DE749554C - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Sulfonierung und bzw. oder Neutralisation - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Sulfonierung und bzw. oder Neutralisation Es ist bekannt, Sulfonierungen auf einer oder mehreren sich mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit drehenden Scheiben dur,ffizuführen. Für die Sulfonierung und Neutralisation von Fettstoffen, z. B. von Fett-,alkoholen mit Schwefelsäure, Olem oder Chlorsulfonsäure ist diese Vorrichtung aber infolge unzureichender Kühlmöglichkeit und der bei der Langsamkeit des Durchsatzes auftretenden schädlichen Nebenreaktionen wenig geeignet.
• Es wurde gefunden, daß sich diese Nachteile, des bekannten Verfahrens vermeiden lassen, wenn man zur kontinuierlichen Stilfonierung von Fettstoffen oder anderen sulfonierbaren organischen Verbindungen sowie zur Neutralisation von nach beliebigen Verel fahren erhältlichen Sulfonaten das folgende Verfahren benutzt.
• ,Danach setzt man abgemessene Mengen des Sulfonierungsmittels und des zu sulfonierenden Stoffes bzw. des Sulfonates und des Neutralisierungsmittels auf einem sich mit mindestens 500 'Umdrehungen je Minute drehenden Teller, der mindestens zwei senkrechte, oben nach innen umgebogene Begrenzungswände am äußeren Rand und in einigem Abstand davon trägt und der sich in einem kühlbaren Behälter befindet, unter ständigem Zu- und Ablauf, gegebenenfalls unter Hindurchleiten trockener Kühlungsluft, um. Die genannten Begrenzungswände sind mit Durchbahrungen, die sich nicht gegenüberstehen dürfen, versehen. In diesen sind au&-wechselbare Düsen angebracht.
• Die Umsetzungsdauer wird durch die Zuflußmenge und durch Regelung der Umlaufgeschwindigkeit des Tellers sowie durch Einstellung der Kühlung bedingt.
• In der Zeichnung ist eine zur Durchführung dieses Verfahrens zur kontinuierlichen Sulfonierung und Neutralisation geeignete Vorrichtung dargestellt. Es bedeutet a einen säurefesten Behälter, der von einem Kühlmantel g umgeben und mit je einer Zu- und Ableitung für Kühlungsluft f und fl versehen ist. In dem Behälter a ist der Teller b angeordnet, der am äußeren Rand und in einiger Entfernung davon zwei senkrechte, oben umgebogene Begrenzungswände c und c, besitzt. Die Wände sind mit Bohrungen versehen, in denen Düsen d angebracht sind, die sich nicht gegenüberstehen. über dem Teller b münden innerhalb der inneren Begrenzungswand c Zuleituncrsrohre c und cl, die in der Zeichnung ineinanderliegend dargestellt sind, die aber auch nebeneinander angeordnet sein können.
• Das Arbeiten mit dieser Vorrichtung geschiebt wie folgt: Aus zwei Behältern, die mit Sulfonierungsgut, z. B. einem Fettalkohol, und einem Sal- follierungsmittel, Z. B. Schwefelsäurenionohydrat, gefüllt sind, fließen die Umsetzungstähiehmer durch die beiden Zuleitungsrohre t? und e, über zwei Dosiergefäße (Rotastaten) auf den init mindestens 5oo Umdrehungen rotierenden Teller b, und zwar innerhalb der inneren Begrenzungswand c desselben. Schon an der Mündung der ZuleItungsrohre e und el findet die Umsetzung statt, die auf --fein Teller b zu Ende geführt wird. Das Sulfonierungsgemisch wird infolge der schnellen Drehung des Tellers b an die innere Degrenzungswand c geschleudert, aus der es durch die Düsen d zerstäubt austritt. Diese Flüssigkeitsnebel schlagen sich an der äußeren Begrenzungwand c, nieder, um dann schnellstens durch die Düsen d, die denen der inneren Begrenzungswand c nicht gegenüberstehen, abermals zerstäubt auszutreten. Das zerstäubte Sulfonat wird dann durch die Flichkraft an der durch den Kühlmantel -, zekühlten Wand des Behälters a niedergeschlagen und läuft an derselben ab. Um ein Obersteigen der Flüssigkeit zu vermeiden, S:nd die Begrenzungswände c und c, oben I b nach innen umgebogen. Durch die Anordnung wird erzielt, daß die Durchmischung der Umsetzungsteilnehmer in allerkürzester Zeit (in Bruchteilen einer Sekunde) stattfindet. Nötigenfalls wird mittels der durch f eintretenden und durch f, austretenden trockenen Luft gekühlt. Uni zu vermeiden, daß feinstzerstäubte Teilchen des Uinsetzungsgeinisches mit dein durch fl austretenden Luftstrom abgeführt werden, muß die Fliehkraft des aus den Düsen d der Begrenzungswände c und c, austretenden Sulfonates größer sein als die Geschwindigkeit' des Kühlungsluftstroms, was durch entsprechende Einstellung der Umdreliungsgeschwindigkeit des Tellers b erreicht wird.
