DE1917299A1 - Sulfonation process - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft die Sulfonierung von sulfonierbaren organischen Reaktionspartnern und insbesondere die Sulfonierung von eine lineare Alkylgruppe enthaltenden Benzolsulfonaten unter Verwendung von Schwefeltrioxyd.The invention relates to the sulfonation of sulfonatable organic reactants and in particular the sulfonation of benzenesulfonates containing a linear alkyl group using sulfur trioxide.
Organische Sulfonsäuren und organische Sulfonate er« langen zunehmende Bedeutung zufolge ihrer Anwendung bei der Herstellung von flüssigen Reinigungs- bzw* Waschmitteln und insbesondere bei der Herstellung relativ salzfreier Reinigungs- bzw* Waschmittel, die gute Löslichkeitseigenechaften haben. Normalerweise werden die sulfonierten Reinigungs- bzw. Waschmittel nach einem Sulfonierungsverfahren hergestellt, bei dem die Reaktionsmischung einen Rückstand von Schwefelsäure und Wasser als Nebenprodukt enthält, so daß erschöpfte Säure entsteht. Wenn das so gebildete sulfonierte Produkt beispielsweise mit Natriumhydroxyd neutralisiert wird, bildet die erschöpfte Säure Natriumsulfat. Während die Verwendung von Natriumsulfat für manche Zwecke erwünscht ist, ist seine Verwendung für andere Zwecke ent-Organic sulfonic acids and organic sulfonates long increasing importance due to their application the production of liquid detergents or detergents and especially in the production of relatively salt-free Cleaning agents or detergents that have good solubility properties to have. Usually the sulfonated detergents are made using a sulfonation process produced in which the reaction mixture contains a residue of sulfuric acid and water as a by-product, so that exhausted acid is produced. If the sulfonated so formed Product neutralized with sodium hydroxide, for example the exhausted acid forms sodium sulfate. While the use of sodium sulfate for some purposes is desired, it is to be used for other purposes.
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schieden unerwünscht, Insbesondere in Verfahren zur Herstellung salzfreier Reinigungs- bzw. Waschmittel mit guten Löslichkeitseigenschaften. Bei den letztgenannten Verfahren muß das Natriumsulfat entfernt werden. .separated undesirably, especially in processes for the production of salt-free cleaning agents or detergents with good Solubility properties. In the latter case the sodium sulphate must be removed. .
In letzterer Zeit sind die Nachteile der bisherigen SuIfonierungsreaktionen in großem Ausmaß durch die Verwendung von Schwefeltrioxyd bei der Sulfonierung von sulfonierbaren organischen Reaktionspartnern überwunden worden. So sind in den USA-Patentschriften 3 259 645 und 3 350 428 kontinuierliche SuIfonierungsverfahren aufgezeigt, bei denen ein sulfonierbarer organischer Reaktionspartner« wie ein Alkylarylkohlenwasserstoff, ein Fettalkohol, ein raethoxyliertes Alkylphenole ein 0(-Olefin od.dgl., unter Verwendung von Schwefeltrioxyd sulfoniert wird.Lately the disadvantages of the previous sulfonation reactions are to a large extent due to the use of sulfur trioxide in the sulfonation of sulfonatable ones organic reactants have been overcome. For example, U.S. Patents 3,259,645 and 3,350,428 continuous suIfonierungsverfahren shown in which a sulfonatable organic reactant «like an alkylaryl hydrocarbon, a fatty alcohol, a methoxylated one Alkylphenols an O (-olefin or the like., Using is sulfonated by sulfur trioxide.
Obwohl die vorgenannten Verfahren, bei denen zur Sulfonierung von sulfonlerbaren organischen Reaktionspartnern ein Qemisch von Schwefeltrioxyd und Luft verwendet wird, eine beträchtliche Anzahl der bei den bekannten Verfahren auftretenden Probleme ausgeschaltet haben, besteht doch nooh in gewissem Ausmaß ein Problem hinsichtlich übermäßiger Schlammviskosität während der Neutralisation. Demgemäß sind verschiedene Versuche unternommen worden, um das Problem der Schlammviekosität, das alt der Neutralisation des sulfonierten organischen Reaktionspartners verknüpft ist, auszuschalten und dadurch die Verwendung höherer Feststoffgehalte zu ermöglichen.Although the aforementioned processes in which the sulfonation of sulfonable organic reactants a mixture of sulfur trioxide and air is used, have eliminated a considerable number of the problems associated with the known methods, nevertheless exist nooh to some extent a problem of excessive sludge viscosity during neutralization. Accordingly Various attempts have been made to solve the problem of mud viscosity, the ancient neutralization of the sulfonated organic reactant is linked to switch off and thereby the use of higher solids contents to enable.
So ist vorgeschlagen worden, die Schlammviskosität durtb den Zusatz von Natriumsulfat und ähnlichen Salzen herabzusetzen. Es ist jedoch einleuchtend, daß, wenn ein salzfreies Produkt oder ein nur einen geringen Salzgehalt aufweisendes Produkt gewünscht wird, die Verwendung solcher Salze zur Herabsetzung der Viskosität des Schlammes wirtschaftlich nachteilig ist.It has been proposed to reduce the viscosity of the sludge by adding sodium sulfate and similar salts. It is evident, however, that when a salt-free product or one having only a low salt content If product is desired, the use of such salts to lower the viscosity of the sludge is economical is disadvantageous.
