DE899801C - Process for the continuous sulfonation of alkyl aromatics - Google Patents

Process for the continuous sulfonation of alkyl aromatics

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DE899801C
DE899801C DER6291A DER0006291A DE899801C DE 899801 C DE899801 C DE 899801C DE R6291 A DER6291 A DE R6291A DE R0006291 A DER0006291 A DE R0006291A DE 899801 C DE899801 C DE 899801C
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DE
Germany
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sulfonation
sulfonated
tube
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sulfonating agent
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DER6291A
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German (de)
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Dr Helmut Kolling
Aloys Schmitz
Ewald Stiebling
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Ruhrchemie AG
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Ruhrchemie AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/02Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
    • C07C303/04Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups
    • C07C303/06Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups by reaction with sulfuric acid or sulfur trioxide

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Sulfonierung von Alkylaromaten Zur kontinuierlichen Sulfonierung von Alkoholen, Olefinen, Aromaten oder Alkylaromaten mit Schwefelsäure, rauchender Schwefelsäure oder anderen, an sich bekannten Sulfonierungsmitteln kann man Rührwerksbehälter benutzen, in welche die Reaktionsteilnehmer fortlaufend einfließen und aus denen fortlaufend ein entsprechender Anteil der Reaktionsmischung entnommen wird. Trotz langer Aufenthaltszeit derzusulfonierenden Ausgangsstoffe enthält das den Rührwerksbehälter verlassende Gemisch stets mehr oder weniger große Anteile an nicht sulfonierten Produkten. Dieser Umstand vermindert nicht nur die Ausbeute, sondern auch die Qualität des sulfonierten Materials. Durch Verwendung von mehreren Rührwerksbehältern, die von der Reaktionsmischung nacheinander durchflossen werden müssen, kann man. diese Nachteile weitgehend vermeiden. Hierzu ist aber eine umständliche Fabrikationseinrichtung erforderlich, die verhältnismäßig hohe Anlagekosten verursacht. Man kann kontinuierliche Sulfonierungsprozesse auch in einem senkrechten, mit Füllkörpern, z. B. mit Raschigringen, versehenen Reaktionsrohr durchführen, in :das von oben her fortlaufend ein geeignetes Sulfonierungsmittel und von unten her das zu sulfonierende Ausgangsmaterial eingeführt wird. Das Ausgangsmaterial steigt in diesem Reaktionsrohr mit den sich bildenden Su'lfonierungsprodukten kontinuierlich nach oben, wo es fortlaufend abgezogen werden (kann. Das Überschüssige Sulfonierüngsmittel sammelt .sich am unteren Ende des Rea#ktionsrdhres und wird von dort in geeigneter Weise entfernt.Process for the continuous sulfonation of alkyl aromatics Zur continuous sulfonation of alcohols, olefins, aromatics or alkyl aromatics with sulfuric acid, fuming sulfuric acid or other sulphonating agents known per se you can use agitator vessels, in which the reactants continuously flow in and from which continuously a corresponding proportion of the reaction mixture is removed. Despite the long residence time of the starting materials to be sulfonated contains the mixture leaving the agitator container always more or less large Fraction of non-sulfonated products. This fact not only diminishes that Yield, but also the quality of the sulfonated material. By using of several agitator vessels through which the reaction mixture flowed through one after the other have to be, you can. largely avoid these disadvantages. But there is one for this cumbersome manufacturing facility required, the relatively high investment costs caused. Continuous sulfonation processes can also be carried out in a vertical, with packing, e.g. B. carry out reaction tube provided with Raschig rings, in: that from above continuously a suitable sulfonating agent and from below the starting material to be sulfonated is introduced. The source material rises continuously in this reaction tube with the sulfonation products which are formed to the top, where it can be continuously withdrawn (. The excess sulfonating agent collects itself at the lower end of the reaction pipe and is from there in a more suitable way Way away.

Zur besseren Durchmischung der Reaktionsteilnehmer kann man in derartige Sulfonierungseinrichtungen von unten 'her zusätzlich in solcher Menge einen Gasstrom eiinblasen, daß die hydrostatischeStrömungsrichtung des Ausgangsmaterials und der gebildeten Sulfonierungsprodukte erhalten bleibt. Der Vorteil eines iderartigen hydrostatischen. Sulfonierungsprozes.ses besteht darin, daß eine außerordentlich einfache Apparatur verwendet werden kann. Außerdem werden die bei der .Sulfonierung gebilideten Nebenprodukte, d-ie das Sulfonierungsprodukt in unerwünschter Weise zu färben pflegen, von dem überschüssigen, im Gegenstrom geführten Su:lfonierungsmittel, beispielsweise von der verwendeten konzentrierten Schwefelsäure, ausgewaschen und am unteren Ende des Reaktionsrohres mit dem abfließenden Sulfonier.ungsmittel entfernt. Die Sulfonierungsprodukte besitzen infolgedessen eine hellere Farbe al,s bei der Sulfonierung in absatzweise oder kontinuierlich arbeitenden Rührwerksbehältern. Für die Herstellung von hochwertigen. Waschmitteln ist die erzielte Aufhellung der Farbe von besonderem Vorteil.For better mixing of the reactants one can in such Sulphonation devices from below, in addition, a gas stream in such an amount blow in that the hydrostatic flow direction of the starting material and the sulfonation products formed is retained. The advantage of one ider-like hydrostatic. Sulphonierungsprozes.ses consists in that an extraordinary simple apparatus can be used. In addition, the .Sulfonation formed by-products, ie the sulfonation product in an undesirable manner usually to dye, from the excess, in the countercurrent flowing su: lfonierungsmittel, for example from the concentrated sulfuric acid used, washed out and removed at the lower end of the reaction tube with the sulfonating agent flowing off. As a result, the sulfonation products have a lighter color than the Sulphonation in batch or continuous agitator vessels. For the production of high quality. Laundry detergents is the achieved lightening of the Color of particular advantage.

