Том 334 № 11 (2023)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2023/11/4310
Применение математической модели для исследования процесса сульфирования алкилбензолов
Актуальность исследования обуславливается значительной востребованностью нефтехимических продуктов, получаемых в технологиях сульфирования, а также необходимостью совершенствования конструкции реакторов пленочного типа, применяемых в том числе для получения алкилбензолсульфокислот, которые в свою очередь в настоящее время являются основным компонентов синтетических моющих средств. Решение задачи повышения эффективности работы реакторного оборудования наиболее эффективно можно осуществить с использованием математических моделей, построенных на физико-химической основе. Цель: разработка математической модели процесса сульфирования алкилбензолов с учетом массопереноса вещества из газовой фазы в жидкую, программная реализация разработанной модели, а также применение разработанной математической модели для проведения исследований касательно влияния параметров протекания процесса на его эффективность. Объект: процесс сульфирования алкилбензолов серным ангидридом в многотрубном пленочном реакторе. Методы: метод математического моделирования; для выполнения всех вычислительных операций использован современный высокоуровневый язык программирования общего назначения с автоматическим управлением памятью; квантово-химические методы определения термодинамических параметров химических реакций. Результаты. Рассмотрены принципы построения математической модели сульфирования; разработана программа расчета параметров протекания процесса сульфирования на языке программирования Python; проведена оценка точности описания реального процесса и влияния технологических параметров системы на выход и качество продукта с учетом процесса межфазного переноса вещества; создана система практических рекомендаций по повышению ресурсоэффективности промышленного процесса сульфирования алкилбензолов; показано, что математическая модель адекватно описывает процесс, расчетные данные сопоставлены с реальными данными с эксплуатируемой установки сульфирования алкилбензолов серным ангидридом.
Ключевые слова:
сульфирование, алкилбензол, алкилбензолсульфокислота, серный ангидирд, математическая модель, массоперенос, моделирование, сульфонаты