Ferner ist vorgeschlagen worden, lediglich ein inertes Lösungsmittel oder ein ähnliches Material in dem SuI- It has also been proposed that only an inert solvent or a similar material in the SuI-
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fonatschlamm während des NeutralisationsVorganges zu verwenden. Dies hat sich Jedoch als nicht vorteilhaft erwiesen, da durch den Zusatz eines solchen Lösungsmittels die Viskosität nicht genügend herabgesetzt wird, um die nachteiligen Ergebnisse zu kompensieren^ die durch den Zusatz eines solchen Lösungsmittels hinsichtlich der Reinheit usw. auftreten.to use carbonate sludge during the neutralization process. However, this has not proven to be advantageous, since the addition of such a solvent increases the viscosity is not degraded enough to compensate for the adverse results ^ those of the addition of such Solvent in terms of purity, etc. occur.
Demgemäß besteht ein großes Verlangen der Industrie für die Schaffung eines Verfahrens, welches die Herabsetzung der Viskosität des SuIfonatSchlamms während der Neutralisation gestattet und damit einen höheren Peststoffgehalt ermöglicht, als er bisher nach üblichen Verfahren erzielbar war. IAccordingly, there is a great desire in the industry to provide a process which will reduce the cost the viscosity of the sulfonate sludge during neutralization permitted and thus enables a higher pesticide content, than was previously achievable by conventional methods. I.
Gemäß der Erfindung ist jetzt gefunden worden, daß dieses erwünschte Ergebnis durch eine Kosulfonierung des sulfonierbaren organischen Reaktionspartners und einer mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Verbindung und vorzugsweise durch den Zusatz weiterer Mengen der mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Verbindung nach der Digerierung des kosulfonierten Produktes erhalten werden kann.According to the invention it has now been found that this desirable result can be achieved by cosulfonation of the sulfonatable organic reactant and a lower alkyl substituted aromatic compound and preferably by adding further amounts of the aromatic compound substituted with a lower alkyl can be obtained after digestion of the cosulfonated product.
Demgemäß besteht ein Hauptzweck der Erfindung darin, ein neues SuIfonierungsverfahren zu schaffen, welches die Unzulänglichkeiten und Nachteile der bekannten Verfahren behebt. IAccordingly, it is a primary purpose of the invention to provide a new suIfonierungsverfahren which the Eliminates shortcomings and disadvantages of the known methods. I.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein neues SuIfonierungsverfahren zu schaffen, welches auf Orund der herabgesetzten Viskosität des Sulfonierungsschlammes die Verwendung hoher Peststoffgehalte ermöglicht.Another purpose of the invention is to provide a new suIfonierungsverfahren which is based on Orund the reduced viscosity of the sulfonation sludge enables high levels of pesticides to be used.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein neues SuIfonierungsverfahren zu schaffen, bei dem ein sulfonierbarer organischer Reaktionspartner mit einem, mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoff kosulfoniert wird und vorzugsweise nach der Digerierung des Kosulfonate zuslitzlicher, mit eine» niede ren Alkyl substituierter aromatischer Kohlenwasserstoff hinzugefügt und erneut digeriert wird.Another purpose of the invention is to provide a new SuIfonierungsverfahren in which a sulfonierbarer organic reactants substituted with one, with a lower alkyl aromatic hydrocarbon is kosulfoniert and preferably after the digestion of the Kosulfonate zuslitzlicher, substituted aromatic with a "niede ren alkyl hydrocarbon added and digested again.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens* zum Sulfonieren einer aus einem mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoff und einem Alkylbenzol bestehenden Mischung in solcher Weise, daß sich ein geringer Natriumsulfonatgehalt und ein Minimum an unerwünschten Nebenreaktionen ergibt.Another purpose of the invention is to provide a method * for sulfonating one of one with a lower alkyl substituted aromatic hydrocarbon and an alkylbenzene mixture in such Way that a low sodium sulfonate content and results in a minimum of undesirable side reactions.
Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.Further purposes and advantages of the invention will appear from the description below.
Die vorstehend angegebenen Vorteile und Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung werden durch Kosulfonierung eines sulfonierbaren organischen Reaktionspartners und eines mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs erhalten. Geeignete mit einem niederen Alkyl substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise: o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol, Toluol, Äthylbenzol, Cumol, Butylbenzol usw.The advantages and features of the method according to the invention indicated above are achieved by cosulfonation a sulfonatable organic reactant and a lower alkyl substituted aromatic hydrocarbon obtain. Suitable aromatic hydrocarbons substituted with a lower alkyl are, for example: o-xylene, m-xylene, p-xylene, toluene, ethylbenzene, cumene, Butylbenzene etc.
