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Verfahren zur Darstellung sulfoaromatischer Fettsäuren. Die Erfindung
betrifft die Herstellung von Substanzen, die durch die Sulfonierung eines Gemisches
von Fettsäuren, wie Ölsäure, und aromatischen Körpern, wie Naphthalin, erhalten
werden. Andere aromatische Körper, wie z. B. Anthracen, Phenanthren, Phenol, sind
für die Herstellung der als Fettspaltungsmittel benutzten Sulfurierungsprodukte
auch verwendet worden. An Stelle von Ölsäure hat man als Bestandteile des zu sulforierenden
Gemisches z. B. auch gehärtetes Ricinusöl in Vorschlag gebracht.
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Bei der Fettspaltung ist die Verfärbung des Produktes im wesentlichen
auf die Kontaktsubstanz ('Spaltsubstanz) zurückzuführen, die immer von intensiver
Färbung ist. Diese Substanz dringt während .der Spaltung fortschreitend in den Körper
der Fettsäure ein. Hierzu kommt, daß eine zweite Färbung dadurch erfolgt, daß die
Fettsäure, in welcher die Kontaktsubstanz gelöst ist, der oxydierenden Einwirkung
des atmosphärischen Sauerstoffes unterworfen ist.
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Die Erfindung :beruht auf der Erkenntnis, daß die Farbe des durch
den Sulfonierungsprozeß erhaltenen Produktes von der Temperatur abhängig ist, bei
der die Sulfonierung stattfindet, so daß, je niedriger die angewandten Temperaturen
sind, die Färbung des Produktes um so schwächer ist. In Übereinstimmung mit dieser
Erkenntnis besteht nun eine kennzeichnende Eigentümlichkeit der Erfindung .darin,
daß die Sulfonierung bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur ausgeführt wird,
d. h. bei einer Temperatur, die niedriger ist als der Schmelzpunkt des zu sulfonierenden
Gemisches von Substanzen. Um die Anwendung solch niedriger Temperaturen praktisch
möglich zu machen, wird die Substanz in einer Menge eines geeigneten Lösungsmittels
(beispiels-,veise Benzin, Benzol u. dgl.) gelöst, die genügt, um das Gemisch bei
der niedrigen Sulfonierungstemperatur, die Verwendung finden soll, flüssig zu machen.
Bei Lösung der Substanz in einer geeigneten Menge eines Lösungsmittels, auf welches
die verwendete Säure nicht einwirkt, gelingt es, die Sulfonierung, z. B. bei einer
Temperatur von + 8° C auszuführen, wenn die Erstarrungstemperatur ungefähr q.5°
C beträgt.
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Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird eine wirksame
Trennung der aktiven Kontaktsubstanz gleichfalls möglich gemacht.
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Dies wird aus folgendem klar: Das nach der Sulfonierung erhaltene
Produkt besteht aus einem Gemisch von aktiver Kontaktsubstanz, unveränderter Fettsäure,
aromatischer Substanzen, aromatischer Sulfonsäure sowie des venvendeten Lösungsmittels.
Beim Auswaschen des Gemisches mit verdünnter Schwefelsäure kann die aroinatische
Sulfonsäure
entfernt werden. Beim Waschen des erhaltenen Gemisches mit Wasser wird die aktive
Kontaktsubstanz gelöst, während das zurückbleibende Lösungsmittel unveränderte Fettsäure
und aromatische Substanz enthalten wird. Dieses Gemisch kann dann einer weiteren
@Sulfonierung unterworfen werden, wobei zusätzliche Mengen Kontaktsubstanz gebildet
werden. Diese Weiterbenutzung der verbleibenden Lösung kann dann in derselben Weise
fortgesetzt werden.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß es möglich ist, die Neigung der
Kontaktsubstanz, in die Fettsäure beim Spaltprozeß einzudringen, wesentlich zu verringern.