Senkrecht stehende, hydrostatisch vom Ausgangsmaterial zu durchfließende Reaktionsbehälter haben jedoch den Nachteil, daß bei dickflüssigen Produkten, wie sie durch S@ulfonierung von Ausgangsproidukten mit höherer C-Zahl entstehen, nur schwierig eine quantitative Umsetzung erreicht wenden (kann. Eine ausreichend vollständige Sulfonierung .des Ausgangsmaterials kann unter diesen Umständen meist nur mit einem sehr hohen Ü.berschuß an Sulfonierungsmitteln erreicht werden, was zusätzliche Kosten verursacht.Vertical, through which the starting material flows hydrostatically However, reaction containers have the disadvantage that when viscous products such as they are only formed by sulfonation of starting compounds with a higher carbon number difficult to achieve a quantitative implementation (can. A sufficiently complete Under these circumstances, sulfonation of the starting material can usually only be done with a very high excess of sulfonating agents can be achieved, which means additional costs caused.

Es wurde gefunden, -daß sieh diese Nachteile bei der kontinuierlichen Sul.fonierung von Alkylaromaten vermeiden .lassen, -wenn man die Sulfonierung zunächst möglichst weitgehend ohne Gegenstrom ausführt und anschließend, idaran in einem nachgeschalteten, senkrecht stehenden Reaktionsgefäß, :dem unten das bereits weitgehend sulfonierte Ausgangsmaterial und oben das Sulfonierungsmittel zufließen, im Gegenstrom beendet. Der ohne Gegenstrom auszuführende Abschnitt der kontinuierlichen Sulfonierung kann in einem Rührwerksbe'hälter oder in Reaktionsgefäßen, z. B. in zwei senkrecht stehenden zylindrischen Gefäßen, durchgeführt werden, durch die das Reaktionsgemisch fortlaufend zweckmäßig mit Hilfe einer Zentrifugalp.umpe umgewälzt wird. Das Reaktionsgefäß, in dem der Endabschnitt der kontinuierlichen Sulfonierung durchgeführt wird, wird zweckmäßig mit geeigneten Füllkörpern und an seinem unteren Ende mit einer Vorrichtung zum Einblasen von Gasen versehen.It has been found that there are these disadvantages with the continuous Avoid sulphonation of alkylaromatics if you first carry out the sulphonation as far as possible without countercurrent and then, idaran in one downstream, vertical reaction vessel: the one below that is already largely sulfonated starting material and above the sulfonating agent flow in countercurrent completed. The section of the continuous sulfonation to be carried out without countercurrent can be stored in an agitator vessel or in reaction vessels, e.g. B. in two perpendicular standing cylindrical vessels, through which the reaction mixture is circulated continuously with the help of a centrifugal pump. The reaction vessel, in which the final section of the continuous sulfonation is carried out expediently with suitable packing and at its lower end with a device for blowing in gases.

In der Zeichnung sind zwei zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtungen beispielsweise dargestellt.In the drawing are two for carrying out the invention Process suitable devices shown for example.

Es ist i ein mit Heiz- bzw. Kühlmantel versehener Rührwerksbehälter (Fig. i), in den durch Leitung 2 das zu sulfonierende Ausgangsmaterial und durch Leitung 3; das Sulfonierungsmittel zuläuft. Beide Reaktionsteilnehmer werden durch .das Rührwerk intensiv miteinander vermischt.It is an agitator tank provided with a heating or cooling jacket (Fig. I), in which through line 2 the starting material to be sulfonated and through Line 3; the sulfonating agent runs in. Both respondents are through .the agitator is intensively mixed with one another.

Die Menge des pro Zeiteinheit zulaufenden Ausgangsmaterials richtet sich nach der erforderlichen Aufenthaltszeit im Behälter i. Diese beträgt im allgemeinen i bis 3 Stunden, kann aber gegebenenfalls auch beliebig verlängert oder verkürzt werden.The amount of starting material flowing in per unit of time is directed after the required time in the container i. This is generally i up to 3 hours, but can optionally be extended or shortened as required will.

