Способ непрерывного сульфатирования или сульфатирования органических соединений

Способ непрерывного сульфатирования или сульфатирования органических соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Соцкаписткческих

Республик и 898955 (6l) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 27. Ñ5. 77 (21) 2489552/23-04 (23) Приоритет — (32) 2 7. 05 . 76 (53) М. Кл.

С 07 С 39/00//

С 11 D 3/34

Гаоудорстввииый комитет

СССР

00 делаи изобротеиий и открытий (31) 690652 (33) СЫА

Опубликовано15.01.82.Бюллетень ¹ 2 (53) УДК 547.541. .07(088.8) Дата опубликования описания 15.01,82

Иностранцы

Бартон Брукс и Ричард дж.Брукс

{США) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма Дзе Кемитон Корпорейшн" (71) Заявитель (CILIA) (54) СПОСОБ НЕПРЕР61ВНОГО СУЛЬФИРОВАНИЯ

ИЛИ СУНЬфАТИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИГ1

Изобретение относится к способу сульфирования или сульфатирования органических соединений, который может быть использован в производстве поверхностно-активных веществ. 5

Известен способ сульфирования органических соединений, заключающийся в том, что вещество смешивают с серной кислотой и затем подвергают взаимодействию с серным ангидридом, разбавленным воздухом до концентрации 54 (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ непрерывного сульфирования или сульфатирования органи- 15 ческих соединений, заключающийся в том, что вещество подвергают взаимодействию с серным ангидридом разбавленным инертным газом до концентрации 2-10", в параллельных потоках с нахождением в реакционной зоне около 10 с и быстрым охлаждением реакционной смеси. Реакционная зона состоит из двух концентричных круговых реакционных поверхностей с внешним охлаждением и включает концентрически расположенную мешалку (ротор), при этом расстояние между ротором и реа кци онной поверхност. ью составляет от 0,005 до 0,05 дюйма (2).

Недостатком этого способа является обугливание и образование смолы на стенках реактора за счет термич ского разложения целевого продукта, что ухудшает его качество.

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сульфирования или сульфатирования органических соединений, заключающемуся в том, что органическое соединение подвергают взаимодействию с серным ангидридом, разбавленным воздухом до концентрации 2 — 101, в параллельном потоке, при этом в нисходящий поток смеси серного ангидрида с воздухом впрыскивают органическую жидкость при скорости потока, достаточной для распыления ее в туман, пропуска898955!

35

SS

3 ют эту смесь через трубку Вентури при 39-167 Ñ в течение менее 0,1 с и затем быстро охлаждают ее до 1060 С за счет контактирования реако ционной смеси с пленкой рециркулируе мого реакционного продукта с последующей агломерацией частиц реакционной смеси в пленку.

Применение трубки Вентури и указа ный режим процесса предотвращают раз ложение целевого продукта на стенках реактора, На фиг. 1 показана аппаратура для проведения реакции между жидким орга ническим реагентом и газообразным агентом сульфирования, частичный. раз рез, в соответствии с одним из вариантов; на фиг. 2 — технологическая схема, изображающая данный метод в сочетании с одним из вариантов; на фиг. 3 — часть устройства для впрыскивания органического реагента в соответствии с одним из вариантов.

Реактор 1 (фиг. 1) включает трубк

Вентури 2, и включает, в последовательном расположении: "ниже по течению" конец для восходящего потока

3, зону подхода 5, имеющую боковые стенки, сходящиеся s направлении

"ниже по течению", горловину 6, зону регенерации 7 с боковыми стенками, расходящимися в направлении "ниже по течению" и конец 4 для стока.Первый трубопровод 8 сообщается с зоной

5 подхода к трубке Вентури и выравнен с ней в аксиальном направлении.

Трубопровод 8 включает входное отвер стие 9, доходящее до одной стороны трубопровода 8, дверцы 10 и 11 для ввода устройств для измерения температуры и давления.

Второй трубопровод 12 включает участок !3, расположенный "выше по течению", сообщающийся с расположенной ниже концевой частью 4 трубки

Вентури 2 и выравненный в аксиальном направлении с трубкой Вентури непосредственно "ниже по течению", Концентрически с первым трубопроводом 8 расположен третий трубопровод 14, заканчивающийся устройствами 15 для впрыскивания жидкости, помещенными внутри зоны подхода 5 к трубке Вентури. Третий трубопровод

14 имеет входное отверстие 16 у его расположенного нвыше по течению конца.

