Интенсификация жидкофазных процессов синтеза линейных алкилбензосульфокислот в условиях дезактивации реакционных сред

Abstract

Актуальность исследования заключается в необходимости повышения эффективности производства алкилбензосульфокислот как полуфабрикатов синтетических моющих средств с хорошими моющими характеристиками и высокой биологической разлагаемостью, потребление которых растет на мировом рынке со среднегодовым темпом 3,3 %. Применение современных методов мониторинга и контроля параметров реакции в режиме реального времени позволит оптимизировать технологический процесс и обеспечить стабильность качества алкилбензосульфокислот, обуславливая оптимальную активность реакционной среды. Цель: совершенствование жидкофазных процессов получения алкилбензосульфокислот в промышленных реакторах в условиях дезактивации реакционных сред с использованием нестационарных математических моделей. Объект: установка синтеза алкилбензосульфокислот. Методы: метод математического моделирования многокомпонентных нестационарных химико-технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии, квантово-химические методы расчета термодинамических функций, численные методы решения систем нелинейных дифференциальных уравнений. Результаты. Были разработаны математические модели реакторов реакционных процессов алкилирования бензола олефинами и сульфирования алкилбензолов, которые позволяют рассчитывать активность HF-катализатора алкилирования в зависимости от количества кислото-растворимых масел в реакторе и динамику изменения активности реакционной среды процесса сульфирования в зависимости от концентрации высоковязких тетрелинов и сульфонов. Предложенa методика расчета текущей и оптимальной активности HF-катализатора на стадии алкилирования, которая позволяет точно оценить влияние концентрации кислото-растворимых масел на активность катализатора и оптимизировать технологический режим для поддержания его активности на оптимальном уровне. Получены результаты оптимизационного расчета соотношения SO3/алкилбензолы в процессе сульфирования алкилбензолов с различным содержанием легких ароматических соединений с боковым радикалом С1-С4 в сырье

Relevance. The need to improve the efficiency of production of alkylbenzenesulfonic acids as semi-finished products of synthetic detergents with good detergent characteristics and high biodegradability, the consumption of which is growing in the world market at an average annual rate of 3.3%. The use of modern methods and parameters for monitoring the state in time mode allows for the optimization of the technological process and ensures the stability of the quality of alkylbenzene sulfonic acids, conditioning the optimal activity of the traditional environment. Aim. Improvement of liquid-phase processes for obtaining alkylbenzenesulfonic acids in industrial reactors under conditions of deactivation of reaction media using non-stationary mathematical models. Object. Alkylbenzenesulfonic acid synthesis unit. Methods. Method of mathematical modeling of multicomponent non-stationary chemical-technological processes of oil refining and petrochemistry, quantum-chemical methods for calculating thermodynamic functions, numerical methods for solving systems of nonlinear differential equations. Results. The authors have developed the mathematical models of reactors for the reaction processes of benzene alkylation with olefins and alkylbenzene sulfonation, which make it possible to calculate the activity of the HF alkylation catalyst depending on the amount of heavy aromatic compounds in the reactor and the dynamics of changes in the activity of the reaction medium of sulfonation depending on the concentration of high-viscosity components. The proposed method for calculating the current and optimal activity of the HF catalyst at the alkylation stage allows one to accurately assess the effect of the concentration of heavy aromatic compounds on the catalyst activity and optimize the process mode to maintain its activity at an optimal level. The results of the optimization calculation of the SO3/alkylbenzenes ratio in alkylbenzenes sulfonation with different contents of light aromatic compounds in the feedstock are obtained