульфированных или сульфатированных органических, таких как додецилбензол, лауриловый сиирт или этоксилированный лауриловый спирт, соединенный путем обработки' жидкого исходного реа'гента газообразным серным ангидридом, разбавленным инертным газом до 3,5-

7 об.% при 35-45°С в множестве охлаждаемых снаружи параллельных вертикальных труб с нисходящим потоком реагентов с последующей нейтрализацией каустической содой, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, подачу жидкого исходного реагента в виде пленки во множество одинаковых параллельных труб, каждая длиной 5-7 м и внутренним диаметром 2030 мм, осуществляют через кольцевые пазы с просветом меньше Г мм и про цесс проводят, поддерживая питающее давление газообразного реагента 0,179-0,303 бар, а питающее давление жидкого исходного реагента - на 0,005-0,015 бар выше питающего давления газообразного реагента.

2. Реактор сульфирования или сульфатирования органических соединений, таких как додецилбензол, лауриловый спирт или этоксилированный лауриловый спирт, газообразным серным ангидридом, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальные трубные решетки, закрепленные в корпусе и делящие его на камеры ввода газа, ввода жидкого реагента, теплообменную и вывода продуктов реакции, вертикальные реакционные трубы, закрепленные в трубнйх решетках и выполненные с отверстиями для подачи жидкого реагента, которые расположены в камере ввода жидкого реагента, и штуцеры ввода и вывода реагентов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта за счет улучшения распределения жидкого реагента, он снабжен цилиндрической втулкой с конической нижней частью и кольцевым пазом, установленной коаксиально внут ри каждой реакционной трубы, причем кольцевой паз втулки расположен напротив отверстия в трубе для ввода жидкого реагента и образует кольцевой распределительный канал для подачи жидкого реагента на внутреннюю поверхность реакционной трубы.