Способ управления процессом сульфирования в производстве сульфанола

Способ управления процессом сульфирования в производстве сульфанола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК авВ <и (Н 4 С 07 В 45/02, С 05 D 27/00.г г.,: - —ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ " .;,:

К А BTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ к

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21) 4136372/23" 26 (22) 16. 10.86 (46) 07.10.88. Бюл. N 37 (71) Азербайджанское научно-производственное объединение "Нефтегазавтомат" (72) М.А. Мехтиев, М.И.Мамедов, Ф М. Садыхов, Ш.И. Сеидов, О.М. Багдасарова, В.Ф. Насибов и P À. Наджафов (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 393257, кл. С 07 В 13/02, 1970 °

Авторское свидетельство СССР

У 887556, кл. С 07 В 13/00, 1980.

1 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУЛЬФИРОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СУЛЬФАНОЛА (57) Изобретение относится к области управления процессами получения моющих средств, может быть использовано в химической промышленности при автоматизации процессов сульфирования ал» килбенэола серным ангидридом и позволяет улучшить качество получаемого сульфанола и уменьшить расход щелочи на его нейтрализацию. Схема реализации способа содержит контактный аппарат 3, конденсатор 6, реактор 8, узел

11 нейтрализации сульфомассы, измерители (И) 14, 16, 19, 20 расхода кислорода, сернистого ангидрида, алкилбенэола и сульфомассы соответственно, И 17, 18, 21 концентрации сульфируемых алкилбензолов в сырье, содержания влаги в алкилбензоле и концентрации серной кислоты в сульфомассе соответственно, вычислительный блок Я

22, регулятор (Р) 23 расхода кислорода и P 24 соотношения расходов кислорода и сернистого ангидрида. 1 ил.

1 табл, 1428749

Изобретение относится к области управления процессами получения моющих средств и может быть использовано в химической промьппленности при авто- 5 матизации процессов сульфирования алкилбензола серным ангидридом.

Цель изобретения - улучшение качества получаемого сульфанола и уменьшение расхода щелочи на его нейтра- 1О лизацию.

На чертеже представлена принципиальная схема системы автоматического управления процессом сульфирования дл, реализации предлагаемого способа. 15

Схема содержит трубопроводы 1 и 2 подачи кислорода и сернистого ангид" рида, контактный аппарат 3, стационарный слой 4 катализатора, трубопровод

5 газообразной сульфосмеси, конденса- 20 тор 6,, трубопровод 7 жидкой сульфосмеси, реактор-сульфоратор 8, трубопроводы 9 и 10 подачи алкилбензола и сульфомассы, узел 11 нейтрализации сульфомассы, трубопроводы 12 и 13 по- 25 дачи щелочи и нейтрализованной сульфокислоты, измеритель 14 расхода кислорода, исполнительный механизм 15, измеритель 16 расхода сернистого ан-. гидрида, измерители 17 и 18 концентрации сульфируемых алкилбензолов в сырье и содержания влаги в алкилбензоле, измерители 19 и 20 расхода алкилбенэола и сульфомассы, измеритель

21 концентрации серной кислоты в сульфомассе, вычислительный блок 22, регу-35 лятор 23 расхода кислорода, регулятор

24 соотношения расходов кислорода и сернистого ангидрида на входе контактного аппарата.

Способ осуществляют следующим об- 40 разом.

По трубопроводам 1 и 2 в контактный аппарат 3, .заполненный стационар" ным слоем 4 катализатора, поступают -4 кислород и сернистый ангидрид. В результате экэотермической . реакции в присутствии катализатора на выходе контактного аппарата получается газообразная сульфосмесь, содержащая 1015Х сернистого ангидрида SO и 85-90Х сернистого ангидрида S0, Полученная газообразная сульфосмесь с выхода контактного аппарата IIO трубопроводу 5 поступает в конденсатор 6 на конденсацию. Жидкая сульфосмесь с выхода

55 конденсатора по трубопроводу 7 поступает в сульфоратор 8. Одновременно в сульфоратор по трубопроводу 9 подается жидкий алкилбенэол. Продукты реакции сульфирования (сульфомасса) выводятся из сульфоратора по трубопроводу 10 и поступают в узел 11 нейтрализации сульфомассы.

