Способ получения сульфированных или сульфатированных органических соединений и устройство для его осуществления — SU 1246892 (original) (raw)
(1 Т) 04 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 суль. фатирования 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 трубнь 1 х решетках и выполненные с отверстиями для подачи жидкого реагента, которые рас 9 Бюл.Кимикаоретти п.А. (1 Т) Серджо Но ложены в камере ввода жидкого регента, и шгентов, оем, что, с ода рес яачества церы ввода и вы личающий ью повьппения евого продукта эа счет у пределения жидкого реаге чшени а, онйскоцевым снабжен цил нической ни ндрическои втулк ей частью и кол пазом, установле ри каждой реакц кольцевой паз вт отив верстия еагента одия дли жидког вой ра м пр еделите ого реаге ость реак ром 2 ьцевь верх и про ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Патент ВеликобританииФ 1342319, кл, В 1 Г, опублик. 1974. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИРОВАННЫХ ИЛИ СУЛЬФАТИРОВАННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ получения сульфированных или сульфатированных органических, таких как додецилбензол, лауриловый сяирт или этоксилированный лауриловый спирт, соединенный путем обработки жидкого исходного реа.гента газообразным серным ангидридом, разбавленным инертным газом до 3,507 об.% при 35-45 С в множестве охлаж. даемых снаружи параллельных вертикальных труб с нисходящим потоком реагентов с последующей нейтрализа- , Ф,цией каустической содой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения качества целевого продукта, подачу жидкого исходного реагента в виде пленки во множество наковых параллельных труб, к ной 5-7 и внутренним диа 30 мм, осуществляют через пазы с просветом меньше 1 нои коаксиально внут ннои трубы, причемлки расположен нав трубе для вводаи образует кольцеьный канал для подата на внутреннююионной трубы,12468Изобретение относится к уссверШЕНСТНОВаццОМу СПОСабу ПОЛуЧЕцтясульфировацных или сульфатирсвапньтхорганических соединений, ксто 1 эьте находят применение в производстве гсверхностцо-актиьчтых веществ и к усовершенствовацному устройству для егоосуществления,Целью изобретения является повышение качества целевого проукга засчет использования усовершенствованного устройства и поддержания в цемопределенного давления. подаваемых исходных жидких и газообразных продуктов .Иа фиг, 1 изображен реактор, про,цольпый разрез; на фиг, 2 - сечениеА-Л на фиг. 1", на фиг. 3 - сечениеГ - Б ттд фиг 7 ", На фиг.4 - схематическийразрез трех труб реактора в первомрабатам положении; на фиг. 5 и бга же, в других рабочих положениях.Реактор содержит корпус 1, пучокВертикальных и параллельных труб 2,кампоновапных со 1 с а бак и ссеиттенньнс тэверху с питающей камерой 3 дляуказднцогс газообразногэ реагецтапоступающего по трубопроводу с с устанонки производящей газсоб 1 азный 8 О:О1 РЕДПОтТГГМЬНО 1 УТЕМ КаТЯЛИТИ 1 ЕСЕС 1конверсии.Трубы 2 со;динены Внизу с каме-.рой 5 для сбора продуктов реакции,которые удаляют по трубопроводу 6.(Эхлаэсдающтая жидкость (вода) циркули рует внутри цилиндрического корпуса 1,но впе труб 2, Поскольку зкзстсрмическая реакция между ткндкими продуктами подлежащими сульфированито илисульфатираванию, и газообразным реагентом, представляющим собой серныйангидрид, происходит главным образомв первой или верхней части труб 2,охлаждающая жидкость предпочтительнотечет в том же направлении, что иреакционная смесь, т,е, вниз. Пред, -.