343442

Союз Созетскил Социалистическнз Респ 1 бликЗаявлено 16,Х 1.1961 (РЬ 753446/23-4) Пр иор 1 Тет -Котаитет по делаве изобретений и открытий при Соазте Министрсе СССРУДК 542,66,095,13,07;547. .541,112.07 (088,8) Опубликовано 22.Ч,1972. Вюллетен 120 Дата олубликонания описания 15.Х 1.1972 Авторизобретения Ииостр а нец Марио Баллестрааявите ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛАРИЛСУЛЬФОНОВЫХ КИСЛОТ ИЛИ АЛКИЛСУЛЬФАТОВИз графика цилбензола и сорным ангидр ния меньше 20фиг. 1 следует, что смесь додедодецилбензолсульфоюислоты с пдом при стерпев 11 сульфирова,о может находиться в контах 1Изобретение относится к способу непрерывного получения алкиларилсульфоновых кислот или алкилсульфатов, которые находят широкое грименение в промышлеиноспи и быту в качестве деторгентов и моющих средств.В известных методах сульфировяния алкиларильных углеводородов или сульфат 1 ровагоия алисрятическ 1 х спиртов для достиженИя вьгсоких степеней,конверсги используют избыток сульфирующего агента.Следствием этого является избыточное сульфирование целевого продукта, что ухудшает его свойства. Избыток сульфирующего агонтя па стадии нейт 1 рализапИи сульфоновой кислоты или агкилсульфата щелочьО увеличивает количеспво,неорганяческих солей в пасте сульфонатов или ялкилсу;ьфятов, ч 1 О снизсает моющие Овойспва таких паст. Вместе с тем изОыток сульфирующеГО агента увеличивает кислые стоки, пребуОщие специальных мер по уничтожению.В частности это относится к тем способам, пде применяют растворы серного ангидрида в концентрированной серной кислоте.С целью,устрянени 51 указа 15 иых иодосгяткОВ в предлагаемом способе сульфирование алкиларильных углеводородов с молекулярным весом 150 - 500, напорИмер додецилбензола, или Оульфатированис алифатичесюих спиртов с числом атомов углерода от 8 до 22 проводят с помощью газообразного реягептя, состоящего из 4 - 8 об. серного ангидрида и инертного газа, ияприаср воздуха. Жидкий реагент пропускают через ряд последовательно 5 соединени.х реакторов.Серный Янпидрид.применяют в стехиометрнческогм соотношении к оорабатываемому углов од Од Оду ил и Опи р ту.Причем, общий поток газообразного реаге.1- 10 та разбивают на ряд перавньх потоков, каждый из которых вводят в соответствуощнй реактор, Наибольший поток вводят в пер 5 вый реактор, наименьший - в последний. Зто связано с тем, что таким образом полностью ис пользуется серный ангидрид и основной про,11 кт контактирует с нп меньшее вовремя.Наиболее допустимое время нахождониясерного анпидрида в смеси с додецилбензолсульфокислотой и додецилбензолом в зявггсп мости от степени сульфировяния наказано няграфике фиг, 1; на графике фиг. 2 даня зависимость коэффициента теплопередачи смеои от степени суль 11 ировани 51; иа фиг. 3 показала приндипиалыЯя схема установкп сульфиро вания или сульфатирования.5 = 6 п. ( 1l,/2 д)м,те не более 10 - 11 час, а цри степени сульфирования более 95 Оо - менее 1,5 час.В случае сульфащьрования спирто,в реакцнонная амесь при степени оульфатирования более 95 Оо может находиться в контакте с серным анпидридом не более 10 - 15 мин.,Реакцию сульфирования,или сульфатирования проводят в каждом,реакторе при температуре 50 С, а газообразный агент используют с температурой 70 С.Применяя указанные принципы и основываясь на соответствующей производительчостя установки для сульфирования или сульфатиров ания, находят:оптимальное число ступеней (реакторов),долю серного ангидридакоторая должнареагиро)вать в каждой ступени,величину каждого реакционного апларз гз,т, е. его объем и поверхность теплообмела,П р и м е р, Получают додецилбензолоульфокислоту с праизаодительностью установки5000 и 140 кг/час,Эис 1 периментально находят зависимосгьмакаималыно допуртимого времени (Н, ) нахождения в контакте серново ангидрида с додецилбензолсульфокислотой и додецилбензолом от степени сульфирования (Р, ) (см.рис. 1),Далее экспериментально находят зависимость коэффициента теплапередачи (С, ) смеси, состоящей из додецилбензола и додецилбензолсульфокислоты, от степени сульфирования (Р), (см. фиг, 2) .