Расход кислорода измеряется измерителем 14 и регулируется регулятором

23 с воздействием на исполнительный механизм 15, а расходы сернистого ангидрида, алккпбенэола и сульфомассы измеряются измерителями 16, 19 и 20.

Соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида на входе контактного аппарата регулируется по каскадной схеме. При этом ведущим сигна1юм является сигнал, пропорциональный величине расхода сернистого ангидрида, . поступающий в регулятор 24 соотношения с выхода измерителя 16 расхода, а ведомым - сигнал, пропорциональный величине расхода кислорода, поступающий с выхода датчика 14. Сигнал, пропорциональный величине рассогласования, с выхода регулятора 24 соотношения поступает в регулятор 23 в качестве задания.

Концентрацию влаги и сульфируемых алккпбензолов в сырье и серной кислоты в сульфомассе измеряют измерителями 17, 18 и 21. Выходные сигна лы этих датчиков поступают в вычислительный блок 22. Кроме того, в вычислительный блок поступают сигналы от измерителей 19, 20 и 16 расхода, пропорциональные расходам алкилбензола, сульфомассы и сернистого ангидрида.

Если концентрация сульфируемых алкилбензолов в сырье по технологическому регламенту 3<, а ее текущее значение ж,, то приращение расхода сульфируемых алкилбензолов где Q, — расход сырья на входе сульфоратора (расход алкилбензолов), т/ч

По стехиометрическому уравнению для сульфирования дополнительного количества сульфируемого алкилбензола с .расходом Д Q, необходим серный ангидрид с расходом

Ьс,= 0,332 . 6Q, 0,332(oL,-/3,)Q,. (2)

При смешивании алкилбензола и сульфосмеси влага в алкилбензоле всту-

i 428749 (3) ЬС. 4,4 о г(», (10) Х 0,0664 P, Q». х + ьх а

Qq 5,42 о »1, ° (4) Однако, если SO> на входе сульфоратора подается с избытком, каждая его молекула отбирает у двух молекул сульфокислоты одну молекулу воды. Вследст, вие этого концентрация серной кислоты в сульфомассе увеличивается. Ее текущее значение определяется умножением концентрации на расход сульфомассы, т.е.

25 где Z - расход сернистого ангидрида.

При увеличении концентрации сульфируемых алкилбензолов против номинала приращение at.i - (3, положительно и необходимо расход кислорода увеличить на величину .0,2-0,332 (ot, -P,)Q », а при

at, — P,а0; наоборот, величину расхода кислорода необходимо уменьшить на ту . ше величину. Если не изменить соотношение расходов кислорода и сернисто" го. ангидрида на входе контактного аппарата, то наблюдается излишек или нехватка серного ангидрида. При излишке серного ангидрида в смеси происходит пересульфирование алкилбенэолов, при этом ухудшается качество сульфанола и образуется дополнительное количество серной кислоты, что приводит к перерасходу щелочи для. нейтрализации сульфокислоты, а при

его нехватке увеличивается проскок несульфированных алкилбензолов, что приводит к ухудшению качества сульфанола.

Как видно иэ формулы (11), соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида должно быть. изменено пропорционально величине расхода влаги 0,2 ° 8,84 otг Q,. Величина расхода .серной кислоты в сульфомассе на входе сульфоратора не может быть меньше, чем количество получаемой кислоты при взаимодействии влаги, содержащейся в сырье, с серными ангидридом, т.е. 0,82at Q< « 1,768ata Q». Излишняя серная кислота в сульфомассе получается только при избытке серного ангидрида, подаваемого в сульфоратор в сос. таве сульфосмеси. Это способствует

Ф »2 aQгв (5).

hQq оСэЯ вЂ” 5,42 оС Q,. (6)

Для ликвидации приращении hQa требуется серный,ангидрйд с расходом

Тогда общее приращение серного ангид рида в калдый момент времени состав ляет (9) аХ 0,2 ЬС, пает в реакцию с серным ангидридом

S0a и образует кислоту. Для этого согласно стехиометрическому уравнению необходимо дополнительное количество

S0> с расходом где о — концентрация влаги в алкилбензоле на входе сульфуратора.