матрены также верхний трубопровод 7для подачи охлаждающей жицкости и нтпкций трубопровод 8 для ее отвода.Горизонтальные перегородки 9 увеличивают турбулентность схлажцатооейжидкости, которая циркулирует внутрипространства, ограниченнога внештсимигаверхностями труб 2, внутреиейговерхнсстьо корпуса 1 и двумя труб -гсыми реотетками 10 и 11, проходящимичерез крепления труб 2.Третья трубная решетка 12, за -крепленная выо;е трубной решетки 1 О,92ттдхсдСОСя Нттжс КаМЕрЫ 3 Гвя рдепрЕ- дс:тен я газообразного редгеттд, Один иои блее трубопроводов 1: подают жидктт редгент в камеру 13, Пття вьтпуска живсага Г.едгетга из распределительной камеры 13 в отдеч: ные трубьт 2 предус.матрена питающее устройстт:,с (фит. 2) . Каждая трубкав сва ей 1 ерхпей части 15 явэтяется цилиндрвской и меет несколько больший диаметр ерхпий коттец трубы ,; сос;ттт,ет с 1 ижним концом верхней части 15 "терез ксраткуто кону.сс",ра:эцую ттт;т 16 Ье 1 охнят цттлидр:тт.Сскатт ча ть 15 сндбхсена опредсл иным чистто окан 17 для жидкого редгецта,.С Пар ужнд 51 ПО 1 ЭЕрх 1 ОСТЬ",Н.ХСтдИТСЯ С:;ДРЗЦЕЕтЬ: Засот О,. В КаттаКтЕ Г 1 , "1 енней птэ. остьо тт 1 ти ндтэиче".Кит. Вт. с.т8, через катаруо по ,." д;от ая;:,ет. е груб:.ые решетки 102 1 гук, 18 спаскена сткна:чт 19о.дкогс редгсн:.а таког размеракр .Гсзагс рдсттрецеления что не раис.садит потерь давления при праха ттс та ЦКССтц, ВГУТРИ ВЕРХ;ЕГО КОНЦа тдсг:, 15 трубы 2 предусмотрена вторая втулка 20, наручная поверхность тсосрсйт находится ь контакте с внуттентоповерхностьто части 1 с, за искл;.тс.птз ее центра, благодаря палицэ широкого кольцевого желоба 21.:.1.Хому 1 эе:11"еттту вытекать из кольцевс с пространства, определенного желобам 2. Бтултса 20 состоит из ниж-. него конического конца с таким же огкрьпым углом, как и соединительная час".ь 16,,1 есту нижним концам втулки 20 и чдс".ью б имеется кольцевая о:л ОРИЕНТИРОВа.ниаЯСГЛас то Стт.цаЗУЮЩИ 1:усеченнсго тостуса ш:трттнст котс, сй спр еделяется вертика.т:ьньт 1 то,тсжзние. т зттки 20, снабженной вве-х; нанисакт,ос . срс; кой 23, нани ченцстй н н "рхкй тсрсц части 15, Путем ет. еттещетцтя тттх ;"и ввттз втулки 20 ре 1 уттирт.ет -ся,:счепие кольцевого прохода ."ежду .В, нм контам втулки 20 и кснуссо:. твой соединительной частг.ю 16. саит,.етс,й проход ориентированный в ссствстствии с сбразутощии; конуса., бЛДГСтПРЬЯТСТВУЕТ РаСПРЕДЕЛЕНтО жИД- ксс рсагецтд в Виде пленки 2, палс.тьо скруг внутренней стенки трубы. утрецтий диаметр втулки 20 тБ.Я СТон ТДКтМ жСС.К И ВНУТРСний Ди;1 сттт ттрубь 2, тстт", что Гдз Выходящий из распределительной камеры 3, может быть подан для контактирования со свободной поверхностью пленки 24 без заметных потерь давления.Из-за конструктивной простоты распределителя жидкого реагента очень трудно подучить точную регулировку скорости потока через -него. Действительно, во время испытаний без подачи газообразного реагента отмечались 10 отклонения до 207 между номинальной скоростью потока и скоростью потока в отдельной трубе 2 укаэанного реактора.