Патент ссср 343442

Патент ссср 343442

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Созетскил

Социалистическнл

Респтблнк

К ПАТЕНТУ

Зя»виси»мый от патента №вЂ”

М.Кл. С О!с 143/34

С 07с 141/04

Заявлено 16.Х!.1961 (K 753446/23-4) Пр иорптет—

Котаитет по делане изобретений н открытий ори Саазте Мнннстрсз

СССР

Ъ ДК 542.66.095.13.07:547. .541.112.07 (088.8) Опублпкова 22.Ч!.1972. Ьюллетень ¹ 20

Дата олубликонания описания 15.Х1.1972

Автор изобретения

Иностр а нец

Марио Баллестра (Италия) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛАРИЛСУЛЬФОНОВЫХ КИСЛОТ

ИЛИ АЛКИЛСУЛЬФАТОВ

Изобретение относится к способу непрерывного получения алкила рилсульфоновых кис»0Т или алкилсульфатов, которые находят широкое п рименение в промышлеиноспи и быту в качестве детергентов и моющих средств.

В известных методах сульфирования алкиларильных углеводородов,или сульфатправаяия али<ратических спиртов для достижения вьгсоких степеней, конверсии используют избыток сульфирующего агента.

Следствием этого является избыточное сульфи рование целевого продукта, что ухудшает его свойства. Избыток сульфирующего агента па стадии нейтрализации сульфоновой кислоты или алкилсульфата ьцелочью увеличивает количесDBO,íåîðãà íÿ÷åñêèõ солей в пасте сульфон а тов или ал к ил сул ьф а тов, ч го c I è>1(2eò моющие овойспва таких паст. Вместе с тем избыток сульфирующего агента увеличивает кислые стоянии, пребующие специальных мер по уничтожению.

В частности это относится к тем способам, пде .применяют растворы серного ангидрида в концентрированной сер ной кислоте.

С целью .устранения указанных недостатков в предлагаемом способе сульфирование алкиларильных углеводородов с молекулярным весом 150 — 500, напор!имер доде цил 6 е нзол а, или оульфати рование алифатичесюих спиртов с числом атомов углерода от 8 до 22 проводят с помощью газообразного реагепта, состоящего из 4 — 8 об. серного ангидрида и и»»ертного газа, например воздуха. Жидкий реагент пропускают через ряд последовательно

5 соединенных реакторов.

Серный анпидрид.применяют в стехиометрнческом соотношении .к обрабатываемому углеводороду, или GIIIHpT) .

Причем, общий поток газообразного реаге;i10 »a разбивают на ряд lepaBHI. потоков, каждый из которых вводят в cOQTHåòñòâóþù»Ié реактор. Наибольший поток вводят в пер>вый реактор, наименьший — в последний. Зто связано с тем, что таки м образом полностью ис1;> пользуется серный ангидр!ид и основной продукт контактирует с нпм меньшее время.

Наиболее допустимое время нахождения серного анпидрида в смеси с додецилбензолсульфокислотой и додецилбензолом в зависп20 мости от степени сульфирования показано ня графике ф иг. 1; на графике фиг. 2 даня зависимость коэффициента теплопередачи cirecII от степени сульфирования; на фиг. 3 показала принципиальная схема установки сульфиро2> вания или сульфатирования.

Из графика фиг. 1 следует, что смесь додец»»лбензола и додецилбензолсульфо»сислотгя с серным ангидридом»сри сте пени сульфирова30 нпя меньше 20 " может находиться в конта.;343442

6,(Р/2п) 2!з м2 те не более 10 — 11 час, а цри степени сульфирования более 95% — менее 1,5 час.

В случае сульфа)гирова)ния спиртов реакционная смесь при степени оульфатиро)валия более 95% може)т находиться в конта)кте с серным анпидридо)м не более 10 — 15 яин..

Реакцию сулыфиро)вания,ил)и сульфатирования проводят в каждом,реакто)ре п)ри температу)ре 50 С, а газообразный агент используют с тем)пера)турой 70 С.

