Способ управления процессом сульфирования в производстве сульфанола Советский патент 1988 года по МПК C07B45/02 G05D27/00 

(II) 4136372/23-26 422) 16.10.86 (46) 07.10.88. Бюл. № 37

(71)Азербайджанское научно-производственное объединение Нефтегазавтомат

(72)М.А. Мехтиев, М.И.Мамедов,

. Садыхов, Ш.И, Сеидов, О.М. Багда- сарова, В.Ф. Насибов и Р.А. Наджафов

(53)66.012-52(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 393257, кл. С 07 В 13/02, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 887556, кл. С 07 В 13/00, 1980.

(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- килбензола серным ангидридом и поз- воляет 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, алкил- бензола 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 22, регулятор (Р) 23 расхода кислорода и Р 24 соотношения расходов кислорода и сернистого ангидрида, .1 ил. 1 табл.

-J

(Л

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

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

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

Схема содержит трубопроводы 1 -и 2 подачи кислорода и сернистого ангидрида, контактньй аппарат 3, стационарный слой 4 катализатора, трубопровод 5 газообразной сульфосмеси, конденсатор 6,. трубопровод 7 жидкой сульфо- смеси, реактор-сульфоратор 8, трубопроводы 9 и 10 подачи алкилбеизола и сульфомассы, узел 11 нейтрализации сульфомассы, трубопроводы 12 и 13 подачи щелочи и нейтрализованной суль- фокислоты, измеритель 14 расхода кислорода, исполнительный механизм 15, измеритель 16 расхода сернистого аи- гидрида, измерители 17 и 18 концент- рации сульфируемых алкипбензолов в сьфье и содержания влаги в алкилбен- золе, измерители 19 и 20 расхода алкилбензола и сульфомассы, измеритель 21 концентрации серной кислоты в суль фомассе, вычислительный блок 22, регу лятор 23 расхода кислорода, регулятор 24 соотношения расходов кислорода и сернистого ангидрида на входе контактного аппарата.

Способ осуществляют следующим об-

разом.

По трубопроводам 1 и 2 в контактньй аппарат 3, заполненный стационарным слоем 4 катализатора, поступают кислород и сернистый ангидрид. В результате экзотермической, реакции в присутствии катализатора на выходе контактного аппарата получается газообразная сульфосмесь, содержащая Ю- 15% сернистого ангидрида SOj и 85-90% сернистого ангидрида 80. Полученная газообразная сульфосмесь с выхода контактного аппарата по трубопроводу 5 поступает в конденсатор 6 на конденсацию. Жидкая сульфосмесь с выхода конденсатора по трубопроводу 7 поступает в сульфоратор 8. Одновременно в сульфоратор по трубопроводу 9 подает

5

0 5

с

0

5

СИ жидкий алкилбензол. 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, алкипбензола 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 сигнаЗюм является сигнал, пропорциональный величине расхода сернистого ангидрида, поступакнций в регулятор 24 соотношения с выхода измерителя 16 расхода, d 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 алкипбензолов в сырье и серной кислоты в сульфомассе измеряют измерителями 17, 18 и 21. Выходные сигна- лы этих датчиков поступают в вычислительный блок 22, Крсже того, в вычислительный блок поступают сигналы от измерителей 19, 20 и 16 расхода, пропорциональные расходам алкилбензола, сульфомассы и сернистого ангидрида.

Бели концентрация сульфируемых алкилбензолов в сырье по технологическому регламенту i, а ее текущее значение 01,| , то приращение расхода сульфируемых алкилбензолов

Дд, ct. Q, -р, Q, -Чо.-/3, )Q, , (1)

где Q, - расход сырья на входе сульфоратора (расход алкилбензолов), т/ч;

По стехиометрическому уравнению для сульфирования дополнительного количества сульфируемого алкилбензола с расходом ЛQ, необходим серный ангидрид с расходом

ДС, 0,332.iQ, 0,332(o,-p,)Q,. (2)

При смешивании алкилбензол и суль- фосмеси влага в алкилбензоле всту-

пает в реакцию с серным ангидридом SO, и образует кислоту. Для этого согласно стехиометрическому уравнению необходимо дополнительное количество SO, с расходом

где ИХ - приращение кислорода на входе контактного аппарата. При расходе алкилбензола с номинальной концентрацией сульфируемых p.,Qi необходим кислород с расходом

uG 4,,,

где et,- концентрация влаги в алкилбензоле на входе сульфуратора. Влага с расходом , образует серную кислоту

Qz - 5,42ei,Q,

Однако, если 90) на входе сульфоратора подается с избытком, каждая его молекула отбирает у двух молекул сульфо- кислоты одну молекулу воды. Вследствие этого концентрация серной кислоты в сульфомассе увеличивается. Ее текущее значение определяется умножением концентрации на расход сульфомассы, т.е.

