DE2302869B2 - Verfahren zur herstellung von naphthalin-beta-sulfonsaeure - Google Patents

Description

Gegenstand der Hauptanmeldung P 22 57 676.7 ist ein Verfahren zur Herstellung von Naphthalin-jÜ-sulfonsäure durch kontinuierliche Umsetzung von Naphthalin und Schwefelsäure bei erhöhten Temperaturen, wobei man die Reaktionskomponenten bei Temperaturen zwischen 140 und 185°C so lange intensiv vermischt, bis eine homogene Phase entstanden ist, in der man die Umsetzung zu Ende führt.

Für die Ausbildung einer homogenen Phase bedarf es jedoch stets eines gewissen Mindestzeitraums, und es hat sich gezeigt, daß die Reaktion von Naphthalin und Schwefelsäure nicht optimal verläuft,, solange die homogene Phase noch nicht vollständig ausgebildet ist.

Gegenstand der Erfindung ist nun die im vorstehenden Anspruch aufgezeigte weitere Ausbildung des obengenannten Verfahrens. Dabei wird die homogene Phase während des kontinuierlichen Reaktionsablaufs aus den Reaktanten fortlaufend selbst erzeugt und solubilisiert die zulaufenden Reaktionskomponenten Naphthalin und Schwefelsäure unmittelbar. Unter homogener Phaseim Sinne der Erfindung versteht man eine Lösung oder auch eine Emulsion, die nach Verlassen der Mischzone unter den Reaktionsbedingungen bis zur Bildung einer Lösung keinerlei Entmischungen zeigt.

Die Verweilzeit der Reaktionskomponenten im Mischgefäß, die gemäß der Hauptantneldung P 22 57 676.7 zum Ausbilden einer homogenen Phase erforderlich ist, wird von dem Molverhältnis der Komponenten, von der Temperatur sowie von dem Wassergehalt des Reaktionsgemisches bestimmt und kann beispielsweise wenige Minuten bis zu einer halben Stunde betragen. So sind für die Mischung von Schwefelsäure und Naphthalin, bei einem Molverhältnis von beispielsweise 1,2 und einer Temperatur von 160°C etwa 9 Minuten intensiver Durchmischung bis zur Ausbildung der homogenen Phase erforderlich. In dieses homogene Sulfonierungsgemisch dosiert man nun voneinander getrennt die beiden Reaktionskomponenten gleichzeitig und kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit, die die erforderliche Mindestverweilzeit der Reaktanten im Mischgefäß, d.h. bis zur Bildung bzw. unter Erhaltung einer homogenen Phase, gewährleistet. Bei ausreichend intensivem Vermischen, beispielsweise Rühren, werden die Ausgangskomponenten sodann in dem vorgelegten Reaktionsgemisch augenblicklich und fortlaufend gelöst, woduich unter Aufrechterhaltung der Homogenität eine weitgehend optimale Verteilung erreicht wird. Lediglich an den Eintrittsstellen der Reaktanten in das homogene Sulfonierungsgemisch ist häufig eine geringfügige Trübung möglich. Das homogene Reaktionsgemisch kann nach der erforderlichen Verweilzeit die Mischzone verlassen, ohne sich bei

ίο nachlassender Mischungsintensität im Verlauf des weiteren Reaktionsgeschehens unter Phasentrennung zu entmischen, so daß die Reaktion in einer nachgeschalteten Verweilzone zu Ende geführt werden kann. Erfindungsgemäß können die Mischzone und die Verweilzone gleich oder verschiedenartig gestaltet sein, so daß beispielsweise bei hinreichend großem Mischgefäß auf eine nachgeschaltete Verweilzone auch verzichtet werden kann.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert:

Beispiel 1

Als kontinuierliche Sulfonierungsapparatur dienten ein mit Rührer versehenes Mischgefäß von 0,1 Liter Füllvolumen und eine angeschlossene vierstufige Rührkolbenkaskade mit insgesamt 2 Liter Füllvolumen.

Im Verlauf von 619 Minuten Betriebsdauer wurden 4691 g geschmolzenes ca. 100⁰C heißes Naphthalin und 4600 g raumtemperierte 96%ige Schwefelsäure (MoI-

JO verhältnis Schwefelsäure : Naphthalin = 1,22) in das Mischgefäß von 163°C gepumpt. Die mittlere Verweilzeit der beiden Reaktionskomponenten bzw. des homogenen Sulfonierungsgemisches in dem Mischgefäß betrug 9 Minuten. Das Reaktionsgemisch gelangte über

■J5 einen Überlauf in die Rührkolbenkaskade, die als Verweilzone zum Ausreagieren bei 163°C fungierte. Die mittlere Verweüzeit des Reaktionsgemisches in der Rührkolbenkaskade betrug 166 Minuten. 73% der Schwefelsäure wurden umgesetzt.

Die zum Abschluß dem letzten Reaktionskolben entnommene Probe zeigt einen Disulfonsäure-Gehalt von < 1 Gew.-%.

Beispiel 2

Als kontinuierliche Sulfonierungsapparatur dienten ein mit Rührer versehenes Mischgefäß von 0,1 Liter Füllvolumen und eine nachgeschaltete Reihe fünf hintereinandergeschalteter U-förmiger Reaktionsrohre von insgesamt 2 Liter Füllvolumen.

Im Verlauf von 611 Minuten Betriebsdauer wurden 4621 g geschmolzenes ca. l00°C heißes Naphthalin und 4530 g raumtemperierte 96%ige Schwefelsäure (Molverhältnis Schwefelsäure : Naphthalin = 1,23) in das Mischgefäß von 163°C gepumpt. Die mittlere Verweilzeit der beiden Reaktionskomponenten bzw. des homogenen Sulfonierungsgemisches in dem Mischgefäß betrug 9 Minuten. Das Reaktionsgemisch gelangte über einen Überlauf in den Röhrenreaktor, der als Verweilzone zum Ausreagieren bei 163°C fungierte. Die

w) mittlere Verweüzeit des Reaktionsgemisches in dem Röhrenreaktor betrug 173 Minuten. 76% der Schwefelsäure wurden umgesetzt.

Die dem Ausgang des Röhrenreaktors entnommene Probe zeigte einen Disulfonsäure-Gehalt

*■"> von < 1 Gew.-%.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patentanmeldung 22 57 676.7 zur Herstellung von Naphthalin-j3-sulfonsäure durch kontinuierliche Umsetzung von Naphthalin und Schwefelsäure bei erhöhten Temperaturen, wobei man die Reaktionskomponenten bei Temperaturen zwischen 140 und 185⁰C so lange intensiv vermischt, bis eine homogene Phase entstanden ist, in der man die Umsetzung zu Ende führt, dadurch gekennzeichnet, daß man die intensive Vermischung der Reaktionskomponenten in einer Zone durchführt, in der die aus den Reaktionskomponenten gebildete homogene Phase bereits vorliegt.