• Die Neutralisierung mittels der beschriebenen Vorrichtun- vollzieht sich in der -lei-n Z, chen Weise, nur mit dem Unterschied, daß an Stelle des Sulfoiierungsgutes das Sulfonat z# c und an Stelle der Sulfonierungsriiittel das Noeutralisierungsmittel, d.h. basische Stoffe, wie Alkal.ihydroxyde oder kohlensaure Alkalien, organische Basen o. dgl., treten. Bei der Neutralisation werden u. U. besonders große Wärmemengen frei, die durch entsprechend .starke Zufuhr trockener Kühlluft abgeführt werden müssen. Danach richtet sich auch, wie oben angegeben, die erforderliche Umdreliungsgeschwindigkeit des Tellers b.
• .Nach dem beschriebenen Verfahren lassen -sich alle Fettstoffe kontinuierlich sulfonieren und ebenso ihre Sulfonate neutralisieren. Als Fettstofie kommen Fette und Wachse natürlicher oder sypthetischer Herkunft, z. B. Rizinusöl, Olivenöl u. dgl., ferner Spermöl und andere sulfonierbare Wachse in Betracht. Ebenso können die entsprechenden Fettsäuren, wie Ricinolsäure und Ülsäure und ihre Derivate, z. B. Ester, mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen und Amide vtrwen-Clet werden.
• Mit besonders gutem Erfolg läßt sich das Verfahren zur Sulfonierung höherinolekularer Alkohole und ihrer Derivate verwünden. Geeignet sind z. B. Fettalkohole, die durch Reduktion von ölen, Fetten oder Wachsen, z. B. von Kokosöl, Palmkernöl, Sperni51 u. dgl., oder von diesen zugrund2 liegenden Fettsäuren sowie Gemischen dieser Alkohole erhalten sind, ebenso auch die durch Oxydation von Paraffinen entweder dirv'.-t oder indirekt und durch Reduktion der dabei erhaltenen Carbonsäuren hergestellten höhermolekularen Alkohole. Als Derivate von Fettalkoliolen sind Äther und Ester, soweit sie sulfonierbare Gruppen, wie Hydroxylgruppen oder Doppelbindungeen aufweisen, verweiiibar. Als Äther sind die Äther mit mehrw,ertigen Alkoholen und deren Polymeren, wie Glykolen und Polyglykolen, Glycerin und Polyglycerinen, geeignet.
• '##Veiter geeignete sulfonierbare organische Z, ti Verbindungen sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe und alkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe. Bei den letzteren.kann die Alk-ylierung und Sulfonierung auch in el el einem Arbeitsgang mittels der beschriebenen Vorrichtung vorgenommen werden.
• Gegebenenfalls kann unter Zusatz von Lösungs- und Verdünliungsmitteln bekannter Art oder von Wasser entziehenden Mitteln gearbeitet -werden.
• Das erfindunigsgemäße Verfahren und die Vorrichtung arbeiten besonders einfach tind ergeben ein en hohen Sulfonierungsgrad. Ein besonderer Vorteil ist die Schnelligkeit des Durchsatzes. Dadurch, daß die Unisetzung, in denk-bar kürzester Zeit stattfindet und (las Sulfonat sofort aus dem Umsetzung'sgeinisch entfernt wird, lassen sich manche Sulfonierungen, die man bisher beispielsweise bei Temperaturen zwischen -5 und 4-45' durchführen mußte, ohne Gefahr der Bildung von Neben- und Zersetzungsprodukten bei Temperaturen zwischen 5o und 8o0 ausfüliren, was für die Farbe der Sulionate günstig ist. Dieselben Vorteile bietet auch das Verfahren bei der Neutralisation von beliebi" erlialtenen Sulfonierungsprodukten.