Концентрически с участком 13,расположенным "выше по течению" второго

4 грубопровода 12, имеется четвертый трубопровод 17, заканчивающийся у

„ стройств 18 для выпуска жидкости, смежных с концевым участком 4, расположенным в трубки Вентури 2. Выходное устройство 18 может доходить до зоны 7 трубки Вентури, в которой происходит регенерация. У противополож ного конца четвертого трубопровода 17 имеется отверстие 19 для ввода жидкости.

Второй трубопровод 12 имеет выходное отверстие 20, сообщающееся с одним концом линии 21, другой конец которой ведет к сепаратору-циклону 22 для жидкости (фиг.1 и 2) .С верхней частью сепаратора-циклона 22 сообщается линия

23 выводящая в атмосферу, а с нижней частью сепаратора-циклона 22 сообщается выходная линия 24, сообщающаяся с насосом 25,от которого отходит линия 26, ведущая к теплообменнику 27 откуда отходит линия 28, ведущая к входу 19 в четвертом трубопроводе 17.

От линии 26, идущей от насоса, отходит другая JlvlHNH 29, QT KQTopoN отходит ответвление 30, ведущее обратно к сепаратору -циклону 22.

В другом вариенте ответвляющая линия (йе показана) может отходить от линии 28 рациркуляции к щели (не показана) идущей вдоль периферии зоны 7 регенерации у трубки Вентури, или непосредственно под горловиной

6 трубки Вентури и служащей для подачи охлажденной рециркулируемой жидкости в зону 7 регенерации в месте щели. Такая щель для подачи рециркулируемого материала особенно желательна в том случае, когда производится сульфирование олефинов.

Первый трубопровод 8, через который вводится газообразный агент сульфирования в трубку Вентури, предпочтительно имеет прямолинейный участок, длина которого соответствует примерно

10 диаметрам трубопровода, расположенного до трубки Вентури 2. Это желательно для сглаживания потока и распределения газа вследствие передвижения газа по кривой, вдоль угла или колена, такого, как например, ввод 9.

Устройство 15 для впрыскивания, через которые жидкий органический реагент впрыскивается в поток газа в месте подхода 5 к трубке Вентури, обычно включает множество мелких

898955 отверстий, расположенных вдоль периферии трубы, безукориэненно центрированной с местом подхода 5 к трубке Вентури (на фиг,l показано только одно такое отверстие). Так, например, если трубопровод 14 имеет диаметр

9,525 мм и расположен внутри зоны 5 подхода к горловине 6 трубки Вентури, диаметр которой составляет 25,4 мм, то отверстия 15 для впрыскивания 1о должны иметь 8 отверстий, причем диаметр каждого отверстия составляет

0,794 мм и они направлены под углом

45 книзу, наружу, от эоны 5 подхода к трубке Вентури. 1$

При типичном ведении работы с использованием реактора 1 газообразный агент сульфирования вводится через входное отверстие 9 в первый трубопровод 8. Одновременно жидкий орга- 2о нический реагент вводят через входное ,отверстие 16 в третий трубопровод 14.

Газообразный агент сульфирования течет "вниз по течению" через трубопровод 16 в третий трубопровод 14.

Газообразный агент сульфирования течет "вниз по течению" через трубопровод 8 в зону 5 подхода к трубке центури, а жидкий органический реагент впрыскивается в поток газообразного агента сульфирования в зоне 5 подхода к трубке Вентури, через устройства

15, служащие для впрыскивания. Предпочтительный контакт между жидким органическим реагентом и газообразным агентом сульфирования до поступления в зону 5 подхода к трубке Вентури, отсутствует. Органический реагент впрыскивается в форме относительно тонкой струи (т.е. в форме потока с малой площадью поперечного сечения), по сравнению с площадью поперечного сечения потока газа, в которой ои впрыскивается .

После впрыскивания органического реагента в газообразный агент сульфирования в зоне 5 органический реагент распыляют под действием подаваемого с высокой скоростью газа, так, и что он превращается в тонкий муман, который реагирует с трехокисью серы, находящейся в газообразном агенте сульфирования. После этого образовавшаяся реакционная смесь продолжает проходить по трубке Вентури и удаМ ляться из нее в направлении "ниже по течению".