QZ -

где edj- концентрация серной кислоты

в сульфомассе, маЬ. Z; Qj - расхол сульфомассы, т/ч. Тогда приращение серной кислоты в сульфомассеопределяется по формуле

ЛРг - otjQi - 5,42 ei Q,. (6)

Для ликвидации приращения AQ требуется серный ангидрид с ; расходом

ЛС, - -0,82(ctjQj-5,42oijQ,). (7)

Тогда общее приращение серного ангидрида в каждый момент времени составляет

uG &G, -«-G, - AGз-0,332(et,-Д)J,t 45

+ 4,46iiQ, - 0,82(зР4 или ,,)+8,84et,) QrO,82c(,Q/8)gQ

Чтобы получить дополнительный сернистый ангидрид с расходом & G на выходе контактного аппарата, на его входе необходимо увеличить приращение кислорода в 5 pa3i

ЬХ 0,2 AG, ,

(3)

Х„ - 0,0664/, Q,,

(10)

15

а.

Тогда соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида составит:

ь X - йХ

Z

или а

20

25

35

40

45

)gQ

eg

0.06b«ft-q.U,2 ,3j2(il.-p.)t8,bA«l,TQ.-0.«2«tia

где Z - расход сернистого ангидрида.

При увеличении концентрации сульфируемых алкилбензолов против номинала приращение eL, - К, положительно и необходимо расход кислорода увеличить на величину 0,2-0,332 (ot.-/J,)Q,, а при et,- R,.0, наоборот, величину расхода кислорода необходимо уменьшить на ту же величину. Если не изменить соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида на входе контактного аппарата, то наблюдается излишек или Нехватка серного ангидрида. При излишке серного ангидрида в смеси происходит пересульфирование алкилбензолов, при этом ухудшается качество сульфанола и образуется дополнительное количество серной кислоты, что привод йт к перерасходу щелочи для; нейтрализации сульфокислрты, а при его нехватке увеличиваемся проскок несульфированных алкилбензолов, что приводит к ухудшению качества сульфанола.

Как видно из формулы (11), соотно- {шение расходов кислорода и сернистого ангидрида должно быть, изменено пропорционально величине расхода влаги ;0,28, Q 1- 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. 0,82od,Qj 1,768oiiQ. Излишняя серная кислота в сульфомассе получается только при избытке серного ангидрида, подаваемого в сульфоратор в сое-, таве сул-ьфосмеси. Это способствует

увеличению подачи щелочи для рализации полученной кислоты.

Соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида на входе ного аппарата регулируется с нием каскадной схемы регуляторами 23 и 24 расхода кислорода и соотношения с коррекцией расхода кислорода по расходу алкилбензолов (сырья) на входе сульфоратора, измеренному измерителем Т9, 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 суль- фомассе на выходе сульфоратора, измеренной датчиком 21, и расходов сернистого ангидрида, алкилбензола и сульфомассы.

Таким образом, при изменении кон центрации сульфируемых алкилбензолов и влаги в сырье на входе сульфоратор и серной кислоты в сульфомассе на выходе сульфоратора соотношение расходов кислорода и сернистого ангидрида автоматически изменяется согласно фомуле (11).

В таблице приведены Данные сравнительного анализа показателей процес

са по собу.

известному и предлагаемому споРедактор В. Петраш

Составитель Г. Огаджанов

Техред М.Дидык . Корректор И.Муска

Заказ 5095/27

Тираж 370

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Расход щелочи на тонну сульфанола.

20

25

30

35

40

45

Формула изобретения

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 и - чающийс,я тем, что, с целью улучшения качества получаемого сульфанола и уменьшения расхода щелочи на его нейтрализацию, дополнительно измеряют 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 вычисл ён- ную величину соотношения расхода кислорода и сернистого ангидрида на вхо- .. да контактного аппарата изменением подачи кислорода.

Подписное