CS263239B1

CS263239B1 - Process for preparing indanesulfonic acid

Info

Publication number: CS263239B1
Application number: CS871153A
Authority: CS
Inventors: Milan Ing Morak; Karel Ing Muller; Miloslav Pedal; Jaroslav Ing Haumer; Vlastimil Ing Peterka; Jiri Kepl; Otakar Rndr Prachar; Stanislav Simek; Pavel Hauptfleisch; Josef Ing Lazecky; Josef Ing Plachy
Original assignee: Morak Milan; Muller Karel; Miloslav Pedal; Haumer Jaroslav; Vlastimil Ing Peterka; Jiri Kepl; Prachar Otakar; Stanislav Simek; Pavel Hauptfleisch; Lazecky Josef; Plachy Josef
Priority date: 1987-02-20
Filing date: 1987-02-20
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS115387A1

Abstract

Řešení představuje způsob výroby indansulfonové kyseliny kosulfonaoí indanu s alkylbenzenem pomocí oxidu sírového. Přitom vzniká směs alkylbenzensulfonové kyseliny a indansulfonové kyseliny. Po sulfonaci je možné vzniklou směs neutralizovat alkalickými hydroxidy. Oproti známým postupům přípravy indansulfonové kyseliny má postup výhody v tom, že vzniká produkt s nepatrným podílem anorganických síranů, nevznikají vedlejší obvyklé produkty jako sulfony. Produkt je při jednoduchém výrobním postupu dostatečně čistý, výtěžky jsou daleko vyšší než u známých postupů. Způsob je výhodný i oproti podobnému postupu pro výrobu sgmotné alkylbenzensulfonové kyseliny, protože neobsahuje anhydridy sulfonových kyselin, má menší podíl nesulfonovaných podílů i menší podíl volné kyseliny sírová. Způsob výroby Indansulfonové kyseliny nebo jejich solí alkalických zpočívá v tom, že se směs indanu s alkylbenzenem v hmot. poměru 0,01 až 0,35 kosulfonuje plynným oxidem sírovým zředěným inertním plynem na koncentraci 2 až 20 % molárních oxidu sírového k sulfonovaným surovinám 1,0 až 1,3 a při teplotě 20 až 80 °CThe solution represents a method of producing indanesulfonic acid by cosulfonating indan with alkylbenzene using sulfur trioxide. In this case, a mixture of alkylbenzenesulfonic acid and indanesulfonic acid is formed. After sulfonation, the resulting mixture can be neutralized with alkaline hydroxides. Compared to known processes for preparing indanesulfonic acid, the process has the advantage that a product with a small proportion of inorganic sulfates is formed, and the usual by-products such as sulfones are not formed. The product is sufficiently pure in a simple production process, and the yields are much higher than in known processes. The process is also advantageous compared to a similar process for producing bulk alkylbenzenesulfonic acid, because it does not contain sulfonic acid anhydrides, has a smaller proportion of unsulfonated portions and a smaller proportion of free sulfuric acid. The method of producing indanesulfonic acid or its alkali salts consists in that a mixture of indan with alkylbenzene in mass. ratio of 0.01 to 0.35 is cosulfonated with gaseous sulfur trioxide diluted with inert gas to a concentration of 2 to 20% molar sulfur trioxide to sulfonated raw materials 1.0 to 1.3 and at a temperature of 20 to 80 °C

Description

Vynález se týká způsobu výrpby indansulfonové kyseliny ve|směsi s alkylbenzensulfonovou kyselinou ,případné směsí jejich alkalických solí založeném na kosulfonaci indanu s alkylbenzenem.The invention relates to a method for the production of indanesulfonic acid in a mixture with alkylbenzenesulfonic acid, or a mixture of their alkali salts, based on the cosulfonation of indane with alkylbenzene.

Indansulfonová kyselina,respektive její alkalické soli,jsou nová hydrotropní činidla určená k využití při výrobě tenzidů a detergentů.Indanesulfonic acid, or rather its alkaline salts, are new hydrotropic agents intended for use in the production of surfactants and detergents.

Je známo,že indansulfonovou kyselinu lze připravit sulfonací indanu kyselinou sírovou nebo oleem,při čenž vzniká sněs 4- a 5-indansulfonové kyseliny.Po neutralizaci alkaliemi vzniká pak směs indansulfonátů vedle značného podílu alkalického síranu, protože sulfonační činidlo je nutné brát ve velkém přebytku.K odstranění síranových iontů lze sice použít postupů spočívajících na srážení a oddělení nerozpustných síranů nebo na frakční krystalitaci , avšak tyto postupy jsou pracné ,vyžadují nákladná zařízení a snižují výtěžky indansulfonátů.It is known that indanesulfonic acid can be prepared by sulfonating indane with sulfuric acid or oleum, which produces a mixture of 4- and 5-indanesulfonic acids. After neutralization with alkalis, a mixture of indanesulfonates is formed in addition to a significant proportion of alkali sulfate, because the sulfonating agent must be taken in large excess. Although procedures based on precipitation and separation of insoluble sulfates or fractional crystallization can be used to remove sulfate ions, these procedures are laborious, require expensive equipment, and reduce the yields of indanesulfonates.