Для того, чтобы способствовать процессу распыления жидкого органического реагента, может быть использован инжектор того типа, который изображен на фиг. 3. В этом варианте органический реагент вводится в точке

31 во внутренний трубопровод 32, расположенный концентрически внутри наружного трубопровода 33, в который воздух вводится в точке 34. Органический реагент выходит иэ трубопровода 32 в точке 35 для смещения с воздухом ниже по течению" в трубопроводе 33 и этот воздух по крайней мере частично распыляет органический реагент. Смесь воздуха и органического реагента после этого впрыскивается в поток трехокиси серы в зоне подхода к трубке Вентури через нижнее отверстие 36 в трубопроводе 33, который располагается концентрически с трубопроводом 8. Объем воздуха, вводимого в точке 34 составляет примерно

10., от общего объема воздуха, поступающего в трубку Вентури, а остальные

903 вводятся в трубопровод 8 вместе с трехокисью серы в точке 9. В типичном случае трубопровод 32 имеет внутренний диаметр, равный 3, 175 мм, в то время, как трубопровод 33 имеет внутренний диаметр 1?,7 мм, а диаметр нижнего отверстия равен примерно

5,08 мм.

Распыление может быть также осуществлено путем впрыскивания жидкого органического реагента в форме пленки по периферии трубки Вентури (например, через расположенную по периферии щель в зоне подхода) при условии достаточно высокой скорости пода- ° чи газа, например 12,7 мм/с или выше, для обеспечения распыления.

После удаления из трубок Вентури

2 реакционная смесь течет вдоль ограниченного пути, вниз "по течению" от трубки Вентури, причем этот путь ограничен трубопроводом 12. Реакционная смесь подвергается быстрому охлаждению не позднее, чем непосредственно после того, как смесь удаляется из трубки Вентури 2. Реакционная смесь в начале стадии тушения находится в форме тонких частиц жидкости, распределенных в газообразной среде-носителя. Тушение или быстрое охлаждение осуществляется в результате контактирования реакционной смеси с массой охлажденного, рециркулируемого жидкого реакционного продукта, вводимого в реактор через четвертый трубопровод 17 и через вы"

7 898955 гут быть различными в зависимости от перерабатываемого материала, но могут представлять собой дегерирование, гидратацию, нейтрализацию и гидролиз. Часть жидкого реакционного продукта, проходящего по линии 29 пускают на рециркуляцию по осветлению

30 обратно в сепаратор-циклон 22 для промывания стенок сепаратора-циклона

22 и для накопления внутри него излишне глубоко прореагировавшего материала.

Как уже отмечено, лишь часть реакции протекает в трубке Вентури 2.Дополнительные реакции происходят в трубопроводе 12, в петле рециркуляции (21 и 22, 24-28), что показано на фиг. 2 и ниже этой петли "по течению .

Переменные, которые имеют место для участка трубки Вентури и влияющие на качество конечного продукта (количество непрореагировавших веществ и окраска), следующие: скорость протекания газа в месте горловины трубки Вентури, скорость газа в точке впрыскивания органического реагента, температура реакционной смеси, удаляющейся из трубки Вентури,, время пребывания между (а) точкой впрыскивания органического реагента и (в) точкой в секции тушения, в которой начинается само тушение или быстрое охлаждение, и, до некбторой степени, размеры трубки Вентури (длина и диаметр горловины). Все эти переменные связаны между собой и, в первую очередь, ответственны за сте.пень завершенности реакции в трубке

Вентури. Если секция тушения, следующая за трубкой Вентури, сконструирована так, чтобы произошла эффективная реакция между непрореагировавшим органическим реагентом и трехокисью серы, покидающей секцию трубки Вентури, то нет необходимости в том, чтобы поглощение и взаимодействие трехокиси серы и органического реагента завершались в трубке Вентури.

Если реакция не завершается в трубке

Вентури, то существует ряд способов обеспечения оптимальных рабочих условий.

Приведем более подробное рассмотрение тех переменных, которые были отмечены.

Скорость потока газа в горловине трубки Вентури влияет на степень распыления органического реагента. ходное устройство 18 у конца трубопровода 17. Поток охлажденного жидкого реакционного продукта контактирует с реакционной смесью у расположенного "ниже по течению" конца 4 трубки Вентури 2 или несколько выше

"по течению". Служащая для тушения (быстрого охлаждения) жидкость после этого протекает по трубопроводу 12 вдоль пути, совпадающего с путем 16 потока реакционной смеси, поступающего из трубки Вентури, причем служащая для быстрого охлаждения жид. кость принимает форму пленки, расположенной у наружных стенок четвер- 15 того трубопровода 17 и пленки, расположенной-вдоль внутренних стенок второго трубопровода 12.

При протекании жидкости, служащей для тушения в форме планки, вдоль д пути, параллельного и расположенного вблизи пути реакционной смеси, предусматривается повторный контакт между тонкими .частицами реакционного продукта и пленкой охлажденного жид- 25 кого реакционного продукта, что вызывает агломерирование тонких частиц жидкого реакционного продукта с пленкой охлажденного жидкого реакционного продукта, в присутствии имеющихся в трубопроводе 12 вихрей газа, которые повторно вводят тонкие частицы в рециркулируемуа жидкость, используемую для тушения, стекающую вниз по стенкам трубопроводов 12 и 17.

