ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разбавление и смешение серной кислоты. Материальный баланс смешения кислот. Тепловой баланс смешения кислот Аппаратура для смешения и разбавления серной кислоты и олеума, Сульфураторы из "Специальная аппаратура промышленности органических полупродуктов и красителей" Общие положения. Сульфированием называют процесс за-мещения водородного атома органического соединения характерной группировкой атомов 80зН (сульфогруппой), протекающий при непосредственной обработке сульфируемого продукта сульфирующим агентом. [c.142] Сульфируемыми продуктами, в большинстве случаев, являются замещенные и незамещенные ароматические углеводороды — бензол, толуол, хлорбензол, ксилол, нафталин, карба-зол, антрацен, антрахинон и т. д. [c.142] Сульфирующими агентами служат серная кислота (преимущественно купоросное масло и моногидрат), олеум, хлорсульфоновая кислота и ряд других серусодержащих минеральных соединений, имеющих второстепенное значение. [c.142] Действительное соотношение ингредиентов, принимающих участие в процессе сульфирования серной кислотой и олеумом, только в идеале может приближаться к стехиометрическому соотношению уравнений (77) и (78). На практике сульфирующий агент (олеум или серная кислота) расходуется в больших количествах благодаря некоторым специфическим особенностям процесса. [c.142] Эти специфические особенности сульфирования, впервые отмеченные Гюйо и Курто, заключаются в том, что серная кислота может быть сульфирующим агентом для данного органического соединения лишь тогда, когда концентрация ее превышает некоторую критическую величину. Кислота с меньшей концентрацией, как бы ни было велико ее относительное количество, практически не является сульфирующим агентом в обычных условиях проведения процесса. Предельную или критическую концентрацию серной кислоты, при которой она служит сульфирующим агентом, обозначают символом п ( к сульфирования) и выражают в сотых долях серного ангидрида. [c.143] Отмеченное положение позволяет установить более точно те материальные соотношения, которые имеют место при сульфировании. [c.143] Большой перерасход сульфирующего агента весьма нежелателен, так как он соответствует не только непроизводительной трате серной кислоты, но и непроизводительным затратам других материалов (например мел, сода, известь, поваренная соль и т. п.), а также энергии и труда, расходуемых при обработке Продуктов сульфирования. Поэтому вполне понятным должно быть стремление исследователей и инженеров найти такие методы проведения процессов сульфирования, которые обеспечили бы минимальный, приближающийся к теоретическому, расход сульфирующего агента. [c.144] Методы проведения процессов сульфирования с минимальным расходом сульфирующего агента могут быть выявлены при рассмотрении уравнения (79). Очевидно, что уменьшение расхода сульфирующего агента может быть достигнуто благодаря увеличению концентрации серного ангидрида в нем. В пределе величина 5 может быть равна единице (сульфирование серным ангидридом) и при этом расход сульфирующего агента может быть снижен до теоретического. [c.144] Кроме того, уменьшение расхода сульфирующего агента достигается удалением воды из реакционной массы во время проведения процесса. Если одновременно с уменьшением содержания серного ангидрида, расходуемого на образование сульфокислот, из реакционной массы будет удаляться и вода, то концентрация серного ангидрида в сульфирующем агенте останется постоянной на протяжении всего процесса, в результате чего процесс может быть проведен с теоретическим расходом сульфирующего агента. [c.144] Удаление воды из реакционной массы осуществляется либо. путем отгонки (чаще всего в токе паров сульфируемого продукта), либо хи.мическим путем с помощью некоторых веществ, способных связывать или разлагать воду сульфирующего агента. Так, напри.мер, применение большого избытка сульфируемого продукта, не смешивающегося с серной кислотой и способного растворять образующиеся сульфикислоты, позволяет отделять продукты сульфирования от серной кислоты путем отстаивания и проводить процесс с теоретическим расходом сульфирующего агента (экстракционный метод сульфирования). [c.144] Некоторые сульфирз емые продукты благодаря своей химической природе позволяют проводить процесс с теоретическим расходом серной кислоты. Так, ароматические амины, будучи обработаны теоретическим количеством серной кислоты, дают сернокислую соль, которая при термической обработке (запекание) образует сульфаминовую кислоту, превращающуюся в дальнейшем в сульфокислоту. [c.144] Общее представление об аппаратуре сульфирующих агрегатов. Помимо основных реакционных аппаратов, предназначаемых для собственно сульфирования, сульфирующие агрегаты включают и целый ряд вспомогательной аппаратуры, служащей для проведения вспомогательных процессов и операций. [c.145] К вспомогательной аппаратуре относятся, прежде всего, такие типовые аппараты, как мерники, хранилища, монтежю и т. п., а затем специализированные аппараты, предназначаемые для предварительной обработки сырьевых материалов и последующей обработки продуктов сульфирования. [c.145] Наиболее важной вспомогательной операцией, связанной с предварительной обработкой сырьевых материалов, является смешение кислот различной концентрации с целью получения сульфирующего агента заданной концентрации. [c.145] Последующая обработка продуктов сульфирования заключается либо в выделении свободных сульфокислот путем раз- бавления реакционной массы водой, либо в выделении солей. сульфокислот в виде растворов или твердых продуктов с помощью нейтрализации и высаливания. [c.145] Перечисленные вспо.могательные операции — смешение кис-,лот, разбавление сульфомассы, нейтрализация, высаливание и т. д. требуют для своего проведения аппаратуру специального назначения (смесители кислот, нейтрализаторы, аппараты для высаливания и т. п.), которая наряду с основной реакционной аппаратурой и является предметом рассмотрения настоящей главы. [c.145] Разбавление и смешение серной кислоты. В процессах сульфирования используются такие сорта технической серной кислоты, как купоросное масло (93—94% НгЗО ), моногидрат (98—100% Н2804), олеум 20%-ный (дымящаяся серная кислота с 20%-ным содержанием свободного серного ангидрида) и 65%-ный олеум. [c.145] Сульфирующие агенты иногда имеют концентрации, отличающиеся от концентраций технических кислот, поэтому их приходится получать путем смешения или разбавления соответствующих сортов технической кислоты. Кроме того, разбавление кислот практикуется и с другими целями, например с целью выделения свободных сульфокислот из реакционной массы или с целью получения из моногидрата чистой 30—40%-ной кислоты, служащей для промывок. [c.145] Вернуться к основной статье