Dalěími možnostmi k uskutečnění sulfonace indanu je přenesení známých možností postupů pro sulfonači nízkovroucích aromátů na sulfonací ortokondenzovaných hydroaromátů,mezi něž indan patří. Takovými postupy jsou sulfonace přebytku indanu kyselinou sírovou za azeotropického oddestilování reakční vody nebo sulfonace přebytku indanu za varu kysličníkem sírovým.Tyto postupy dávají sice produkty bez volné|kyseliny sírové,respektive po neutralizaci bez síranů,avšak jsou spojeny se značnými nedostatkyjjako vedlejší produkt vznikají nerozpustné sulfony v množství od 2 do 30 molárních ^,tím dochází k snížení výtěžků a sulfony je nutno z reakčních produktů oddělovat.Z reakční směsi je nutné oddělovat nezreagovaný indan,dokonce i poslední stopy indanu je nutné oddělit od indansulfonátů speciálními postupy pro jeho hořlavost a zápach.Oddělené indansulfonáty z těchto postupů bývají tmavé a je nutné je rafinovat.Složitost postupů vedeAnother possibility for carrying out the sulfonation of indane is to transfer the known possibilities of processes for the sulfonation of low-boiling aromatics to the sulfonation of ortho-condensed hydroaromatics, which includes indane. Such processes are the sulfonation of excess indane with sulfuric acid with azeotropic distillation of the reaction water or the sulfonation of excess indane under boiling with sulfur trioxide. Although these processes give products without free sulfuric acid, or after neutralization without sulfates, they are associated with significant drawbacks. As a by-product, insoluble sulfones are formed in an amount of 2 to 30 molar parts, which reduces yields and sulfones must be separated from the reaction products. Unreacted indane must be separated from the reaction mixture, and even the last traces of indane must be separated from indanesulfonates by special processes due to its flammability and odor. The indanesulfonates separated from these processes tend to be dark and must be refined. The complexity of the processes leads to

IAND

-2nakonec k značným ztrátám a nízkým výtěžkům. ^{283 238} -2ultimately to significant losses and low yields. ^{283 238}

Nyní byl nalezen nový výhodný způsob výroby indaneulfonové kyseliny nebo jejich alkalických solí zpčívajícív tom,že směs indanu e alkylbenzenem v hmotnostním poměru 0,01 až 0,35 ^se kosulfonuje plynným oxidem sírovým zředěným inertním plynem na konoentraoi 2 až’20 % mol. oxidu sírového při molárním poměru oxidu sírového k sulfonováným surovinám 1,0 až 1,3 a při teplotě 20 až 80½.A new advantageous process for the production of indane sulfonic acid or its alkali salts has now been found, which consists in the fact that a mixture of indane and alkylbenzene in a weight ratio of 0.01 to 0.35 ^is cosulfonated with gaseous sulfur trioxide diluted with an inert gas at a concentration of 2 to 20 mol. % sulfur trioxide at a molar ratio of sulfur trioxide to sulfonated raw materials of 1.0 to 1.3 and at a temperature of 20 to 80°C.

Vzniklý kyselý produkt sulfonaoe obsahuje indaneulfonovou a alkyl benzenovou kyselinu v poměrech danýoh poměrem sulfonovanýoh surovin. Je možné jej skladovat a neutralizaci na alkalické soli uskutečnit až při navazující výrobě detergentů nebo je možné produkt neutralizovat ihned po sulfonaoi ve vodném prostředí alkalickými hydroxidy a do výroby detergentů dodávat ve formě roztoku alkalických solí indaneulfonové a alkylbenzensulfonové kyseliny . Protože detergenty obsahují zpravidla jako základní tenzid alkylbenzensulfonát,je tímto postupem spojena výroba hydrotropního indaneulfonátu a výrobou základního tenzidu, alkylbenzensulf onátu.The resulting acidic sulfonation product contains indane sulfonic and alkyl benzene acids in proportions determined by the ratio of sulfonated raw materials. It is possible to store it and neutralize it to alkaline salts only during the subsequent production of detergents, or it is possible to neutralize the product immediately after sulfonation in an aqueous medium with alkaline hydroxides and supply it to the production of detergents in the form of a solution of alkaline salts of indane sulfonic and alkyl benzene sulfonic acids. Since detergents usually contain alkyl benzene sulfonate as the basic surfactant, this process combines the production of hydrotropic indane sulfonic acid with the production of the basic surfactant, alkyl benzene sulfonate.

