پیداوار کی کارکردگی کو بڑھانے کے لئے سلفیشن کے عمل کے ل optim اصلاح کی حکمت عملی

1. ری ایکٹر ڈیزائن اور عمل میں شدت

2. فیڈ اسٹاک اور ریجنٹ اصلاح

3. اتپریرک اور اضافی ترقی

4. عمل کنٹرول اور آٹومیشن

5. فضلہ کو کم سے کم اور ری سائیکلنگ

6. توانائی کی بچت میں بہتری

7. حفاظت اور ماحولیاتی تعمیل

1. ری ایکٹر ڈیزائن اور عمل میں شدت

ری ایکٹر کی ترتیب اور آپریشنل پیرامیٹرز کا انتخاب براہ راست رد عمل کے متحرک ، حرارت کے انتظام اور مصنوعات کے معیار کو متاثر کرتا ہے۔

جدید ری ایکٹر کی اقسام

گرنے والے فلمی ری ایکٹرز (ایف ایف آر ایس) ان کے موروثی ڈیزائن کے فوائد کی وجہ سے صنعتی سلفونیشن میں ورک ہارس بن گئے ہیں۔ ساختی طور پر ، ایف ایف آر ایک دباؤ والے برتن میں واقع عمودی نلکوں کے بنڈل پر مشتمل ہے۔ نامیاتی فیڈ اسٹاک کو ہر ٹیوب کے اوپری حصے میں یکساں طور پر تقسیم کیا جاتا ہے ، جس سے ایک پتلی فلم تشکیل دی جاتی ہے جو کشش ثقل کے تحت اندرونی دیوار کو نیچے پھسلتی ہے۔ یہ فلم ، عام طور پر 0. 1 - 1 ملی میٹر موٹی موٹی ، کاؤنٹر کرینٹ سو ₃ گیس کے ساتھ رد عمل کے ل surface ایک بڑی سطح کا رقبہ تشکیل دیتی ہے۔ ایف ایف آر میں حرارت کی منتقلی کے گتانک 2000 ڈبلیو\/(m² · K) تک پہنچ سکتے ہیں ، جو exothermic رد عمل کی گرمی کو مؤثر طریقے سے ختم کرتے ہیں۔ لکیری الکیلبینزین سلفونک ایسڈ (لیبسا) کی تیاری میں ، ایف ایف آرز تبادلوں کی شرح کو 96 ٪ سے زیادہ حاصل کرنے کے لئے 15 - 25 سیکنڈ کے رہائشی وقت کو اہل بناتے ہیں۔ ایف ایف آر آپریشن کی کلید مستحکم فلمی بہاؤ کو برقرار رکھنے میں ہے۔ جدید ڈیزائن لیزر کے ساتھ تقسیم کے سروں کا استعمال کرتے ہیں۔

مائکرووریکٹر سلفونشن ٹکنالوجی میں ایک پیراڈیم شفٹ کی نمائندگی کرتے ہیں۔ یہ آلات ، اندرونی چینل کے طول و عرض کے ساتھ 50 سے 500 مائکرو میٹر تک ، مائکروسکل میں بہتر سطح - - حجم کے تناسب سے فائدہ اٹھاتے ہیں۔ مائکرووریکٹروں میں اختلاط کے اوقات عام طور پر ملی سیکنڈ کی حد میں ہوتے ہیں ، جو روایتی ری ایکٹرز کو پیچھے چھوڑ دیتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، اولیفن سلفونشن میں ، مائکرووریکٹرز ± 1 ڈگری کے اندر رد عمل کے درجہ حرارت کو خاص طور پر کنٹرول کرسکتے ہیں ، جس سے ضمنی رد عمل کو کم سے کم کیا جاسکتا ہے۔ رد عمل کا حجم بھی تیز رفتار اسٹارٹ اپ اور شٹ ڈاؤن کو قابل بناتا ہے ، جس سے عمل کی منتقلی کے دوران مادی فضلہ کو کم کیا جاتا ہے۔ حالیہ بدعات میں تھری ڈی - طباعت شدہ مائکرو کارٹرز شامل ہیں جن میں مربوط مائکرو چینلز کے ساتھ IN - سیٹو ہیٹ ایکسچینج ، گرمی کے انتظام کو مزید بہتر بنانا ہے۔ اگرچہ فی الحال تھرو پٹ کے ذریعہ محدود ، ملٹی - متوازی مائکرویکیکٹر اری صنعتی ایپلی کیشنز کے توسیع پذیر حل کے طور پر ابھر رہے ہیں۔

