DE859305C

DE859305C - Process for the neutralization of sulfonic acids and sulfuric acid esters

Info

Publication number: DE859305C
Application number: DER5831A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Kolling
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1951-04-26
Filing date: 1951-04-26
Publication date: 1952-12-11

Description

Verfahren zur Neutralisation von Sulfonsäuren und Sehwefelsäureestern In vielen Fällen genügt es, wenn man bei der Neutralisation von Alkylarylsulfonsäuren oder von aus aliphatischen Alkoholen hergestellten Schwefelsäureestern Sulfonatlösungen gewinnt, weil die Sulfonate vielfach nur als Rohstoffe zur Herstellung von Fein- oder Grobwaschmitteln dienen und hierbei in gelöster Form mit anderen Stoffen, z. B. mit Polyphosphaten, Natriumsulfat, Soda, Metasilikaten oder Carboxymethylcellulose heiß versprüht werden. Bisher führt man die Neutralisation von Sulfonsäuren und von Schwefelsäureestern im allgemeinen mit einer wässerigen Lösung von Alkalihydroxyden durch, in welche unter lebhafter Rührung die Sulfonsäuren oder Schwefelsäureester langsam einfließen. Bei diesem Verfahren, daß man im technischen Betriebe absatzweise oder kontinuierlich durchführen kann, ist man auf die Verwendung der verhältnismäßig teuren Alkalihydroxyde angewiesen, weil eine Neutralisation mit Alkalicarbonaten, z. B. mit Soda, infolge von starker Schaumbildung undurchführbar ist oder erhebliche technische Schwierigkeiten bereitet.Process for the neutralization of sulfonic acids and sulfuric acid esters In many cases it is sufficient if one in the neutralization of alkylarylsulfonic acids or sulfonate solutions of sulfuric acid esters prepared from aliphatic alcohols wins because the sulfonates are often only used as raw materials for the production of fine or rough detergents and here in dissolved form with other substances such. B. with polyphosphates, sodium sulfate, soda, metasilicates or carboxymethyl cellulose be sprayed hot. So far one leads the neutralization of sulfonic acids and of sulfuric acid esters in general with an aqueous solution of alkali hydroxides through, in which, with vigorous stirring, the sulfonic acids or sulfuric acid esters pour in slowly. In this process, that one in technical operations one step at a time or can perform continuously, one is proportionate to the use of the expensive alkali hydroxides, because neutralization with alkali carbonates, z. B. with soda, is impracticable or significant due to excessive foaming causes technical difficulties.

Es wurde gefunden, daß sich eine einwandfreie Neutralisation von Alkylarylsulfonsäuren- und Schwefelsäureestern mit Alkalicarbonaten mit technisch sehr einfachen Mitteln durchführen läßt, wenn man Sulfonsäuren oder Schwefelsäureester und wässerige Lösungen von Alkalicarbonaten in möglichst äquivalenter Menge am Kopf eines turmartigen Behälters aus getrennten, aber möglichst nahe heieinanderliegenden Austrittsöffnungen gegeneinander oder ineinander versprüht, die entstehende Neutralisationslösung am Boden des turmartigen Behälters abzieht und die nach der Zerstäubung der Lösungen verbleibenden Gasmengen einer Waschvorrichtung zuführt, aus deren Waschflüssigkeitskreislauf absatzweise oder fortlaufend kleine Flüssigkeitsmengen in die am Turmboden sich ansammelnde Neutralisationslösung übergeführt werden. Wegen der feinen Verteilung, mit der die beiden Reaktionsteilnehmer aufeinander einwirken, erfolgt die Reaktion in außerordentlich kurzer Zeit. Die frei werdende Kohlensäure bereitet keine Schwierigkeiten, da sie bereits bei der Entstehung ungehindert in die Turmatmosphäre entweichen kann.It has been found that perfect neutralization of alkylarylsulfonic acids and sulfuric acid esters with alkali carbonates with technically very simple means can be carried out when sulfonic acids or sulfuric acid esters and aqueous solutions of alkali carbonates in as much as possible equivalent amount at the head of one Tower-like container from separate, but as close together as possible outlet openings sprayed against each other or into each other, the resulting neutralization solution on Bottom of the tower-like container peeled off and after the atomization of the solutions supplies remaining amounts of gas to a scrubbing device from its scrubbing liquid circuit intermittent or continuous small amounts of liquid in the tower floor accumulating neutralization solution are transferred. Because of the fine distribution, with which the two reactants interact, the reaction takes place in an extremely short time. The released carbonic acid does not cause any problems, as it can escape unhindered into the tower atmosphere as it is being formed.