Základními surovinami pro postup výroby podle vynálezu jsou indan a alkylbenzen.Použitý teohnioký indan musí být prostý fenolic kých sloučenin a organiokýoh bází,má obsahovat nejméně 70% hmot. indanu, nejlépe víoe než 95% hmot. indanu a nesmí obsahovat víoe než 10% hmot,nesulfonovatelnýoh podílů.Alkylbenzen je běžnou surovinou pro výrobu tenzidů a nejlépe je používat lineárního alkyl benzenu se střední molární hmotností 320 až 360 g. mol**¹· Obsah nesulfonovatelnýoh podílů v alkylbenzenu musí být nižěí než 5% hmot nejlépe nižěí než 0,5% hmot.Poměr indanu k alkylbenzenu v sulfonované směsi obou surovin se řídí podle požadavků na dosažení hydrotropní účinnosti.Nižěí hmotnostní poměry ihdansulfonátu k alkylbenzensulf onátu mezi 0,01 až 0,08 jsou vhodné pro případy,kdy indaneulfonát má zajistit hydrotropní účinky v tenzideoh. vyěší osř poměry mezi 0,01 do 0,35 jsou vhodné pro zajištění hydrotropníoh účinků v mnohasložkových detergenteoh nebo násadáoh na suSeni detergentů,do nichž je indansulfonát dávkován spolu s alkylbenzensulf onátem. Horní hranioe hmotnostního poměru surovin je také dána tím, že při vyěším obsahu indanu je již tenze par indanu nad kapalnou fází tak velká,že dochází k sulfonaoi ve značnější mířeThe basic raw materials for the production process according to the invention are indane and alkylbenzene. The used indane must be free of phenolic compounds and organic bases, and should contain at least 70% by weight of indane, preferably more than 95% by weight. indane and must not contain more than 10% by weight of non-sulfonable components. Alkylbenzene is a common raw material for the production of surfactants and it is best to use linear alkyl benzene with an average molar mass of 320 to 360 g. mol** ¹ · The content of non-sulfonable components in alkylbenzene must be less than 5% by weight, preferably less than 0.5% by weight. The ratio of indane to alkylbenzene in the sulfonated mixture of both raw materials is governed by the requirements for achieving hydrotropic efficiency. Lower weight ratios of indane sulfonate to alkylbenzene sulfonate between 0.01 to 0.08 are suitable for cases where indane sulfonate is to provide hydrotropic effects in surfactants. Higher ratios between 0.01 and 0.35 are suitable for providing hydrotropic effects in multicomponent detergents or detergent drying batches in which indanesulfonate is dosed together with alkylbenzenesulfonate. The upper limit of the weight ratio of the raw materials is also given by the fact that at higher indan content the vapor tension of indan above the liquid phase is already so high that sulfonation occurs to a greater extent.

283 239 v parní fázi a odpadní plyny ze sulfonace obsahují značný podíl mlhy indansulfonové kyseliny·283 239 in the vapor phase and the off-gases from sulfonation contain a significant proportion of indanesulfonic acid mist.

Sulfonači směsi indanu s alkylbenzenem lze vést v kontinuelnim nebo diskontinuelnim pochodu.V diskontinuelním pochodu a uspořádání se probublává předloženou směsí kapalných surovin sulfonační plyn a po zavedení 1,0 až 1,3 molů oxidu sírového na 1 mol suroviny je sulfonace ukončena.Při kontinuálním poohodu lze také pracovat v barbotážním systému a to bud*v jediném reaktoru, nebo v kaskádě reaktorů,kde do prvního reaktoru se přivádí veškeré množství kapalné směsi surovin a přívod sulfonačniho plynu je rozdělen do jednotlivých stupňů tak,aby celkový poměr uváděných surovin a kysličníku sírového odpovídal molárnímu poměru SO^ směs indan a alkylbenzen 1,0 až 1,3.Pro kontinuelní sulfonací jsou výhodné pochody využívající sulfonací kapalných surovin ve filmu se souproudně procházejícím plynem sulfonačním.Při tom je opět poměr uváděných surovin v uvedeném molárnim poměru.Po separaci kapalné fáze od plynné fáze může následovat další zpraoování kapalného produktu sulfonace.Kromě těchto systémů je k sulfonací možno použít zařízení s intenzivním mechanickým mícháním obou fází nebo různé hybridní postupy.Sulfonation of indane and alkylbenzene mixtures can be carried out in a continuous or discontinuous process. In a discontinuous process and arrangement, sulfonation gas is bubbled through the liquid raw material mixture and after introducing 1.0 to 1.3 moles of sulfur trioxide per 1 mole of raw material, the sulfonation is completed. In a continuous process, it is also possible to work in a bubbling system, either in a single reactor or in a cascade of reactors, where the entire amount of liquid raw material mixture is fed to the first reactor and the sulfonation gas supply is divided into individual stages so that the total ratio of the raw materials and sulfur trioxide corresponds to the molar ratio of SO^ to the indane and alkylbenzene mixture of 1.0 to 1.3. For continuous sulfonation, processes using sulfonation of liquid raw materials in a film with a sulfonation gas flowing in parallel are preferred. In this case, the ratio of the raw materials is again in the stated molar ratio. After separation of the liquid phase from The gas phase can be followed by further processing of the liquid sulfonation product. In addition to these systems, devices with intensive mechanical mixing of both phases or various hybrid processes can be used for sulfonation.

