DEP0035007DA

DEP0035007DA - Process and device for continuous sulfochlorination

Info

Publication number: DEP0035007DA
Authority: DE
Inventors: Theodor Schütte
Original assignee: Hansawerke Lürmann, Schütte & Co., Bremen-Hemelingen
Publication date: 1950-09-21

Description

Die Sulfochlorierung von aliphatischen, insbesondere gesättigten Kohlenwasserstoffen, wie natürlichen oder synthetischen Paraffinen, Paraffingatsch, Kohlenwasserstoffen aus der Fischer-Tropsch-Synthese und dergl., mit Sulfurylchlorid, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren unter Einwirkung des Lichtes ist bekannt. Da die Sulfochlorierung mittels Chlor und Schwefeldioxyd in Gasform doch billiger ist, werden deren Anwendung bei der technischen Durchführung des Verfahrens gewöhnlich der Umsetzung mit Sulfurylchlorid vorgezogen. Die Erzeugung von Sulfochloriden mit den genannten Gasen lässt sich jedoch nur im Chargenbetrieb durchführen. Sie erfordert eine verhältnismässig komplizierte und umfangreiche Spezialapparatur aus korrosionsfestem Material, wobei der Reinigung der Rohstoffe besondere Sorgfalt gewidmet werden muß, und zur Erzielung einer ausreichenden Leistung mehr oder weniger große Behälter, in welchen die Reaktionskomponenten unter Einwirkung starker Lichtquellen umgesetzt werden.The sulfochlorination of aliphatic, especially saturated hydrocarbons, such as natural or synthetic paraffins, slack wax, hydrocarbons from the Fischer-Tropsch synthesis and the like, with sulfuryl chloride, optionally in the presence of catalysts, under the action of light is known. Since sulfochlorination using chlorine and sulfur dioxide in gaseous form is cheaper, their use in the technical implementation of the process is usually preferred to reaction with sulfuryl chloride. The generation of sulfochlorides with the gases mentioned can only be carried out in batch operation. It requires a relatively complicated and extensive special apparatus made of corrosion-resistant material, with the cleaning of the raw materials having to be paid special care, and to achieve sufficient performance more or less large containers in which the reaction components are converted under the action of strong light sources.

Die Erstellung einer derartigen Anlage ist auch bei kleinerer Leistung sehr teuer. Infolgedessen ist die Sulfochlorierung bisher nur in wenigen Großbetrieben im technischen Ausmaß durchgeführt worden.The creation of such a system is very expensive, even with a lower output. As a result, sulfochlorination has only been carried out on a technical scale in a few large plants.

Dieser Übelstand wird durch die Erfindung überwunden. Es wurde gefunden, daß sich die Sulfochlorierung von gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit Sulfurylchlorid unter Verwendung von geeigneten Katalysatoren in sehr einfacher Weise und insbesondere kontinuierlich durchführen lässt, wenn eine Mischung der Reaktionskomponenten auf dem Durchfluß durch eine Apparatur, welche aus widerstandsfähigen, durchsichtigen oder durchscheinenden Stoffen besteht, geeigneten Licht- und Temperaturbedingungen ausgesetzt wird. Die Apparatur kann aus Quarz, geeigneten Kunststoffen, vorzugsweise aber aus Glas bestehen.This drawback is overcome by the invention. It has been found that the sulfochlorination of saturated, aliphatic hydrocarbons with sulfuryl chloride using suitable catalysts can be carried out in a very simple manner and, in particular, continuously if a mixture of the reaction components flows through an apparatus made of resistant, transparent or translucent materials is exposed to suitable light and temperature conditions. The apparatus can consist of quartz, suitable plastics, but preferably of glass.

Die einfachste Form einer solchen Glasapparatur besteht aus einer oder mehreren mehrfach gebogenen Glasröhren, welche in einer schrägen Ebene angeordnet sind, so daß sie von der aus einem Mischgefäss zufliessenden Reaktionsmischung durch eigenes Gefälle langsam durchströmt werden können. Während des Durchflusses wird für die Einhaltung einer geeigneten Temperatur Sorge getragen, wobei zwecks Vermeidung einer Dunkelfärbung des Fertigproduktes eine Temperatur von 50° nicht wesentlich überschritten werden sollte. Die Glasrohre werden zweckmässigerweise von unten einer möglichst intensiven Belichtung ausgesetzt, so daß die durchfliessende Masse ständig von Licht durchstrahlt wird.The simplest form of such a glass apparatus consists of one or more multiply curved glass tubes which are arranged in an inclined plane so that the reaction mixture flowing in from a mixing vessel can slowly flow through them on its own gradient. During the flow, care is taken to maintain a suitable temperature, whereby a temperature of 50 ° should not be significantly exceeded in order to avoid darkening of the finished product. The glass tubes are expediently exposed to as intense an exposure as possible from below, so that the mass flowing through is continuously penetrated by light.

