PL99682B1 - Sposob otrzymywania kwasow fenolosulfonowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kwasów fenolosulfonowych, przez sulfonowanie fenolu za pomoca kwasu siarkowego, przeznaczonych do stosowania w przemysle barwnikarskim, srodków powierzch- niowo-czynnych, lakierów i tworzyw sztucznych.Znane dotychczas metody otrzymywania kwasów fenolosulfonowych polegaly na sulfonowaniu fenolu kwasem siarkowym, przy uzyciu róznych stosunków molowych reagentów oraz parametrów reakcji, prowadzac do otrzymywania mieszaniny kwasów orto, para i meta hydroksybenzenosulfonowych z domieszkami kwasu siarkowego, fenolu i sulfonów. Ze wzgledu na wysokie temperatury wrzenia reagentów proces ten jest technicznie bardzo klopotliwy. Prowadzone sa dwa kierunki sulfonowania fenolu z nadmiarem kwasu i z nadmiarem fenolu.Znane sa sposoby otrzymywania kwasów fenolosulfonowych przez dlugotrwale ogrzewanie fenolu z kwa¬ sem siarkowym jak w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2616866 dotyczacym stapiania równomolowych ilosci fenolu i kwasu siarkowego w temperdturze 75° w ciagu 24 godzin, lub jak podano w opisie patentowym japonskim nr 7015019, gdzie ogrzewa sie fenol z kwasem siarkowym przez 16 godzin w temperatu¬ rze 90-100°C aby nastepnie otrzymac sól sodowa kwasów fenolosulfonowych przez rozklad NaCl.Inny sposób polega na sulfonowaniu fenolu oleum jak podano w opisie patentowym francuskim nr 1372976. Uzyto 65% oleum i powoli sulfonowano fenol w temperaturze 100°C i czasie reakcji 3 godz. lub w temperaturze 130°C i czasie reakcji 1 godz. po czym mase reakcyjna mieszano. Nastepnie mieszanine chlodzo¬ no do 80°, dodawano wode i otrzymywano roztwór zawierajacy 61,6% kwasu parahydroksybenzenosulfonowe- go, 10,5% sulfonu, 1,7% fenolu i 1,6% wolnego kwasu siarkowego. Wada prowadzenia procesu sulfonowania fenolu w takich warunkach jest dlugi czas reakcji oraz duza ilosc zanieczyszczen w produkcie syntezy.Istota wynalazku polega na otrzymaniu kwasów fenolosulfonowych przez sulfonowanie fenolu za pomoca kwasu siarkowego, przy czym proces prowadzi sie w aparacie kolumnowym w zakresie temperatur 95-150°C, do którego górnej czesci doprowadza sie substraty, splywajace grawitacyjnie po powierzchni grzejnej lub po wypel¬ nieniu, w postaci warstewki spotykaja w przeciwpradzie opary rozpuszczalnika inertnego odprowadzajacego wo-s 2 99682 de reakcyjna tworzac mieszanine azeotropowa rozpuszczalnik-woda, a z dolu aparatu odbiera sie produkt cze¬ sciowo zanieczyszczony rozpuszczalnikiem oddzielanym w nastepnej kolumnie i zawracanym ponownie do pro¬ cesu. Sulfonowanie wiec fenolu kwasem siarkowym zachodzi w warstewce cieczy, tworzacej film, splywajacej po powierzchni grzewczej lub wypelnieniu aparatu. Otrzymane kwasy fenolosulfonowe kieruje sie do zbiornika ogrzewanego zaopatrzonego w mieszadlo, gdzie nastepuje odparowanie resztek rozpuszczalnika. Jako inertny rozpuszczalnik mozna stosowac n-heptan, 1,1,2 trójchloroetan, oktan, izooktan oraz toluen.Sposobem wedlug wynalazku synteze kwasów fenolosulfonowych prowadzi sie w aparacie kolumnowyni, do którego na szczyt wyprowadzany jest kwas siarkowy i fenol, reagenty splywajace w postaci warstewki cieczy reaguja ze soba wydzielajac wode, która odprowadzana jest za pomoca rozpuszczalnika inertnego azeotropujace- go wode. Mieszanine par rozpuszczalnika i wody kondensuje sie i na skutek malej rozpuszczalnosci wzajemnej, wode oddziela sie a rozpuszczalnik po odparowaniu zawraca sie do kolumny.Mieszanine izomerów kwasu fenolosulfonowego odbiera sie dolem kolumny, glównym skladnikiem jest izomer para oraz male ilosci 3—6% izomerów orto i meta. Mieszanina kwasów fenolosulfonowych nie zawiera wolnego kwasu siarkowego i fenolu, jedynie male ilosci zwiazków typu sulfonów oraz czesc rozpuszczalnika, który odparowuje sie na wyparce. Otrzymane kwasy fenolosulfonowe odznaczaja sie duzym