Molární poměr oxidu sírového k sulfonované směsi surovin mezi 1,0 až 1,3 je dán účinnosti sulfonačniho zařízení.Pří dobré účinnosti je výhodné udržovat molární poměr o málo vyšší než 1,0, obvyklé poměry v dobře praoujících zařízeních se pohybují mezi 1,02 až 1,05.Při vyšších poměrech může dooházet k oxidacím a zhoršení zbarvení produktů. Účelné je řídit nejvhodnější molární poměr podle stupně sulfonace surovin tak,aby nesulfatovaný podíl se pohybovaljmezi 0,5 až 3% hmot. na produkt sulf onace.The molar ratio of sulfur trioxide to the sulfonated mixture of raw materials between 1.0 and 1.3 is determined by the efficiency of the sulfonation equipment. With good efficiency, it is advantageous to maintain the molar ratio slightly higher than 1.0, the usual ratios in well-functioning equipment range between 1.02 and 1.05. At higher ratios, oxidation and deterioration of the color of the products may occur. It is expedient to control the most suitable molar ratio according to the degree of sulfonation of the raw materials so that the unsulfated portion ranges between 0.5 and 3% by weight per sulfonation product.

Koncentraoe oxidu sírového v sulfonačním plynu se má pohybovat mezi 2 až 20% mol. Přitom v barbotážních systémech se pracuje obvykle s koncentracemi od 8 do 20 % mol.,ve filmových reaktorech s konoentracemi mezi 2 až 5% mol.The concentration of sulfur trioxide in the sulfonation gas should range between 2 and 20 mol%. In bubble systems, concentrations of 8 to 20 mol% are usually used, and in film reactors, concentrations of 2 to 5 mol% are used.

Sulfonace je značně exotermní reakce a teplota reakční směsi v předep^jsanén rozmezí 20 až 80 *0 musí být udržována vhodným chlazením vodou. Spodní hranice rozmezí je dána dobrou účinností vodního chlazení a snižující se viskozitou produktu sulfonace s teplotou.Horní hranice je dána tím,že za vyšších teplot mohou snadněji probíhat nežádoucí oxidace,tmavnutí produktu a zvyšuje se únos mlhy obsahující zejména indansulfonovou kyselinu.Nejvhodnější teploty při sulfonaoi jsou mezi 30 až 50^eC.Sulfonation is a highly exothermic reaction and the temperature of the reaction mixture in the prescribed range of 20 to 80 °C must be maintained by suitable water cooling. The lower limit of the range is given by the good efficiency of water cooling and the decreasing viscosity of the sulfonation product with temperature. The upper limit is given by the fact that at higher temperatures undesirable oxidation, darkening of the product and the entrainment of mist containing in particular indanesulfonic acid can occur more easily. The most suitable temperatures for sulfonation are between 30 and 50 ^° C.

283 239283,239

Produkt sulfonaoe indanu a alkylbenzenera obsahuje převážné alkylbenzeneulfonovou kyselinu a 5-indansulfonovou kyselinu vedle menšího podílu 4-indaneulfonové kxseliny.Kromd toho je přítomno malé množství nesulfonovaného alkylbenzenu,obvykle do 3% hmot.,vedle příměsi kyseliny sírové do 3% hmot.Nesulfonováný indan nebyl při správné sulfonaoi v produkteoh nalezen a produkty jsou prosty zápaohu po indanu.Při postupu podle vynálezu vznikají také sulfony.Na rozdíl od eulfonace samotného alkylbenzenu nebyly při postupu podle vynálezu nalezeny v produkteoh sulfonaoe zjistitelná množství anhydridů sulfonovýoh kyselin.Proto není nutné aby produkt sufonace byl podroben hydrolýze jak to bývá obvykle' při výrobě alkyljbenzensulfonové kyseliny,nýbrž kapalný produkt sulfonaoe může být velmi výhodně bez hydřolýzy přímo expedován,skladován nebo neutralizován.The product of the sulfonation of indane and alkylbenzene contains predominantly alkylbenzenesulfonic acid and 5-indanesulfonic acid in addition to a smaller proportion of 4-indanesulfonic acid. In addition, a small amount of unsulfonated alkylbenzene is present, usually up to 3% by weight, in addition to an admixture of sulfuric acid up to 3% by weight. Unsulfonated indane was not found in the product during proper sulfonation and the products are free from the odor of indane. Sulfones are also formed in the process according to the invention. In contrast to the sulfonation of alkylbenzene alone, no detectable amounts of sulfonic acid anhydrides were found in the sulfonation product during the process according to the invention. Therefore, it is not necessary for the sulfonation product to be subjected to hydrolysis as is usually the case in the production of alkylbenzenesulfonic acid, but the liquid sulfonation product can very advantageously be shipped, stored or neutralized directly without hydrolysis.