Durch' eine überLaufleitung 4 wird fortlaufend ein Gemisch von sulfonierten Produkten, nicht umgesetztem Ausgangsmaterial und überschüssigem Sulfonierungsmittel in ein Absetzronr 5 geleitet. Der Gehalt an nicht sulfonierten Bestandteilen des Ausgangsmaterials -beläuft sich hierbei im allgemeinen auf io bis 300/a.Through an overflow line 4 a mixture of sulfonated Products, unreacted starting material and excess sulfonating agent passed into a Absetzronr 5. The content of non-sulfonated components of the The starting material generally amounts to 10 to 300 / a.

In dem Absetzronr 5 trennt sich das überschüssige Sulfonierungsmittel, das in den meisten Fällen das bei der Sulfonierung entstehende Wasser enthält, von Iden weitgehend sulfonierten Produkten. Das Sulfonierungsmittel wird am Boden des Absetzronres 5 durch eine Leitung 6 abgezogen, während die obere Schicht durch Leitung 7 zum unteren Ende des mit Füllkörpern versehenen senkrechten Rohres 8 geleitet wird. Auch das Füllkörperrohr 8 ist mit -einem Mantel versehen, durch den Heiz- oder Kühlmedien geleitet werden können. Am oberen Ende der Füllkörpersäule 8 wird durch eine Leitung 9 das Sulfonierungsmittel aufgegeben. Durch Leitung io -wird vom unteren Ende her gleichzeitig eine ausreichende Menge von Luft oder anderen Gasen eingeblasen.The excess sulfonating agent separates in the settling zone 5, which in most cases contains the water formed during the sulfonation, of Iden largely sulfonated products. The sulfonating agent is at the bottom of the Absetzronres 5 withdrawn through a line 6, while the upper layer through line 7 passed to the lower end of the vertical tube 8 provided with packing elements will. The packing tube 8 is also provided with a jacket through which the heater or cooling media can be conducted. At the top of the packed column 8 is abandoned the sulfonating agent through a line 9. By line io -will from the lower end at the same time a sufficient amount of air or other Gases blown in.

Das durch Leitung 7 zugeführte S.ulfonierungsgemisch steigt innerhalb ider mit Sulfonierungsmittel angefüllten Füllkörpersäule nach oben und verläßt nach etwa 3o bis i20 Minuten das Rohr 8 durch eine Leitung ia:. Das Rohr i i ist oberhalb der Füllkörperoberfläche an einem füllkörperfreien Beruhigungsraum angesetzt.The sulfonation mixture fed in through line 7 rises within The packed column filled with sulphonating agent goes up and leaves after about 3o to i20 minutes the pipe 8 through a line ia :. The pipe i i is above the filling body surface is attached to a filling body-free calming area.

Das aus dem Rohr i i abfließende Sulfonierungsprodukt ist praktisch quantitativ sulfoniert, d. h. es enthält praktisch keine nicht sulfonierten Anteile mehr.The sulfonation product flowing out of tube i i is practical quantitatively sulfonated, d. H. it contains practically no non-sulfonated components more.

Auch am unteren Ende des Reaktionsrohres 8 ist ein füllkörperfreier Beruhigungsraum 12 vorhanden. Hier sammelt sich das überschüssige, durch Leitung g aufgegebene Sulfonierungsmittel. Da es nur die verhältnismäßig geringen Anteile an nicht sulfonierten Produkten des idurch Leitung 7 zugeführten Gemisches sulfoniert hat, ist es nur wenig verbraucht. Durch eine Pumpe 13 wird es deshalb mit Hilfe der Leitung 3 in den Rünrwerksbehälter i übergeführt, um zur Durchführung des Hauptanteiles der Sulfonierung verwendet zu werden.Also at the lower end of the reaction tube 8 is a packing-free one Calming room 12 available. This is where the excess collects, through conduction g of abandoned sulfonating agents. Since there are only the relatively small proportions sulfonated on non-sulfonated products of the mixture fed in through line 7 it is only used a little. By a pump 13 it is therefore with the help the line 3 in the Rünrwerk container i transferred to carry out the main part of sulfonation to be used.

Manchmal läßt sich am Boden des Reaktionsrohres 8 eine exakte Trennung zwischen überschüssigem Sulfonderungsmittel unid Su'lfonierungsgemischen nur schwer 'durchführen. Eine Rückführung von S.ulfonierungsgemischen in den Rührwerksbehälter i ist zuweilenvorteilhaft. Wenn man eine gleiche oder etwas größere Volumenmenge, wie sie als Sulfonierungsmittel durch Leitung 9 eintritt, am Boden des Rohres 8 abführt, dann führt .man damit eine genügend große Menge von überschüssigem Sulfonierungsmittel zum Rünrwerksbehälter i zurück.Sometimes an exact separation can be made at the bottom of the reaction tube 8 between excess sulfonation agent and sulfonation mixtures only with difficulty 'carry out. A return of sulfonation mixtures to the agitator tank i is beneficial at times. If you have the same or a slightly larger volume, as it enters as a sulfonating agent through line 9, at the bottom of tube 8 discharges, then leads .man thus a sufficiently large amount of excess sulfonating agent back to the plant container i.

