е застосувавши для дослідження механізму і кінетики сульфирования математичне моделювання процесу на ЕОМ, підтвердили правильність точки зору К. Інгольд про те, що основним сульфируют реагентом є поляризована молекула SO3. Механізм сульфирования НSO3 + слід, мабуть, розглядати як кислотно-каталізуються сульфування SO3 (SO3 + H + «HSO3 +).
Основні способи виділення сульфокислот
сульфокислоту зазвичай добре розчиняються в сульфомассе. Тому їх найчастіше виділяють у вигляді солей. В якості нейтралізують агентів застосовують сульфіт натрію, соду, крейда, вапно і луг.
Хімізм процесу нейтралізації сульфомасси:
а) 2ArSO3H + Na2SO3 ® 2ArSO3Na + SO2? + H2O
H2SO4 + Na2SO3 ® Na2SO4 + SO2? + H2O
б) 2ArSO3H + Na2CO3 ® 2ArSO3Na + CO2? + H2OSO4 + Na2CO3 ® Na2SO4 + CO2? + H2O
в) 2ArSO3H + СаCO3 ® (ArSO3) 2Сa + CO2? + H2OSO4 + СаCO3 ® СаSO4? + CO2? + H2O
г) 2ArSO3H + Са (ОН) 2 ® (ArSO3) 2Сa + H2OSO4 + Са (ОН) 2 ® СаSO4? + H2O
Загальним недоліком використання сульфіту і карбонатів - утворення газів. При порушенні технології можливий викид реакційної маси
Утворюються внаслідок нейтралізації сульфомасси натрієві солі сульфокислот можуть перебувати або в розчині, або в осаді. Це залежить від концентрації розчину і співвідношення розчинності сульфату натрію і аренсульфоната натрію.
Нейтралізація сульфитом вигідна тільки в тих виробництвах, де комбінуються процеси сульфирования з процесами лужного плавлення сульфонатов. У цьому випадку сульфіт є відходом процесу лужного плавлення сульфоната, а утворений при нейтралізації діоксид сірки може бути використаний для нейтралізації лужного плаву:
ArSO3Na + 2NaOH=ArONa + Na2SO3 + H2O
2ArSO3H + Na2SO3 ® 2ArSO3Na + SO2 + H2O
NaOH + SO2=Na2SO3 + H2O
Сульфомассу поступово, при працюючій мішалці, завантажують в попередньо нагрітий до 90-95оС розчин сульфіту. При порушенні режиму завантаження може відбутися викид реакційної маси з нейтралізатора. Після завантаження розрахованої кількості сульфомасси вміст нейтралізуєАтора кип'ятять до повного видалення сірчистого газу. При організації процесу особлива увага приділяється герметичності обладнанню, організації уловлювання діоксиду сірки (сірчистого газу), а також захисту навколишнього середовища від шкідливого впливу SO2.
Нейтралізація карбонатом натрію безпечніше, вимагає більш простого апаратурного оформлення, але дорожче по сировинних витрат. Слід також врахувати вартість процесів упарки водних розчинів солей і складність утилізації відходів виробництва.
Мел і вапно є відносно дешевою сировиною. Крім того, кальцієві солі сульфокислот в протилежність сульфату кальцію, як правило, розчиняються у воді, що дозволяє на стадії виділення продуктів реакції відокремлювати надлишкову сірчану кислоту у вигляді нерозчинного сульфату.
При нейтралізації сульфомасси вапном не утворюється вуглекислий газ, що істотно полегшує ведення процесу на даній стадії. З іншого боку, крейда є більш дешевою сировиною, і при його використанні сульфат кальцію утворюється в більш легко фільтрується формі (дигідрат СаSO4? 2Н2О-гіпс). Для утворення гіпсу необхідно підтримку слабокислою середовища і температури 60-65оС. Це досягається одночасною подачею в апарат сульфомасси і млявий суспензії в строго певному співвідношенні і швидкістю завантаження компонентів.
Розчин, отриманий після фільтрації і промивки гіпсу, упарюють і осаджують аренсульфонат кальцію.
Переклад кальцієвої солі в натрієву здійснюють за схемою:
(RSO3) 2Сa + Na2CO3 ® 2 RSO3Na + СаСО3
З метою зменшення втрат продукту промивні води, що виходять при промиванні опадів, використовують для приготування млявий суспензії. Для виділення солей сульфокислот з розчину іноді використовують висолювання хлоридом або сульфатом натрію, яке ніколи не дає доброго виходу продукту.
З солей вільні сульфокислоти можуть бути отримані за допомогою іонообмінних смол, або подкислением водних розчинів натрієвихсолей сульфокислот хлороводородом. Хлорид натрію осідає, а вільна кислота виділяється концентруванням.
Таким чином, стадія виділення продукту сульфирования часто виявляється технологічно більш складною і дорогою (численні й тривалі упарки і фільтрації, корозія обладнання), ніж стадія сульфирования сірчаною кислотою (спокійна, добре керована реакція, корозія обладнання незначна).
Великі труднощі викликає утилізація відходів виробництва, т...