موثر گرمی کا انتظام محفوظ اور موثر سلفونیشن کے لئے لنچپن ہے۔ جدید پودے اکثر دوہری - اسٹیج کولنگ حکمت عملی پر کام کرتے ہیں: رد عمل کی گرمی کا زیادہ تر حصہ دور کرنے کے لئے جیکٹڈ ری ایکٹرز کے ذریعہ بنیادی کولنگ ، اس کے بعد ثانوی ٹھنڈک کے بعد داخلی کنڈلیوں کا استعمال ٹھیک - ٹیوننگ کے لئے ہوتا ہے۔ اعلی درجے کے نظاموں میں مرحلہ شامل ہوتا ہے - ری ایکٹر موصلیت کے اندر مواد کو تبدیل کریں (پی سی ایم) ، جو چوٹی کے رد عمل کی شرح کے دوران زیادہ گرمی کو جذب کرتے ہیں۔ ایف ایف آر میں ، ٹیوب دیوار کے درجہ حرارت کی نگرانی thermocouples کی ایک صف کے ذریعہ کی جاتی ہے جو 10 - 20 سینٹی میٹر کے وقفوں پر رکھی جاتی ہے۔ مشین لرننگ الگورتھم فلم کے ٹوٹنے یا کوکنگ کی پیش گوئی کرنے کے لئے حقیقی وقت کے درجہ حرارت کے اعداد و شمار کا تجزیہ کرتے ہیں ، کولنگ سیال کے بہاؤ کی شرح کو فعال طور پر ایڈجسٹ کرتے ہیں۔ مزید برآں ، فضلہ حرارت کی بازیابی کے نظام 40 ٪ تک رد عمل کی گرمی پر قبضہ کرتے ہیں ، جو فیڈ اسٹاکس کو پہلے سے گرم کرنے یا معاون عمل کو طاقت دینے کے لئے دوبارہ تیار کیا جاسکتا ہے ، جس سے توانائی کی مجموعی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔

2. فیڈ اسٹاک اور ریجنٹ اصلاح

سلفونیٹنگ ایجنٹ طہارت اور ترسیل

اینہائڈروس سو ₃ گیس ، اس کی اعلی طہارت 99 فیصد سے زیادہ ہے ، اس کی اعلی رد عمل کی وجہ سے تیز اور موثر سلفونیشن رد عمل کے حصول کے لئے جانے کا انتخاب ہے۔ تاہم ، جب گرمی سے متعلق حساس یا آسانی سے زیادہ تر سلفونیٹڈ سبسٹریٹس سے نمٹنے کے دوران ، نائٹروجن یا ہوا میں SO₃ جیسے SO₃ مرکب کو گھٹایا جاتا ہے تو ، رد عمل کی شدت کو کم کرکے بہتر کنٹرول کی پیش کش کرتے ہیں۔ اس سے زیادہ بتدریج اور کم جارحانہ سلفیشن عمل کی اجازت ملتی ہے ، جو نازک مرکبات کی سالمیت کی حفاظت کرتی ہے۔ مائع سو اور اولیئم کنٹرول ریلیز کے لئے ایک متبادل فراہم کرتا ہے ، جس سے آپریٹرز کو زیادہ پیمائش کی رفتار سے سلفونیٹنگ ایجنٹ کو متعارف کرانے کے قابل بناتا ہے۔ لیکن یہ شکلیں رد عمل کے دوران متعارف کرائے گئے پانی کے مواد کو سنبھالنے کے چیلنج کے ساتھ سامنے آتی ہیں ، کیونکہ زیادہ پانی مصنوعات کے معیار اور رد عمل کے متحرک افراد کو متاثر کرسکتا ہے۔ عملی طور پر ، ایک عین مطابق SO₃ کو برقرار رکھنا: سبسٹریٹ داڑھ کا تناسب ، عام طور پر اسٹومیچومیٹرک ضرورت سے تھوڑا سا اوپر ، انتہائی ضروری ہے۔ مثال کے طور پر ، لکیری الکائلبینزین (لیب) کے سلفونیشن میں ، 1.05: 1 کا تناسب سبسٹریٹ کی مکمل تبدیلی کو یقینی بنانے اور ضرورت سے زیادہ ایس او ₃ کی وجہ سے ناپسندیدہ سلفون بائی پروڈکٹ کی تشکیل کو روکنے کے درمیان توازن پیدا کرتا ہے۔

