Способ получения щелочных солей алкансульфокислот

 

ОП И С

ИЗОБРЕ

К ЛАТ

9I70

Союз Советскив

Социалистические

Республик

Зависимый от патента, ъ

С 07с 143/02

Заявлено ОЗ.III.1970 (№

Приоритет 04.111.1969, М

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

547.269.3.07 (088.8) Опубликовано 23.VI I 1.19

Дата опубликования oui

Авторы изобретения

Иностранцы

Карл Рен, Курт Шиммельшмидт и Адам Уршель (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Ф арб вер ке Хехст А Г. > (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩЕЛОЧНЫХ СОЛЕИ

АЛ КА НСУЛ ЬФОКИСЛОТ

Изобретение относится к способам получения солей алкансульфокислот, применяемых в качестве исходного сырья для производства моющих средств.

Известен способ получения щелочных солей алкансульфокислот сульфоокислением парафиновых углеводородов двуокисью серы и кислородом, по которому полученный в результате сульфоокисления водный экстракт, содержащий кроме алкансульфокислот серную кислоту, парафиновые углеводороды и сернистый ангидрид, нагревают до 100=С для удаления двуокиси серы и отделяют образующийся при этом нижний слой раствора серной кислоты (при этом отделяется 40О/О от общего количества серной кислоты). Верхний слой нейтрализуют раствором едкой щелочи и подвергают перегонке с водяным паром. Однако в результате такой обработки сульфомассы получают окрашенную, высоковязкую, в дальнейшем почти твердую смесь алкансульфоната и щелочного сульфата, которая содержит еще значительное количество парафина.

Кроме того, на перегонку с водяным паром до возможно более полного удаления углеводородов из раствора соли алкансульфокислоты затрачивается много времени.

С целью получения более чистого целевого продукта, в значительной степени свободного от парафина, и сокращения времени проведения процесса предлагается способ получения щелочных солей алкансульфокислот, заключающийся в том, что водный экстракт, полученный после сульфоокпсления парафиновых углеводородов дгуокнсью серы и кислородом и предварительно освобожденный от двуокиси серы, подвергают перегонке для удаления воды; от полученного остатка путем разделения фаз отделяют более 65ор (предпочтительно

1р 80 /о) серной кислоты.

Получаемый при этом верхний слой представляет собой раствор алкансульфокислоты, интенсивность окраски которого зависит от применяемого способа сульфоокпсления, а

15 также упаривания и от степени чистоты используемого парафинового углеводорода.

Для отоеливанпя алкансульфокислот в их раствор добавляют перекись водорода в количестве 0,1 — 5,0 вес. ",о, считая на алкансульфо20 кислоту. Отбеливание проводят при температуре в пределах от 40 до 120 С, преимущественно от 80 до 100=С, в течение 10 — 60 мин.

Достигаемый прп этом эффект осветления сохраняется в гечение всей дальнейшей обра25 боткп.

Осветлс ные алкансульфокислоты неитрализуют концентр роваппым раствором едкой щелочи и подвергают повторной перегонке с водяным паром в присутсгвин кислородных

30 кислот фосфора илп их солей в количестве

349170

0,01 — 5 вес. /о (предпочтительно 0,05—

1 вес. /О), считая на щелочную соль алкансульфокислоты. Соединения фосфора можно добавлять после отделения серной кислоты, перед осветлением или во время осветления, до нейтрализации или во время нейтрализации, во время перегонки или по окончании ее.

При получении щелочных солей алкансульфокислот по предлагаемому способу благодаря быстро протекающим стадиям перегонки устраняется перегрев продукта. Получаемые в качестве погона парафиновые углеводороды можно повторно направлять на проведение реакции сульфоокисления.

Пример 1. В аппаратуре для сульфоокисления проводят реакцию обмена между нормальными парафиновыми углеводородами с

12 — 18 атомами углерода, двуокисью серы и кислородом в присутствии воды при облучении ультрафиолетовыми лучами и температуре 30 — 40 С. При этом получают водный экстракт, из которого удаляют сернистый ангидрид путем нагревания до 75 С при одновременном пропусканни кислорода. Полученный экстракт, содержащий (в вес. о/о): 19,2 сульфокислот, 28 парафина, 46 воды и 6,8 серпой кислоты, подвергают быстрому испарешно при

90 С и остаточном давлении 80 торр; прн этом в качестве продукта перегонки отгоняется

42 вес. /о от общего количества экстр акта.

Из остатка после перегонки путем разделения фаз получают нижний слой, состояший нз

63 /о-ной серной кислоты в количестве 8 /о от веса примененного экстракта. Таким путем удаляется 74 вес. /о от общего количества серной кислоты, первоначально присутствующей в экстракте после сульфоокисления.

Оставшийся верхний слой представляет со бой концентрат следующего состава (в вес. /-): алкансульфокислоты 41,2, серная кислота 3,7, вода 5,5 и парафин 49,6. К этому концентрату добавляют 35 /о-ный водный раствор перекиси водорода в количестве 40 сл на 1 кг концентрата, затсм нейтрализуют его 50%-ным раствором гидрата окиси калия и добавляют

0,1 вес. /о ортофосфорной кислоты, считая на калиевую соль алкансульфокислоты. Полученную смесь непрерывно направляют на установку для испарения в количестве около

19,1 кг/час. При испарении, проводимом при

250 С, отгоняется 7,26 кг/час парафина, B отпарной колонке, выдерживаемой при 336 С, дополнительно получают 340 г/час парафина.