• Beispiele 1. 32o Gewichtsteile eines Fettalkoholgenlisches mit der Hydroxylzahl 247, dem F. 2o bis 21' und dem spezifischen Gewicht 0,835125' und 32o Teile Schwefelsäuremonohydrat laufen je Stunde durch zwei schräg angeordnete Zuleitungsrohre e und ei auf den ki sich mit 700 Umdrehungen je Minute drehenden Teller b innerhalb der inneren Begrenzungswand c, wobei durch f ein trockener Luftstrom eingeleitet wird. Das mit 7o bis 75' aus den Düsen d der äußeren Begrenzungswand ci austretende Gut wird an die durch den Kühlmantel g gekühlte Wand des Behälters a geschleudert und rieselt dort mit einer Temperatur von etwa 25' in ein Sammel,gefäß herab. Es entstehen je Stunde 640 Gewichtsteile des sauren Fettalkoholschwefelsätireesters. Diese laufen stündlich mit 887 Gewichtsteilen einer i8,501,igen Natronlauge in derselben Weise auf den Tellerb der Neutralisationsvorrichtung, welcher mit iSoo bis iSoo Umdrehungen je Minute rotiert. Durch einen entsprechend starken Luftstrom und die Wandkühlung des Behälters a wird das aus dem Teller b austretende neutralisierte Sulfat von einer Temperatur von 6o bis 70' auf 3o bis 4o' heruntergekühlt. Je Stunde werden 1487 Gewichtsteile des Natriumsalzes des Fettalkoholschwefelsäureesters erhalten.
• 2. 320 Gewichtsteile eines Fettalkoholgemisches mit der Hydroxylzahl 247, dein F. 7-o bis 21' und dem spezifischen Gewicht 0,8351:25' und 213 Gewichtstelle Oleum (:2o'/oi-,) werden je Stunde in der gleichen Vorrichtung bei 75 bis So' erhandelt und auf etwa 28' gekühlt. Man erhält je Stunde 533 Gewichtsteile des Fettalkoholschwefel säureesters. Bei der Neutralisation werden 456 Gewichtsteile mit einer i8,5"/oigen Natronlaugein,derselben Weise umgesetzt. Durch einen entsprechend starken,Luftstrorn und die Wandkühlung des Behälters a wird das aus dem Teller b austretende Neutralisationsprodukt von 5o bis 6o' auf etwa 4o" heruntergekühlt. je Stunde werden 98o Gewichtsteile des Natriumsalzes des Fettalkoholschwefelsäureesters erhalten.
• 3. 16o Gewichtsteile Naphthalin und 116 Gewichtsteile eines Gemisches sekundärer Alkohole, er-halten durch Ketonisierung von Fettsäuren aus der Paraffinoxydation mit 7 bis ii Kohlenstoffatomen und Hydrierung der entstandenen Ketone, werden gemischt und auf etwa go' erhitzt. Das flüssige Naphthalinalkoholgemisch läuftmitSchwefelsäuremonohydrat im Molverhältnis Naphthalin : Schwefelsäure 1 :2 auf den sich mit T-Imdrehungen/Minute drehenden Teller b innerhalb der inneren Begrenzungswand c unter Einleiten eines trockenen Luftstronies durch " f wobei die Temperatur bis auf 125' ansteigt. Das durch die Düsen d der äußeren Begrenzungswand austretende Umsetzungsgemisch wird nach dem Verlassen der Apparatur noch eine halbe Stunde bei 1251 nachgerührt. Nas Neutralisieren geschieht mit 24%iger Natronlauge in derselben Weise wie im Beispiel i.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur kontinuierlichen Sulfonierung von Fettstoffen und anderen sulfonierbaren organischen Verbindungen und bzw. oder Neutralisation von Sulfonaten derselben im abgemessenen Mengenverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß man das Stilfonierungsmittel und den züi sulfonierenden Stoff bzw. das Sulfonat und das Neutralisierungsmittel auf einem sich mit mindestens 5ooUmdr-ehungen je Minute drehenden Teller, der mindestens zwei senkrechte, oben nach innen umgebogene Begrenzungswände am äußeren Rande und in' einigem Abstand davon trägt, die mit Durchbohrungen und in denselben angebrachten auswechselbaren Düsen, die sich nicht gegenüberstehen, versehen sind, und der sich in einem kühl- baren Behälter befindet, unter ständigem Zu- und Ablauf, gegebenenfalls unter Hindurchleitung trockener Kühlungsluft, umsetzt. :2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, bestehend aus einem in einem säurefesten, mit einem Kühlmantel (g) und je einer Zu- und Ab- leitung für Kühlungsluft (f und fl) versehenen,Behälter (a) angebrachten Teller (b), der mindestens zwei senkrechte, oben umgebogene Begrenzungswände (c und cl) am äußeren Rande und in einigem Ab- stand davon, die mit Durchbohrungen und in denselben angebrachten auswechselba,ren Düsen (d), die sich nicht gegenüberstehen, versehen sind, trägt, t'SO'%Vie aus zwei über dem Teller (b) innerhalb der inneren Begrenzungswand mündenden Zuleitungsrohren (e und ei). Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand,der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.