Vorzugsweise wird zusätzlich zu der Kosulfonierung des sulfonierbaren organischen Reaktionspartners und des mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs nach der Digerierung des Sulfonierungsproduktes zu dem System eine zusätzliche Menge des mit einem niederen Alkyl substituierten Kohlenwasserstoffs hinzugefügt und weiter digeriert.In addition to the cosulfonation, it is preferred the sulfonatable organic reactant and the lower alkyl substituted aromatic hydrocarbon after digestion of the sulfonation product an additional amount of the lower alkyl substituted hydrocarbon is added to the system and digested further.
Bei der Erfindung kann irgendein organischer Reaktionspartner verwendet werden, der mit Schwefeltrioxyd oder einem ähnlichen Material zu reagieren vermag, um ein sulfoniertes Produkt zu liefern. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere anwendbar zur Sulfonierung von organischen Verbindungen, ,die einen aromatischen Kern enthalten, und von organischen Verbindungen, die eine Olefinbindung enthalten, wobei diese organischen Verbindungen bei ihrer Sulfonierung oberflächenaktive Materialien liefern.Any organic reactant may be used in the invention, such as sulfur trioxide or a capable of reacting like material to yield a sulfonated product. The method according to the invention is particularly applicable to the sulfonation of organic compounds containing an aromatic nucleus and of organic compounds containing an olefin bond, these organic compounds being sulfonated supply surface-active materials.
Solche bei der Erfindung zu verwendende sulfonierbare organische Verbindungen umfassen ohne Beschränkung Olefine, die etwa 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, wie Octen,Such sulfonatable ones to be used in the invention organic compounds include, without limitation, olefins containing about 8 to 20 carbon atoms, such as octene,
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Decen, Dodecen, Tetradecen, Hexadecen, Octadecen, Eicosen, Tetradecadien und Octadecadien; olefinisch ungesättigte Säuren, wie ölsäure und Linolsäure; und verzweigtkettige oder '■,' geradkettige substituierte Derivate von monocyclischen und polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen, bei denen die Alkylgruppe etwa 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, wie Octylbenzol, Nonylbenzol, Decylbenzol, Dodecylbenzol, Tridecylbenzol, Tetradecylbenzol, Hexadecylbenzol, Octadecylbenzol, Nonyltoluol, Decyltoluol, Dodecyltoluol, Tetradecyltoluol, Dodecylxylol, Dodecyläthylbenzol, Dodecylisopropylbenzol, Octylbiphenyl, Decylbiphenyl, Tetradecylbiphenyl, " Octadecylbiphenyl, Dodecylmethylbiphenyl, Isopropyltetradecylbiphenyl, Methylnaphthalin, Äthylnaphthalin, Isopropylnaphthalin, Hexylnaphthalin, Octylnaphthalin, Decylnaphthalin, Tetradecylnaphthalin, Octadecylnaphthalin, Dodecylmethylnaphthalin, fithyltetradecylnaphthalin u.dgl.Decene, dodecene, tetradecene, hexadecene, octadecene, eicosene, tetradecadiene and octadecadiene; olefinically unsaturated acids such as oleic acid and linoleic acid; and branched-chain or '■,' straight-chain substituted derivatives of monocyclic and polycyclic aromatic hydrocarbons in which the alkyl group contains from about 8 to 20 carbon atoms, such as octylbenzene, nonylbenzene, decylbenzene, dodecylbenzene, tridecylbenzene, detradecylbenzylbenzene, tetradecylbenzylbenzyl, tetradecylbenzylbenzene, detradecylbenzylbenzene, detradecylbenzylbenzene, detradecylbenzylbenzene, detradecylbenzylbenzene, detradecylbenzylbenzol , Tetradecyltoluol, Dodecylxylol, Dodecyläthylbenzol, Dodecylisopropylbenzol, octylbiphenyl, decylbiphenyl, Tetradecylbiphenyl, "Octadecylbiphenyl, Dodecylmethylbiphenyl, Isopropyltetradecylbiphenyl, methylnaphthalene, Äthylnaphthalin, isopropyl naphthalene, hexylnaphthalene, Octylnaphthalin, decylnaphthalene, Tetradecylnaphthalin, Octadecylnaphthalin, Dodecylmethylnaphthalin, fithyltetradecylnaphthalin like.
Bei der Erfindung können als organische Reaktionspartner sülfonierbare organische Verbindungen verwendet werden, die selbst oder von denen Vorgänger einer vorherigen Sulfonierungsbehandlung unterworfen worden sind, so daß doppel- oder polysulfonierte Produkte erhalten werden.In the invention, sulfonatable organic compounds can be used as organic reactants which themselves or whose predecessors have been subjected to a previous sulfonation treatment, so that double or polysulfonated products are obtained.