Влага с расходом oi,г Q образует серную кислоту где at — концентрация серной кислоты в сульфомассе, мас. Х;

Qa — расхо, сульфомассыв т/ч.

Тогда приращение серной кислоты в сульфомассе определяется по формуле

Сэ 0 ° 82(daQz - 5,42огг Q») ДС а* b.G, +Со — ЬСэ 0,332(о(,-/3,)Я, + 45

+ 4,4ataQ» - 0,82at Цо + 4,444 о4Я» или дс-(о,ззвв; В,>+в,вд,>) с;о,вв,q в>

Чтобы получить дополнительный сернис- тый ангидрид с расходом d G на выходе контактного аппарата, на его входе необходимо увеличить приращение кислорода в 5 раз. где 6Х - приращение кислорода на входе контактного аппарата.

При расходе алкилбензола с номинальной концентрацией сульфируемых 1,,Q, необходим кислород с расходом

Тогда соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида составит:

1428749

Показатели

Известный Предлагаемый

Расход щелочи на тонну сульфанола, т/т 0,1640 0,1605

Содержание сульфатов (качественный показатель),X 3,5

3,0

Формула изобретения

Составитель Г. Огаджанов

Техред М.Дидык . Корректор И.Муска

Редактор В. Петраш

Заказ 5095/27

Тираж 370

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 увеличению подачи щелочи для нейтрализации полученной кислоты.

Соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида на входе контакт5 ного аппарата регулируется с применением каскадной схемы регуляторами

23 и 24 расхода кислорода и соотношения с коррекцией расхода кислорода по расходу алкилбензолов (сырья) на 10 входе сульфоратора, измеренному измерителем 19, с воздействием на исполнительный механизм 15, установленный на линии подачи кислорода в контактный аппарат 3.

Отличительная особенность системы ! состоит в том, что соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида на входе контактного аппарата регулируется в зависимости от величины . . сигнала на входе регулятора 24 соотношения. Этот сигнал формируется вычислительным блоком 22 после расчета соотношения расходов кислорода и сернистого ангидрида на входе контактного аппарата по формуле (11) на базе сигналов, пропорциональных величине концентраций сульфируемых алкилбензолов и влаги в сырье на входе сульфоратора, измеренных измерителями 17 и 18, и серной кислоты в сульфомассе на выходе сульфоратора, измеренной датчиком 21, и расходов сернистого ангидрида, алкилбензола и сульфомассы.

Таким образом, при изменении концентрации сульфируемых алкилбензолов и влаги в сырье на входе сульфоратора и серной кислоты в сульфомассе на выходе сульфоратора соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида автоматически изменяется согласно формуле (11);

В таблице приведены данные сравнительного анализа показателей процесса по известному и предлагаемому спо«45 собу.

Способ управления процессом сульфирования в производстве сульфанола,, включающий регулирование подачи кислорода в контактный аппарат, измерение расходов сернистого ангидрида в контактный аппарат и сырья-алкилбензола в реактор сульфирования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества получаемого сульфанола и уменьшения расхода щелочи на

его нейтрализацию, дополнительно из« меряют концентрацию сульфируемых алкилбензолов и содержание влаги в сырье, расход сульфомассы на выходе реактора сульфирования и концентрацию серной кислоты в ней, вычисляют требуемую величину соотношения расходов кислорода и сернистого ангидрида на входе контактного аппарата по измеренным значениям расхода сырья, концентрации сульфируемых алкилбензолов и содержания влаги в сырье, расхода сульфомассы на выходе реактора сульфирования и концентрации серной кис-. лоты в ней и регулируют вычисленную величину соотношения расхода кислорода и сернистого ангидрида на входе контактного аппарата изменением подачи кислорода.