Смесь жидкости и отработанного газа выходит из второго трубопровода

12 через выходное отверстие 20 и течет по линии 21 в сепаратор-циклон

22, в котором газ отделяется от жидкости, после чего газ удаляется по линии 23 сообщающейся с атмосферой, а жидкость (состоящая по существу из реакционного продукта) удаляется по линии 24.

Часть жидкости, удаляющейся из нижней части сепаратора-циклона 22 по линии 21. откачивается насосом

25 по линии 26 и подается к теплообменнику 27, из которого охлажден50 ный жидкий реакционный продукт пускают на рециркуляцию по линии 28 обратно в четвертый трубопровод 17 и vcnîëüçóþ в качестве жидкости для тушения. Другая часть жидкости, удаленной из нижней части сепараторациклона 22 откачивается насосом по линии 29 и подается на дополнительные стадии переработки, которые мо898 а это оказывает важнее влияние на степень завершенности реакции. Высокая скоррсть в горловине трубки Вентури обеспечивает высокую степень распыления и доведение до конца реакции сульфирования, а это, в свою чередь, повышает температуру реакционной смеси в горловине Вентури, однако в то же время это снижает время пребывания реакционной смеси до 10 того, как произойдет ее тушение.

В том случае, если скорость потока в горловине составляет 233-300 м/с температура в горловине достигает

93,31-148,89 С. В том случае, если 13 скорость потока в горловине составляет 133-200 м/с реакция завершается лишь на 30-60/ в трубке Вентури и температура в горловине находится в интервале между 49,89-93,33 С. Если щ секция охлаждения, расположенная после трубки Вентури, сконструирована таким образом, чтобы происходила эффективная реакция между непрореагировавшей трехокисью серы и орга- 23 ническим реагентом, то продукт может быть получен в горловине трубки Вентури при скорости потока в интервале между 100 и 300 м/с.

Скорость потока газа в точке впрыс-30 кивания жидкости также влияет на распыление жидкого органического реагента и на степень завершенности реакции. При высокой скорости потока в точке впрыскивания жидкости создает- 3S ся высокая степень завершенности реакции даже при низкой скорости потока газа в горловине. Однако при этом качество конечного продукта становится худшим, возможно следствие нерав40 номерного распыления. Оптимальный интервал скорости потока газа на этом участке составляет 17-66 м/с.

Зона 5 подхода и горловина 6 трубки Вентури могут не охлаждаться.

43

Однако период времени, в течение которого частицы жидкого реакционного продукта, перемещающегося через трубки Вентури, составляет менее 0,1 с, так как вероятность обугливания или изменения окраски реакционного про30 дукта дажв в отсутствии охлаждения трубки Вентури, по существу, является невозможной. Любая тенденция частиц жидкости к прилипанию к стенкам зоны 5 подхода или горловины 6 трубки Вентури, т.е. возможность обугливания прилипших частиц, предотвращается благодаря относительно высокой

955 10 скорости потока газа, движущегося через трубку Вентури, Для того, чтобы предотвратить прилипание обычно требуется, чтобы скорость потока газа составляла более 83 м/с, причем индивидуальная скорость зависит от температуры в трубке Вентури, вязкости частиц и т.д, При постоянной скорости потока газа длина трубки Вентури оказывает прямое влияние на степень завершенности реакции в трубке Вентури. Длина трубки Вентури может быть уменьшена путем введения частиц охлажденного рециркулируемого потока в секцию 7 регенерации трубки Вентури непосредственно ниже горловины 6, например, через щель, имеющуюся в периферии секции 7. Если реакция завершается в трубке Вентури только на 30-60 %, то длина трубки Вентури не имеет критического значения. Во всех случаях продолжительность реакции до начала тушения составляет менее 0,1 с.

При постоянном потоке газа в трубку Вентури, диаметр этой трубки определяет скорость потока газа у горловины трубки Вентури. Диаметр также влияет на продолжительность реакции, как "стеночный эффект". При малых диаметрах возникает большее число столкновений капель реакционного продукта со стенками трубки Вентури, вследствие чего повышается время пребывания реакционной смеси в трубке

Вентури, Обычно, поскольку диаметр трубки возрастает в случае установок с высокой производительностью, соотношение между длиной и диаметром остается постоянным, и это приводит к относительно постоянной продолжительности реакции.

Реакция сульфирования или помощи трехокиси серы является экзотермической и приводит к мгновенному повышению температуры реакционного продукта.