Die Alkylbenzole, die vorzugsweise bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden, sind in der Technik i bekannt, und sie können durch die StrukturformelThe alkylbenzenes which are preferably used in the practice of the invention are known in the art i known, and they can be represented by the structural formula
dargestellt werden, in der R ein Alkylradikal mit gerader oder verzweigter Kette bedeutet, das wenigstens 8 Kohlenstoff atome und vorzugsweise 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthält. Solche Alkylbenzole und ihre Herstellung sind in einer großen Zahl von Patentschriften aufgezeigt, beispiels-are represented, in which R is an alkyl radical with a straight or branched chain, which is at least 8 carbon atoms and preferably contains 8 to 20 carbon atoms. Such alkylbenzenes and their preparation are shown in a large number of patents, for example
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weise in den USA-Patentschriften 1 992 16O, 2 161 173, 2 210 902, 2 218 472, 2 223 364, 2 220 099 und 2 597 834.wise in US patents 1 992 16O, 2 161 173, 2 210 902, 2 218 472, 2 223 364, 2 220 099 and 2 597 834.
Besonders bevorzugte organische Reaktionspartner, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung sulfoniert werdenkönnen, sind die eine lineare Alkylgruppe enthaltenden Benzole, bei denen die lineare Alkylgruppe 8 bis 20 und Vorzugsweise 12 bis 16 Kohlenstoffatome enthält.Particularly preferred organic reactants that which can be sulfonated by the process according to the invention are the benzenes containing a linear alkyl group, where the linear alkyl group is 8 to 20 and preferably Contains 12 to 16 carbon atoms.
Gemäß der Erfindung ist gefunden worden, daß die Kosulfonierung unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen durchgeführt werden kann, wie sie üblicherweise bei der Sulfonierung sulfonierbarer organischer Reaktionspartner angewendet werden. Während bisher angenommen wurde, daß solche Materialien, wie Xylol, Toluol usw.,schwer zu sulfonieren sind, da während der SO^-SuIfonierung eine erhebliche Neigung zur Sulfonbildung besteht, werden solche Nebenreaktionen ausgeschaltet bzw. beträchtlich herabgesetzt, wenn gemäß der Erfindung solche Materialien mit einem weiteren sulfonierbaren organischen Reaktionspartner kosulfoniert werden. Es ist daher unerwartet, daß die Kosulfonierung des organischen Reaktionspartners und des mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs unter üblichen Reaktionsbedingungen glatt vor sich geht, ohne daß unerwünschte Nebenreaktionen zufolge der Sulfonierung des mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs auftreten.According to the invention it has been found that the cosulfonation can be carried out under essentially the same conditions as are usually carried out in the sulfonation of sulfonatable organic reactants are used. While it was previously believed that such materials as xylene, toluene, etc., difficult to sulfonate, since a considerable amount of sulfonation occurs during SO ^ sulfonation If there is a tendency to form sulfones, such side reactions are eliminated or considerably reduced, if, according to the invention, such materials are kosulfoniert with a further sulfonatable organic reactant will. It is therefore unexpected that the Kosulfonierung the organic reactant and with a lower alkyl substituted aromatic hydrocarbon goes smoothly under the usual reaction conditions without undesired side reactions as a result of the Sulfonation of the aromatic hydrocarbon substituted with a lower alkyl occur.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird im allgemeinen ein 4 bis 20#iger molarer Überschuß von Schwefeltrioxyd, bezogen auf die Gesamtmenge der sulfonierbaren Reaktionspartner, verwendet, wobei dieser Überschuß von dem zu sulfonierenden Rohmaterial abhängt. Ferner hat sich eine Temperatur in dem Bereich von etwa 32° bis etwa 49°C bei dem SuIfonierungsverfahren gemäß der Erfindung als geeignet erwiesen. Natürlich können auch etwas höhere oder geringere Temperaturen und etwas höhere oder geringere Mengen an Schwefeltrioxyd verwendet werden, falls dies für be- In the method according to the invention, in general a 4 to 20 # molar excess of sulfur trioxide, based on the total amount of sulfonatable Reactants, used, this excess depending on the raw material to be sulfonated. Furthermore has a temperature in the range of about 32 ° to about 49 ° C in the suIfonierungsverfahren according to the invention as suitable proven. Of course, something higher or lower temperatures and slightly higher or lower amounts of sulfur trioxide are used, if this is necessary for
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sondere Zwecke erwünscht ist. In dieser Beziehung sei erneut darauf hingewiesen, daß gemäß der Erfindung gefunden wurde, •daß die Kosulfonierung des sulfonierbaren organischen Reaktionspartners und des mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs glatt vor sich geht, wenn Sulfonierungsparameter angewendet werden, wie s!e allgemein bei der Herstellung von SuIfonatreinigungsmitteln angewendet werden.special purposes is desired. In this respect it should be pointed out again that it has been found according to the invention • That the cosulfonation of the sulfonatable organic reaction partner and the lower alkyl substituted aromatic hydrocarbon goes smoothly, if sulphonation parameters are applied, as s! e in general in the manufacture of sulfonate detergents be applied.
