DE834245C

DE834245C - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Sulfonierung bzw. Veresterung organischer Verbindungen mittels Chlorsulfonsaeure

Info

Publication number: DE834245C
Application number: DES955A
Authority: DE
Inventors: Vsevolod Blinoff
Original assignee: INNOVATIONS CHIMIQUES SINNOVA
Current assignee: INNOVATIONS CHIMIQUES SINNOVA
Priority date: 1948-07-17
Filing date: 1949-12-07
Publication date: 1952-03-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Sulfonierung bzw. Veresterung organischer Verbindungen mittels Chlorsulfonsäure

Das kontinuierliche Sulfonieren bzw. `'erestern

von organischen Verbindungen mittels Chlor-

stilfonsäure, insbesondere von viskosen oder schäti-

menden Produkten. z. B. von Fettalkoholen, hat

mehrere Nachteile, welche die technische und

kontinuierliche -\usfülii-ting diese: Verfähretts er--

schwerei.

Voii dieselt Nachteilen ist der größte die reich-

liche fatt@vickluttg gasförmiger Salzsäure, die be-

1<anutlicli ein äußerst wirksames Korrosionsmittel

ist, besotdcrs :;il Degenwart von Suafonsäurever-

hindutigeli, die ebenfalls korrodierend wirket.

Fermi- ist d i-e i-eicliliche Fntwicl:ltirng voti Wärmc

zu 1>, achten, ilie zur Vermeidung der Zersetzung

der sulfonierten Produkte unbedingt abgeführt

«erden muß.. Dadurch ist man somit gezwungen,

eine Kühlvorrichtung anzuordnen, die in unver-

meidlicher Weise finit den korrodierenden Pro-

iitikten in Berührung steht. Ein weiterer Nachteil,

cler sich aus der Beschaffenheit der in Reaktion

tretenden Stoffe selbst ergibt, stellt sich dann ein.

%\etin die ?Masse sehr schnell stark schäumt, z. B.

l:ci Anwendung von Fettalkoholen. Der Schaum

stört iii großem Maße den Wä rineaustausch, der

für deti glatten Verlauf der, Reaktion erforderlich

ist. In einem solchen Fall kann auch der verhält-

iiisinäßig hohe Sclimelzptinkt gewisser Alkohole

ein,ei- äctiügeti@det "fenilieraturserileuiig der Mässe

entgegenwirken. woraus sich die Notwendigkeit großer Vorsichtsmaßnahmen ergibt.