Несмотря на это, при предлагаемом 15 способе можно сохранить отклонения соотношения между скоростью потока газообразного реагента и скоростью потока жидкого реагента внутри опре - деленного предела, 20Согласно изобретению давление подаваемого газообразного реагента значительно ниже (около 0,1-0,4 бар), чем давление газообразного реагента, подаваемого известным способом. В зависимости от использованной исходной жидкости давление подаваемого жидкого реагента вышее, чем давление подаваемого газообразного реагента для количества, равного по весу уровню жидкости, существующему в распределительной камере для него.Несмотря на низкое давление пода - чи обоих реагентов и изменения скорости потока жидкого реагента более чем до 20% для различных трубок, молярное соотношение между жидким и газообразным реагентами остается очень ,близким к установленной средней величине с очень низкими различиями по длине труб.В промежутке времени (до) в каж дой из трех труб 25, 26 и 27, имеющих одинаковые диаметр и длину, происходит одна и та же идеальная ситуация, 45 а именно, три скорости жидкого реагента Ь, Ь , 1, равны, три скорости потока газообразного реагента С , С и С, равны и, следовательно, тримолярных соотношения Е К , В рав ны, если диаметры указанных трех труб точно равны, одинакова степень прохождения реакции труб на равных уровнях (фиг. 4, где номера Р , Р, и Р, соответственно означают уровни,55 на которых степень прохождения реакции составляет 60, 90 и 987 соответственно) . Длин- труб выбирается так, что время контакта между двумя реагентами может быть достаточно большим при оптимальных условиях подачи, чтобы обеспечить практически полную конверсию жидкого реагента (степень про. хождения реакции близка к 1003). Таким образом всегда обеспечивается полнота реакции в каждой трубе даже при условии отличия от оптимума, когда возникает такая ситуация благодаря неисправностям или т.п.Предположив, что по какой-либо причине в интервале времени Сг три скорости потока газообразного ре агента С С С остаются неизмен 2ными, происходят изменения в скорости потоков жидкого реагента Ь,г ф 1 так что, например, Ь, =ЬС/3, 70,9 Ь/3,1=1,1 ЬС/З,где ЬС означает снижение скорости потока жидкого реагента в трех трубах, кото рая остается постоянной. В трубе 25 ситуация не меняется (фиг. 4) и, следовательно, положение уровней Р Р и Рз остается неизменным, Благодаря более низкой скорости потока жидкости в трубе 26 происходит повышение уровней Р , Р и Р , тогдаО ькак противоположный результат получен для трубы 27 из-за более высокого значения скорости потока жидкости.Различие в давлении между камерами 3 и 5 равно потере давления для каждой из указанных трех трб, в которых поэтому равны указанные потери давления. Вместе с изменением степени прохождения реакции вязкость и, следовательно, толщина указанной пленки, состоящей из смеси жидкого реагента и жидкого продукта реакции, существенно меняются. В частности, при увеличении степени прохождения реакции наблюдается увеличение вязкости и толщины пленки.На фиг. 5 показано, что высота Й части трубы 27, где степень прохождения реакции выше 98, меньше, чем соответствующая высота 11, трубы 25, которая в свою очередь меньше, чемЬ,гИз-за различия длин Ь Н, Ь 1 указанные три трубы, следовательно, имеют различные средние сечения проходов для потока газообразного реагента, так как средняя толщина пленки жидкости вдоль труб различна.