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Verfahren zur kontinuierlichen Neutralisation von Sulfosäuren und
Schwefelsäureestern Zur Herstellung von Sulfonaten werden Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylsulfosäuren
oder aus Alkoholen bzw. Olefinen hergestellte Schwefelsäureester absatzweise oder
in fortlaufendem Arbeitsgang mit Alkalien neutralisiert. Hierbei arbeitete man bisher
derart, daß die Sulfosäuren bzw. Schwefelsäureester in Wasser gelöst und mit wäßrigen
Alkalilaugen neutralisiert werden. Nach der Neutralisation wird das zugesetzte und
während der Reaktion entstandene Wasser durch Eindampfung oder Zerstäubung in an
sich bekannter Weise entfernt. Derartige Neutralisationen wurden auch bereits auf
schnell rotierenden, mit Düsen versehenen Tellern durchgeführt, auf die man Sulfosäure
und wäßrige Alkalilösung aufgibt. Der rotierende Teller zerstäubt die Mischung der
Reaktionsteilnehmer in eine Reaktionskammer, in die gleichzeitig heiße Luft eingeblasen
wird. Als Endprodukt ergibt sich dann unmittelbar trockenes Sulfonatwaschmittel.
Diese bisher bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß man verhältnismäßig
große Wassermengen verdampfen muß. Diese Verdampfung wurde bisher für unbedingt
nötig gehalten, wenn eine gleichmäßige und vollständige Reaktion der Sulfosäure
mit den Alkalien erfolgen soll. Außerdem können bei der bisherigen Arbeitsweise
zur Neutralisation der Sulfosäure keine Alkalicarbonate verwendet werden, da sie
zu einer störenden Schaumbildung führen.
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Es wurde gefunden, daß man ohne überflüssige Wasserverdampfung unmittelbar
zu fertigen Sulfonatwaschmitteln gelangt, wenn in einen ausreicliend großen Reaktionsbehälter
gleichzeitig Sulfosäuren oder Schwefelsäureester in möglichst feiner
Verteilung
und feingemahlene, trockene Alkalicarbonate in mindestens äquivalenter Menge zerstäubt
werden. Bei ausreichend feiner Zerstäubung der Reaktionsteilnehmer ist die Umsetzung
in kurzer Zeit beendigt, während Sulfosäuren und saure Schwefelsäureester mit trockenen,
nicht zerstäubten Alkalicarbonaten sonst nur sehr langsam reagieren. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren können auch keine Störungen durch die entweichende Kohlensäure auftreten.
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Die Reaktion der Sulfosäuren bzw. sauren Schwefelsäureester mit trockenen
Alkalicarbonaten läßt sich durch Zugabe von geringen Wassermengen beschleunigen.
Diese Wassermengen brauchen jedoch höchstens io bis 15 0/s der zu neutralisierenden
Säure zu erreichen. Sie ist also erheblich geringer als die bei der bisherigen Arbeitsweise
mit Alkalihydroxydlösungen zu verdampfenden Wassermengen.
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Die Zerstäubung der flüssigen Sulfosäure bzw. Schwefelsäureester kann
in der üblichen Weise, z. B. durch Düsen oder schnell rotierende Scheiben erfolgen.
Die feine Zerteilung der trockenen Alkalicarbonate kann ebenfalls in einer Zerstäubungsdüse
erfolgen, wobei in den zerstäubenden Luft- oder Gasstrom die erforderliche Menge
des völlig trockenen und staubfein gemahlenen Alkalicarbonates eingebracht wird.
Die verdüste Sulfosäure und der Staubstrahl der Alkalicarbonate müssen so aufeinander
zugerichtet werden, daß eine innige Vermischung der beiden in feinster Verteilung
vorliegenden Reaktionsteilnehmer zustande kommt. Durch entsprechende Anordnung der
Zerstäubungsdüsen oder sonstigen Verteilungsvorrichtungen läßt sich eine derartige
Vermischung verhältnismäßig leicht erreichen. Man kann aber auch Sulfosäure und
Alkalicarbonate in einer gemeinsamen Düse zerstäuben.