Es ist somit ohne weiteres ersichtlich, daß Jedem \,-,erfahren zum kontinuierlichen Sulfonieren mittels Chlorsulfonsüure zahlreiche entgegetistehen. von denen die größte die Korrosi.oti ist. die durch die Gegenwart großer Mengen Salzsäure und Sulfonsäureverbindungen entsteht.
Es wurden bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen.
Es ist z. B. bekannt, die zu sulfonierende Verbindiung allein oder in einem neutralen Lösungsmittel gelöst, etwa in einem Fettalkohol, mit Chlorsttffonsäure zu mischen, uni zwar kurz vor dem Eintritt in einen Kühler. und die entwickelte Salzsäure an der Austrittsstelle des Kühlers abzuführen. Diese: Verfahren gestattet es nicht, die ,nannten Nachteile zu vermeiden. Auch der Schaum, der durch die Verteilung der feinen Salzsätirebläschen in der Masse entsteht. .hält nicht nur die gasförmige Salzsäure stark zurück, sondern stiirt auch den Wärmeaustausch.
Bei einem anderen Verfahren (französische Patentschrift 881 876) wurde versucht, das Sulfonierest in dünner Schicht zu bewirken, wodurch die Entstehung des schädlichen Schaumes verhindert t\ ird. Eher werden die in Reaktion gellenden Stoffe auf einer tniit großer Geschwindigkeit umlaufenden Scheibe innig gemischt und in dünner Schicht gegen die gekühlten Wände des Behälters geschlendert. Dadurch entsteht die schädlichste Stufe der Reaktion während des Lrberganges zwischen der umlaufenden Scheibe und, der gekühlten Wand sowie auf einem Teil dieser Wand.
Dieses Verfahren verhütet somit die Entstehung des Schaumes, und die entwickelte Salzsäure kann rasch errtweichen.
Die Erfindung betrifft nun ein abweichendes Verfahren. Ihr Zweck ist die Beseitigung der sich aus der Reaktion ergebenden Wärme und gleichzeitig die sofortige Beseitigung der Salzsäure durch möglichst vollständige Dispersion. der iu Reaktion gehenden Körper in einem neutralen -Mittel, das vorzugsweise gasförmig ist und in dem sich die Dispersion während der verhältnismäßig kurzen, für die Reaktion erforderlichen Zeitspanne aufrec.hterii-alten kann.
Für die -Ausführung des Verfahrens bedient man sich der Entspannung des als Dispersionsmittel dienenden Gases zur Erzeugung der Dispersion und zur Kühlung des Sulfonierungsproditiktes.
Es wurde bereits die Ani\=end,it@tig von Zerstäufiungsvorrichtungen zur Ausführung gewisser exothernter Reaktionen oder zum Trocknen organischer Stoffe vorgeschlagen. insbesondere für tvärmeemphndliche Stoffe. Da..; als I)ispersiottsmittel dienende Gas fuhrt in diesem Fall die \\'ärme, d-ie Feuchtigkeit oder (las Lösungsmittel ab.
Von jenen Verfahren unterscheidet sich nun das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, daß man gleichzeitig mit der -Abführung der Reaktions-\\ ärme bestrebt ist, die Reaktion dadurch reibungslos ablaufen zu lassen. daß nian augenblicklich, also im Maß der Entstehtipg, einen der IZeaktionsbestatidteile beseitigt.
Ferner verlegt das nette Verfahren die ganze Reaktion in die hlugl)aliii der Tröpfchen ohne Berührung von Metallftächett, \vo(l,tii-ch die Korrosion dieser Flächen infolge derTreiniung des Gemisches zweier äußerst korrodierender Körper. wie die Salzsäure und das saure Stilfornierungsprod@ukt, in zwei Phasen wesentlich vermindert Nvird, weil die Korrosionswirkung beider getrennter Phasen sehtvon derjenigen des Gemisches abweicht.
Es ergibt sich daraus Glas nette technische Nlerkmal, daß die in der weiter unten beschriebenen Weise bewirkte Zerstätil>ung gleichzeitig zur Beseitigung der Reaktionswärme und zur Trennung eines Gemisches sehr l;orrotlieren(ler Stoffe in ein Gemisch weniger korrodierender Stoffe durch au:genblickbiche Ausscheidung und Verdünnung eines der Bestandteile dienen kaiirr, iNobei diese Verdünnung ferner auch einen günstige» Reaktionsablauf im gewiiiischteti Siiiu Bewirkt.
Die .Ausführung c'.es ganzen \-erfahrens wird nachfolgend <in Hand dc r sc:iematischen Zeichnung beschrieben.
Der zu sulfotiiereiidt' Stoffft. etwa ein Fettalkohol, allein oder in einem neutralen I.(istiiigsinittel gelöst, z. B. in Chloroform, befindet sich im Vorratsbehälter 2. Die Chlorsulfotisäure befindet sich im Vorratsbehälter 5. Beide @x-erdeti zunächst durch Drosselventile 3 und (> jeweils iti nicht iii der Zeichnung dargestellte Meßgeräte und dann in die Zerstäubungsvorrichtung g geleitet. In diese wird gleichzeitig durch die Einstellhähne 7 arid 8 eim Strom eines neutralen, trockenen und genau abgemessenen Gases mit einem Druck von i bis so Attn. dem gewünschten Dispersionsgrad entsprechend eingepreßt. Durch eine solche Dispersion wird sel!hstverständlich _iede Schaumentstehung vormieden.