Применяя ука)за)нные при)нципы и осно)вываясь на соот)ветст)вующей произ)водителыностя уста)новки для сульф)иро)ванадия или сульфатиро)ва)н)ия, находят: оптимальное чи)сло ступеней (реакторов), долю серного ангидрида,,кото)рая должна реагиро)вать в каждой ст упен)и, величину каждого реа)кцио)нного аппа)рзra, т. е. его объем и поверх)ность теплообмепа.

П)р и и е р. Получают додец)илбензолсульфокислот)у с п)рои)зв)одительн)остью установк)и

5000 и 140 кг/час.

Эк)с)периментально находят зависимость макаималыно до)пу)ртимого времени (H ) на хождения в контакте серного ангидр)ида с додецилбензолсульфокислотой и до)децилбензолом от степени сульф)иро1ва ния (Fn ) (см. р1и)с. 1) .

Далее эк апери)ментально находят 3a!BIHcHмость коэффициента тепло)передач)и (С ) смеси, состоящей из додецилбенз)ола и доходец)илбензол)сульфо)кислоты, от степени сульфирования (F„), (см. фиг. 2).

Ра)счет )уста)но)вки )про изводят, начиная с последней сту)пени, которая м)ожет быть названа ступенью порядка и, и кончая .первой ступенью. На фиг. 1 можно 1влдеть, что максимальное в)ремя реакци)и Ь„=Н„в последнем реа)кторе для степени )полночы прореагирован)ия цра)ктичеаки =100%. Поэто)му объем:последнего реактора будет

V / 3 и и

С1 где Р, — д)одецилбензолс)ульфоки)слота, пооп)упающая иа Ipeamo!p!а и каж)дый час;

R„=0 кг/час додецилбензол, выходящий из реакто)ра и )каждый час;

d=1000 кг/м — сред)няя плотность этих двух соеди)нен)ий.

Фактически d изменяется от 870 до 1060 .кг/м, в Ba)BIH)c!H to!OTIH от степени полно)ты сульфирован)ия.

Предположено пр)и)менение цилиндрических реакто)ров, высота которых ра)вна диаметру основаH)Hÿ. В этом случае поверхность реактора б)удет следовательно S = 6л I, V, /2л) - = — 5,54 (V n ) < м2. Количество тепла, которое может отвод)иться через эту поверх)ность, будет

= С, S и Лт ккал/час, где С = 128 ккал/ с,112час;

С„оред11)ий коэффициент тепло)передачи

1С

05 (для сту)пе)ни и этот коэффициент берется по графвку )фиг. 2).

В пер)вам приближении С„может выби. раться .ра)вным конеч)н)ой вел)ичине для ступени и и затем момн)о сделать пробу с другой велич)иной С, ближе к средн)ей величине от начала до ко)нца cT)vllleBIH и.

AT — разность между тем)пературой снаружи и вн)утри реактора. Ковда желают проводить реакцию при 50 С и считают, что комнатная тем)перату)ра 20 С, т)огда AT 30 С. Следовательно, Qn является теплом, которое долж на отдать по)верхность 5„реактора за 1 час. Поэтому )в р)еактор)е п )во)зможно сульфировать колич ест)во додецилбен)зола, тепло реакции которого самое большее равно Q, .

Из)вестно, ч)то при сулыфирован!ии 1 кг додец)илбенз)ола вы)деляепся 166 ккал. Bice тепло, выделяемое п)р)и;реа)кц)и)и, будет Qt =- 166 ккал/час R кг/час.

Следа)вателыно, доля додецилбенз)ола, которая может быть сульфиро)вана в реакторе и, будет /„= 100 — — . (Qn Q„

Глубина аульфи)ро)вания )B конце реактора перед;по)следни)м F„= 100 — f„

Коли)че)ство додецилбенз)олсульфоновой кислоты, выходящей )из )предпоследнего,реактора в 1 час.

1) Р„ i — — Р„(1 — f „) кг/час.

К)оличество додецилбензола, выходящего из предпоследнего )реакто)ра в 1 час, 2) Rn 1= f Я кг/час.

Вычисление )па)раметров предпоследней сту. пени, т. е. и — 1 аналогично сту)пен)и и

Р

3) V 1= — " — -" — ип )лР, ГдЕ йп 1= Нп 1 — Нп .