In dem Kosulfonierungsverfahren gemäß der Erfindung kann der mit einem niederen Alkyl substituierte aromatische Kohlenwasserstoff in beliebiger Menge zugeführt werden, je- | doch ist es vorzuziehen, um Nebenreaktionen auf ein Minimum herabzusetzen, bis zu etwa 10 Gew.% des mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs, vorzugsweise Cumol, Toluol oder Xylol, zu verwenden. Selbst wenn diese Menge an Xylol oder ähnlichem Material dem Reaktor in der Kosulfonierungsreaktion zugeführt wird, werdender wünschte Nebenwirkungen, wie z.B. eine Sulfonbildung, überhaupt nicht oder höchstens in sehr geringem Maß angetroffen. In the cosulfonation process according to the invention, the aromatic hydrocarbon substituted with a lower alkyl can be supplied in any amount, depending but it is preferable to side reactions to a minimum to reduce, up to about 10 wt.% to use of a lower alkyl-substituted aromatic hydrocarbon, preferably cumene, toluene or xylene. Even if this amount of xylene or similar material is fed to the reactor in the cosulfonation reaction, the desired side effects, such as, for example, sulfone formation, are not encountered at all or at most to a very small extent.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dem Säureschlamm nach der Digerierung zusätzlicher, mit einem niederen Alkyl substituierter aromatischer Kohlen- jIn the preferred embodiment of the invention the acid sludge after the digestion of additional aromatic carbons substituted with a lower alkyl j
viasserstoff hinzugefügt und dann noch weiter digeriert. "Hydrogen added and then digested further. "
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird das aus der SuIfonierungsreaktion erhaltene Produkt zunächst' während einer Dauer von 10 Minuten oder mehr digeriert, bevor ein zweiter Teil des mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs, vorzugsweise Cumol, Toluol oder Xylol, zugesetzt wird. Je nach der Menge des zweiten Teils des mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs, der nach der Digerierung hinzugefügt wird, kann die Dauer der zweiten Digerierung bis zu etwa j50 Minuten betragen. Nach der ersten Digerierungsperiode kann der mit einem niederen Alkyl substituierte aromatischeIn this embodiment of the invention that is from the Product obtained initially during the sulfonation reaction a period of 10 minutes or more before a second portion of the lower alkyl substituted aromatic hydrocarbon, preferably cumene, toluene or xylene, is added. Depending on the amount of the second Part of the lower alkyl substituted aromatic hydrocarbon that is added after digestion the duration of the second digestion can be up to about 50 minutes. After the first phase of settlement may be the aromatic substituted with a lower alkyl
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Kohlenwasserstoff in einer maximalen Menge von etwa 4 Qevi.% zugesetzt werden.Hydrocarbon can be added in a maximum amount of about 4 Qevi.% .
In der Zeichnung ist das Verfahren gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist angenommen, daß für den mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoff Xylol benutzt wird und daß als sulfonierbarer organischer Reaktionspartner ein eine lineare Alkylgruppe enthaltendes Benzol verwendet wird. Es können natürlich auch irgendwelche und alle der oben genannten Reaktionspartner in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden.In the drawing, the method according to the invention is illustrated schematically. In this embodiment of the invention, it is believed that the lower alkyl substituted aromatic hydrocarbon is xylene is used and that as a sulfonatable organic reactant a benzene containing a linear alkyl group is used. Of course, any and all of the above reactants can be used in the method according to the invention.
Das Xylol tritt über eine Leitung 12 und das Alkylbenzol über eine Leitung 14 in den SuIfonierungsreaktor 10 ein, während Schwefeltrioxyd über eine Leitung 16 am Boden des Reaktors 10 eingeführt wird. Für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann irgendein üblicher SuI-fonierungsreaktor verwendet werden, jedoch ist eine bevorzugte Art diejenige, die in den USA-Patentschriften 3 259 und J5 350 428 aufgezeigt ist. Eine gute Verteilung der Reaktionspartner in dem Reaktor ist sehr wichtig. Das sulfonierte .Produkt verläßt den Reaktor 10 über eine Leitung l8 und tritt in einen Behälter 20 ein, aus dem ein Teil des sulfonierten Produkts über eine Leitung 22 in den Reaktor 10 zurückgeführt wird.The xylene passes through a line 12 and the alkylbenzene via a line 14 into the sulfonation reactor 10, while sulfur trioxide via a line 16 at the bottom of the reactor 10 is introduced. Any conventional sulfonation reactor can be used for carrying out the process according to the invention can be used, however a preferred type is that disclosed in U.S. Patents 3,259 and J5 350 428 is indicated. A good distribution of Reactant in the reactor is very important. The sulfonated .Product leaves the reactor 10 via a line l8 and enters a container 20, from which a part of the sulfonated product is returned to the reactor 10 via a line 22.