Neutralizace' produktů sulfonaoe provádí se o sobě známými postupy, nej lépe ve vodném prostředí alkalickými hydroxidy·Výhodné Je uskutečnění neutralizaoe kontinuelně,bud*v kotli e míoháním a ohlazením,nebo v trubkovém reaktoru s mísícím a dopravním čerpadlem a výměníkem tepla. Nejvýhodnějěí je přivádět do beutralizaoe koncentrovaný roztok hydroxidu alkaliokého kovu a zvláštním proudem vodu na ředění.Tyto složky se mísí s produktem kosulfonaoe a množství hydroxidu ee řídí podle pH reakční směsi.Dqbtupně neutralizaoe je možné přivádět jeětě dalěí příměsi obvyklá v tenzideoh, jako jsou pufry,komplexotvorné složky a jiné.Také je možné provést míšení s jinými tenzidy,jako jsou např. anionioké alkyl.sulfáty nebo mýdla,případně neionogenní tenzidy,např.oxyethylenované vyšší mastné alkoholy.The neutralization of sulfonation products is carried out by known methods, preferably in an aqueous medium with alkaline hydroxides. It is advantageous to carry out the neutralization continuously, either in a boiler with stirring and cooling, or in a tubular reactor with a mixing and conveying pump and a heat exchanger. It is most advantageous to feed a concentrated solution of alkali metal hydroxide into the neutralization and water for dilution in a separate stream. These components are mixed with the sulfonation product and the amount of hydroxide is controlled according to the pH of the reaction mixture. During the neutralization, it is possible to feed further additives customary in surfactants, such as buffers, complexing components and others. It is also possible to mix with other surfactants, such as anionic alkyl sulfates or soaps, or nonionic surfactants, such as oxyethylenated higher fatty alcohols.

Po stadiu neutralizaoe mohou při výrobě podle vynálezu následovat ještě další pochody obvyklé při výrobě tenzidů jako jsou bělení,přimíeení dalšíoh složek,konečná úprava pH.Bělení lze také spojit se stadiem neutralizaoe.The neutralization stage can be followed in the production according to the invention by further processes customary in the production of surfactants, such as bleaching, addition of other components, and final pH adjustment. Bleaching can also be combined with the neutralization stage.

Způsob výroby indaneulfonové kyseliny podle vynálezu přináěi oprpti známým výrobním postupům řadu výhod.Při sulfonaoi se využívá nejlevnějšího sulfonačního činidla,oxidu sírového,vzniká produkt s nepatrným podílem anorganických síranů,sulfonace probíhá praktioky kvantitativně,nevznikájí vedlejší produkty, postup je jednoduchý, v jednom stupni vzniká indaneulfonová kyselina,kterou lze bez dalšího čištění okamžitě využít při výrobě tenzidů a detergentů.Výrobu lze snadno uskutečnit v konti-5263 239 nuelním pochodu při hromadné výrobě. Vzniklá směs indansulfonové kyseliny s alkylbenzensulfonovou kyselinou je kapalná ,neomezeně skladovatelná a snadno transportovatelná i dávkovatelná, Výroba hydrotropního činidla je spojená s výrobou základního tenzidu, alkylbenzensulfonové kyseliny,bez nároků na komplikovanější výrobu pokud jde o zařízení i obsluhu výroby,dokonce ani kapacita výroby tenzidu ee nesnižuje při současné výrobě hydrotxgm.To vede k naprostému odstranění investičních nákladů na výrobu indansulf onové kyseliny,Současná výroba indansulfonové kyseliny s alkylbenzensulfonovou kyselinou je výhodná i proto,že odstraňuje nutnost zvláštního dávkování hydrotropu-indansulfonové kyseliny nebo jejich solí při výrobě tenzidů a detergentů,protože bydrotrop je již obsažen v základním tenzidu tj, alkylbenzensulfonátu,který je zpravidla součástí všech detergentů.The method of producing indane sulfonic acid according to the invention brings a number of advantages over known production processes. During sulfonation, the cheapest sulfonating agent, sulfur trioxide, is used, a product with a small proportion of inorganic sulfates is formed, sulfonation is carried out practically quantitatively, no by-products are formed, the process is simple, in one step indane sulfonic acid is formed, which can be immediately used in the production of surfactants and detergents without further purification. The production can easily be carried out in a continuous process in mass production. The resulting mixture of indanesulfonic acid with alkylbenzenesulfonic acid is liquid, can be stored indefinitely and is easily transported and dosed. The production of the hydrotrope is associated with the production of the basic surfactant, alkylbenzenesulfonic acid, without the need for more complicated production in terms of equipment and production operations. Even the surfactant production capacity is not reduced by the simultaneous production of hydrotxgm. This leads to the complete elimination of investment costs for the production of indanesulfonic acid. The simultaneous production of indanesulfonic acid with alkylbenzenesulfonic acid is also advantageous because it eliminates the need for special dosing of the hydrotrope-indanesulfonic acid or their salts in the production of surfactants and detergents, because the hydrotrope is already contained in the basic surfactant, i.e., alkylbenzenesulfonate, which is usually a part of all detergents.