Die Zerstäubung der Reaktionsteilnehmer, d. h. der Sulfonsäuren bzw. Schwefelsäureester und der Alkalicarbonatlösungen, kann mit Hilfe von zwei nebeneinander am Kopf des Turmes angebrachten Zerstäubungsdüsen erfolgen, deren Austrittsöffnungen so gegeneinander gerichtet sind, daß eine innige Vermischung der zerstäubten Flüssigkeiten eintritt. Man kann aber auch konzentrisch angeordnete Düsen verwenden, derart, daß die saure oder alkalische Komponente innerhalb der anderen ringförmig austretenden Reaktionskomponente zerstäubt wird.The atomization of the reactants, d. H. of sulfonic acids or Sulfuric acid ester and the alkali carbonate solutions, can with the help of two side by side atomizing nozzles attached to the head of the tower, their outlet openings are directed against each other so that an intimate mixing of the atomized liquids entry. But you can also use concentrically arranged nozzles such that the acidic or alkaline component within the other ring-shaped exiting Reaction component is atomized.

Der turmartige Reaktionsbehälter, der beispielsweise rund ausgeführt sein kann, muß eine solche Höhe und Breite besitzen, daß das zerstäubte Material die Wandung oder den Boden des Turmes erst erreicht, wenn es praktisch völlig ausreagiert ist. Das neutralisierte Reaktionsprodukt sammelt sich in Form einer wässerigen Lösung am Boden des Reaktionsturmes und wird von dort kontinuierlich in einen zweiten Behälter geleitet. Die zur Verdüsung der Reaktionsteilnehmer benutzte Luft entweicht durch in den Turmwandungen oder am Turmkopf angebrachte Öffnungen. Sie wird mit den bei der Reaktion entstandenen gasförmigen Bestandteilen einem Absorptionsturm zugeführt.The tower-like reaction vessel, which is round, for example must be of such a height and width that the atomized material only reaches the wall or the bottom of the tower when it reacts practically completely is. The neutralized reaction product collects in the form of an aqueous solution at the bottom of the reaction tower and is from there continuously into a second container directed. The air used to atomize the reactants escapes through Openings made in the tower walls or at the tower head. She will be with the at the reaction resulting gaseous components fed to an absorption tower.

Dieser Absorptionsturm wird als Waschkolonne ausgeführt, die in Form von Füllkörpersäulen, Glockentürmen, Siebbodentürmen oder als einfache Sprühtürme ausgebildet sein können. Als Waschflüssigkeit dient Wasser, das im Kreislauf durch den Turm geführt wird. Kleine Mengen des Kreislaufwassers werden in den Sumpf des NTeutralisationsturmes übergeführt. An ihrer Stelle wird das Waschwasser des Absorptionsturmes durch entsprechende Mengen von Frischwasser ergänzt.This absorption tower is designed as a washing column in the form of packed columns, bell towers, sieve floor towers or as simple spray towers can be formed. The washing liquid used is water that circulates through the tower is guided. Small amounts of the circulating water are in the sump of the Neutralization tower transferred. In their place is the washing water of the absorption tower supplemented by appropriate amounts of fresh water.

Die am Boden des Reaktionsturmes anfallende Neutralisationslösung wird zweckmäßig zunächst in einen Rührwerksbehälter übergeführt. Soweit erforderlich, können hier durch Zugabe von kleinen Sulfonsäuremengen oder von Schwefelsäure, Alkalihydroxyd bzw. Alkalicarbonat etwa erforderliche Korrekturen des pH-Wertes der Neutralisationslösung vorgenommen werden. Danach steht die fertige wässerige Lösung der neutralisierten Alkylsulfonsäuren bzw. der neutralisierten Schwefelsäureester zur weiteren Verwendung als Rohstoff für die Herstellung von Waschmitteln zur Verfügung.The neutralization solution obtained at the bottom of the reaction tower is expediently first transferred to an agitator tank. As far as necessary, can here by adding small amounts of sulfonic acid or sulfuric acid, alkali hydroxide or alkali carbonate, any necessary corrections to the pH value of the neutralization solution be made. Then the finished aqueous solution of the neutralized Alkyl sulfonic acids or the neutralized sulfuric acid ester for further use available as a raw material for the manufacture of detergents.