Рассчет уставовки производят, начиная споследней студени, которая может быть названа ступенью порядка и, и кончая первой ступенью. На фиг. 1 можно влдеть, что максимальное вовремя реакции Ь=Нв последнемреакторе для степени полночы прореагирования практичеаки =100 Оо. Поэтому объем:по.следнего реактора будет/3 где Р, - додецилбензолоульфокислота, восту;пающая иа реактора и каждый час;Я=О кг/час додецилбензол, выходящий из реактора и каждый час;д=1000 кг/м - средняя плотиость этих двух соединений.Фактичеаки сК изменяется от 870 до 1060 .кг/м, в завиаимости от степени полноты сульфирования.Предположено применение цилиндрических реакторов, высота которых равна диаметру основания. В этом случае поверхность реактора 6 удет следовательно 5 = 6 л ( 2 л)-( = 5,5м. Количество тепла, которое можетотводиться через эту поверхность, будет(для ступени и этот коэффициент берется пографвку фиг. 2).В перво)м приближении Сможет выбираться равным конечной величине для ступени и и затем моино сделать пробу с другойвеличиной С ближе к средней величине отначала до коница ступени и.ЛТ - разность между температурой снаружи и внутри реактора. Котда желают проводить реакцию при 50 С и считают, что комнатная температу(ра 20 С, тогда ХТ 30 С. Следовательно, Оп является теплом, которое должнаотдать поверхность 5 реактора за 1 час. Поэтому в реакторе и возможно сульфироватьколич ество додецилбензола, тепло реакциикоторого самое большее равно Я, .Известно, что при оулыфировании 1 кг додецилбензола выделяепся 166 ккал, Все тепло,выделяемое при;реакции, будет Я =- 166ккалчас Й кгчас.Следователыно, доля додецилбензола, которая может быть сульфирована в реакторе и,будет=100 -- .9 гюаГлубина оульфирования 1 в конце реактораперед,последним Р, =100 -Количеспво додецилбензолсульфоновой кислоты, выходящей из предпоследнего,реакторав 1 час.1) Р, =Р(1 - ) кг/час.Количеспво додецилбензола, выходящего изпредпоследнего реактора в 1 час,2) Рп - 1= п Я кгчас.Вычисление параметров предпоследней сту.пени, т, е, и - 1 аналопично ступени иР3) Ъ,.1= - "- -" - 1 и м где Й, т = Н-ч - НлВеличина Н 1 манжет быть взята из графика фиг. 1 в зависимости от степенен полноты сульфирования Р, 1 . Очевидно, что в последней ступени, Н, = Ь,5) 51= 5,54 (Ч 1) м,6) Яа 1=С 1 5 ХТ ккалчас.Величина С.1 может быть взята из графика фиг, 2 таким же образом7) л 1=100Степень полноты прореапирования в концеступени и - 2 или в начале ступени и - 1Рп 2=и- и 1.Если бы Я, +Я, 1)Я,то процесс имелбы только,две ступени. В противоположномслучае могут быть рассчитаны дальнейшие ступени до: Я,;+Я,; 1Я,. -г Я "- Я,В такам слоучае число ступеней (+1).В табл. 1 и 2 показаны расчеты двух установок с различной производительностью, первая 140 кгчас додецилбензолсульфокислютыи вторая 5000 кгчас.Первая установка вьпполнена в две сту 1 пени,вторая в шесть ступеней, Очевидно, что по343442 Таблица 1 Количество, % Количество, % РЪСс 32 225 23 97 19 171 13 148 200 Оз 144 "1 Оз ,1,9.Оз 81,Оз 1111111 Ч 29,6 24,4 23,2 18,2 вышеоп 4 санному расчету размеры апларатов будут различные, но .по строительньгм соображениям может оказаться целесообразным выбирать два или более аппарата одинаксзвого объема. Оь сз су с 1 ьа 1 85 180 14920 2,62 0,29 16 119 2,25 2,37 8511 13,5 128 2370 0,37 0,017 1,7 138 О,2 0,12 98,5 Ч 7 132 44 10 з 11,1 Ч 1 4 5 1,22 2810 з 7 7 Система установки сульфирования состоит из четырех реакторов и содержит еякосгь 1 для додецилбензола, систему труб 2, подводяьцуо подлежащий,обработве материал к дозироьочному насосу 3;,реакторы-смесители 4, 5, 6 н 7 известного типа, соединенные друг с другом последовательно и в виде петлеобразующей системы, Раосеиваощие приспособления 8, 8, 8", 8" образованы двойной полосой или кольцеобраэным кожухом 9 и 10, поддерживаемым райиальными наклонными элементами 11 и со своей стороны поддериоивающим наклонные лопасти 12, приводимые 1 в движение элекгромопорами 13, 13, 13", 13" при по)юощи валов 14, 14, 14", 14",проходящих дальше под рассеивающими приспособлеюиями и снабженнь",х внизу .