Wesentlich für einen guten Umsatz und eine gute Ausnutzung des Sulfonierungsmittels ist die Verwendung eines schnell- umlaufenden Rührers, damit innerhalb des Behälters i eine gute Durchmischung der Reaktionsteilnehmer erreicht wird.Essential for good conversion and good utilization of the sulfonating agent is the use of a fast rotating stirrer, so within of the container i good mixing of the reactants is achieved.

Statt mit Hilfe einer Rührwerksvorrichtung kann die Durchmischung der Reaktionsteilnehmer auch mit Hilfe einer Pumpvorrichtung erfolgen. Eine hierfür -geeignete Vorrichtung ist ,in schematischer Weise in Fig. 2 dargestellt.Instead of using an agitator device, the mixing can be carried out the reactants can also be carried out with the aid of a pumping device. One for this -suitable device is shown schematically in FIG.

Durch eine Leitung 14 saugt die Kreiselpumpe 15 das zu sulfonierende Ausgangsmaterial und gleichzeitig durch Leitung 16 das Sulfonierungsmittel an, wobei innerhalb der Pumpe bereits eine innige, weitgehend zur Emulsionsbildung führende Vermischung der Reaktionsteilnehmer eintritt. Innerhalb von zwei Reaktionsbehältern ig, die mit Hilfe von Rohrleitungen zu einem geschlossenen System verbunden sind, wird :die Reaktionsmischung mit Hilfe der Pumpe 15 fortlaufend umgewälzt. Die Reaktionsbehälter ig sind mit einem Mantelraum versehen, durch den Heiz- oder Kühlmedien geleitet werden, um eine konstante Reaktionstemperatur aufrechtzuerhalten. An Stelle der Reaktionsbehälter 1g können auch Rohrschlangen oder Rohrbündel beliebiger Bauart verwendet werden. In jedem Falle aber muß die Umlaufgeschwindigkeit der Reaktionsmischung so groß sein. daß eine turbulente Strömung auftritt und eine Trennung der Reaktionsmischung nicht eintreten kann. Im allgemeinen genügen hierfür Geschwindigkeiten, die etwas oberhalb von 4.o cm/sec liegen, jedoch wird man :die erforderliche Umlaufgeschwind@igikeit vorher für jeden Fall durch entsprechende Versuche ermitteln. Die Aufenthaltszeit des durch Leitung 14 in .das Umlaufsystem eintretenden Ausgangsmaterials liegt im allgemeinen zwischen i und 3 Stunden, sie kann jedoch nach Bedarf auch verlängert oder verkürzt werden.The centrifugal pump 15 sucks in the sulphonated material through a line 14 Starting material and at the same time through line 16 the sulfonating agent, wherein within the pump already an intimate, largely leading to emulsion formation Mixing of the reactants occurs. Within two reaction vessels ig, which are connected to a closed system with the help of pipelines, is: the reaction mixture is continuously circulated with the aid of the pump 15. The reaction vessels ig are provided with a jacket space through which heating or cooling media are passed to maintain a constant reaction temperature. Instead of Reaction vessels 1g can also contain pipe coils or pipe bundles of any type be used. In any case, however, the rate of circulation of the reaction mixture must be so big. that a turbulent flow occurs and a separation of the reaction mixture cannot occur. In general, speeds that are somewhat sufficient for this are above 4.o cm / sec, but you will: the required speed of rotation determine beforehand for each case by means of appropriate tests. The residence time of the starting material entering through line 14 in .das circulation system is in generally between 1 and 3 hours, but it can be extended as required or shortened.

Durch Leitung 17 wird aus dem Umlaufsystem fortlaufend ein ,dem durch Leitung 14 eingeführten Ausgangsmaterial und der durch Leitung 16 eingeführten Menge an Sulfonierungsmit'teln entsprechendes Volumen an Sulfoaierungsgemisch durch Überlauf abgezogen. Bei dieser Entnahme darf noch keine Entmischung der keaktionsteilnehmer eintreten, damit das entnommene Volumen in seiner Zusammensetzung genau dem fortlaufend umgepumpten Reaktionsgemisch entspricht.Through line 17, the circulation system is continuously a, the through Line 14 introduced feedstock and the amount introduced through line 16 volume of sulfonation mixture corresponding to sulfonation agents through overflow deducted. During this withdrawal, the participants in the transaction must not yet segregate occur so that the withdrawn volume in its composition exactly the continuous corresponds to the pumped reaction mixture.