Величи)на Н„) )может быть взята из графика фиг. 1 в зависимости от степен)и полноты сульфиро)вания F„1 . Очевидно, что в последней ступени, H„= h„.

5) Sп 1= 5,54 (V, 1) м, 6) Qn — 1= C 1. S „ i AT ккал/час.

Вел)и)ч)ина Сп 1 может быть взята:из графика фиг. 2 таким же об)разам

7) f-и 1=100

Степень )полноты )п)рореапиро)вания B конце ст)упени и — 2 или в начале ступени n — -1

Fn-2=Fn ) — 1

Если бы Q„+Q„)) Q, то процесс имел бы только,д)ве ступени. В противополо)жном случае мокнут быть:р ассчитаны дальнейшие c T)ПЕНИ дО: Q„;+Q„.;,1+...+Q„)+Qn;-= Q .

В таком сл)учае чи)сло ступеней (i+1).

В табл. 1 и 2 показаны расчеты двух устано)вок с .разл)ичной п)роиз)водительно)стью, Ilppвая 140 кг/час )до)децилбензолсульфокислюты и )вто)рая 5000 кг/час.

Пер)вая установка вьпполнена в две ступен)и, вто)рая в шесть ступеней. Очев)идно, ВТо по

343442

Таблица 1

Кол ««ество, ",„

0 ! ьэ Сэ у с э 1 (Еоличество, о

СЭ

О а. и с-э Q И сз»

Х

О а.

32 225

23 . 197

19 171 13 148

200.„10з

144,.;10 з ,1,,19. 10з

81. 10з

II

III

1Ч

29,6

24,4

23,2

18,2 вышеописанно1еу расчету размеры а пла1ратов будут различные, но .по строительньгм соображениям может О1казать|ся целесообр азным выби рать д ва или более аппарата одинаиэвого объема.

I 85 :180 14920 2,62 0,29 16 119 2,25 2,37 85

1I 13,5 128 2370 0,37 0,017 1,7 138 0,12 0.12 98,5

V 7 132 44. 10з И,1

Ч I 4 5 1,22 28.,10з 7 7

Система установки сульфирования состоит из четырех реакто1ров и colgeip>I«m емкосгь 1 для додецилбензола, систему труб 2, подводящу1о подлежащий,о бра|ботве материал .к дозироь очно му насосу 3;,реа кто ры-смесители 4, 5, б н 7 известного ти1па, соединенные друг с д1эугом .последовательно и в виде петлеобразу1ощей системы, Ра1осеива1ощие .приспособлския 8, 8, 8", 8 " образованы .двойной полосой ил и кольцеобраэным кожухом 9 и10, поддер>киваемым радиальны.ми наскл,онны:мси элементами 11 и со своей стороны поддериои вающим

11алсзпонные JIOIIIBCTH 12, IIpH)BOTIIMlbIe ние элекгромопо ра ми 18, 18, 18", 13" при по)мощи вал о в 14, 14, 14", 14", проходящих дальше 1под рассеивающими приспособлен1иями и снабженнь;х внизу .пропеллернысм смесителем

15, 15, 15", 15 ". Система труб 1б питает первый peBIKTlo p-.oìeoHòeëь 4 додецилбензолом

1теред эти1м дозированным насосом 3. Сливная труба 17 служит,для выхода материала, частично,црореаги рова вшего в первом реактореамеоителе 4. Прибор 18 расположен 11а трубе 17 для определения степени кульфирования.

Сли1вные трубы 17, .17", 17" предназначены дл» выхода материала, реагирующего в реакярах-смесителях, расположенных серийно сн в гиде .петлеобразующей системы. Приборы 18, !