Způsob výroby podle vynálezu má však i výhody oproti výrobě samotné alkylbenzensulfonové kyseliny nebo jejich solí. Po sulfonaoi není nutná hydrolýza anhydridů sulfonových kyselin,tento stupeň je možné úplně vypustit,Dosažené stupně sulfonace alkylbenzenu jsou za přítomnosti indanu vyšší,obsah volné kyseliny sírové v produktech sulfonace se snižuje,dokonce i zbarvení produktů sulfonaoe je menší. Při výrobě směsi sodných solí indansulfonové s alkylbenzensulfonovou kyselinou dosahuje se lepší skladovatelnosti a transportovatelnosti výrobku oproti výrobě alkylbenzensulfonátu.However, the production method according to the invention also has advantages over the production of alkylbenzenesulfonic acid or its salts alone. After sulfonation, hydrolysis of sulfonic acid anhydrides is not necessary, this stage can be omitted completely. The achieved degrees of sulfonation of alkylbenzene are higher in the presence of indane, the content of free sulfuric acid in the sulfonation products is reduced, and even the color of the sulfonation products is less. When producing a mixture of sodium salts of indane sulfonic acid with alkylbenzenesulfonic acid, better storage and transportability of the product is achieved compared to the production of alkylbenzene sulfonate.

Příklad 1Example 1

Kosulfonaoe indanu s alkylbenzenem byla uskutečněna ve skleněném válcovitém reaktoru o průměru 25 mm,délky 38Ο mm.Reaktor byl opatřen míohadlem z ploohého skla svinutého do závitnioe a procházející oelou užitečnou délkou reaktoru,Pláštěm reaktoru protékala temperovaná voda, Z horní části reaktoru vycházela trubice pro výstup odplynů,Sulfonační plyn vstupoval do reaktoru tryskou ve dně o průměru 0,2 mm,Oxid sírový byl dávkován z injekční stříkačky upnuté do čelistí lineárního dávkovače. Jehla stříkačky byla zavedena gumovým uzávěrem do šikmo klesajíoí,elektricky vyhřívané trubky odpařovače do proudu suchého vzduchu,The cosulfonation of indane with alkylbenzene was carried out in a glass cylindrical reactor with a diameter of 25 mm and a length of 380 mm. The reactor was equipped with a stirrer made of flat glass rolled into a thread and passing through the entire useful length of the reactor. Temperated water flowed through the reactor jacket. A tube for the outlet of waste gases came out of the upper part of the reactor. The sulfonation gas entered the reactor through a nozzle in the bottom with a diameter of 0.2 mm. Sulfur trioxide was dosed from a syringe clamped in the jaws of a linear doser. The syringe needle was introduced through a rubber stopper into an obliquely descending, electrically heated evaporator tube into a stream of dry air.

Do reaktoru byl nejprve zaveden proud vzduchu rychlostí 2,5 dnP za minutu,Pode byla do reaktoru nalita směs 60,5 g(0,25 mol) lineárního alkylbenzenu o střední molární hmotnosti 242 g moi sFirst, an air stream was introduced into the reactor at a rate of 2.5 dnP per minute. Then, a mixture of 60.5 g (0.25 mol) of linear alkylbenzene with an average molar mass of 242 g mol was poured into the reactor.

3,6 e (θ,03 mol) teohnického indanu s obsahem 96,0% hmot, indanu.3.6 e (θ.03 mol) of teohnic indane with a content of 96.0% by mass, indane.

6283 2396283 239

Plášt*reaktoru byl temperován vodou na 3O*C.Z Injekční stříkačky bylo pak během 30 min, do odpařovače nastříknuto Zb_t6 gThe reactor jacket was tempered with water to 30°C. Zb _t 6 g was then injected into the evaporator with a syringe over a period of 30 min.

fonace byl produkt sulfonace z reaktoru vylit a analyzován,Bylo zíkáno 86,5 e produktu sulfonace obsahujícího 6,7 % hmot,indansulf onové kyseliny,tedy s výtěžkem asi 98%.Nesulfonovaný podíl obsahoval pouze alkylbenzen v množství 1,6 % hmot, z produktu sulfonace.Obsah kyseliny sírové byl 0,8 % hmot.V produktu nebyly nalezeny sulfony ani anhydridy kyselin.After the sulfonation, the sulfonation product was poured out of the reactor and analyzed. 86.5 e of the sulfonation product containing 6.7% by weight of indansulfonic acid were obtained, i.e. with a yield of about 98%. The unsulfonated portion contained only alkylbenzene in an amount of 1.6% by weight of the sulfonation product. The sulfuric acid content was 0.8% by weight. No sulfones or acid anhydrides were found in the product.