Поскольку три скорости ото;.агазообразного реагецта в трубах 2527 зависят только от относительцьхсредних сечений проходов, имес сяразница давления на краях трех тр,"(Фиг. (, Происходит снижение скооости потока газообразного реагецта.,пргводя молярное соотношение междудвумя реагентами к )зеличице Ниже ц.ходцой Оптимальной первоначально:1величины.В трубе 26 со средним сечениемпрохода, больпим первоначального;Фиг. Й), наблюдается увелие)Игескорости потока указанного газообразного реагецта, что приводит ислучае также к сдвигу молярцого с(0:ношения от первоначальной оптимальЦой ИСХОДНОЙ ВЕПИЧИЦЫ, ОД)СИКС т ):МОжЕН, НаЧИНа)т С ЛОЛЕ 5 тг 1- Стг-;,- ,;гкогда хотя Остаются Гостояццьлц 1равными три скорости потока т 1,г. ЖИДКОГО РЕаГЕНтаг СКОРОСтц )Отогазообразного реагецта меняются такгОбразом, чтобы иметь (фиг, 6), цац)имер, С=С)(3, С =0,9 СГ/3, С =1. С)Лгде СГ - снижение скорости поток.указацного газообразного реагецг,.в трех трубах, которая остаст ястоянцой.В трубе 25 ситуация Остаетс)МЕННОЙ (фИГ. 4) И СЛЕДОВатггЫ 0.положепия уровней Рд, Р,), и Р)р,Остаются неизменным:., Вследств;)илее низкой скорости 11 отока газа з тр,бе 26 уровни Р , Р и Р(8 ниже,Эг)тогда как из-за более свободцоГ о р;хождения газа г, труб,; 27 зти упогцповышаются,По тем же соображениям наблгпдц;т ся снижение скорости потока газа в трубе 27 и увеличение скорости .о - тока того же газообразного реагептп в трубе 26 так как соответствуют(;. средние сечения прохода умеьа)пт,) в,трубе 27 и увеличиваются в трубе 26. В этом случае также мо:Яр. ые соотношения К и Й отклоняются (,т оптимальных первоначальных велцчцц.Наряду С ВЛИЯНИЕМ Па гбаЛаПС :О 1 Фикации профилей конверсия в трубах имеется также балансирующее действие которое приводит к преимуществу от замеченного отклонения вязкости с те пературой. Действительно, если спедняя температура в жидкой пленке цаг) ЕТС 1 В С 1 НО Га.Я(Е МЕ ПЯ ЕГг Я С ) ЕДН 5:,1 г 5 З(ОСт) жЦДКОС Ги, СПОДГ 1)аЕПЬПО., г)51 СД)О)1 , то;1 1 Е 01( )ОС"ПотОКаУ)гЕПИ ЕЦП СР",Ццгй т(г.)ПЕОат РЫ , ПС 1 КЦ Г. ) :;т:.г)5 ГО; 11.:П.;:.; ЕЦКИ УМЕНЬ-ГГСЯ 1 С)г-дС) Гат Е.Ь 1 го, ВОЗ ОсС ГЭЕ г( ПГС;1; а ПрВОтнт ( уьЕг г 031 И, Ц 1 ) В 1) Ег ) ) 1 ,. )г, (. Г Г" а.З го , : Ц в ,г. гг. гт )С П,Шгг Е )г; г, ЕГг:- .,. )Е"К) Пг)151 1 а К ,; ,)г .: ЕП (Е .)(,г:ГЕП,. )л( "е: то .р )зо, к более ) гг;с 0 г: го й) с 0 ед 1 е й за 3 к Ос т я, б г;г) е е в ыс О" . 01 .Ргц 1 ЕЯ тОГ.)ЦЕ П:)ЕЦ,И И С)ЕПО- "аЕ) ) ЦО КПЬШЕ тг СЕ гг).:.)О П:)ООца230 267 ваго реагента в реактор,бар О, 180Избыточное давление жидкого реагента, барПредлагаемый реактор имеет следующие характеристики: число труб 7,внутренний диаметр труб 25 мм, длина труб 6000 мм,50 В качестве охлаждающей жидкостииспользована вода с температуройо25 С. Температура сульфокислоты наовыходе из реактора 45 С. Анализ состава и характеристикипродукта, полученного после старенияи стабилизации: Эти два балансирующих воздай твин являются настолько мощными для компенсации небалансирующего воздействия благодаря применению скорости патока реагентов и не восстанавливает первоначальную оптимальную величину для скоростей потакал в каждой трубе, но только первоначальную величину малярного соотношения между обоими реагентами.