Вследствие этого температура у горловины трубки Вентури зависит от степени завершенности реакции, температуры загрузки, вводимой в реактор и процентного содержания инертного разбавителя (воздуха), вводимого в трехокись серы. При обычной работе эта температура находится в интервале между 65, 56 и 93,33ОС.

Если жидкий органический реагент подвергался охлаждению и содержание инертного разбавителя является высо11 8989 ким, то температура может составлять менее 37,78 С. При высокой концентрации трехокиси серы, при протекании главной части реакции в трубке Вен- тури, температура может находиться в интервале между 93,33-148,89 С.

Как уже было отмечено, секция ту" шения, расположенная непосредственно после секции трубки Вентури, слу жит трем задачам: охлаждению реак- 10 ционной смеси, агломерированию тонких частиц жидкости и взаимодействию непрореагировавшей трехокиси серы с жидким органическим реагентом.

Реакционная смесь, удаляющаяся 1$ из трубки Вентури, может иметь температуру, находящуюся в интервале между 65,56 и 176,67 С, и в том случае, если она будет оставаться при этой темпепатуре, даже в течение 20 одной секунды, реакционный продукт сильно потемнеет. По этой причине температура реакционной смеси должна быть снижена непосредственно после того, как она покинет трубку Вентури. 25

Это может быть осуществлено путем впрыскивания жидкости, удаляющейся из. трубки Вентури в резервуар с охлажденным реакционным продуктом (например, с сульфокислотой), Однако, Зо использование процесса тушения того типа, который представлен на чертеже, является предпочтительным. Поступающий на рециркуляцию реакционный продукт охлаждается до температуры выше точки замерзания и уровень этой температуры зависит от индивидуального реакционного продукта и последующих стадий переработки, Так, например, при сульфировании линейных алкилбензолов реакционный продукт может быть охлажден до температуры ниже 54,44 С и высококачественный продукт может быть получен путем охлаждения реакционного продукта до

32,22-48,89 С.

Имеющие разветвленные цепи сульфонаты алкилбензолов становятся довольно вязкими при температуре ниже

37,78 С, но продукты хорошего качества могут быть получены, если реакционный продукт охлаждается до температуры 48, 89-60 С.

В случае лаурилового спирта и альфа-олефинов С вЂ” С,1 продукты приемлемого качества получают, если реакционный продукт охлаждают до температуры, находящейся в интервале между

32,22-37, 700 С . Однако продукты пре55 12 восходного качества получают, если в теплообменнике 27 используется охлажденная вода для охлаждения реакционного продукта, подвергающегося рециркуляции, который используется для тушения с температурой в интервале между 10 и 15,56 С в случае альфаолефинов и примерно 15 С в случае лаурилового спирта.

Соотношение между охлажденным рециркулируемым реакционным продуктов и реагентами имеет также большое значение. Это связано с тем, что необходимо производить охлаждение не только с реакционного продукта, но и отработанного газа (в основном воздух). В связи с этим требуется относительно боЛьшое количество рециркулируемой жидкости, используемой . для тушения. Весовое соотношение между рециркулируемой жидкостью и реагентами должно составлять по меньшей мефе 10-1, и столь большое соотношение, как 60-1 требуется доя охлаждения реакционного продукта до температуры ниже 37,78 С, от температуры, находящейся в интервале между 93,33176-67 С.

Что касается процесса агломерирования, происходящего в секции тушения, то реакционный продукт, удаляющийся из трубки Вентури, тонко распылен. Диаметр большинства этих частиц составляет менее 1,27 мм, а диаметр некоторых частиц составляет менее 0,254 мм. Эти частицы имеют слишком малые размеры для того, чтобы их можно было собрать в стандартном сепараторе-циклоне, Поэтому необходимо произвести агломерирование частиц для того, чтобы получить хороший выход реакционного продукта после реактора. Как было отмечено, это осуществляется путем повторного контакта между реакционной смесью, удаляющейся иэ трубки Вентури, и рециркулируемым охлажденным жидким реакционным продуктом, Повторный контакт может быть осуществлен при использовании трубки Вентури второй стадии, сходной с той, которая показана на фиг.1, но расположенной после первой трубки

Вентури, со впрыскиванием реакционной смеси в поток жидкости, служащей для тушения.

Однако повторный контакт лучше всего осуществляется путем применения аппаратуры и способа, показанно го на фиг ° 1, где рециркулируемая ох.