سبسٹریٹ پری ٹریٹمنٹ سلفونیشن کے عمل میں ایک اہم اقدام ہے۔ نمی اور دھات کے آئنوں سمیت فیڈ اسٹاک کی نجاست ، رد عمل کے نتائج کو نمایاں طور پر متاثر کرسکتی ہے۔ نمی سلفورک ایسڈ بنانے کے ل so SO₃ کے ساتھ رد عمل کا اظہار کرسکتی ہے ، جس سے رد عمل کی کیمسٹری میں ردوبدل ہوتا ہے اور ممکنہ طور پر ناپسندیدہ ضمنی رد عمل کا سبب بنتا ہے۔ دوسری طرف ، دھات کے آئن ، ناپسندیدہ راستوں کے لئے کاتالک کے طور پر کام کرسکتے ہیں یا کسی بھی شامل کاتالک کی سرگرمی کو کم کرسکتے ہیں۔ ان مسائل کو کم کرنے کے ل sub ، سبسٹریٹس کو 500 پی پی ایم سے کم پانی کے مواد میں اچھی طرح سے خشک کیا جاتا ہے۔ چالو کاربن جیسے اشتہاریوں کو عام طور پر ٹریس آلودگیوں کو منتخب کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ ویسکوس فیڈ اسٹاکس جیسے C₁₂-C₁₈ فیٹی الکوحل کے لئے ، رد عمل کے درجہ حرارت پر 50–100 MPa · s کی زیادہ سے زیادہ حد تک واسکاسیٹی کو کم کرنے کے لئے پہلے سے حرارتی ہونا ضروری ہے۔ واسکاسیٹی میں اس کمی سے ری ایکٹر کے اندر اختلاط کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے ، جس سے بہتر بڑے پیمانے پر منتقلی کی سہولت ہوتی ہے اور زیادہ یکساں اور موثر سلفونیشن رد عمل کو یقینی بنایا جاتا ہے۔

3. اتپریرک اور اضافی ترقی

اگرچہ بہت سارے سلفونیشن رد عمل (جیسے ، ایس او کے ساتھ) غیر کیٹلیٹک ہیں ، کچھ عمل کاتالک یا اضافی افراد سے فائدہ اٹھاتے ہیں۔

نان ایس او راستوں کے لئے تیزاب کی اتپریرک
لیوس ایسڈ (مثال کے طور پر ، الکلی ، BF₃) سلفورک ایسڈ یا کلوروسلفونک ایسڈ کے ساتھ سلفونیشن میں خوشبودار ذیلی ذخیروں کے لئے رد عمل کو بڑھا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر ، نیفتھلین کے سلفیشن میں ، H₂so₄ تھوڑی مقدار میں سو (اولیئم) اور ایچ سی ایل کا ایک سراغ اتپریرک کے طور پر - سولفونک ایسڈ آئسومرز کے تناسب کو بہتر بناتا ہے۔

ناول کاتالسٹس
لیو ایٹ ال کی حالیہ تحقیق۔ ۔ ان مواد نے ، تیزاب کے مشمولات کے ساتھ 1.84 ملی میٹر\/جی تک ، 30 منٹ کے اندر اندر اسٹائرین آکسائڈ میں 99 ٪ تبدیلی حاصل کی اور متعدد چکروں پر استحکام برقرار رکھا ، جس سے سلفیشن ایپلی کیشنز کی صلاحیت موجود ہے۔

4. عمل کنٹرول اور آٹومیشن

ریئل ٹائم مانیٹرنگ

اورکت (IR) سپیکٹروسکوپی سلفونیشن میں ریئل ٹائم پروسیس کنٹرول کے لئے سنگ بنیاد بن گئی ہے۔ جدید فوئیر ٹرانسفارم اورکت (FT-IR) سپیکٹرو میٹر ، 4-8 سینٹی میٹر کی ورنکرم ریزولوشن کے ساتھ ، سیکنڈوں میں رد عمل کی حرکیات پر قبضہ کرسکتا ہے۔ سبسٹریٹس اور مصنوعات کے خصوصیت جذب کرنے والے بینڈوں کا مستقل تجزیہ کرکے ، آپریٹرز رد عمل کے انحراف کے ابتدائی علامات کا پتہ لگاسکتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، فیٹی الکوحل کی سلفیشن میں ، OH کھینچنے والی چوٹی میں اچانک کمی 33 {0 0 cm⁻ میں حد سے زیادہ سلفیشن کی نشاندہی کرتی ہے۔ آن لائن پییچ\/چالکتا سینسر ، جو اکثر خود کار طریقے سے ٹائٹریشن سسٹم کے ساتھ مربوط ہوتے ہیں ، ± 0.1 پییچ یونٹوں کی درستگی کے ساتھ غیر جانبدار ہونے کے عمل کی نگرانی کرتے ہیں ، جس سے مستقل مصنوعات کے معیار کو یقینی بناتے ہیں۔ کوریولس ٹکنالوجی سے لیس بڑے پیمانے پر بہاؤ میٹرز کی پیمائش ری ایکٹنٹ بہاؤ کی شرح کو غلطی کے مارجن سے لے کر<0.1%, while micro-calorimeters can detect heat release changes as small as 0.1 W, enabling precise tracking of reaction progress. In a large-scale LAB sulfonation plant, real-time data fusion from these sensors reduces product rework by 30%.​