Действительно, исходя из идеальной ситуации (фиг, 4), когда заканчигается неустойчивый период и балансирующие воздействия дают свои результаты, единой ситуацией, савмести ц мой с общим материальным балансом всего реактора, является:СТ8. =й =Р, =ЕС=.Следовательно, несмотря на то, что скорости потоков в каждой трубе отличаются от идеальных СТ/3 и 1 Т/3, малярное соотношение в кая ,сй трубе соответствует устанавливаемому внешними контрольными приспособлениями 25 реактора.П р и м е р 1. В качестве исходного продукта используют линейный дацецилбензол с широким спектром состава -С -С3 15Содержание сульфируемыхв исходном сырье, Е 98,5Средняя молекулярнаямасса исходного сырьяСкорость потока исходного сырья, кг/ч 180Концентрация БО в газо 3носителе, об.Е 5Температура ЯО, подаваемого в реактор, С 36-40Давление на входе газо 38 Средняя молекулярная массаСкорость потока исхацногс сырья, кг/ч Конпентраппя БО в газев .ссптеле, сб,ь Температура ВО;, подаваемого в реактор, С Давление при подаче газообразного реагента, барИзбыточное давление жидкогс реагента, бар 339130э г360,303 0,015 Кам гч е с т.;, с; е пр ос ул ьфировавшегося,материалав продукте реакции, 7 1,35Количество свободнойЦ БО, /. Ниже 1Цвет продукта, Клетта 25П р и м е р 2. Рабочие характерис. тики, испсльзсванные для сульфирования синтетического лаурилового спирта (С.-С, ):Средняя молекулярнаямасса исходного сырья 207Скорость потока исходного сырья, кг/ч 150Канцентрапия ЯОз в газе-носителе, об,У, 5Температура 80 подавае чсгс в пеактор, СДавление гри подачегазообразного реагента,бар 0,19Избыггачное давлениежидкого реагента, бар 0,008Использованный реактор имеет те же характеристики, что и реактор примера 1.В качестве охлаждающей жидкости использована вода с температуройс20 С. Сульфированный продукт при вы -а хсце из реактора имеет температуру 39 С.Анализ нейтрализованного продукта:Количества непросульфи -раваннсгс материала, 7 1,9Содержание Ма,ВО, Е 0,88Цвет, Клетта 7Нейтрализацию проводят в водном растворе каустической соды. Укаэанные количества непросульфираванного материала и сульфата натрия относятся к 1002 активного вещества.П р и м е р 3. Рабочие характеристики использованные для сульфирования синтетического лаурилового спирта (С - С, ), этоксилираванного тремя молекулами окиси этилена:11 Я 2 Щ Использованный реактор имеет тс же характеристики, что и реактор примера 1, Продукт, выводимьп из реекг:- Ра, имеет температуру 40 С, охасто;, щая вода - 30 С.Анализ нейтрализованного процук а;Количество непросу 1 ьфированного материала, 7Содержание Ма БО , 7.Цвет, Клетта.Нейтрализацик проводят сразу после сульфроваия в водном р;створе: 1 рве енвы: а е по непрос улфиро ва ному про,уку и Го суньату натоия ;т;осят:я к 100 Й актив огвеества 1 ве- ко:о го птэо ст огредеяяот а колоримс ре 1.гетт-Соммерсо. с сини 4 я.вром 4 в )% .:оя наст;Оое Ис о ,ауот .чек, н 0 м. средон сг 1 сон ,ч а при 1 оде ео и:3 реактора без пров еде ния ка тих"цо о ерацийо отошелань,ИПИ Государств по делам изобр11 осква 9 11 35 аж 379 .1 одписноенного комитета СССР тений и открытий Раупс кая наб., д.