Підвищення ефективності процесу сульфатування в трубчастому плівковому реакторі у виробництві поверхнево-активних речовин

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021 р. Робота присвячена підвищенню ефективності процесу сульфатування в трубчастому плівковому реакторі у виробництві поверхнево-активних речовин шляхом удосконалення апаратурно-технологічної схеми. Встановлено залежність ступеня сульфатування та кольоровості отриманих продуктів від основних технологічних параметрів при сульфатуванні трьохкомпонентних сумішей органічних речовин. Проведено системний аналіз процесів масообміну, абсорбції з проходженням екзотермічної хімічної реакції та теплообміну методом математичного моделювання. Приведені рекомендації щодо конструктивного оформлення реактору сульфатування та технологічним параметрам процесу. Розроблено алгоритми та програми досліджень та розрахунку трубчастого плівкового реактора з низхідним потоком фаз. Результати досліджень дали можливість розробити апаратурно-технологічну схему процесу сульфатування трьохкомпонентних сумішей органічних речовин, яка дозволяє покращити енерго- та ресурсозберігаючі характеристики процесу: зниження витрати органічної речовини – на 8,8 % на 1 т. ПАР, зниження енергоресурсів – на 85,2 кВт/год на 1 т. ПАР, зменшення шкідливих викидів органічних речовин при використанні ПАР у 6,4 рази на 1 т. ПАР. Очікуваний економічний ефект від впровадження результатів досліджень складе 70,1 млн. грн./рік.The dissertation for scientific degree of candidate of technical sciences on specialty 05.17.08 - processes and equipment of chemical technology. - National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkiv, 2021. The work is devoted to increasing the efficiency of the process of sulfation of mixtures of organic substances in a tubular film reactor in the production of surfactants by improving the hardware and technological scheme. The dependence of the degree of sulfation and chromaticity of the obtained products on the main technological parameters during sulfation of three-component mixtures of organic substances is established. A systematic analysis of the processes of mass transfer, absorption with the passage of exothermic chemical reaction and heat transfer by the method of mathematical modeling is carried out. Recommendations for the design of the sulfation reactor and technological parameters of the process are given. Algorithms and programs for research and calculation of a tubular film reactor with a downward flow of phases have been developed. The research results made it possible to develop a hardware-technological scheme of the sulfation process of mixtures of organic substances, which improves energy and resource-saving characteristics of the process: consumption of organic matter - by 8.8% per 1 ton of surfactant, energy reduction - by 85.2 kW / h per 1 ton of surfactant and reduce harmful emissions of organic substances when using surfactants 6.4 times per 1 ton of surfactant. The data of technical and economic substantiation of the accepted technical decisions are resulted. The expected economic effect from the implementation of the results will be UAH 70,1 million / year.