13 8989 лажденная жидкость течет в форме пленки, у поверхности, параллельной и смежной к потоку реакционной смеси, покидающей реактор. Повторное контактирование пленки жидкости, служащей для тушения и реакционной смеси приводит к агломерированию тонких частиц жидкого реакционного продукта, что обеспечивает разделение жидкого реакционного продукта и отработанного 16 газа свыше, чем на 99,84, причем менее, чем 0,2, жидкого реакционного продукта. отходит вместе с газом по линии 23, сообщающейся с атмосферой, из сепаратора-циклона. 15

В типичном случае, длина зоны контактирования в трубопроводе 12 составляет минимум 15,24 мм, предпочтительно 30,48-121,92 мм. В типичном случае, кольцеобразный зазор между 20 двумя трубопроводами 12 и 17 составляет примерно 1,778 мм, а толщина пленки жидкости на стенках каждого из этих трубопроводов составляет примерно 0,3048-0,508 мм. В такой ситуа- а ции истинная скорость газа, перемещающегося по трубопроводу 12 может находиться в интервале между примерно 30 и 83 м/с. Для трубопровода 12 и для трубопровода 17 данных разме- Зо ров скорость потока газа, текущего через кольцеобразное отверстие между трубопроводами 12 и 17 может быть отрегулирована путем контролирования объема газа,. поступающего в трубопро- З5 вод 12 и объема рециркулируемой жидкости.

Обычно наблюдается падение давления, выражающееся избыточным давлением в 0,14-0,42 кг/см в трубопро2 воде, служающем для тушения (рекомендуется, чтобы падение давления, выражаемое избыточным давлением, составляло 0,21-0,28 кг/см . В трубопроводе 12 должно иметь место такое падение давления для того, чтобы создалось достаточное контактирование между пленками жидкости, используемой для тушения, и реакционной смесью, удаляющейся из трубки Вентури 2.

Достаточное контактирование необходимо для осуществления все трех функций трубопровода 12, в котором производится тушение, а именно, охлаждение реакционной смеси,агломерирование тонких частиц жидкости и проведение остаточной части реакции сульфирования.

Реакция сульфирования в секции тушения происходит в том случае, ког55

14 да непрореагировавшая трехокись серы, поступающая в трубопровод 12, поглощается и взаимодействует с жидким органическим реагентом, поступающим в трубопровод 12 иэ секции трубки

Вентури. Кроме того, непрореагировавШая трехокись серы поглощается рециркулируемым потокам, поступающим в трубопровод 12 из трубопровода 17, и взаимодействует с непрореагировавшим органическим реагентом в рециркулируемом потоке. Эта последняя реакция вызывается относительно высокой скоростью потока газа в секции тушения (30-83 м/с), которая регулирует толщину пленки рециркулируемого потока в трубопроводе 12 (3,0485,08 мм), так, что трехокись серы может проникать сквозь пленку и взаимодействовать с непрореагировавшим органическим реагентом внутри пленки.

Охлажденный рециркулируемый поток, поступающий в трубопровод 12, содержит примерно 2-5 вес.3 непрореагировавшего органического реагента и соотношение между (в) рециркулируемым потоком и (в) трехокисью серы в загрузке, плюс органический реагент в загрузке, является достаточно высоким (например, 35: 1) с тем, чтобы в трубопроводе 12 поддерживался избыток органического реагента по отношению к трехокиси серы. Это устраняет нежелательную избыточную реакцию между трехокисью серы и реакционным продуктом, что может произойти в отсутствие непрореагировавшего органического реагента.

Концентрация трехокиси серы в секции тушения является значительно более низкой, чем в секции трубки Вентури, вследствие того, что большая часть трехокиси серы была израсходована в секции трубки Вентури. Поэтому, в секции тушения реакция происходит более мягко и имеется меньше шансов для подгорения, чем это может происходить при высокой концентрации трехокиси серы.

Как было указано, примерно 20-373 реакции сульфирования происходит в секции трубки Вентури, а остальная реакция происходит в секции тушения.

Так, например, если 30 реакции происходит в секции трубки Вентури, то вплоть до 654 реакции может происходить в секции тушения.

В качестве альтернативы сульфирования как в трубке Вентури так и в

898955

46, 11

600 зб

216

6,5

1,07/1

7,08

25,4

20,32

0,7-0 91

0,42

183

20 32

15 секции тушения, реакция сульфирова- ния может быть инициирована в секции тушения, представляющей собой, совместно с секцией трубки Вентури, реакционную зону, или с полным ее исклю" чением. При таком варианте трехокись серы может быть введена непосредственно в верхний конец секции тушения, с тем, чтобы она была поглощена пленками рециркулируемого потока в тру- 10 бопроводах 12 и 17, а жидкий органический реагент вводят в рециркулируемый поток до того, как этот поток поступит в трубопровод 17,(т.е. по трубопроводу 8, показанному как t3

"прозрачный" на фиг. 2), При таком варианте, почти вся реакция сульфирования протекает в секции тушения, а остальная ее часть происходит после секции тушения. 26

Пример 1. Сульфирование линейного додецилбензолсульфоната.