Im besonderen Fall voll zti sulfonierenden Fettalkoholen kann das neutrale Gas aus Luft, Kohlendioxvd, Stickstoff. Wasserstoff od. dgl. bestehen.
Das :Mischen der Flüssigkeiten geschieht durch die Entspannung des Gases ini Zerstäuber 9, und die Flugbahn der feinen Tröpfchen im Sulfonierungsgefäß io ist derart berechnet. daß diese Tröpfchen heim .Auftreffen auf den Boden des Ge- fäßes praktisch von Salzsäure frei sind. Die Entspannung de.,; auf diese Wise benutzten Gases und die Menge des eingesetzten Gases sind derart gewähtt, daß die Salzsäure ganz aligefü.hrt wird und daß die entwickelte Wärme sofort auf das die Tröpfchen unigeh;@ncie gasfnrmige 1'fittel ül>'ertragen wird.
Uni (fas austretende Gasgemisch von den gegelienrnfal'ls mit fortgerisst#nen bläschenartigen und feinenTeilcheu zti befreien, ist dieVorriehtung finit einem nicht in der Zeichnung dargestellten Schlangensammler versehen. Die mit Salzsäure durchsetztenCrase werden durch die Rohrleitung12 abgeführt, und das saure Stilfotiierungsprodukt geht durch die Leitung i i a1>. Als nicht beschränkendes Beispiel soll in der vorbeschriebenenWeise technischer 1-aurvlulkdhal behandelt werden, der in der Vorrichtung im \fengen von roo kg/Std. eingebracht wird. Dieser \l-kollol wird im Zerstäuber 9 mit 65 kg Chlor-und dispergiert, und zwar mit 0o m3/Std. Luft voll ; Atm. nach einer Abkühlung auf o°.
1lan gewinnt unter solchen Verhältnissen 140 bis r5okg eines viskosen, braunen, vollständig in Wasser löslichen. praktisch völlig veresterten Produktes. Nach <lern Neutralmachen unter den Üblichen Verhältnissen mit Ammoniak oder Natri@umcarlxrnat gewinnt man einen Stoff mit einem guten Schaure- und Netzvermögen. der in jeder Beziehung mit dein Produkt vergleichbar ist, das rnan im nicht kontinuierliellen Verfahren gew^i.nnen kann.
Die Vorrichtung ist sehr anqlassungsfäh@ig und bereitet keine Schwierigkeiten. Der verfolgte Zweck \\ ird restlos erreicht. d. h. es erfolgt die gewünschte keaktion, gleichzeitig die Beseitigung des einen bei iler Reaktion frei werdenden Bestandteiles, dtie Beendigung der Reaktion und das Abführen der eiltwickelten Wärme.
Ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, kann man selbstverständ,lieh Änderungen treffen. Man kann z. 13. von unten nach oben zerstäuben oder auch irr einer Vorrichtung mit einer beliebigen Schräglage. Ferner kann die Zerstäubum; i» einem neutralen Lösungsmittel geschehen, das orzugsweise die Salzsäure zurückhält und das Kaure Sulfonierungsprodukt absetzen lädt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: t. Verfahren zur kontinuierlichen Sul.fionierung bzw. Veresterung von. organischen Verbindungen, besonders voll Fettalkolmlerr mit 8 bis 3o Kohlenstoffatomen im Molekül, mittels Chlorsulfonsäure, dadurch gekenmzeichnet, daB man die zu sulfonierenden bzw. zu veresternden organischen Verbindungen zusammen mit der Chlorsulfonsäure mittels eines indifferenten Gases unter Druck in einer Mischdüse nebelförmig zerstäubt, das zerstäubte Reaktionsgemisch in eine Sulfoniierungskammer sprüht und hierbei die mengenmäüige Zuführung der Reaktionskomponenten und den Druck des indifferenten Gases sowie die Ausma.8e der Sul,fonierungskammer so bemi,Bt, da$ die Sulfonierumgs- bzw. Veresterungsre.aktion während der Schwebedauer der Tropfen des zerstäubten Reaktionsgemisches unter gleilchzeifiiger Abführung der Reaktionswärme vollständig abläuft und das auf den Boden der Sul'fonierungskammer auftreffende Sulfonierungs- bzw. Veresterungsprodukt praktisch frei von Sallzsäure ist. z. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeivhnet, dafl sie aus einer Mischdüse mit den angeschlossenen Leitungen für die Zuführung der Chlorsulfonsäure, der zu sulfonierenden bzw. veresternden organischen Verbindung und des Druckgases sowie einer länglichen Sulfonierungskammer besteht, an deren einem Ende die Mischdüse angeordnet i-st und an deren anderem Ende die Abführungsleitungen für die gasförmigen Reaktionsprodukte und das flüssige Sulfonierungs- bzw. Veresterungsprodukt angeordnet sind. .\ngnezogene Druckschriften: Etucken. »Der Chemie-Ingenieur«, 1y3.1, 13d. 1, .4. Teitl, S. 20o: französische Patentschrift \r.881 876.