Das durch Leitung 17 abgezogene Reaktionsgemisch wirdiin ein Absetzrdhr 18 übergeführt. Das überschüssige Sulfonierungsmittel scheidet sich am Boden dieses Gefäßes aab und wird durch Leitung 2o entfernt. Als obere Schicht scheiden sich die Sulfonierungsprodukte und die noch nicht sulfonierten Anteile des Ausgangsmaterials ab. Durch Leitung 21 wird diese obere Schicht dem unteren Ende eines senkrechten mit Füllkörpern versehenen Rohres, 22 .zugeführt, in das von oben her durch Leitung 23 das frische Sulfonierungsmittel eintritt, wobei am unteren Ende des Rohres 22 durch eine Leitung :24 Luft oder .andere Gase eingeblasen werden können.The reaction mixture withdrawn through line 17 is poured into a settling tube 18 transferred. The excess sulfonating agent separates at the bottom of this Vessel aab and is removed through line 2o. As the upper layer divide the sulfonation products and the not yet sulfonated fractions of the starting material away. By line 21 this upper layer is the lower end of a vertical tube provided with fillers, 22 .zuführ, into the from above through a line 23 the fresh sulfonating agent enters, wherein at the lower end of the tube 22 through a pipe: 24 air or other gases can be blown in.

Innerhalb des Rohres 22 steigen die noch zu sulfonierenden Anteile und die bereits sulfonierten Anteile des Ausgangsmaterials nach oben. Aus dem oberen füllkörperfreien Beruhigungsraum des Reaktionsrohres werden sie als Endprodukt aus Leitung 25 abgezogen. Das durch Leitung 23 zugeführte überschüssige Sulfonierungsmittel sammelt sich iim unteren Beruhigungsraum 26 und wird von dort gegebenenfalls gemeinsam mit Sulfonierungsgemisch durch die bereits erwähnte Leitung 16 von der Kreiselpumpe 15 in den durch die Gefäße ig umlaufenden Sulfonierungskreislauf zurückgeführt.The proportions still to be sulfonated increase within the tube 22 and the already sulfonated fractions of the starting material upwards. From the top They are made up as the end product Line 25 withdrawn. The excess sulfonating agent fed in through line 23 collects in the lower calming space 26 and from there becomes common if necessary with sulfonation mixture through the already mentioned line 16 from the centrifugal pump 15 returned to the sulfonation cycle circulating through the vessels.

Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise wird das eingesetzte Sulfonierungsmittel, d. h. beispielsweise eine g8o/oige Schwefelsäure. in außerordentlich guter Weise ausgenutzt. Die frisch zulaufende Säure dient in den Füllkörperrohren 8 oder 22 zunächst zur Aufarbeitung der letzten noch nicht umgesetzten Anteile des Ausgangsmaterials. Infolge des verwendeten Gegenstromprinzipes kommen idie ablaufenden .Sulfonierungsprodukte abschließend mit der :ganz frischen, noch nicht verdünnten Säure in Berührung. Erst danach wird die Säure im Rührwerksbehälter i oder im Umlaufssystem ig zur Umsetzung der Hauptanteile des Ausgangsmaterials verwendet, um erst dann am unteren Ende der A.bsetzrohre 5 oder 18 als verbrauchte und meist mit Wasser verdünnte Säure abgestoßen zu werden. Auf diese Weise kann man die Sulfonierung mit einem verhältnismäßig nur geringen Überschuß an Sulfonierungsmittel, beispielsweise an Schwefelsäure, durchführen, was bei alleiniger Verwendung von Fü llkörpergefäßen 8 oder 22 nicht möglich ist. Ein besonderer Vorteil besteht hierbei darin, daß die, frische Säure aus dem kontinuierlich abfließenden Sulfonierungsprodukt die färbenden Nebenprodukte auswaschen kann, so daß man praktisch ungefärbte Endprodukte erhält. Beispiel i In einen mit Überlauf versehenen Glaskolben von 51 Inhalt werden stündlich 1,71 Monoalkylbenzol und -die aus dem Sumpf eines nachgeschalteten Füllkörperrohres abgezogene Mischung aus Schwefelsäure und Sulfonierungsgemdsch eingeführt und mit Hilfe eines korrionsfesten schnell umlaufenden Rührers innig miteinander vermischt. Das Monoalkyl'benzol war aus C12 Monochlorid und Benzol in der üblichen Weise hergestellt worden. .Durch ein Wasserbad wurde die Reajktionstemperatur auf 75° gehalten.Through the procedure according to the invention, the sulfonating agent used is d. H. for example a 100% sulfuric acid. in an extraordinarily good way exploited. The freshly flowing acid is used in the packing tubes 8 or 22 initially to work up the last unconverted portions of the starting material. As a result of the countercurrent principle used, the sulfonation products that run off occur finally with the: very fresh, not yet diluted acid in contact. First then the acid is used in the agitator tank i or in the circulation system ig the main proportions of the starting material used only then at the lower end of the A. settling pipes 5 or 18 repelled as used acid, mostly diluted with water to become. In this way you can do the sulfonation with one relatively only carry out a small excess of sulfonating agent, for example sulfuric acid, which is not possible when only filling vessels 8 or 22 are used. A particular advantage here is that the, fresh acid from the continuously outflowing sulfonation product can wash out the coloring by-products, so that practically uncolored end products are obtained. Example i In one with overflow provided glass flasks with a capacity of 51 are 1.71 monoalkylbenzene and the hourly mixture of sulfuric acid withdrawn from the bottom of a downstream packing tube and sulfonation mixture introduced and with the help of a corrosion-resistant fast rotating Stirrer intimately mixed with one another. The monoalkylbenzene was composed of C12 monochloride and benzene in the usual manner. .By a water bath the reaction temperature was kept at 75 °.

