СПОСОБ СУШКИ СУЛЬФОНОЛА Российский патент 2010 года по МПК C11D3/34 C07C309/30 

Изобретение относится к химической отрасли промышленности, а именно к получению сухого сульфонола, используемого в производстве порошкообразных синтетических моющих средств и поверхностно-активных веществ.

Известен способ сушки сульфонола на распылительной сушильной установке (см. Реферативная информация №5. Поверхностно-активные вещества и синтетические моющие средства. - М:. НИИТЭХИМ, 1972. С.69). Однако этот способ имеет недостатки: низкую интенсивность процесса; сравнительно высокие энергетические затраты и уровень загрязнения окружающей среды.

Техническая задача: создание способа, позволяющего усовершенствовать сушку сульфонола.

Технический результат - увеличение выхода сухого сульфонола.

Он достигается тем, что сушку сульфонола с концентрацией сухих веществ С=38-52% производят при атмосферном давлении, и интенсивности теплового потока Е=2,92-3,23 кВт/м², и диаметре стержня пенослоя d=4-6 мм.

Сущность предложенного способа состоит в следующем: на плоский носитель при атмосферном давлении равномерным стержнем диаметром d=4-6 мм подается предварительно вспененный, с плотностью ρ=155-230 кг/м³, сульфонол с концентрацией сухих веществ С=38-52%. Сушку производят при инфракрасном энергоподводе с плотностью теплового потока Е=2,92-3,23 кВт/м². Вспененный сульфонол высушивают и выводят из сушильной камеры. Выход сухого сульфонола составляет П=4,2-14,4 кг/(м²·ч).

Значительное влияние на скорость сушки и величину выхода сухого продукта оказывает исходная концентрация сульфонола, варьируемая, исходя из данных об устойчивости пены, ее дисперсных и теплофизических характеристик, в пределах С=38-52%. Верхний предел С=52% обусловлен способностью сульфонола образовывать кристаллы, что в свою очередь приводит к изменению структурно-механических свойств вспененного сульфонола, а также засорению трубопроводов, препятствуя подаче через них исходного продукта, тем самым исключая возможность свободной регулировки расхода, дозирования и нанесения пеноструктуры на плоский носитель. Нижний предел С=38% обусловлен нестабильностью наносимого на плоский носитель стержня пены, что приводит к неравномерному его высыханию и, как следствие, локальному подгоранию верхнего слоя пены.

Диаметр наносимого на плоский носитель стержня пенослоя сульфонола d=4-6 мм подлежит пересчету на расходные величины при проектировании промышленной установки. За показатель, который легко пересчитать в условную толщину слоя (зная физическую плотность нанесенного продукта), непосредственно связанный с диаметром стержня пенослоя, можно принять массу исходного продукта, нанесенную на единицу площади. Диапазон изменения диаметра наносимого на плоский носитель стержня пенослоя сульфонола d=4-6 мм обусловлен обеспечением стабильности в процессе сушки стержня пены.

Величину плотности теплового потока следует поддерживать в пределах Е=2,92-3,23 кВт/м². Увеличение плотности теплового потока (Е>3,23 кВт/м²) не приводит к существенному повышению выхода сухого продукта и приводит к локальному подгоранию и плавлению сульфонола. Снижение плотности теплового потока ниже 2,92 кВт/м² нецелесообразно ввиду резкого снижения выхода сухого продукта.

Сущность изобретения поясняется на примерах обезвоживания сульфонола во вспененном состоянии при инфракрасном энергоподводе. Оценка интенсивности процесса сушки производилась по выходу высушенного продукта (П, кг/(м²·ч)). Оценка качества сухого сульфонола согласно ТУ 07510508.135-98 «Сульфонол порошок» производилась по следующим критериям: внешний вид; массовая доля алкилбензолсульфонатов натрия; массовая доля несульфированных углеводородов в пересчете на активное вещество; массовая доля сульфатов натрия, в пересчете на активное вещество; влажность; массовая доля железа; водородный показатель рН 1%-ного водного раствора (по поверхностно-активному веществу); насыпная плотность.

Пример 1. Сушке подвергали сульфонол с содержанием сухих веществ С=52%, полученный путем нейтрализации алкилбензолсульфокислоты 6-7%-ным раствором щелочи NaOH и последующим отбеливанием гиппохлоридом натрия, при интенсивности теплового потока Е=2,92 кВт/м², плотности пены ρ=230 кг/м³, диаметре стержня пенослоя d=4 мм. Выход высушенного продукта составил П=8,145 кг/(м²·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: внешний вид - порошкообразное вещество светло-желтого цвета; массовая доля алкилбензолсульфонатов натрия - 82% от массы; массовая доля несульфированных углеводородов - 1% от массы; массовая доля сульфонатов натрия в пересчете на активное вещество - 15% от массы; влажность - 2% от массы; массовая доля железа - 0,03% от массы; водородный показатель рН 1%-ного водного раствора (по поверхностно-активному веществу) - 8,1; насыпная плотность - 155 кг/м³.