Beispiel Von einer auf 4.o° vorgewärmten Sulfonsäure, die durch Sulfonierung eines Monoalkylbenzols mit einer aliphatischen Seitenkette von io C-Atomen hergestellt war, wurden am Kopf eines 2 m hohen Turmes von 1,5 m Durchmesser stündlich 2o kg zusammen mit 35 kg einer i5o/oigen Sodalösung zerstäubt. Die Zerstäubung erfolgte mit Hilfe von komprimierter Luft. Die Sulfonsäure war vorher mit 5 % Wasser verdünnt worden und enthielt 85 0/0 Monoalkylbenzolsulfonsäure und io o/o Schwefelsäure.Example of a sulfonic acid preheated to 4.o °, which by sulfonation of a monoalkylbenzene with an aliphatic side chain of 10 carbon atoms was, at the head of a 2 m high tower with a diameter of 1.5 m, an hour of 20 kg atomized together with 35 kg of a 15% sodium carbonate solution. The atomization took place with the help of compressed air. The sulfonic acid was previously diluted with 5% water and contained 85% monoalkylbenzenesulfonic acid and io o / o sulfuric acid.

Am Boden des Reaktionsturmes sammelte sich die neutralisierte wässerige Sulfonatlösung, während die zur Zerstäubung benutzte Luft am Kopfe des Turmes abgeführt wurde. Die entweichende Luft strömte durch einen 2 m hohen, mit Raschigringen angefüllten Waschturm, der einen Durchmesser von Zoo mm besaß. Dieser Waschturm wurde stündlich mit 301 Wasser im Kreislauf beaufschlagt. Nach Anreicherung mit Sulfonat wurde das Waschwasser absatzweise der im Reaktionsturm anfallenden Sulfonatlösung zugemischt.The neutralized aqueous collected at the bottom of the reaction tower Sulphonate solution, while the air used for atomization is discharged at the top of the tower became. The escaping air flowed through a 2 m high, filled with Raschig rings Washing tower, which had a diameter of zoo mm. This washing tower was hourly applied with 301 water in the circuit. After enrichment with sulfonate, the Wash water mixed in batches with the sulfonate solution obtained in the reaction tower.

Die am Boden des Reaktionsturmes abgeführte Sulfonatlösung durchlief einen Zoo 1 fassenden Rührwerksbehälter, wo sie hinsichtlich ihres pH-Wertes durch Zusatz von Säure oder Soda in der gewünschten Weise eingestellt wurde. Danach stand die fertige Sulfonatlösung für die Weiterverarbeitung zur Verfügung.The sulfonate solution discharged at the bottom of the reaction tower ran through it a zoo 1 holding agitator tank, where they pass through in terms of their pH value The addition of acid or soda was adjusted in the desired manner. Then stood the finished sulfonate solution is available for further processing.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the neutralization of sulfonic acids and sulfuric acid esters with alkali metal carbonates, characterized in that sulfonic acids or sulfuric acid esters and aqueous solutions of alkali carbonates in as much as possible equivalent amount at the head of a tower-like container from separate, but if possible closely spaced outlet openings against each other or sprayed into each other, the resulting neutralization solution is drawn off at the bottom of the tower-like container and the gas quantities of a washing device remaining after the solutions have been atomized supplies, from their washing liquid circuit intermittently or continuously small Quantities of liquid transferred into the neutralization solution that collects on the tower floor will. a. Process according to claim i, characterized in that the sulfonic acid or sulfuric acid ester is previously diluted with small amounts of water. 3. Procedure according to i and 2, characterized in that the at the bottom of the reaction tower accumulating sulfonate solution in a downstream agitator tank by adding by acids or alkalis is adjusted to a certain pH value.