Линейный додецилбензол сульфируют в реакторе, в котором горловина трубки Вентури имеет размер 25,4 мм. 23

Сульфирование производится в следующих условиях:

Скорость подачи органического реагента, фунт/ч

Скорость потока трехокиси серы, фунт/ч

Концентрация трехокиси серы в потоке, об.3

Молярное соотношение между трехокисью серы и органическим реагентом

Скорость подачи воздуха, м З/мин

Диаметр трубки Вентури у горловины, мм

Длина реакционного пути, см

Избыточное давление газа и верхнем (по течению) конца трубки Вентури, 1 кг/см

Избыточное давление у горловины трубки

Вентури, кг/см

Приблизительная скорость потока газа у горловины трубки Вентури, м/с

Приблизительная скорость газа в точке впрыскивания органического реагента, м/с

16

Соот ношение между рец ир кулируемым потоком, используемым для тушения и реагентами 40:1

Температура жидкости, используемой для тушения, С

Скорость потока газа в секции агломерирования, м/с 43

Реакционный продукт, удаляющийся из петли рециркуляции, прокачивается насосом через трубу для дигидрирования в течение дополнительной 30-минутнои выдержки, после чего для разрушения любого присутствующего ангидрида прибавляют 1 ; воды.

Полученный продукт (по существу, алкилбензолсульфокислота) дает при анализе следующие результаты: содержание свободного масла (после экстракции петролейным эфиром) 1,9 вес.3, из расчета на активное вещество; свободное масло после перегонки с гликолем 0,7 вес./ из расчета на активное вещество; серная кислота 1,7 вес.4; цвет по Клетту (53-ный раствор при длине столбика 40 мм) 40.

Свободное масло является показателем количества непрореагировавшего органического реагента. Показатель цвета по Клетту, составляет менее 50, указывает на очень хорошую окраску.

Показатели цвета по Клетту в интервале между 50 и 100 указывает на приемлемую окраску для большинства случаев.

Пример 2. Эфир -сульфат спирта.

Этоксилированный спирт жирного ряда сульфируют в реакторе, в котором горловина трубки Вентури имеет диаметр 25,4 мм при следующих условиях:

Скорость подачи органического реагента, фунт/ч 600

Скорость подачи трехокиси серы, фунт/ч 165

Иолярное соотношение между трехокисью серы и органическим реагентом 1,3/1

Концентрация трехокиси серы, об.3 5

Диаметр трубки Вентури у горловины, мм 25,4

Скорость подачи воздуха, м /мин 7,08

Длина реакционного пути, см

Избыточное давление у расположенного выше ("no

898955

32,22

3S

158

4,8

0,91

17 течению") конца трубки, кг/см О, 7-0,91

Приблизительная скорость потока газа в месте впрыскивания органического реа- 5 гента, м/с

Приблизительная скорость потока газа у горловины трубки Вентури, м/с

Температура тушения,оС

Соотношение между рециркулируемой жидкостью,служащей для тушения, и реагентами 40:1

Скорость потока газа в сек- 15 ции агломерирования,м/с 43

После удаления из петли рециркуляции материал нейтрализуют аммиаком, и конечный продукт (состоящий преимущественно из эфира-сульфата аммиака) дает при анализе следующие результаты:

Содержание активного вещества, вес.4 61 25

Содержание непрореагировавших веществ (экстракт, полученный при экстракции (из расчета на основу), четыреххлористым углеродом),вес.3 1,4

Цвет по Клетту (5/-ный раствор при длине столбика 40 мм) П р )) м е р 3. Сульфонат альфаолефинов.

Альфа-Олефины Сц- ) сульфируют в реакторе типа трубки Вентури с диаметром горловины 25,4 мм, в следующих условиях:

Скорость подачи органического реагента, фунт/ч 360

Скорость подачи трехокиси серы, фунт/ч

Молярное соотношение между трехокисью серы и органическим реагентом 1,13/1

Концентрация трехокиси серы, об.4

Скорость потока воздуха, м /мин 7,08

Диаметр трубки Вентури у горловины, мм 25,4

Длина реакционного пути,см 20,32

Избыточное давление у расположенного выше "по течению" конца трубки Вентури, кг/см

18

Избыточное давление у горловины трубки Вентури, кг/см 2 0,42

Приблизительная скорость потока газа у расположенного "выше по течению" конца трубки

Вентури, м/с 30

Приблизительная скорость газа у горловины трубки

Вентури, м/с 183

Температура жидкости для тушения, С

Соотношение между рециркулируемым потоком,служащим для тушения, и реагентами 60:1

Скорост ь газа в секции агломерирования, м/с 43

Продукт, удаляющийся из петли ре циркуляции, прокачивают насосом через трубу для дигерирования в течение дополнительной 20-минутной выдержки, после чего продукт нейтрализуют гидратом окиси натрия и подвергают гид) о роли зу в течение 2 0 мин при 148, 89 С .