Die wäßrige Lösung muß als colloidale Lösung betrachtet «-erden. Der Gleichgewichtszustand
dieser Lösung kann aus diesem Grunde leicht gestört werden, wenn fremde Substanzer
hinzugefügt «-erden. Fremde Substanzen, die in der Lage sind, eine derartige Störung
hervorzurufen, bestehen in diesem Falle im wesentlichen in Schwefelsäure, aromatischer
Sulfonsäure (Elektrolyten) sowie in Gasen (Luft).
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Wenn diese Verunreinigungen entfernt «-erden, so können für gewöhnlich
nur 25 Prozent oder weniger, höchstens aber 5o Prozent der Kontaktsubstanz in die
:Fettsäure eindringen. :Mehr als 5o Prozent davon werden in dein sogenannten »zweiten
Wasser« enthalten sein. das hinzugefügt wird, wenn der Spaltungsgrad ungefähr 8o
Prozent freie Fettsäure nach Entfernung des »ersten Wassers« erreicht hat.
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Hierdurch ist es möglich, wenigstens 8o Prozent der Kontaktsubstanz
wieder zu erhalten. Sie wird dann in geeigneter Weise aus dein »ersten Wasser« durch
ein Metallsalz gefällt, z. B. mit Ba C 03, und wird hierauf in aktive Kontaktsubstanz
durch Behandlung mit Schwefelsäure verwandelt. Das »zweite Wasser« wird zweckmäßig
entfernt, bevor die Fettsäure durch Ba C O? neutralisiert wurde, und kann zur Einleitung
des nächsten :#',paltprozesses verwendet werden. Beispiel. Zti einer Mischung von
280 Gewichtsteilen t-)lsätire und 128 Gewichtsteilen Naphthalin wird ein
Lösungsmittel, z. B. Benzol, in solcher Menge hinzugefügt, daß eine klare Lösung
entsteht. Hierzu werden 5oo Ge-«-ichtsteile Benzol verwendet. Dieser Losung wird
nun Schwefelsäure hinzugefügt unter ständigem Kühlen und Ruhren und eine Temperatur
unter 5° aufrechterhalten. Wenn ,las Produkt nach Zusatz von 6oo Gewichtsteilen
konzentrierter Schwefelsäure (66° B8) mit Wasser eine klare Lösung bildet, wird
die Zufuhr von Sch%sefelsäure unterbrochen und die Reaktionsmasse wir3 für 12 bis
24 Stunden in Ruhe .gelassen. Die Reaktionsmasse winl dann als dünner Strahl in
iooo 1 Wasser a" gelassen unter ständigem Rühren und Kühlen, wobei eine Temperatur
von weniger als 5'= aufrechterhalten wird. Beim Stehenlassen sondert sich eine Schicht
etwa 3oprozentiger Säure am Boden ab, die abgelassen wird. Dann wird wenigstens
zweimal mit 25prozentiger Schwefelsäure gewaschen, jedesmal mit i5o kg. Hierbei
werden die vorhandenen Stilfonsäuren in Lösung gehalten. Nach dem letzten Waschen
mit verdünnter Schwefelsäure und nach 12- bis 24stündiger Ruhe wird die Säureschicht
vorsichtig abgelassen.
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Nun wird unter gleichzeitigem Rühren Wasser hinzugefügt. Es bilden
sich wieder zwei Schichten, wo'.:ei die untere aus aktivem Spaltmittel in reiner
Form besteht, während die obere Schicht aus unveränderter Ölsäure und Naphthalin
sowie aus dem lösenden Benzol besteht. Die Ausbeute an Spaltmittel beträgt 6o Prozent
der theoretischen (bei einmaliger Sulfonierung). Die übrigen 4o Prozent des Oleines
im Ausgangsmaterial werden bei der nächsten Beschickung verwendet, bei deren Sulfonierung
auch 6o Prozent Ausbeute erhalten wird.
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Aus der wäßrigen Lösung kann die Spaltsubstanz gewünschtenfalls in
konzentrierter (nicht wäßriger) Form erhalten werden durch Verdampfung unter verringertem
Druck ('Vakuum).