Es hat sich gezeigt, daß in einer solchen Apparatur eine schnelle, vollständige und kontinuierliche Sulfochlorierung erstellt werden kann, wobei der beschriebenen Glasapparatur die miteinander vermischten Reaktionskomponenten ständig zufliessen, und am Schluß das fertige Sulfochlorid abgezogen wird. Ist die Durchflußmenge in geeigneter Weise eingestellt worden, so bedarf die Apparatur nur geringer Wartung. Nach einer kurzen Anlauf- zeit setzt die Reaktion ein, was sich durch Auftreten von Gasblasen zeigt, wird zunehmend heftiger, bis die ganze fliessende Masse schaumartig wird, und klingt dann allmählich wieder ab. Das freiwerdende Salzsäuregas wird an der Austrittsöffnung der Glasrohre abgezogen und in geeigneter Weise unschädlich gemacht.It has been shown that a rapid, complete and continuous sulfochlorination can be carried out in such an apparatus, the reaction components mixed with one another constantly flowing into the glass apparatus described and the finished sulfochloride being drawn off at the end. If the flow rate has been set in a suitable manner, the apparatus requires little maintenance. After a short start-up Time begins the reaction, which is shown by the appearance of gas bubbles, becomes increasingly violent until the entire flowing mass becomes foam-like, and then gradually subsides again. The hydrochloric acid gas released is drawn off at the outlet opening of the glass tubes and rendered harmless in a suitable manner.

Auch bei kleineren Apparateabmessungen werden infolge der kontinuierlichen Arbeitsweise verhältnismässig große Leistungen erzielt. So lassen sich z.B. in einer Apparatur, bestehend aus einem einfach gebogenen Glasrohr von 25 mm lichtem Durchmesser und einer Gesamtlänge von 15 m stündlich 3 - 5 kg Sulfochlorid erzeugen. Durch gleichzeitige Beschickung von mehreren derartigen Glasrohren, welche sehr billig zu beschaffen sind, lässt sich die Produktion beliebig erweitern. Als Lichtquelle können gewöhnliche elektrische Lampen oder UV-Licht verwendet werden.Even with smaller apparatus dimensions, relatively high outputs are achieved due to the continuous operation. For example, 3 - 5 kg of sulfochloride can be produced per hour in an apparatus consisting of a simply curved glass tube with a clear diameter of 25 mm and a total length of 15 m. Production can be expanded as required by simultaneous loading of several such glass tubes, which can be obtained very cheaply. Ordinary electric lamps or UV light can be used as the light source.

Von Bedeutung ist ferner, daß bei der geschilderten Durchführung der Sulfochlorierung der Umsetzungsgrad durch die Wahl eines entsprechenden Mischungsverhältnisses zwischen Kohlenwasserstoffen und Sulfurylchlorid in weitem Umfange gesteuert werden kann. Verwendet man Mischungen, welche wenig Sulfurylchlorid enthalten, so erhält man vorwiegend Monosulfochloride; bei Erhöhung des Sulfurylchloridanteiles werden entsprechende Polysulfochloride erzielt.It is also important that when carrying out the sulfochlorination as described, the degree of conversion can be controlled to a large extent by choosing an appropriate mixing ratio between hydrocarbons and sulfuryl chloride. If mixtures are used which contain little sulfuryl chloride, then mainly monosulfochlorides are obtained; if the proportion of sulfuryl chloride is increased, corresponding polysulfochlorides are obtained.

Beispiel:Example:

3 kg Paraffin, in 3 kg Sulfurylchlorid gelöst und mit 6 g Pyridin als Katalysator versetzt, werden durch eine Apparatur gemäss der Erfindung, bestehend aus einem mehrfach gebogenen Glasrohr von 25 mm (Durchmesser) und einer Gesamtlänge von 15 m, innerhalb einer Stunde geschickt. Die Reaktionstemperatur beträgt 50°. Bei Verwendung von flüssigen Kohlenwasserstoffen kann die Reaktionstemperatur bis auf 30° gesenkt werden. Es werden 3,9 kg Paraffinsulfochlord erhalten.3 kg of paraffin, dissolved in 3 kg of sulfuryl chloride and mixed with 6 g of pyridine as a catalyst, are passed through an apparatus according to the invention, consisting of a multi-bent glass tube of 25 mm (diameter) and a total length of 15 m, within one hour. The reaction temperature is 50 °. When using liquid hydrocarbons, the reaction temperature can be reduced to 30 °. 3.9 kg of paraffin sulfochloride are obtained.

Dieses Sulfochlorid wird mit Natronlauge von 38°Bé verseift und vom noch vorhandenen, nicht umgesetzten Paraffin abgetrennt. Das Neutralisat stellt ein gutes Netz-, Wasch- und Schaummittel dar.This sulfochloride is saponified with sodium hydroxide solution at 38 ° Bé and separated from the unreacted paraffin that is still present. The neutralisate is a good wetting agent, detergent and foam agent.

Claims

1. A process for the continuous sulfochlorination of saturated aliphatic hydrocarbons with sulfuryl chloride using catalysts, characterized in that a mixture of the reaction components through an apparatus consisting of resistant, transparent or translucent materials at a temperature not significantly above 50 ° conducts under irradiation with active rays.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it consists of one or more inclined, preferably multiple curved glass coils of relatively small diameter.