DEN0000415MA - Verfahren zum Konzentrieren von Salzen alkylierter aromatischer Sulfonsäuren aus ihren wässerigen Lösungen - Google Patents

Description

Die Salze alkylierter aromatischer Sulfonsäuren können z.B. hergestellt werden, indem man eine höhere Alkylgruppe (d.h. eine solche mit mindestens acht Kohlenstoffatomen) in aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol oder Toluol, einführt und die so gebildeten Alkylaromaten mit Hilfe von Schwefelsäure oder Oleum in Sulfonsäuren überführt, welche dann nach Neutralisieren mit alkalischen Stoffen die gewünschten Sufonsäuresalze ergeben. Diese Salze werden wegen ihrer günstigen oberflächenaktiven Eigenschaften in grossem Ausmasse als Reinigungs-, Netz-, Dispergier-Mittel und dergl. oder als wirksame Komponenten solcher Mittel verwendet.

Die vorgenannten Alkylarylsulfonate können bei der Herstellung anfallen in Form wässriger Lösungen, welche 15 bis 20 Gew.% aktiven Stoff und gleichzeitig eine wesentliche Menge an anorganischem Sulfat enthalten, welche meistens zwischen 150 und 200%, bezogen auf den Gehalt an aktivem Material, schwankt. Aus diesen Lösungen können die Alkylarylsulfonate in konzentrierterer Form gewonnen werden durch vollständige oder teilweise Verdampfung des darin enthaltenen Wassers, welche beispielsweise erfolgen kann durch Versprühen in eine auf hohe Temperatur erhitzte Atmosphäre oder durch Extraktion mit geeigneten organischen Lösungsmitteln. Eine Schwierigkeit bei der erstgenannten Methode besteht jedoch darin, dass sie sehr grosse Wärmemengen und oft eine teure Einrichtung erfordert, und dass ausserdem im Endprodukt noch alle anorganischen Salze enthalten sind. Bei dem Extraktionsverfahren andererseits werden grosse Lösungsmittelmengen benötigt, die nachher aus dem Extrakt wiedergewonnen werden müssen.

Diese Schwierigkeiten bestehen bei einer anderen Konzentrierungsmethode nicht, nämlich beim Aussalzen mit Steinsalz, welches dem in der Seifenindustrie allgemein angewandten Verfahren ähnlich ist. Dieses Verfahren würde also auch im Falle der Alkylarylsulfonatlösungen von Interesse sein. Es zeigt sich jedoch, dass sie Anwendung der Aussalzungsmethode auf die oben erwähnten Lösungen von Alkylarylsulfonaten, wie sie in der Praxis anfallen, nicht zu dem gewünschten Ergebnis führt, da der Zusatz von Steinsalz zu der Sulfonatlösung keine befriedigende Aussalzungswirkung ergibt. Es tritt zwar eine Phasentrennung ein, aber es erfolgt praktisch keine Trennung in zwei bestimmte Schichten.

Es ist nun in ganz unerwarteter Weise festgestellt worden, dass eine Konzentrierung von Alkylarylsulfonaten aus ihren wässrigen Lösungen durch Aussalzen mit Hilfe von Steinsalz mit Erfolg durchgeführt werden kann, wenn dafür gesorgt wird, dass die Lösung, aus welcher das Aussalzen erfolgt, nur eine geringe Konzentration an Alkylarylsulfonaten, d.h. höchstens 10% und vorzugsweise nur 6 bis 7%, aufweist. Wenn man von solchen verdünnten Lösungen ausgeht, bildet sich beim Zusetzen von Steinsalz rasch eine obere Schicht, welche von der wässrigen, das Steinsalz enthaltenden unteren Schicht z.B. durch Dekantieren, abgetrennt werden kann. Es ist festgestellt worden, dass die so abgetrennte obere Schicht, welche in der Regel mindestens etwa 25% Alkylarylsulfonat enthält, durch Filtrieren leicht weiter konzentriert werden kann zu einem pastenartigen Produkt, dessen Gehalt an aktivem Material 50 bis 60% oder sogar mehr beträgt. Diese weitere Anreicherung kann natürlich auch durch Zentrifugieren erzielt werden. Die wässrige untere Schicht enthält ausser Steinsalz den grösseren Teil des anorganischen Sulfates, welches in der Regel in der Ausgangslösung vorhanden ist, und eine praktisch zu vernachlässigende Menge Sulfonat.

Es ist weiter gefunden worden, dass bei dem Verfahren gemäss der Erfindung die Abtrennung der Alkylarylsulfonate, und insbesondere die dafür erforderliche Zeit, auch von der Temperatur, bei der das Aussalzen stattfindet, beeinflusst wird. In dieser Hinsicht ist es zweckmässig, das Verfahren bei Zimmertemperatur auszuführen, oder bei Temperaturen, die nur wenig von dieser abweichen, d.h. zwischen etwa 10 und 25°, da die Trennung in Schichten innerhalb dieser Temperaturgrenzen gewöhnlich rascher erfolgt. Temperaturen über etwa 50° und unter etwa 5° kommen im allgemeinen nicht in Betracht, da das Zusetzen von Steinsalz unter diesen Bedingungen keine oder nur eine äusserst langsame Abtrennung der Alkylarylsulfonate herbeiführt. Die günstigste Temperatur, bei welcher die gewünschte Trennung stattfindet, kann je nach der Zusammensetzung und der Konzentration der auszusalzenden verdünnten Sulfonatlösung sowie nach der Menge des hinzugefügten Steinsalzes etwas schwanken.