пропеллерным смесителем 15, 15, 15", 15". Система труб 15 питает первый реакпор-смеситель 4 додецилбензолом перед этикам дозированным насосом 3. Сливная сруба 17 служит,для выхода материала, части гно,црореагировавшего в первом реакторесмеоителе 4. Прибор 18 расположен на трубе 17 для определения степени сульфирования. Сцявные трубы 17, 17", 17" предназаачены дл выхода материала, реагирующего в реакярах-смесзгтелях, рааполокснных серийно н в гиде петлеобразующей системы. Приборы 18, Ы", 18 оирсдсляют,степень сульфироваагия, сооч 1 зепспвен 4 о расположены па сливных трубах 17, 17", 17", выходящих из реакторов-смсзителей 5, б и 7 . Прибор 18" помимо того, что контролирует суммарную степень сульфнросаиня додецилбензола, управляет вторым дозимовочным поправочным насосом 19, который в известных случаях направляет подлежащий обработке материал в последний реактор-смеситель 7 с целью выправить степень 5 реакции. В системе предусмотрены хранилище20:канечного продукта, бункер 21, содержащий серу в понарошке, зону 22, внутри которой происходит плавление серы, бункер 23 содержаций термостатически плавленную серу, 10 дозирующий насос 24 для плавленной серы,камера сгорания 25, внутри которой происходит горение дозироваяной серы, камера катализа 2 б, где сернистый ангидрид почч;и полностью преобразуется в серный ангидрид тли 15 из которой газ, полученный в,результате каТаб лица 2 1230 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 преобразовання, распределяется по системе труб 27 и разделяется цри параллельном распределении в различные реак торы-смесителями 4 - 7. Регулируощие клапаны28, 28, 28" и 28" пооличественно разделяют газообразный реактив по сточным трубам 29, 29, 29" и 29", удаляют газы, не участвующие в реакции,с верхней стороны (реакторов-сме сителей, и совместно направляют в 111 к 1 юочасть рекупер,ационной башни 30, где серный ангидрид встречает в виде противотока обрабатываемый материал, направляемьй в верхнюю часть башни прои помощи насоса 31. Йа сос отсасывает его из резервуара 1 и вступаетс,ним;в реакцию. Часть газа, не вступившая с материалом в реакцию, выходит сверху башни 30 и:ввод 1 ится снизу в рекуперациогную башню 32, аналогачную аредыдущей. Серник тый ангидрид, подымаясь в башне, встречаегся в противотоке с щелочным раствором, направляемым в верхнюю часть башн 4 32 при помощи,насока 33, который отсасывает этот распвор из сосуда 34 и создает рекуперац Он ную смесь. Предмет изобретения 1. Способ позгучсния адкплзрилсульфоно вых кислот илн алкилкульфатов птем ззаимодействия алкнларпльных углеводородов или алифатнческпх спртов с газообразным реагентом, состоящим из смеси 4 - 8% по объему серного ангидрида с инертным га зом, апримср воздухом, при нагревании,Л част 11 д Ю отличтюи 1 ийся тем, ч го, с целью повышения выхода целевых продуитов и уст 1)анения сернокислотных отходов, алкиларильный углеводород с молекулярным весом 150 - 500, например додецилбевзол илн алифатический спирт с числом атомов угларода от 8 до 22, пропускают через последовательно соедвненные,реакторы, а газообразный реагент, взятый в стехиометрическэм соотношении к обрабатываемому,углеводороду или спиргу и разделенный на ряд уменьшающихся лотоков, одновременно ,вводят в каждый реактор, причем в первый вводят наибольший поток и в последний - наименьшнй при 30 - 100 С, и целевыепродукты выделяют известными приемами,2, Способ по и, 1, отличающийся тем, чтопроцесс ведут по времени менее 10 - :11 часов,Б когда конверсия,процесса меньше 20% и менее 1,5 часа при,получениями алкиларилоульфонэзых кислот или менее 10 - . 15 минут при получении алкилсульфатов, .копда конверсияпроцесса больше 95%.1 о 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтогазообразный реагент:подают с температуройоколо 70 С и в каждом реакторе поущерживают температуру при 50 С,343442 Составитель А, Платош Редактор, Л. Герасимова Темред 3. Тараненко Кооректор О Тюри Костромского управления издательств, полиграфви и кНижной торговл О Заказ 40 Р 1 Изд, Мо 9ЦНИИПИ Комитета по делам изоМ,баюва, Ж Тираж 40ретеиий и апярытий лриРаушская Баб., д, 4/5 Подписете Министров СС