Ученые Томского политеха разработали комплексную математическую модель процесса сульфирования алкилбензолов, ключевых ингредиентов в формулах современных бытовых и промышленных моющих средств. Модель помогла выявить оптимальные характеристики конструкции, которые позволят повысить эффективность продукта и значительно сократить число остановок и промывок химреакторов.
Отмечается, что спрос на эффективные и экологически чистые моющие средства сделал алкилбензолсульфоновую кислоту (АБСК) одним из важнейших ингредиентов синтетических моющих средств. По словам ученых, в последние годы интерес к формулам на основе АБСК значительно вырос. Причиной для того стали факторы биоразлагаемости, высокой моющей способности и возможности применения в широком спектре условий, в том числе и других отраслях промышленности.
Один из радиационных методов производства АБСК — сульфирование линейных алкилбензолов с помощью триоксида серы в реакторе со стекающей пленкой. У метода есть недостаток — образование высоковязких компонентов, которые накапливаются на стенках труб реактора, увеличивая сопротивление массо- и теплопереносу, дезактивируя реакционную среду, что приводит к частым остановкам и промывкам реактора. Все это негативно влияет на товарные свойства получаемых моющих средств.
«Существующие научные исследования посвящены, в основном, химии сульфирования и характеристикам как желаемых, так и нежелательных продуктов реакции. Тогда как недостаточно внимания уделялось роли конструкции реактора в смягчении образования ВВК и улучшении долгосрочной стабильности процесса. В частности, влияние гидродинамических условий и межфазного массообмена на накопление ВВК, особенно в условиях нестабильного состава сырья, не было полностью изучено. Одним из важнейших эксплуатационных параметров в этом контексте является продолжительность межпромывочного цикла работы реактора сульфирования, которая напрямую зависит от скорости образования ВВК. Для определения способов совершенствования процесса мы используем разработанные нами цифровые инструменты», — отметила один из авторов исследования, младший научный сотрудник отделения химической инженерии Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Ирэна Долганова.