Результаты анализа полученного продукта следующие:

Натриевая соль альфа/олефинсульфокислоты,вес.3 42,0

Сульфат натрия, вес.3 0,9

Непрореагировавшее масло (экстракция петролейным эфиром из расчета на основу), вес.3 1,1

Цвет по Клетту без отбеливания (53-ный раствор, длина столбика

40 мм) 380

Пример 4. Смесь 50/50 синтетического алкилбензола высокого молекулярного веса (330) и минерального масла с примерно равным 350 молекулярным весом сульфируют в реакторе типа трубки Вентури с горловиной, диаметр которой составляет

1/4 дюйма (6,35 мм), в следующих условиях:

Скорость подачи органического реагента, фунт/ч 34

Скорость подачи трехокиси серы, фунт/ч 8

Молярное соот)-)ошение между трехокисью серы и органическим реагентом 1, 02/1

Концентрация трехокиси серы, об.3 5

Скорость подачи воздуха, м /мин 0,34

898955

65,56

20:1

1,19

4,0

0,38

0,7!

2,8

19

Диаметр трубки Вентури горловины, мм 6,35

Длина реакционнoro пути, мм 50,8

Избыточное давление в 5 расположенном нвыше по течению" конце трубки

Вентури, кг/см г

0,7

Избыточное давление у горловины трубки Вентури 0,28 1О

Приблизительная скорость потока газа у горловины трубки Вентури, м/с 170

Приблизительная скорост ь потока газа в месте впрыс- 15 кивания органического реагента, м/с

Температура жидкости для тушения, " C 37,78

Соотношение между рецир- 26 кулируемым потоком для тушения и реагентами

Скорость потока газа s секции агломерирования,м/с 50

Полученный продукт при анализе 2S дал следующие результаты: Маслорастворимая сульфокислота, вес. 3 55

Нерастворимый в масле шлам, вес. l 8 зе

Пример 5. Ароматическое минеральное масло с содержанием пригодных для сульфирования веществ

30/ (как парафины, так и другие нереакционноспособные вещества) с молекулярным весом 300 подвергают сульфированию в реакторе типа трубки Вентури с диаметром горловины 6,35 мм, в следующих условиях:

Скорость подачи органического реагента,фунт/ч 54

Скорость подачи трехокиси серы, фунт/ч 5,2

Концентрация трехокиси, об. 3

Скорост ь подачи воздуха, м /мин 0,283

Диаметр трубки Вентури у горловины, мм 6,35

Расстояние от точки первого контакта реагентов до расположенного "ниже по течению" конца трубки

Вентури, мм 50,8

Избыточное давление у расположенного "выше по течению" конца трубки

Вентури, кгlсм

Избыточное давление у горловины трубки Вентури, кг/см 2- 0,28

Скорость потока газа в точке впрыскивания органического реагента, м/с

Скорость потока газа у горловины трубки Вентури, м/с 160

Температура загрузки органического реагента до реакции, С

Температура реакционной смеси на выходе из реактора o C 82,22-93,33

Реакционная смесь, выходащая из сопла не подвергается тушению (быстрому охлаждению), а направляется непосредственно в сепаратор-циклон, вследствие того, что точка ее плавления была высокой. Жидкость, извлекаемая из сепаратора-циклона, перекачивается в сепаратор для шлама для удале;ния нерастворимой в масле части,оседавшей в форме донного слоя. Примерно 753 реакционной смеси рекуперируются из верхнего слоя, с содержанием активного вещества 103, в форме ароматической, маслорастворимой суль. фокислоты.

Пример 6. Натриевый сульфонат олеиновой кислоты.

Олеиновую кислоту сульфировали в реакторе с горловиной Вентури (0,50 см) в следующих условиях:

Скорос-;ь потока органического реагента,фунт/ч 23,4

Скорость потока SO, (10,62)

y/÷ (кг) 7,9(2,29)

Концентрация, 50 3,94

Молярное отношение SO> органический реагент

Скорость воздушного потока, СГМ 15,3

Диаметр горловины