8", 18" cinip,дсляют,степень сульфирования, соопаепспвенно расположены па сливных трубах !7, 17", 17", выходящих из реакторов-смсгэителей 5, б н 7 . П рибор 18 " помимо того, что кол1тролирует суммарную степень сульфнро. аll Hÿ додецилбензола, управляет вторьгм дозировочным попра вочны м насосом 19, к1оторый la известных случаях нап ра вляет подлежащий об работке материал в 1последний peBlKTop-смвситель 7 с целью выправить степень

5 реакции. В системе предусмотрены хранилище

20:канечного п1родукта, бункер 21, содержащий серу в понарошке, зону 22, внутри которой происходит пла вление серы, бу нкер 28,,содаржа1ций тер мОстатически пла вленную серу, 10 дозирующий насос 24 для пла1вленной серы, камера сгорания 25, внутри которой про и сходит горение дозироваяной серы, камера катализа 2б, где сернистый ангидрид почспи полностью преобразуется .в се1рный ангидрид нли

l5 из которой газ, 1полученный в,результате каТаб лица 2

12„30 2563 1600 2,95 8,97 32

9,26 .1696 2750 2,08 6,02 55

8,55 930 3700 1,83 3,94 74

5 90 490 4350 1,22 2,1:1 87

2,82 226 4700 0,57 0 89 94

1,63 56,5 4920 0,32 0,32 98,5талипичеакого преоб1разовання, распределяется по системе труб 27 и разделяется цри параллельном распределении в различные peaJ«35 торы-смесителями 4 — 7. Регулиру1ощ>1е клапаны

28, 28, 28" и 28" п«оличественно разделяют газообразный реактив по сточным трубам 29, 29, 29" и 29", удаляют газы, не участвующие в:реакции,с верхней стороны реакторов-сме40 сителей, и совместно направляют в нижнюю часть рек1упер,аци1он ной башни 80, где серный ангидрид в стречает в виде противотока об1рабатываемый материал, направляемый в верхню1с часть башни прои по мощи насоса 31. Йа-рб сос отсасывает его из резервуара 1 и вступает с,íHIM в реакцию. Часть газа, не вступившая с материалом в:реакцию, выходит сверху башни 30 и:в вод1ится снизу в реку ерационную башню 82, анал огн1чную а редыдущей. Серник50 тый ангидрид, подымаясь в башне, встречаегся .в противо токе с щелочным раствором, IIBпра вляемым в верхнюю часть баш1кч 32 при помощи,на сока 38, который отсасывает RIOT распвор из сосуда 34 и создает рекуперацион55 ную смесь.

Предмет изобретени 11

1. Способ получения алкнларилсульфоно60 вых кислот илн алкилсульфатосн путем заи.модействия алкснла1эпльных углеводо1эодов или алифатнческнх сп11ртов с газообразным реагентом, состоящим из смеси 4 — 8% по объему серного ангидрида с ннертным га65 зом, напрнмср воздухом, при нагревании, 343442

Л ran/м

h"n час

7f с0%

Уаг. 2 отличающийся тем, чго, с целью повышения выхода целевых продуитов и уст1)анения сернокислотных отходов, алкиларнльный углеыодород с молекулярным весом 150 — 500, например додецилбензол илн алифатичеокии спирт с числом атомов углерода от 8 до 22, пропускают через последовательно соеди ненные,реакторы, а газообразный реагент, взятый в стехиометрическам coOTHOJllBHHH к обрабатываемому,углеводороду или спи|ргу и разделенный на ряд уменьшающихся лотоков, одновременно .в водят в каждый реактор, причем в первый вводят наибольший поток и а последИон

40/

7" 40 б0 о0 100 %

Фиг / аl ний — наименьший при 30 — 100 С, и целевые продукты выделяют известными приемами.

2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что процесс ведут по времен и,менее 10 —:ll часов, когда конверсия;процесса меньше 20% и менее 1,5 часа п ри,получениями алкиларилоульфонозых кислот или менее 10 — . 15 минут при получении алкилсульфатов, .копда конверсия пр оцесса больше 95%.

lo 3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что газообразный реагент:.подают с .температурой о коло 70 С и в каждом реакторе поущерживают температуру при 50 С, 343442,Составитель А. Платошкин

Темред 3. Тараненко

Корректор О. Тюрина

Редактор,Л. Герасимова

Обл. тип, Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли. Заказ 4011 Изд. № 909 Тираж 406 11одплсное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобпетеиий и апяры тий лри Совете Министров СССР

Месива, 7К-ЗБ, Раушокая Баб., д. 4/5