Při sulfonaci samotného alkylbenzenu provedené za stejných podmínek byl získán produkt obsahujíoí anhydridy sulfonových kyselin, 2,5 % nesulfonováného alkylbenzenu a 2,2% hmot.kyseliny sírové.Sulfonation of alkylbenzene alone under the same conditions yielded a product containing sulfonic acid anhydrides, 2.5% unsulfonated alkylbenzene and 2.2% by weight of sulfuric acid.

Produkt kosulfonace alkylbenzenu s indanem byl ve vodném prostředí zneutralizován roztokem hydroxidu sodného tak,aby vznikl produkt s obsahem 48% hmot, lineárního alkylbenzansulfonátu. Získaný tenzid byl při 20 *C čirý a tekutý.The product of the cosulfonation of alkylbenzene with indane was neutralized in an aqueous medium with sodium hydroxide solution to give a product containing 48% by weight of linear alkylbenzene sulfonate. The surfactant obtained was clear and liquid at 20 *C.

Naproti tomu při podobné neutralizaci produktu sulfonace samotného alkylbenzenu byla získána nehomogenní netekutá pasta.In contrast, a similar neutralization of the sulfonation product of alkylbenzene alone yielded an inhomogeneous, non-flowable paste.

Příklad 2Example 2

Ve stejné sulfonační aparatuře jako v př.l byl do reaktoru zaveden proud vzduchu rychlostí 2,5 dm^/ⁿⁱ^ⁿ , Pak byla do reaktoru nalita směs 56,0 g (0,23 mol) lineárního alkylbenzenu o střední molární hmotnosti 243 S mol^{1 se} 14,2 g ( 0,12 mol) teohnického indanu s obsahem 96% hmot, indanu.Pláčí reaktoru byl temperován vodou na 40*C.Z injekční stříkačky bylo pak do odpařovače během 30 mim. nastříknuto 33,6 g ( 0,42 mol) oxidu sírového,tj. 1,2 mol SO^ na 1 mol surovin,přitom sulfonační plyn obsahoval 11% mol oxidu sírového. Po ukončeném dávkování byl produkt kosulfonace z reaktoru vylit a analyzován.Bylo získáno 102 g produktu obsahujícího 22,7% hmot.indansulfonové kyseliny,její výtěžek tedy činil 97»5 % mol.Nssulfonovaný podíl alkylbenzenu v produktu byl 1,5 % hmot. a obsah kyseliny sírové 2,5 % hmot. Produkt kosulfonace byl neutralizován tak,že 85 g bylo během 10 min. přilito do roztoku 12,5 S hydroxidu sodného v 66,5 S vody při teplotě 30 až 70*C.Bylo získáno 164 g roztoku sodných solí alkylbenzen sulfonové a indansulfonové kyseliny s obsahem alkylbenzensulfonátu 40% hmot, a|s hmotnostním poměrem indansulf onátu k alky lbenzensulf onátu o, 30.In the same sulfonation apparatus as in Example 1, an air stream was introduced into the reactor at a rate of 2.5 dm^/ ⁿⁱ ^ ⁿ . Then, a mixture of 56.0 g (0.23 mol) of linear alkylbenzene with an average molar mass of 243 S mol ^{1 with} 14.2 g (0.12 mol) of technical indane containing 96% by weight of indane was poured into the reactor. The reactor was tempered with water to 40*CZ. Then, 33.6 g (0.42 mol) of sulfur trioxide, i.e. 1.2 mol of SO^ per 1 mol of raw materials, was injected into the evaporator over 30 min. with a syringe, while the sulfonation gas contained 11% mol of sulfur trioxide. After the dosing was completed, the cosulfonation product was poured out of the reactor and analyzed. 102 g of product containing 22.7% by weight of indanesulfonic acid was obtained, its yield was therefore 97.5% mol. The Nssulfonated portion of alkylbenzene in the product was 1.5% by weight and the sulfuric acid content was 2.5% by weight. The cosulfonation product was neutralized by pouring 85 g into a solution of 12.5% sodium hydroxide in 66.5% water at a temperature of 30 to 70°C over 10 min. 164 g of a solution of sodium salts of alkylbenzene sulfonic and indanesulfonic acids with an alkylbenzene sulfonate content of 40% by weight and a weight ratio of indanesulfonate to alkylbenzene sulfonate of 0.30 were obtained.