تاثرات کنٹرول سسٹم

متناسب انضمام سے متعلق (PID) کنٹرول لوپس ذہین کنٹرول ماڈیولز میں تیار ہوئے ہیں۔ اعلی درجے کی پی آئی ڈی الگورتھم اب پروسیس ڈائنامکس پر مبنی پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرتے ہوئے انکولی ٹیوننگ کو شامل کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، اسٹارٹ اپ یا فیڈ اسٹاک کے معیار میں تبدیلیوں کے دوران ، اوورشوٹنگ کو روکنے کے لئے لازمی وقت مستقل کو خود بخود ایڈجسٹ کیا جاسکتا ہے۔ مسلسل سلفونشن پلانٹس میں ، کثیر متغیر پی آئی ڈی کنٹرولرز بیک وقت ایس او ₃ فیڈ ریٹ ، ٹھنڈک پانی کے بہاؤ ، اور مشتعل رفتار کی رفتار کا انتظام کرتے ہیں ، جس سے رد عمل کی متحرکیت کو بہتر بنایا جاتا ہے۔ جب مماثل ڈگری تجزیہ کے ساتھ مربوط ہوتا ہے۔ ایک میٹرک جو ہدف کی وضاحتیں پی آئی ڈی سسٹم کے خلاف مصنوعات کی تشکیل کا اندازہ کرتا ہے تو وہ قابل ذکر کارکردگی کو حاصل کرتا ہے۔ C₁₂-C₁₈ الکحل سلفونیشن لائن کے معاملے کے مطالعے میں ، اس امتزاج نے سلفونیشن کی گہرائی میں تغیر کو 40 ٪ تک کم کیا ، جس سے پہلے پاس کی پیداوار کو 82 ٪ سے بڑھا کر 96 ٪ کردیا گیا۔ مزید برآں ، جدید نظاموں میں اکثر پیش گوئی کرنے والے پی آئی ڈی کنٹرول ، عمل کی تبدیلیوں کی توقع کے ل machine مشین لرننگ ماڈل کا فائدہ اٹھانا اور کنٹرول پیرامیٹرز کو فعال طور پر ایڈجسٹ کرنے ، پیداوار میں استحکام کو مزید بڑھانا شامل ہے۔

5. فضلہ کو کم سے کم اور ری سائیکلنگ

بائی پروڈکٹ مینجمنٹ

اعلی کارکردگی والے گیلے اسکربرز کو انسٹال کرنا ، جو عام طور پر ساختی پلاسٹک یا سیرامک ​​میڈیا سے بھرا ہوا ہے ، غیر علاج شدہ سو گیس پر قبضہ کرنے کے لئے بہت ضروری ہے۔ یہ سکربر 1 - 3 سیکنڈ کے گیس مائع رابطے کے وقت کے ساتھ کام کرتے ہیں ، جس سے 99 ٪ سے زیادہ کی ہٹانے کی اہلیت حاصل ہوتی ہے۔ جذب شدہ سو₃ سلفورک ایسڈ کے ساتھ اولیئم کی تشکیل کے ل reac رد عمل ظاہر کرتا ہے ، جسے سلفیشن کے عمل میں دوبارہ استعمال کے ل {20 - 65 ٪ مفت SO₃ مواد پر مرکوز کیا جاسکتا ہے۔ بازیابی کو مزید بہتر بنانے کے ل some ، کچھ پودے سکربرز کے الیکٹرو اسٹاٹک پریپیٹیٹرز (ای ایس پی ایس) کو مربوط کرتے ہیں ، جس سے ذرہ دار مادے کو کم کیا جاسکتا ہے جو سامان کو خراب کرسکتا ہے۔ کاربوناس کیچڑ کے انتظام کے ل reaction ، رد عمل کے درجہ حرارت اور رہائش کے وقت کی مستقل نگرانی (ضرورت کے مطابق {{5} seconds سیکنڈ کے اندر ایڈجسٹ کرنا) کیچڑ کی تشکیل کو 40 ٪ تک کم کرسکتا ہے۔ فلوڈائزڈ بیڈ ری ایکٹرز میں کیچڑ کو بھڑکانے سے 800 کلو واٹ\/ٹن توانائی کی بحالی ہوتی ہے ، جو معاون پودوں کے کاموں کو طاقت دے سکتی ہے۔