Das sulfonierte Produkt tritt aus dem Behälter 20 über eine Leitung 24 in einen ersten Zyklon 26 ein, aus dem überschüssige Gase über eine Leitung 28 entfernt werden. Die Säure tritt aus dem ersten Zyklon 26 über eine Leitung 50 in einen ersten Digestor J52 ein, in welchem eine Digerierung während einer Zeitdauer von etwa 10 bis 30 Minuten durchgeführt wird. An diesem Punkt kann das Produkt entweder unmittelbar einem Neutralisierer zur Neutralisation und zur Endaufarbeitung bei der Herstellung des Reinigungsbzw. Waschmittelsulfonats zugeführt werden, oder es kann ihm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wie dies in derThe sulfonated product overflows from container 20 a line 24 into a first cyclone 26, from which excess gases are removed via a line 28. The acid exits the first cyclone 26 via a conduit 50 into a first digester J52, in which a digestion is carried out for a period of about 10 to 30 minutes. At this point the product can either go straight to a neutralizer for neutralization and for final processing in the production of the cleaning or Detergent sulfonate can be added, or it can be added to him according to an embodiment of the invention, as shown in FIG
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Zeichnung veranschaulicht ist, über eine Leitung ^4 zusätzliches Xylol zugesetzt werden, wenn es den Digestor 32 über eine Leitung J>6 verläßt. Wahlweise kann der das zusätzliche Xylol enthaltende digerierte Schlamm in einen zweiten Digestor JQ geführt werden, in dem eine weitere Digerierung während einer zusätzlichen Zeitdauer von etwa 10 bis JO Minuten erfolgt und aus dem das Digerierungsprodukt entweder über eine Leitung 42 in einen zweiten Zyklon 40 geführt wird, um noch anwesendes nicht umgesetztes Xylol abzustreifen, oder direkt dem Neutralisierer zugeführt wird. Abgas wird durch eine Leitung 44 hindurch ausgelassen, während das Produkt dem Neutralisierer über eine Leitung 46 zugeführt wird, wobei ihm eine kleine Menge Wasser, ungefähr 2 %, über eine Leitung 48 zugesetzt wird, um irgendwelche in dem System vorhandene Anhydride aufzubrechen. An diesem Punkt können eine übliche Neutralisation und eine weitere Aufarbeitung des Produktes durchgeführt werden, um ein Reinigungs- bzw. Waschmittelsulfonat herzustellen.Drawing is illustrated, additional xylene can be added via line ^ 4 when it leaves the digester 32 via line J> 6. Optionally, the digested sludge containing the additional xylene can be fed to a second digester JQ , in which a further digestion takes place for an additional period of about 10 to JO minutes and from which the digestion product is either fed via a line 42 into a second cyclone 40 in order to strip off any unreacted xylene that is still present, or is fed directly to the neutralizer. Exhaust gas is discharged through line 44 while the product is fed to the neutralizer through line 46 with a small amount of water, approximately 2 %, added through line 48 to break up any anhydrides present in the system. At this point, the usual neutralization and further work-up of the product can be carried out in order to produce a cleaning or detergent sulfonate.
Da es möglich ist, daß nach der zweiten Digerierung kleine Mengen an nicht umgesetztem Xylol oder ähnlichem Material zurückbleiben können, die von der Zufuhrmenge abhängen, und da selbst kleine Mengen einen unerwünschten Geruch haben, der sie zur Verwendung in einem flüssigen Reinigungs- bzw. Waschmittel ungeeignet macht, sollte das überschüssige Xylol oder ähnliche Material aus dem System entfernt werden. Dies kann in einfacher Weise durch Luftabstreifen erreicht werden. Dieses Abstreifen kann dadurch bewirkt werden, daß die SuIfonsäure in den aus dem ersten SuIfonierungsreaktor kommenden Abgasstrora zurückgeführt und danach in dem zweiten Zyklon abgetrennt wird. Demgemäß enthält das aus dem System austretende Abgas Spuren von Xylol.Since it is possible that after the second digestion small amounts of unreacted xylene or the like Material can be left behind, which depends on the amount fed, and since even small amounts an undesirable one Have smell of them for use in a liquid If cleaning or laundry detergents are unsuitable, the excess xylene or similar material should be removed from the system removed. This can be done in a simple manner by air stripping can be achieved. This stripping can be caused by the sulfonic acid in the from the first SuIfonierungsreaktor recirculated coming exhaust gas flow and then separated in the second cyclone. Accordingly, the exhaust gas exiting the system contains traces of Xylene.
Gemäß der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden dem System 3,0 bis 5,0 Gew.# Xylol für die Kosulfonierung und 1,25 bis 4,0 Gew.# Xylol nach der ersten Dige-According to the preferred embodiment of the invention add 3.0 to 5.0 wt. # xylene to the system for cosulfonation and 1.25 to 4.0 wt. # xylene after the first digestion
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rierung zugesetzt, wobei eine Gesamtmenge von etwa 6,0 bis 9*0 Gew.$ optimale Ergebnisse liefert. Demgemäß ist es durch diese Einführung von Xylol in das System möglich, die Viskosität des Sulfonatschlammes beträchtlich bis auf einen Punkt herabzusetzen, an dem kein Problem einer übermäßigen Sohlammviskosität oder einer Gelierung während der Neutralisation auftritt, sowie auch die Menge an Schwefelsäure oder Natriumsulfat in dem neutralen Produkt wesentlich zu vermindern.ration added, a total of about 6.0 to 9 * 0 wt. $ Gives optimal results. Accordingly, it is through this introduction of xylene into the system is possible, the viscosity of the sulphonate sludge considerable down to a point with no problem of excessive sole viscosity or gelation during neutralization occurs, as well as significantly reducing the amount of sulfuric acid or sodium sulfate in the neutral product.