263 239263,239

Hydrotropní účinnost produktu kosulfonace byla dále vyzkoušena pro výrobu detergentu. Z produktu kosulf onace a v^porovnání s ním se samotné alkylbenzensulfonové kyseliny byla neutralizací hydroxidem sodným a smísením s ostatními složkami detergentu připravena násada na sušení o složení :5,5 dílů hmot· křemičitanů sodného,50,0 dílů hmot·pentanatriumtrifosfátu,13,4 dílů hmot.uhličitanu sodného,8 dílů hmot· alkylbenzensulfonátu sodného,2,7 dílů hmot· sodného mýdla o střední molární hmotnosti mastných kyselin 292 g αιοΐ“\82 dílů hnot· vody.Z měření reologických charakteristik viz tab· 1 vyplývá značná hydrořropní účinnost,která je totožná i při použití samotného čistého indansulfonátu sodného.The hydrotropic efficiency of the cosulfonation product was further tested for the production of detergent. From the cosulfonation product and in comparison with alkylbenzenesulfonic acid itself, a drying batch was prepared by neutralization with sodium hydroxide and mixing with other detergent components with the following composition: 5.5 parts by weight of sodium silicates, 50.0 parts by weight of pentasodium triphosphate, 13.4 parts by weight of sodium carbonate, 8 parts by weight of sodium alkylbenzenesulfonate, 2.7 parts by weight of sodium soap with an average molar mass of fatty acids of 292 g αιοΐ“\82 parts by weight of water. The measurement of rheological characteristics, see Table 1, shows a significant hydrotropic efficiency, which is identical even when pure sodium indanesulfonate itself is used.

Tabulka 1Table 1

Reologické charakteristiky násad na sušení detergentů připravených ze samotné alkylbenzensulfonové kyseliny a ze směsi alkylbenzensulf onové kyseliny s indansulfonovou.Rheological characteristics of detergent drying batches prepared from alkylbenzenesulfonic acid alone and from a mixture of alkylbenzenesulfonic acid with indanesulfonic acid.

Í Reologické charakteristiky ¹ Í Rheological characteristics ¹ • ' ' ...... Ί Obsah indansulfonátu v násadě v dílech hmot. • ' ' ...... Ί Content of indansulfonate in the batch in parts by mass. 0 0 3.6 3.6 Koef. konzistence g/cm s¹¹ ² Coefficient of consistency g/cm s ¹¹ ² 262 262 ^2,7 ^2.7 Index toku bezrozměrný Dimensional flow index 0,3^ 0.3^ 0,51 0.51 Počát.tečné napětí g/om s Initial tangential stress g/om s 15,0 15.0 5,0 5.0 —- τι» —- what»

Příklad 3Example 3

Do reaktoru pro kontinuelní sulfonací v sestupujícím kapalinovém filmu byla nastřikována na vnitřní stěnu skleněné trubky o vnitřním průměru 6 mm a délce 1200 mm směs indanu o čistotě 98,59» hmot. a lineárního alkylbenzenu s molární hmotností 2^3 g mol¹ryohlostí 600 g h“¹.Z toho indan rychlostí 72,0 g h“¹ (0,5lmol h*¹^ a alkylbenzen 528 g h”¹ (2,17 «ol h^J.V souproudu byl do reaktoru přiváděn plynný oxid sírový ryohlostí 233 g S0_ h¹ (2,92A mixture of indane with a purity of 98.59% by weight and linear alkylbenzene with a molar mass of 2^3 g mol ¹ and a density of 600 gh" ¹ was sprayed onto the inner wall of a glass tube with an inner diameter of 6 mm and a length of 1200 mm into a reactor for continuous sulfonation in a descending liquid film. Of this, indane at a rate of 72.0 gh" ¹ (0.51mol h* ¹ ^ and alkylbenzene 528 gh" ¹ (2.17 «ol h^J In cocurrent, gaseous sulfur trioxide was fed into the reactor with a density of 233 g S0_ h ¹ (2.92

-1¼ mol h ) tj.1,05 ^m°í ltnol směsi surovin,který byl zředěn vzduchem na koncentraci 5,0 # mol SO3.Reakční trubka byla udržována při teplotě 40°C oběhem temperované vody ve vnějším|plášti trubky.-1¼ mol h ) i.e. 1.05 ^m °í ltnol of the raw material mixture, which was diluted with air to a concentration of 5.0 # mol SO3. The reaction tube was maintained at a temperature of 40°C by circulating tempered water in the outer|shell of the tube.

- 8 283 239- 8,283,239

Po průchodu reaktorem byl v separátoru oddělen plyn od produktu koeulfonaoe.Ten obsahoval 1,2% hmot. nesulfonovaných podílů a 1.1% hmot. volné kyseliny sírové vedle 15»5% hmot.indansulfonové a 82,2% hmot. alkylbenzensulf únové kyseliny .Výtěžek indansulfonové kyseliny činil 97% mol.After passing through the reactor, the gas was separated from the cosulfonate product in a separator. This contained 1.2% by weight of unsulfonated components and 1.1% by weight of free sulfuric acid, in addition to 15.5% by weight of indanesulfonic acid and 82.2% by weight of alkylbenzenesulfonic acid. The yield of indanesulfonic acid was 97% mol.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A process for the preparation of indanesulfonic acid or alkali salts thereof, characterized in that the mixture of indane with alkylbenzene in a weight ratio of 0.01 to 0.35 is cosulfonated with gaseous sulfur dioxide diluted with inert gas to a concentration of 2 to 20% molar sulfur trioxide at molar sulfur trioxide ratio. to sulfonated raw materials of 1.0 to 1.3 and at a temperature of 20 to 80 ° C.