Um ein möglichst vollständiges Aussalzen zu erzielen, soll vorzugsweise soviel Steinsalz zugegeben werden, dass bei der verwendeten Temperatur eine gesättigte oder annähernd gesättigte Lösung entsteht. Da die Ausgangslösungen für die Sulfonate in der Regel einen ziemlich hohen Gehalt an anorganischem Sulfat aufweisen, hängt die Menge des zuzusetzenden Steinsalzes unter anderem auch von diesem Gehalt ab.

Da es für das erfindungsgemässe Verfahren wesentlich ist, dass die auszusalzende Alkylarylsulfonatlösung eine Konzentration nicht über 10% aufweist, müssen die technischen Alkylarylsulfonatlösungen, deren Gehalt an aktivem Material gewöhnlich 15 bis 20% beträgt, auf eine Konzentration von 10% oder weniger verdünnt werden. Gewünschtenfalls kann natürlich die Herstellung der Sulfonate auch abgeändert werden, indem man schon in der Neutralisationsstufe soviel Wasser zusetzt, dass unmittelbar eine verdünntere Lösung, welche weniger als 10% aktiven Stoff enthält, erhalten wird.

Das Verdünnen der Sulfonatlösungen auf die zum Aussalzen erforderliche Ausgangskonzentration an aktivem Material kann mit Wasser durchgeführt werden. Zu diesem Zweck kann auch mit Vorteil ein Teil der unteren, steinsalzhaltigen Schicht verwendet werden, welche bei einer vorausgegangenen Aussalz-Operation abgetrennt worden ist. Oder im Falle einer kontinuierlichen Durchführung des vorliegenden Ver- fahrens kann ein Teil der abgetrennten unteren Schicht in die Zufuhrleitung der Sulfonatlösung zurückgeführt werden. Da so durch die Verdünnung eine gewisse Menge Steinsalz eingeführt wird, kann die Menge an festem Steinsalz, das noch zur Erzielung der gewünschten Aussalzwirkung zugesetzt werden muss, entsprechend verringert werden.

Die Erfindung wird nachstehend noch durch ein Beispiel näher erläutert. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile.

Beispiel:

Als Ausgangsmaterial diente eine Alkylarylsulfonatlösung, die aus einem Produkt, das durch Alkylierung von Benzol mit einer Alkene enthaltenden und zwischen 170 und 230° siedenden gecrackten Fraktion erhalten worden war, durch Sulfonierung mit Oleum und Neutralisieren des Sulfonierungsproduktes mit Natronlaugen hergestellt war. Diese Lösung besass einen Gehalt an aktivem Sulfonat von etwa 15% und einen Natriumsulfatgehalt von etwa 22%.

100 Teile dieser Sulfonatlösung wurden mit 110 Teilen Wasser verdünnt, worauf 35 Teile festes Steinsalz bei Zimmertemperatur zu der so erhaltenen verdünnten Lösung zugegeben wurden, welche etwa 7% aktives Material enthielt. Hierdurch wurden rasch zwei Schichten gebildet. Nach einer halben Stunde wurde die obere Schicht von der unteren durch Dekantieren getrennt. Diese obere Schicht, deren Gehalt an aktivem Material 35% betrug, wurde durch Filtrieren weiter angereichert.

Das so erhaltene pastenförmige Konzentrat, welches in einer Menge von 26 Teilen anfiel, besass einen Gehalt an aktivem Material von etwa 55%.

Die untere Schicht, welche zusammen mit dem Filtrat 219 Teile ausmachte, enthielt ausser Steinsalz den grösseren Teil des vorhandenen Natriumsulfats und 0,14% Sulfonat. Wenn anstelle von 35 Teilen Steinsalz nur 20 Teile zugesetzt wurden, stieg der Sulfonatgehalt auf 0,4%.

Wenn, unter sonst gleichen Bedingungen, 35 Teile Steinsalz zu 210 Teilen der unverdünnten, d.h. 15% Sulfonat enthaltenden, Lösung zugesetzt wurden, bildete sich selbst nach langem Stehen kaum eine obere Schicht.

Claims (5)

1.) Verfahren zum Konzentrieren von Salzen alkylierter aromatischer Sulfonsäuren aus ihren wässrigen Lösungen, dadurch gekennzeichnet, dass Lösungen mit einem Gehalt an den genannten Sulfonsäuresalzen von höchstens 10% mit Steinsalz ausgesalzen werden, worauf man die beiden Schichten, in welche das Gemisch so zerlegt wird, voneinander trennt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetrennte obere Schicht durch Filtrieren oder Zentrifugieren noch weiter angereichert wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangslösung einen Sulfonsäuregehalt von etwa 6 bis 7% aufweist.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussalzen durchgeführt wird bei einer Temperatur zwischen etwa 10 und 25°.

5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass soviel Steinsalz zugesetzt wird, dass eine gesättigte oder annähernd gesättigte Lösung entsteht.