پانی اور سالوینٹ ری سائیکلنگ

پانی کے سلفیشن کے عمل میں ، ملٹی ایفیکٹ بخارات (MEE) عام طور پر پانی کی ری سائیکلنگ کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ 3 - 5 بخارات کے مراحل کے ساتھ ایک MEE سسٹم 85 - 95 ٪ کی پانی کی بازیابی کی شرح حاصل کرسکتا ہے ، جس سے بھاپ کی کھپت کو سنگل مرحلے کے یونٹوں کے مقابلے میں 30 - 50 ٪ سے کم کیا جاسکتا ہے۔ تحلیل شدہ ٹھوسوں کے لئے 99 of کی مسترد ہونے والی شرح کے ساتھ ریورس اوسموسس (آر او) جھلیوں کو ری سائیکل شدہ پانی کو مزید صاف کریں ، جس سے یہ غیر جانبداری کے مراحل میں دوبارہ استعمال کے ل suitable موزوں ہے۔ سرفیکٹنٹ پروڈکشن میں ، عمل میں دوبارہ داخل ہونے سے پہلے ٹریس میٹل آئنوں کو دور کرنے کے لئے آئن ایکسچینج رال سے ری سائیکل پانی کا علاج کیا جاسکتا ہے۔ مثال کے طور پر ، ایک پلانٹ میں لکیری الکائل بینزین سلفونیٹ (لیبز) تیار کرتے ہیں ، جس میں ایک آر او - می ہائبرڈ سسٹم نے میٹھے پانی کے استعمال میں 70 ٪ کمی واقع کی ہے اور گندے پانی کے علاج کے اخراجات میں 45 فیصد کمی واقع ہوئی ہے۔

6. توانائی کی بچت میں بہتری

گرمی کا انضمام
پری حرارتی فیڈ اسٹاکس پر سلفونیشن کے رد عمل سے فضلہ گرمی کی بازیافت کریں یا بھاپ پیدا کریں۔ 10 KT\/سال کی لیب سلفونشن پلانٹ میں ، گرمی کی بازیابی سے توانائی کے اخراجات میں 10-15 ٪ کمی واقع ہوسکتی ہے۔ کم درجہ حرارت والے فضلہ حرارت (جیسے ، کولنگ کنڈلی سے) مصنوعات کو خشک کرنے جیسے بہاو آپریشنوں کے لئے بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔

توانائی سے موثر سامان
متغیر فریکوینسی ڈرائیوز (VFDs) کے ساتھ اعلی کارکردگی والی موٹروں میں پمپ اور مشتعل افراد کو اپ گریڈ کرنے سے بجلی کی کھپت میں 20–30 ٪ کمی واقع ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر ، روایتی موٹروں کو سی ایس ٹی آر پر مبنی سلفونیشن عمل میں وی ایف ڈی کے ساتھ تبدیل کرنے سے اختلاط کی کارکردگی کو برقرار رکھتے ہوئے توانائی کی اہم بچت حاصل ہوئی۔

7. حفاظت اور ماحولیاتی تعمیل

خطرہ تخفیف
SO₃ انتہائی سنکنرن اور رد عمل ہے۔ غیر فعال گیس (N₂) کو صاف کرنے اور سنکنرن مزاحم مواد (جیسے ، ہسٹیلائے C -276) کے ساتھ ایئر ٹائٹ ری ایکٹر ڈیزائن کا استعمال کریں۔ ایس او ₃ اور اتار چڑھاؤ نامیاتی مرکبات (VOCs) کے لئے ہنگامی طور پر وینٹنگ سسٹم اور گیس کا پتہ لگانے والے انسٹال کریں۔

ریگولیٹری تعمیل
SOX اور VOCs کے اخراج کے معیار کو پورا کرنے کے لئے عمل کو بہتر بنائیں۔ تھرمل آکسیڈائزرز یا بند لوپ سسٹم آف گیسوں میں VOCs کو تباہ کرسکتے ہیں ، جبکہ کم فضلہ سلفونیشن روٹس (جیسے ، مائکرووریکٹرز کا استعمال کرتے ہوئے) یورپی یونین کی پہنچ یا یو ایس کلین ایئر ایکٹ جیسے قواعد و ضوابط کے ساتھ صف بندی کرتے ہیں۔