Пример 2. Сушке подвергали сульфонол с содержанием сухих веществ С=52%, полученный путем нейтрализации алкилбензолсульфокислоты 6-7%-ным раствором щелочи NaOH и последующим отбеливанием гиппохлоридом натрия, при интенсивности теплового потока Е=3,23 кВт/м², плотности пены ρ=230 кг/м³, диаметре стержня пенослоя d=4 мм. Выход высушенного продукта составил П=14,402 кг/(м²·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: внешний вид - порошкообразное вещество светло-желтого цвета; массовая доля алкилбензолсульфонатов натрия - 81% от массы; массовая доля несульфированных углеводородов - 3% от массы; массовая доля сульфонатов натрия в пересчете на активное вещество - 16% от массы; влажность - 2% от массы; массовая доля железа - 0,02% от массы; водородный показатель рН 1%-ного водного раствора (по поверхностно-активному веществу) - 8,5; насыпная плотность - 152 кг/м³.

Пример 3. Сушке подвергали сульфонол с содержанием сухих веществ С=38%, полученный путем нейтрализации алкилбензолсульфокислоты 6-7%-ным раствором щелочи NaOH и последующим отбеливанием гиппохлоридом натрия, при интенсивности теплового потока Е=3,08 кВт/м², плотности пены ρ=155 кг/м³, диаметре стержня пенослоя d=5 мм. Выход высушенного продукта составил П=6,071 кг/(м²·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: внешний вид - порошкообразное вещество белого цвета; массовая доля алкилбензолсульфонатов натрия - 83% от массы; массовая доля несульфированных углеводородов - 2% от массы; массовая доля сульфонатов натрия в пересчете на активное вещество - 17% от массы; влажность - 2% от массы; массовая доля железа - 0,02% от массы; водородный показатель рН 1%-ного водного раствора (по поверхностно-активному веществу) - 8,3; насыпная плотность - 154 кг/м³.

Пример 4. Сушке подвергали сульфонол с содержанием сухих веществ С=38%, полученный путем нейтрализации алкилбензолсульфокислоты 6-7%-ным раствором щелочи NaOH и последующим отбеливанием гиппохлоридом натрия, при интенсивности теплового потока Е=2,92 кВт/м², плотности пены ρ=155 кг/м³, диаметре стержня пенослоя d=6 мм. Выход высушенного продукта составил П=4,294 кг/(м²·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: внешний вид - порошкообразное вещество белого цвета; массовая доля алкилбензолсульфонатов натрия - 82% от массы; массовая доля несульфированных углеводородов - 3% от массы; массовая доля сульфонатов натрия в пересчете на активное вещество - 15% от массы; влажность - 2% от массы; массовая доля железа - 0,01% от массы; водородный показатель рН 1%-ного водного раствора (по поверхностно-активному веществу) - 8,2; насыпная плотность - 153 кг/м³.

Пример 5. Сушке подвергали сульфонол с содержанием сухих веществ С=52%, полученный путем нейтрализации алкилбензолсульфокислоты 6-7%-ным раствором щелочи NaOH и последующим отбеливанием гиппохлоридом натрия, при интенсивности теплового потока Е=3,23 кВт/м², плотности пены ρ=230 кг/м³, диаметре стержня пенослоя d=6 мм. Выход высушенного продукта составил П=10,961 кг/(м²·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: внешний вид - порошкообразное вещество светло-желтого цвета; массовая доля алкилбензолсульфонатов натрия - 81% от массы; массовая доля несульфированных углеводородов - 3% от массы; массовая доля сульфонатов натрия в пересчете на активное вещество - 14% от массы; влажность - 2% от массы; массовая доля железа - 0,03% от массы; водородный показатель рН 1%-ного водного раствора (по поверхностно-активному веществу) - 8,4; насыпная плотность - 157 кг/м³.

Таким образом, предложенный способ сушки предварительно вспененного с концентрацией сухих веществ С=38-52% сульфонола, подаваемого на плоский носитель равномерным стержнем диаметром d=4-6 мм при атмосферном давлении и инфракрасном энергоподводе с плотностью теплового потока Е=2,92-3,23 кВт/м², позволяет усовершенствовать сушку сульфонола и получить выход высушенного продукта П=4,2-14,4 кг/(м²·ч) при сохранении качественных показателей продукта согласно ТУ 07510508.135-98 «Сульфонол порошок».

Положительный эффект - предлагаемый способ сушки сульфанола позволяет увеличить выход сухого сульфонола.

Изобретение относится к способу сушки сульфонола. В процессе предварительно вспенивают сульфонол с содержанием сухих веществ 38-52%, наносят пену на плоский носитель равномерным стержнем диаметром 4-6 мм при атмосферном давлении, проводят сушку стержня пенослоя при инфракрасном энергоподводе с плотностью теплового потока 2,92-3,23 кВт/м². Технический результат - увеличение выхода сухого сульфонола.

Способ сушки сульфонола, отличающийся тем, что предварительно вспенивают сульфонол с содержанием сухих веществ 38-52%, наносят пену на плоский носитель равномерным стержнем диаметром 4-6 мм при атмосферном давлении, проводят сушку стержня пенослоя при инфракрасном энергоподводе с плотностью теплового потока 2,92-3,23 кВт/м².