Wie bereits erwähnt, ruft die Einführung des Xylols oder ähnlichen Materials in die Kosulfonierungsreaktxon keine nachteiligen Effekte hervor, da Nebenreaktionen auf ein Minimum herabgesetzt oder völlig ausgeschaltet sind.; Ferner werden durch die Einführung des Xylols oder ähnlichen Materials nach der ersten Digerierung keine meßbaren Nebenreaktionen hervorgerufen, welche die Ausbeute oder die Reinheit des gewünschten Sulfonats beeinträchtigen.As already mentioned, the introduction of the xylene or similar material into the cosulfonation reaction causes no adverse effects emerged because of side reactions are reduced to a minimum or completely switched off .; Furthermore, by introducing xylene or the like Material after the first digestion caused no measurable side reactions that affect the yield or the Impair the purity of the desired sulfonate.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird nach dem SuIfonierungsvorgang dem Neutralisierer ein Xylolsulfonat, Toluolsulfonat, Cumolsulfonat od.dgl. direkt zugesetzt. Durch einen solchen Zusatz wird die Viskosität des neutralisierten Produkts ebenfalls herabgesetzt, indem er dazu beiträgt, das Reinigungsmittel-Sulfonatprodukt im wesentlichen löslich zu machen. Diese Ausführungsform kann entweder allein oder im Verein mit der Kosulfonierung der sulfonierbaren organischen Verbindung und des mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs angewendet werden, um die Schlammviskosität herabzusetzen und die Benutzung eines höheren Peststoffgehalts zu ermöglichen. According to a further embodiment of the invention becomes the neutralizer after the suIfonierungsvorgang Xylene sulfonate, toluene sulfonate, cumene sulfonate or the like. direct added. Such an addition also reduces the viscosity of the neutralized product by it helps render the detergent sulfonate product substantially soluble. This embodiment can either alone or in conjunction with the cosulfonation of the sulfonatable organic compound and that with a lower Alkyl substituted aromatic hydrocarbons can be used to lower the sludge viscosity and enable the use of a higher level of pesticides.
Ferner ist gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung gefunden worden, daß die Digerierung von sulfonierten oder kosulfonierten Produkten, in denen das primär sulfonierbare Material aus einem eine lineare Alkylgruppe enthaltenden Benzol besteht, ohne Rühren und mit einem Minimum an Rückmischen wirksam durchgeführt werden kann» So er- Furthermore, according to a further embodiment, the Invention has been found that the digestion of sulfonated or kosulfonated products, in which the primary sulfonatable material composed of a linear alkyl group containing benzene, can be carried out effectively without stirring and with a minimum of backmixing »So he
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möglicht, ebenso wie in dem Fall, in dem ein kosulfonierbarer, mit einem niederen Alkyl substituierter aromatischer •Kohlenwasserstoff benutzt wird, die Verwendung des eine lineare Alkylgruppe enthaltenden Benzols mit oder ohne solchem kosulfonierbaren Material eine ausreichende Herabsetzung der Viskosität des neutralisierten Produkts," so daß die Durchführung der Digerierung eines solchen sulfonierten Materials ohne Rühren und ohne wesentliches Rückmischen möglich ist.possible, as well as in the case in which a cosulphonizable, aromatic hydrocarbon substituted with a lower alkyl • is used, the use of one linear alkyl group-containing benzene with or without such a cosulfonatable material provides a sufficient reduction the viscosity of the neutralized product, "so that to carry out the digestion of such a sulfonated material without agitation and without substantial back-mixing is possible.
Natürlich wird, wenn das eine lineare Alkylgruppe enthaltende Benzol gemäß der vorher beschriebenen Ausführungs- ä form der Erfindung, d.h. unter Verwendung eines kosulfonierbaren, mit einem niederen Alkyl substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs, wie Xylol, sulfoniert wird, die Viskosität des neutralisierten Produkts sogar noch weiter herabgesetzt, so daß dies eine außerordentlich wirksame AusfUhrungsform darstellt.Of course, if the benzene is a linear alkyl group containing, the execution previously described ä of the invention, ie, using a kosulfonierbaren, substituted with a lower alkyl aromatic hydrocarbon, such as xylene, sulfonated according to the viscosity of the neutralized product is even further reduced so that this is an extremely effective embodiment.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen spezifischen Beispielen näher erläutert.The invention is described below in terms of some specific ones Examples explained in more detail.
Es wurden verschiedene SuIfonierungsreaktionen durchgeführt, wobei als sulfonierbare organische Reaktionspart- ^ ner ein eine lineare C12-Alkylgruppe enthaltendes Benzol IVarious sulfonation reactions were carried out, the sulfonatable organic reactant being a benzene I containing a linear C 12 alkyl group
und Xylol verwendet wurden.and xylene were used.