Das aus ,dem Überlauf abfließende Produkt gelangte in ein aus Glas bestehendes Absetzrohr von 30 mm lichter Weite und 5'o cm Höhe, das durch einen Wassermantel auf 75° gehalten wurde. Hier trennt sich die überschüssige, Schwefelsäure von dem -,weitgehend sulfonierten Ausgangsmaterial, wobei am unteren Ende des Absetzrohres stündlich o,5 1 überschüssige.Schwefelsäure mit 8go/o H2S 04 Gehalt abgezogen wurde. Die obere Schicht gelangte in ein mit Glasringen von 5 mm Durchmesser :auf eine Länge von Zoo cm gefülltes, senkrecht stehendes Glasrohr von 50 mm lichter Weite. Dieses Glasrohr besaß oben und unten je einen füllkörperfreien Beruhigungsraum und war mit einem Mantelraum umgeben, durch den heißes Wasser strömte, .das das Füllkörperrohr auf einer Temperatur von 75° hielt.The product flowing out of the overflow got into a settling pipe made of glass with a clear width of 30 mm and a height of 50 cm, which was kept at 75 ° by a water jacket. Here the excess sulfuric acid separates from the largely sulfonated starting material, 0.5 liters of excess sulfuric acid with 8go / o H2S04 content being drawn off every hour at the lower end of the settling tube. The upper layer was placed in a vertical glass tube with a clear width of 50 mm and filled with glass rings of 5 mm diameter: to a length of zoo cm. This glass tube had a sedimentation space free from packing at the top and bottom and was surrounded by a jacket space through which hot water flowed, keeping the packing tube at a temperature of 75 °.

Das bereits weitgehend sulfonierte Ausgangsmaterial wurde an der unteren Begrenzungsfläche der Füllkörpersäule eingeleitet, ,während an der oberen Begrenzungsfläche der Füllkörper stündlich 11 98o/oiger Schwefelsäure aufgegeben wurde. Gleichzeitig wurden von unten her stündlich 751 Luft eingeblasen. Die nicht zur Sulfonierun.g verbrauchte Schwefelsäure sammelte sich am Boden des unteren Beruhigungsraumes. Von hier wurden stündlich 1,2:1 Produkte abgezogen, die aus o,61 92-1/aiger Schwefelsäure und o,61 einer Mischung aus Monoalkylbenzol und Sulfonsäure bestanden. Die Mischung wurde dem obenerwähnten Glaskolben zugeführt. Aus dem oberen Beruhigungsraum lief das fertige Sulfonierungsprodukt ab.The starting material, which was already largely sulfonated, was introduced at the lower boundary surface of the packed column, while 11,980% sulfuric acid per hour was added to the upper boundary surface of the packed column. At the same time, 751 air per hour were blown in from below. The sulfuric acid not used for sulfonation collected on the floor of the lower calming room. From here, 1.2: 1 products were withdrawn every hour, which consisted of 0.61 of 92-1 / aiger sulfuric acid and 0.61 of a mixture of monoalkylbenzene and sulfonic acid. The mixture was fed to the above-mentioned glass flask. The finished sulfonation product ran off from the upper calming chamber.

Nach dem Verlassen des mit Rührwerk versehenen Glaskolbens enthielt das Sulfonierungsgemisch noch 21% an nicht umgesetztem Ausgangsmaterial. Das aus dem Füllkörperrohr ablaufende Sulfonierungsprodukt enthielt nur noch o,5-1/o nicht umgesetzte Anteile und war von hellgelber Farbe. Durch Neutralisation, Eindampfung und Trocknung konnte hieraus in an sich bekannter Weise ein reinweißes :Mkylarylsulfonat gewonnen werden, das nur o,2-1/o uriverseifte Bestandteile enthielt. B.eispnel 2 In den Saugstutzen einer säurefesten Kreiselpumpe wurden stündlich 6,31 Monoalkylbenzol der in Beispiel i verwendeten Herstellungsart und die am Boden eines nachgeschalteten Fülllkörperrohres abgezogene Mischung aus Schwefelsäure und Sulfonierungsgemisch eingeführt. Die Kreiselpumpe .besaß eine Leistung von stündlich io ooo 1 und drückte die Mischung der beiden Reaktiönsteilnehmer durch zwei innen emaillierte Rohre von 8o mm lichter Weite und je 20o cm Höhe, die senkrecht angeordnet und oben,durch eine Rohrleitung miteinander verbunden waren. Außen waren die emaillierten Rohre mit einem Mantelraum umgeben, durch den sie mit Hilfe von heißem Wasser auf 75° gehalten wurden.After leaving the glass flask equipped with a stirrer contained the sulfonation mixture still has 21% unreacted starting material. The end The sulfonation product running off the packing tube only contained 0.5-1 / o converted proportions and was light yellow in color. By neutralization, evaporation and drying could from this in a manner known per se a pure white: Mkylarylsulfonat are obtained, which only contained o, 2-1 / o uranium-saponified components. B. Eggsnel 2 6.31 monoalkylbenzene were poured into the suction port of an acid-proof centrifugal pump every hour the method of manufacture used in example i and the one at the bottom of a downstream Packing tube withdrawn mixture of sulfuric acid and sulfonation mixture introduced. The centrifugal pump had an output of 10,000 1 hour and pressed the mixture of the two reaction participants through two internally enamelled tubes of 8o mm clear width and 20o cm height each, which are arranged vertically and at the top, through a pipe were connected to each other. Outside were the enamelled pipes surrounded by a jacket space through which they can be heated to 75 ° with the help of hot water were held.

Die Kreiselpumpe förderte das Reaktionsgemisch durch ein Rohr von unten nach oben und anschließend durch das andere Rohr von oben nach unten, worauf ,die Mischung in .den Saugstutzen der Kreiselpumpe zurückkehrte. Am oberen Verbindungsrohr der beiden emaillierten Reaktionsrohre wurde fortlaufend so viel Flüssigkeit abgezogen, wie .der Kreiselpumpe an Monoalkylbenzylbenzol und Schwefelsäure zufloß. Das dem Kreislauf entnommene Gemisch gelangte in ein innen säurefest ausgekleidetes, auf 75° temperiertes Absetzrohr von 5;o mm lichter Weite und ioo cm Höhe. Aus .diesem Ab:setzrohr wurden stüddlich 1,2.1 Schwefelsäure mit einem Gehalt von 88-1/a H2 S 0, als untere Schicht abgezogen. Die obere Schicht des Absetzrohres gelangte in ein mit Porzellanraschngringen von 5 mm Durchinesser auf eine Strecke von 3100 cm gefülltes, sinnen emailliertes, senkrechtes Rohr von 8o mm lichter Weite, das einen auf 75° temperierten Wassermantel und unten wie oben je einen- füllkörperfreien Beruhigungsraum besaß. Das sulfonierte Produkt wurde an der unteren Begrenzungsfläche der Füllkörperschicht eingeleitet, während man an der oberen Füllkörperbegrenzungsfläche stündlich 3,71 Schwefelsäure mit einem Gehalt von 98°/o H2 S O4 aufgab. Gleichzeitig wurden von unten her stündlich Zoo 1 Luft eingeleitet.The centrifugal pump delivered the reaction mixture through one pipe from the bottom to the top and then through the other pipe from the top to the bottom, whereupon the mixture returned to the suction nozzle of the centrifugal pump. At the upper connecting tube of the two enamelled reaction tubes, as much liquid was continuously drawn off as the centrifugal pump of monoalkylbenzylbenzene and sulfuric acid flowed into it. The mixture withdrawn from the circuit passed into an acid-proof lined on the inside, temperature-controlled at 75 °, settling pipe with a clearance of 5.0 mm and a height of 100 cm. From this settling pipe 1.2.1 sulfuric acid with a content of 88-1 / a H2 S 0 was withdrawn as a lower layer every hour. The upper layer of the sedimentation pipe got into a sensory enamelled, vertical pipe with a clear width of 80 mm and filled with porcelain knuckles of 5 mm in diameter over a distance of 3100 cm , which had a water jacket heated to 75 ° and below and above each a filling body-free calming chamber . The sulfonated product was introduced at the lower boundary surface of the packing layer, while 3.71 sulfuric acid per hour with a content of 98% H 2 SO 4 was added to the upper packing boundary area. At the same time, Zoo 1 air was introduced every hour from below.

In dem unteren Behälterraum der Füllkörperkolonne sammelte sich die nicht zur Sulfonierung verbrauchte Schwefelsäure und wurde in einer Menge von stündlich 1,91 1, .zusammen mit stündlich 21 einer Mischung aus Sulfosäure und Monoalkylbenzol in den,Saugstutzen der Kreiselpumpe 15 zurückgeführt, während aus dem oberen Behälterraum ,das entstandene Sulfonierungsprodukt ablief. Es war hellgelb gefärbt und besaß weniger als o,5-1/o nicht sulfonierte Anteile. Das aus dem Umlaufsystem der Kreiselpumpe entnommene Produkt enthielt demgegenüber noch 28-1/o nicht sulfonierte Anteile. Aus dem Sulfonierungsprodukt konnte durch INTeutralisation, Eindampfung und Trocknung ein, reinweißes Alkylarlylsuifonat hergestellt werden, das weniger als o,2-1/o uriverseifte Bestandteile enthielt.The sulfuric acid not used for sulfonation collected in the lower container space of the packed column and was fed back into the suction port of the centrifugal pump 15 in an amount of 1.91 liters per hour, together with a mixture of sulfonic acid and monoalkylbenzene per hour, while from the upper one Container space from which the sulfonation product formed ran off. It was light yellow in color and had less than 0.5-1 / o non-sulfonated components. In contrast, the product withdrawn from the circulation system of the centrifugal pump still contained 28-1 / o non-sulfonated fractions. A pure white alkyl aryl sulfonate containing less than 0.2-1 / o urine-saponified constituents could be produced from the sulfonation product by neutralization, evaporation and drying.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur kontinuierlichen Sulfonierung von Alkylaromaten mit Schwefelsäure oder anderen geeigneten Sulfonierungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sulfonierung zunächst möglichst weitgehend nicht im Gegenstrom ausführt und anschließend daran in einem nachgeschalteten senkrecht stehenden Reaktionsgefäß, dem unten das bereits weitgehend sulfonierte Ausgangsmaterial und oben ,das .Sulfonierungsmittel zufließen, im Gegenstrom beendet. PATENT CLAIMS: i. Process for the continuous sulfonation of Alkyl aromatics with sulfuric acid or other suitable sulfonating agents, thereby characterized in that the sulfonation is initially as largely as possible not in Executes countercurrent and then it in a downstream vertical standing Reaction vessel, the already largely sulfonated starting material and below Above, the .Sulfonating agent flow in, ended in countercurrent. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß die Sulfonierung in einem Rührwerksbehälter (i) begonnen und in einem senkrechten, mit Füllkörpern versehenen Rohr (8) beendet wird, indem man das Sulfonierungsmittel am Kopf (9) der Füllkörpersäule (8) aufgibt, an ihrem unteren Ende (12) abzieht und von, dort in den, Rührwerksbehälter (i) überführt, in den das zu sulfonierende Ausgangsmaterial kontinuierlich (2) eintritt, wobei aus dem Rührwerksbehälter (i) fortlaufend ein Teil des Sulfonierungsgemisches abfließt und in ein Absetzgefäß (5) übergeht, an dessen .oberem Ende (7) das bereits weitgehend sulfonierte Ausgangsmaterial abgenommen und dem unteren Ende des Füllkörperrohres (8) zugeführt wird, während,das nicht verbrauchte Sulfonierungsmittel am unteren Ende (6) des Absetzrohres (5) und das sulfonierte Endprodukt am oberen Ende des Füllkörperrohres (ii) austritt. 2. Procedure according to Claim i, characterized in that the sulfonation takes place in an agitator vessel (i) started and ended in a vertical, packed tube (8) by adding the sulfonating agent to the head (9) of the packed column (8), takes off at its lower end (12) and transferred from there to the agitator tank (i), in which the starting material to be sulfonated enters continuously (2), wherein Part of the sulfonation mixture flows continuously from the agitator tank (i) and into a settling vessel (5), at whose .oberem end (7) that is already largely sulfonated starting material removed and the lower end of the packing tube (8) is added while, the unused sulfonating agent at the bottom End (6) of the settling tube (5) and the sulfonated end product at the the upper end of the packing tube (ii) emerges. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonierung in Reaktionsgefäßen (i9) begonnen wird, durch die man die Reaktionsmischung mit Hilfe einer Pumpe (i5) fortlaufend umwälzt und in einem senkrechten, mit Füllkörpern versehenen Rohr (22) beendet wird, indem das Sulfonierungsmittel am Kopf (23) der Fülllcörpersäule (22) in Aden Verfahrenskreislauf eintritt, am unteren Ende (26) derselben abgezogen und mit dem zu sulfonierenden Ausgangsmaterial (i4) in den Saugstutzen der Umlaufpumpe (i5) eintritt, wobei dem Kreislauf der Reaktionsmischung fortlaufend ein Teil (i7) entnommen und einem Absetzbehälter (i8) zugeführt wird, an dessen oberem Ende (2:i) idas bereits weitgehend sulfonierte Ausgangsmaterial abgezogen und dem unteren Ende &s Füllkörperrohres (22) zugeführt wird, während das nicht verbrauchte Sulfonierungsmittel am unteren Ende (2o) ,des Absetzrohres und das sulfonierte Endprodukt am oberen Ende (25) des Füllkörperrohres (22) abfließt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 722 59o.3. The method according to claim i, characterized characterized in that the sulfonation is started in reaction vessels (i9) by which one circulates the reaction mixture continuously with the aid of a pump (i5) and is terminated in a vertical, packed tube (22) by the Sulphonating agent at the top (23) of the packed column (22) in Aden process cycle enters, withdrawn at the lower end (26) of the same and with the to be sulfonated Starting material (i4) enters the suction port of the circulation pump (i5), with the Circulation of the reaction mixture continuously removed a part (i7) and a settling tank (i8) is fed, at the upper end (2: i) i the already largely sulfonated Starting material withdrawn and fed to the lower end of the packing tube (22) is, while the unused sulfonating agent at the lower end (2o), des Settling tube and the sulfonated end product at the upper end (25) of the packing tube (22) drains. Referenced publications: German patent specification No. 722 59o.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE722590C (en) * 1934-07-03 1942-07-14 Bataafsche Petroleum Process for working up absorption products from olefins with at least 5 carbon atoms and concentrated sulfuric acid

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE722590C (en) * 1934-07-03 1942-07-14 Bataafsche Petroleum Process for working up absorption products from olefins with at least 5 carbon atoms and concentrated sulfuric acid

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