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Durch die Menge der zur Verteilung der trockenen pulverförmigen Alkalicarbonate
verwendeten Luft kann die Abführung der entstehenden Reaktionswärme leicht derart
geregelt werden, daß die Reaktionstemperatur eine obere Grenze nicht überschreitet.
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Wenn zur Beschleunigung der Reaktion geringe Mengen von Wasser zugesetzt
werden, kann man dieses Wasser vorher in der Sulfosäure lösen. Man kann aber auch
das Wasser durch eine besondere Düse unmittelbar in den Reaktionsraum einblasen.
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Zur technischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können
verschiedenartige Apparate und Vorrichtungen benutzt werden, in denen für die gegenseitige
Vermischung der Reaktionsteilnehmer ein ausreichender Raum vorhanden ist, damit
das zerstäubte Material einen genügend langen Weg zur Verfügung hat, bevor es, beispielsweise
an den Wandungen des Reaktionsbehälters, an der weiteren Umsetzung gehindert wird.
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So kann man das erfindungsgemäße Verfahren in senkrechten Türmen durchführen,
in denen man die Reaktionsteilnehmer von oben nach unten zerstäubt. Im oberen Teil
dieses Turmes sind in geeigneter gegenseitiger Anordnung die Zerstäubungsvorrichtungen
für die Sulfosäuren oder Schwefelsäureester und für die pulverförmigen, trockenen
Alkalicarbonate anzuordnen. Im unteren Teil eines derartigen Reaktionsturmes können
an 'einer oder an mehreren Stellen Düsen für die tangentiale Einblasung von Luft
angebracht werden.
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Man kann das neutralisierte Material dem Reaktionsraum aber auch in
schwach feuchtem Zustand entnehmen und in bekannterweise durch nachgeschaltete Walzeneinrichtungen
trocknen und pilieren. Beispiel i In einem 4 m hohen Turm von 1,5 m Durchmesser
wurden durch eine Düse im Luftstrom stündlich 2,5 kg Sulfosäure zerstäubt, die durch
Sttlfonierung von Ciö Monoalkylbenzol hergestellt, mit 8% Wasser verdünnt war und
noch 0,23 kg Schwefelsäure enthielt. In einer zweiten, dicht daneben angebrachten
Zerstäubungsdüse wurden durch einen Luftstrom stündlich o,7 kg feinstgepulverte
und vorher gut getrocknete, wasserfreie Soda (96% Nag C 03) zerstäubt. Am Boden
des Turmes ergab sich eine fast trockene pulverförmige Masse, die nach dem Durchgang
durch eine Piliermaschine und nach vollständiger Trocknung von reinweißer Farbe
war und aus 850/0 Natriumsulfonat neben 15 % anorganischen Salzen bestand.
Freie Säure war nicht mehr vorhanden. Beispiel 2 Durch eine im unteren Teile eines
4 m hohen Turmes. von 1,5 m Durchmesser angebrachte Düse wunden stündlich 2o kg
Sulfosäure, die durch Sulfonierung von Monoalkylbenzol, das eine aliphatische Kette
von io C-Atomen besaß, hergestellt war, von unten nach oben zerstäubt. Diese Sulfosäuremenge
war vorher mit 8% Wasser verdünnt worden und enthielt noch 1,84 kg Schwefelsäure.
Die Zerstäubung erfolgte mit Hilfe eines Luftstromes, in den stündlich 5,6 kg feinstgepulverte
und vorher gut getrocknete, wasserfreie Soda (96% N a. C 0g) eingebracht worden
war. Das zerstäubte Material sammelte sich am Boden des Turmes und wurde fortlaufend
mit Hilfe eines Kratzers ausgetragen. Nach einer Lagerzeit von i Stunde wurde es
durch eine Walzeneinrichtung homogenisiert und anschließend durch Blasen mit heißer
Luft vollständig getrocknet. Das fertige Produkt hatte eine reinweilße Farbe, bestand
neben 15 % anorganischen Salzen aus 851)/o Natriumsulfonat und reagierte neutral.