Применение метода математического моделирования для повышения ресурсоэффективности химических производств на примере процесса сульфирования линейных алкилбензолов

19 Sep 2019, 14:00
2h
Poster Green Chemistry/Зеленая химия Постерная сессия 2

Speaker

Ms Maria Pasyukova

Description

Процесс сульфирования – одна из стадий производства линейной алкилбензолсульфокислоты (АБСК) – основного компонента биоразлагаемых анионных ПАВ. Мировой спрос на моющие средства растет год от года, объемы производства необходимо наращивать, при этом наиболее эффективно с точки зрения использования природных ресурсов и экономики. Метод, позволяющий это осуществлять – математическое моделирование.
Рассматриваемый процесс сульфирования линейных алкилбензолов (ЛАБ) проводят в многотрубном пленочном реакторе. Тонкая органическая пленка стекает по внутренней поверхности узких вертикальных трубок, газовоздушная сульфирующая смесь поступает в трубное пространство, диффундирует в пленку, одновременно продвигая ее по поверхности трубок вниз.
В ходе протекания побочных реакций этой и предыдущих стадиях образуются тетралины, сульфоны и другие субпродукты, образующие в совокупности высоковязкий компонент, который, в свою очередь, нарушает целостность и равномерность течения пленки, ведет к снижению качества конечного продукта. Для его удаления при достижении критической концентрации в 0,034 % масс. необходима остановка процесса и промывка реактора. Основная цель исследований – увеличение эффективности производства за счет уменьшения образования высоковязкого компонента и увеличения продолжительности непрерывной работы реактора.
Для математического описания процесса использовали модель реактора идеального вытеснения с учетом радиальной диффузии. Для исследования были использованы данные с действующей установки сульфирования.
Расчеты на модели показали, что продолжительность непрерывной работы реактора может быть увеличена без риска получения некондиционного продукта, за счет повышения эффективности использования сырья при оптимальных технологических параметрах.
Также было проведено исследование влияния конструкционных особенностей реактора на эффективность протекающего процесса. Для этого на модели изменяли число и диаметр трубок многотрубного реактора, при сохранении объема трубного пространства. Так при увеличении диаметра трубок реактора происходит увеличение выхода АБСК в течение всего межпромывочного цикла. Данный результат объясняется тем, что при увеличении диаметра трубок режим течения пленки имеет тенденцию к переходу в турбулентную область, что увеличивает диффузию SO3 в ЛАБ и среднюю скорость течения пленки жидкости. Так, при увеличении диффузии снижается образование несульфированного остатка, в пользу образования целевого продукта, при увеличении скорости течения пленки же снижается образование сульфонов и тетралинов.
Таким образом, при проведении расчетов на математической модели процесса сульфирования, выявлена зависимость продолжительности межпромывочного цикла от конструкционных параметров реактора. Увеличение диаметра трубок в пленочном реакторе сульфирования ЛАБ положительно влияет на продолжительность межпромывочного цикла, за счет снижения образования высоковязкого компонента, а также увеличивает выход целевого продукта и его качество.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 18-38-00487 "Разработка фундаментальных основ повышения ресурсоэффективности отечественной технологии получения линейной алкилбензосульфокислоты - биоразлагаемого поверхностно-активного вещества - на основе прогнозирования активности реакционной среды химически сопряженных стадий смешения и катализа"

Affiliation of speaker Tomsk polytechnic university/ Томский политехнический университет
Position of speaker Студент
Publication Journal of Cleaner Production

Primary author

Co-authors

Presentation Materials

There are no materials yet.
Your browser is out of date!

Update your browser to view this website correctly. Update my browser now

×