Es wurden verschiedene Durchläufe gemacht, bei denen die der Ko sul'f onierungsreakt ion zugeführte Xylolmenge, die in das System nach der Digerierung eingeführte zusätzliche Xylolmenge und die Dauer der nach dem Xylolzusatz nach einer zehnminütigen ersten Digerierung erfolgenden zusätzlichen Digerierung geändert wurden. Das Molverhältnis des Schwefeltripxyds zu dem sulfonierbaren Material betrug in den meisten Fällen 1,10 : 1, jedoch wurden auch kleinere Verhältnisse verwendet.Different runs were made in which the amount of xylene supplied to the Ko sul'f onierungsreakt ion, the additional amount of xylene introduced into the system after digestion and the duration of the after xylene addition after one Ten minute first digestion was changed following additional digestion. The molar ratio of the sulfur tripoxide to the sulfonatable material was 1.10: 1 in most cases, but smaller ratios were also used used.
Nach der Schlußdigerierung wurde eine kleine Menge Was-After the final digestion, a small amount of water
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ser, ungefähr 2 %t bezogen auf das ursprünglich eingebrachte Alkylbenzol, zugesetzt, um die Anhydride aufzubrechen, die in dem System zurückgeblieben sein konnten. Anschließend wurde der Schlamm mit Ätznatron neutralisiert. Eine Analyse des Produktes hinsichtlich des Gehalts an freiem öl (Ätherextrakt, Prozentsatz an aktivem Bestandteil), der Farbe und des Verhältnisses von Natriumsulfat zu aktivem Bestandteil lieferte die in der nachfolgenden Tabelle angeführten Ergebnisse: ser, about 2 % t based on the originally introduced alkylbenzene, was added to break up the anhydrides which could have remained in the system. The sludge was then neutralized with caustic soda. An analysis of the product with regard to the content of free oil (ether extract, percentage of active ingredient), the color and the ratio of sodium sulfate to active ingredient gave the results listed in the table below:
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Nr.sample
No.
benzol -
zufuhr
ζ.Reak
tor in
% Alkyl
benzene -
supply
ζ .Reak
gate in
%
zufuhr
ζ. Reak
tor in % Xylene
supply
ζ. Reak
gate in %
zufuhr
z. Di-
gestor
in % Xylene
supply
z. Di-
died
in %
ersten
Digerie
rung in
Min.Duration d.
first
Digerie
tion in
Min.
zusätzl.
Digerie
rung nach
Zufuhr
von Xylol
in Min.Duration d.
additional
Digerie
tion after
supply
of xylene
in min.
von SOr5
zu sul^
fonierba-
rera Mate
rialMole ratio
from SOr 5
to sul ^
fonierba-
rera mate
rial
extrakt
^aktiver
Bestand
teilether
extract
^ more active
Duration
part
nach
Klett .colour
after
Velcro.
Sulß-t zu akt.
BestandteilRelation to
Sulß-t to act.
component
Ci^ GS?
Ci ^
£?■· <§ »
£? ■ ·
**********
ΓΟ CC COΓΟ CC CO
Die für die Proben Nr. "J, 8 und 9 erhaltenen Werte zeigen, daß mit Bezug auf einen minimalen Salzgehalt optimale Ergebnisse durch Zugabe von ungefähr k Gew.$ Xylol in den Digestor erzielt wurden.The values obtained for Sample Nos. "J, 8 and 9 show that, with respect to a minimum salt content, optimum results were obtained by adding approximately k % by weight of xylene to the digester.
In allen Fällen trat kein Problem hinsichtlich einer übermäßigen Schlammviskosität während der Neutralisation oder einer Gelierung des SuIfonatSchlammes auf. Dies macht daher den die Viskosität herabsetzenden Effekt der Kosulfonierung gemäß der Erfindung und des Zusatzes von Xylol nach einer ersten Digerierung,erkennbar.In all cases, there was no problem of excessive sludge viscosity during neutralization or gelation of the sulfonate sludge. This makes hence the viscosity-reducing effect of cosulfonation according to the invention and the addition of xylene after a first digestion, recognizable.
Die Durchläufe mit den Proben Nr. 1, 4, 6 und 9 des Beispiels 1 wurden mit der Ausnahme wiederholt* daß anstelle des Xylols eine gleiche Menge Toluol verwendet wurde. In allen Fällen waren die erhaltenen Ergebnisse mit denen identisch, die für die entsprechenden Proben des Beispiels 1 erhalten wurden. The runs with sample nos. 1, 4, 6 and 9 of the Example 1 were repeated with the exception * that instead of of the xylene an equal amount of toluene was used. In all cases the results obtained were identical to those obtained for the corresponding samples of Example 1.
Es wurden die Durchläufe mit den Proben Nr. 2, 7 und 8 des Beispiels 1 mit der Ausnahme wiederholt, daß anstelle des Xylols eine gleiche Menge O^-Cumol verwendet wurde( Es wurden auch hier wieder im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie für die entsprechenden Proben des Beispiels 1 erhalten.The runs were repeated with Sample Nos. 2, 7 and 8 of Example 1, with the exception that an equal amount of O ^ -Cumene was used instead of the xylene ( Again, essentially the same results were obtained as for the corresponding Samples of Example 1 were obtained.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |