Inovação e desenvolvimento do reator de sulfonação de filme multitubo SO3 da WeixianShumin Li, Chen Li, Gongjian Cai(WEIXIAN NANJING SCIENCE TECHNOLOGY CORP. LTD. Jiangsu Nanjing 201142) Abstrato: este artigo apresenta a inovação e as experiências de um tipo de reator de sulfonação de filme multitubo SO3 em seu projeto e fabricação. Explica principalmente as relações entre projeto e fabricação das partes principais do reator, reação de sulfonação/sulfoácido e controle de qualidade, estabilidade da produção e confiabilidade do equipamento. Conclui que o reator de sulfonação de filme multitubo SO3 da WEIXIAN é superior a equipamentos italianos similares, em termos de desempenho e confiabilidade.Palavras-chave: Sulfonação de filme SO3, reator de sulfonação de filme multitubo, inovação, desenvolvimento  Prefácio：Em março de 1995, a WEIXIAN projetou e fabricou independentemente no mercado interno uma planta piloto de sulfonação de filme multitubo de 6 tubos. Sua capacidade era de 250kg/h e testou LAB, BAB, HAB, FA, AEO e α-olefina como matéria-prima para produtos OEM em lote.Em seguida, apresentaremos a inovação e o desenvolvimento da WEIXIAN em relação ao reator de sulfonação de filme multitubo SO3. 1. Os tubos de reação do reator de sulfonação de filme multitubo SO3Desde 1995, o primeiro reator de filme de 6 tubos, a WEIXIAN sempre melhora e aperfeiçoa o projeto e o processo de fabricação do reator de sulfonação. Basicamente, o comprimento, diâmetro interno e espessura influenciam na transferência de calor, transferência de material e velocidade de reação. Através de incontáveis experimentos, dados ótimos foram obtidos. A tolerância interna e a diferença de acabamento da superfície do tubo do reator não apenas influenciam a transferência de calor e a transferência de material, mas também influenciam o SO3 diferencial e a proporção molar de material orgânico, que é crucial para o controle de dioxano ao produzir SLES. Assim, enquanto fabricamos um lote de tubos de reação (normalmente 1000 tubos/lote), garantimos o uso de um molde para o trabalho a frio, o que garante que a tolerância de diâmetro interno e externo de cada tubo seja consistente. Em seguida, os tubos de reação serão colocados em um forno a 1040 ℃, para remover o estresse entre as moléculas devido ao trabalho a frio. A fim de manter o grau de acabamento da superfície (como espelho) beneficiado pelo trabalho a frio, não deve haver oxigênio sob esta condição de 1040 ℃, que é a mais avançada tecnologia de alívio de tensão de isolamento de oxigênio. Abandonamos o método de lixamento artificial que não pode tornar a superfície tão lisa quanto o espelho. Com grau de acabamento superficial perfeito, a reação lateral pode ser reduzida de forma eficaz, é crucial no que diz respeito à diminuição do teor de dioxano no SLES. 2. Cabeçote de distribuição e bocal de SO3Consulte o Desenho 1 para ver o cabeçote de distribuição e o bocal de SO3. Existem projetos especiais para cabeça de distribuição. A vedação entre o cabeçote de distribuição e a água de resfriamento lateral do casco é capaz de aceitar força de pressão suficiente, de modo que o casco do reator possa suportar uma pressão de até 0,6 mpa, enquanto a pressão da água de retorno que entra no reator é normalmente ≤0,05 mpa. Aquilo é por que a água de resfriamento reciclada é capaz de carregar com pressão mais alta. Em termos de cabeçote de distribuição e processamento de bico de SO3, também garantimos a consistência e simplificamos o primeiro comissionamento de inicialização (consulte os diagramas 1 e 2) e estendemos o intervalo das limpezas do reator. Especialmente ao produzir AOS, as otimizações diminuem o limite inferior de operação do reator. Devido ao pequeno volume de alimentação de α-olefina, a capacidade de distribuição e balanceamento do filme líquido do reator deve ser aumentada durante a operação sob o limite inferior de operação.Diagrama 1 Reator de 37 tubos do sistema Zhitong primeira calibração distribuição de desvio de taxa de fluxoNão.Desvio da taxa de fluxoQuantidade de tubosEspessura da junta1Menos de ±1,5％19 tubos2,00 mm2±1,5％～±2,5％13 tubos2,00 mm3＋3.7％1 tubos2,00 mm4－3.6％1 tubos 2,00 mm5－5.2％1 tubos2,00 mm6＋8.8％1 tubos2,00 mm7－6.5％1 tubos2,00 mm Diagrama 2 Reator de 90 tubos do sistema Zhitong primeira calibração distribuição de desvio de taxa de fluxoNão.Desvio da taxa de fluxoQuantidade de tubosEspessura da junta1Menos de ±1,5％33 tubos2,00 mm2±1,5％～±2,5％31 tubos2,00 mm3±2,5％～±3,0％13 tubos2,00 mm4±3,0％～±3,5％8 tubos2,00 mm5－4.7％1 tubos 2,00 mm6＋5.6％1 tubos2,00 mm7－8.4％1 tubos2,00 mm8＋7.3％1 tubos2,00 mm9＋8.9％1 tubos2,00 mm Como você pode ver nos diagramas acima, o processamento consistente dos cabeçotes e bicos de distribuição minimiza a tolerância de distribuição de fluxo original de cada tubo de reação e facilita o ajuste. 3. Folha de tubo e câmara de distribuição de material orgânicoEm relação às folhas de tubo do reator de tubo 120/144/180, a espessura é aumentada em 25%. Para que a rigidez seja aumentada, a folha do tubo não seria muito transformada e a estanqueidade da vedação de SO3 seria melhorada. Além disso, a altura da câmara de distribuição orgânica é aumentada em 8-12 mm (consulte o Desenho 1). É benéfico para a distribuição de material orgânico do reator de grande capacidade. Desenho 1 Desenho 2  4. O formato de vedação entre SO3 e material orgânicoO aumento de matéria orgânicaa altura da câmara de distribuição e a melhoria da capacidade de rolamento de pressão do casco são beneficiadas pelo design especial do formato de vedação entre a porca de compressão SO3, a folha de tubo 1 e a folha de tubo 2. Conforme o Desenho 1, no topo está a primeira vedação da folha de tubo 1, que consiste de uma junta em forma de V (teflon especial resistente à fluência) e uma junta em forma de O (borracha fluorada antióleo). Isso significa segurança dupla, cada um deles garante 100% de isolamento de SO3 da folha de tubo 1' rosca de parafuso e câmara de distribuição de material orgânico. Portanto, a vedação é muito confiável e resolveu o problema de dor de cabeça que a vedação das porcas de compressão do reator italiano não é confiável, às vezes enferruja e não consegue abrir. Conforme mostrado no Desenho 1, a segunda vedação é uma junta plano-côncava de politetrafluoretileno resistente à deformação em forma de Z, que isola o material orgânico do SO3 na parede interna do bocal. Este projeto especial é eficiente e o torque de travamento para as cabeças dos parafusos de compressão é apenas a metade da vedação bidirecional (que é da Ballestra, o desenho 2 mostra a estrutura da cabeça de distribuição da Ballestra). Com apenas metade do torque de travamento, o Tubesheet 1 terá menos deformação, especialmente para reatores de grande capacidade. Ele resolve o problema de que, depois de apertar todas as cabeças dos parafusos de compressão, você pode encontrar a primeira cabeça do parafuso afrouxada novamente. Isso consolida a base do projeto e fabricação de 180, 192 ou até mais reatores tubulares.