stopniem czystosci, nie zawieraja wolnego kwasu siarkowego i fenolu, poddane kondensacji z formaldehydem pozwalaja na otrzyma¬ nie zywic w kolorach jasnych.Sposób wedlug wynalazku .pozwala na otrzymanie kwasów sulfonowych z duza wydajnoscia. Prowadzac proces sulfonowania w cienkiej warstewce substratów kontaktujacych sie z rozpuszczalnikiem inertnym odprowa¬ dzajacym wode, uzyskuje sie calkowite przereagowanie kwasu siarkowego i fenolu oraz zapobiega sie procesom utleniania.Sposób wedlug wynalazku ma jeszcze i te zalete, ze otrzymywanie kwasu parahydroksybenzenosulfonowe- go jest procesem ciaglym o wyraznie skróconym czasie reakcji.Przyklad I. Sulfonowanie prowadzono w kolumnie szklanej z plaszczem grzejnym, wypelnionej do wysokosci 2,8 m pierscieniami porcelanowymi o wymiarach 10 X 10 X 2 mm, pod wypelnienie wprowadzono pary n-heptanu odprowadzajacego wode, na góre wypelnienia wprowadzono po 1,51 mola kwasu siarkowego i fenolu. Na wejsciu do kolumny utrzymywano temperature 95°C, a na plaszczu kolumny 150°C. Z dolu kolum¬ ny odbierano mieszanine kwasów fenolosulfonowych, 'o skladzie 80% kwasów oraz 20% skladników niepolar- nych tj. rozpuszczalnika i niewielka ilosc sulfonów, nie zawierajacych wolnego kwasu siarkowego i fenolu. Zanie¬ czyszczeniem byl n-heptan, który oddestylowano w nastepnym aparacie wyparnym w temperaturze wrzenia 150°C. Po odparowaniu rozpuszczalnika uzyskuje sie produkt zawierajacy do 95% wagowych kwasów fenolosul¬ fonowych.Przykladu. Sulfonowanie prowadzono w kolumnie szklanej z ukladem pólkowym w postaci osiowo polaczonych dysków ogrzewanych do temperatury 110-150°C. Równomolowe ilosci fenolu i kwasu siarkowego dozowano na powierzchnie górnego dysku, fenol i kwas siarkowy splywajac w ilosci 3 mole na godzine po powierzchni 1,42 m2 reaguja ze soba, a woda z reakcji odprowadzali * byla za pomoca toluenu azeotropujacego wode, wprowadzanego w postaci par w przeciwpradzie do kierunku reagentów. Z dolu aparatu odbierano roz¬ twór zawierajacy 80% kwasów fenolosulfonowych, 10% 4-metylo 4'hydroksydwufenylosulfonu, oraz niewielkie ilosci rozpuszczalnika. Produkt pozbawiony byl zanieczyszczen w postaci kwasu siarkowego i fenolu. Po odparo¬ waniu rozpuszczalnika uzyskano lepka mase o zawartosci 86% wagowych kwasów fenolosulfonowych.Przyklad III. Sulfonowanie przeprowadzono jak w przykladzie pierwszym z ta róznica, ze jako roz¬ puszczalnika uzywano 1,1,2 trójchloroetan i sulfonowanie prowadzono na kolumnie w zakresie temperatur 113—150°C. Otrzymany po odparowaniu kwas fenolosulfonowy nie zawieral kwasu siarkowego i fenolu i mial stezenie 93%. ^ Przyklad IV. Sulfonowanie przeprowadzono jak w przykladzie I z ta róznica, ze jako rozpuszczalnika uzyto izooktan i sulfonowanie prowadzono na kolumnie w zakresie temperatur 95—150°C. Otrzymany po odpa¬ rowaniu produkt nie zawieral kwasu siarkowego i fenolu, i mial stezenie 95% kwasów fenolosulfonowych, po¬ zostala czesc stanowil 4,4'dwuhydroksydwufenylosulfon i izooktan. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania kwasów fenolosulfonowych przez sulfonowanie fenolu za pomoca kwasu siarko¬ wego, znamienny t y m, ze reakcje sulfonowania prowadzi sie w aparacie kolumnowym, w zakresie tempe¬ ratur 95-150°C, do którego górnej czesci doprowadza sie substraty takie jak fenol i kwas siarkowy, które99682 * 3 splywajac grawitacyjnie po powierzchni grzejnej lub wypelnieniem w postaci warstewki spotykaja w przeciwpra- dzie opary rozpuszczalnika inertnego odprowadzajacego wode reakcyjna tworzac mieszanine azeotropowa roz- puszczalnik-woda, po czym z dolu aparatu odbiera sie produkt czesciowo zanieczyszczony rozpuszczalnikiem oddzielanym nastepnie w wyparce.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mieszanine azeotropowa rozdziela sie przez kon¬ densacje opar i rozdzial faz w rozdzielaczu zawracajac faze rozpuszczalnika do procesu. $ PL