На обе ступени испарения подают по 2 кг продувочного пара в 1 час.

Из отпарной колонны отводят 7,1 кг/час продукта в виде почти бесцветного плава, не имеющего запаха. Кроме калиевой соли алкансульфокислоты продукт содержит 1,01 кг сернокислого калия и 70 г парафина, П р и мер 2. Экстракт, полученный сульфоокислением нормальных парафиновых углеводородов с 13 — 18 углеродными атомами сернистым ангидридом и кислородом при ультра5

65 фиолетовом облучении, освобожденный дегазацией при 100 С от примеси сернистого ангидрида, подвергают быстрому. упариванию при

100 С и остаточном давлении 100 торр в количестве 162 кг/час. Из остатка после перегонки путем разделения фаз получают нижний слой, содержащий 86 вес. о/о первоначально присутствующей серной кислоты.

Верхний слой, оставшийся после разделения фаз, непрерывно смешивают с 35 /О-ным раствором перекиси водорода, подаваемым в количестве 1,2 кг/час, и полученную смесь нейтрализуют 50 /О-ным раствором гидрата окиси натрия до получения рН 6,8 (рН измеряют с помощью стеклянного электрода). После этого добавляют 0,30 вес. о/, (считая на весовое количество натрийалкансульфата) смеси, состоящей из 70 вес. "/о ортофосфорной кислоты и 30 вес. /о фосфористой кислоты в виде водного раствора.

Нейтралнзат, получаемый в количестве

95 кг/час, направляют непрерывно на выпарную установку, где при 240 С отгоняется

37 кг/«ас парафиновых углеводородов вместе с общим количеством воды. Из кубовой части колонны непрерыв <о отводят 44,5 кг/час расплава, содержащего (в вес. о/,): 90,3 натрийалкапсульфоната, 6 сернокислого натрия и 3,7 парафиповых углеводородов. Отогнанные парафиновые углеводороды снова без какой-либо дополнительной обработки возвращают для проведения реакции сульфоокисления. Такие регепернрованные парафины дают такой же выход в единицу времени относительно единицы объема, как и первоначально используемый свежий парафин.

Полученный натрийалкансульфонат имеет светлую окраску. 30 /о-ный водный раствор сульфоната при 405 нм имеет оптическую проницаемость 84 /о. Если при непрерывной нейтрализации вместо смеси ортофосфорной и фосфористой кислоты берут одинаковое количество (0,30 вес. о/о) только фосфорной кислоты, то получают алкансульфонат, 30 О/О -ный водный раствор которого при 405 н,я имеет оптическую проницаемость 84 /о. Если работают в отсутствии фосфорных соединений и при прочих равных условиях, то получают продукт, который несмотря на проводимое отбеливаннс перекисью водорода не удовлетворяет многие отрасли применения из-за темного цвета и специфического запаха. 30 /о-ный водный раствор этого продукта имеет при 405 кл оптическую про.-шцаемость только 54 /о.

При мер 3. Смесь нормальных парафиновых углеводородов с 14 — 18 атомами углерода сульфоокисляют по известному способу двуокисью серы и кислородом в присутствии озо а. Полученный продукт растворяют в воде и подвергают быстрому упариванию при

110"С и давлении 100 торр в танталовом испарптеле с падающей пленкой. При последующем разделении фаз отделяют в виде нижнего слоя 70 вес. /о первоначально присутствующей серной кислоты.

349170

Составитель 3. Комова

Текред Е. Борисова

Редактор 3. Горбунова

Корректор Т. Миронова

Заказ 2873 16 Изд. N- 1 181 Тираж 406 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и оп рыти11 при Совете Мпги1стров СССР

Москва, >К-35, Рагшская иаб., и. 4 3

Типография, пр.

CIIII" IIOiIII> 2

Оставшуюся верхнюю фазу ко11центрата смешивают с 50 вес. Я> 30 в-ной перекиси водорода (считая на весовое количество алкансульфокислоты) и с 0,1 вес. фосфористой кислоты и полученную смесь нейтрализуют водным раствором гидрата окиси натрия по фенолфталеину. Этот нейтрализат непрерывно направляют в количестве 25 кг/час в испаритель, где при 250 C и одновременном пропускании 2 кг/час водяного пара отгоняется

7,25 кг/час парафиновых углеводородов. Кубовый остаток обрабатывают в отпарной колонне при 290 С водяным паром в количестве

5 кг/час, причем дополнительно отгоняется

200 г/час парафиновых углеводородов. Расплав, получаемый в количестве 14,9 кг час, растворяют в воде с таким расчетом, чтобы получить 25 о/о -ный раствор, который почти бесцветен.

Пример 4. При проведении сравнительного опыта смешивают 5 порций нейтрализата, полученного по примеру 2, в количестве

600 г каждая с каждым из приведенных ш1же фосфорным соединением, взятым в количестве 0,2 вес. /,. Одну из порций оставляют без добавки. Для лучшего сравнения с процессом, осуществляемым на более крупной установке в промышленном масштабе, к каждой из порций добавляют стружку из легированной нер>кавеющей стали. Испытуемые порции нагревают каждый раз в колбе при 170=С в течение 45 лтин. При этом отгоняется вода, присутствовавшая в нейтрализате. После этого температуру повышают до 208 С и проводят перегонку при одновременном пропускании водяного пара в течение 40 л1ин. К концу перегонки температура в кубовой части колонны повышается до 250 С. Ллкансульфонат, оставшийся после этого в колбе, растворяют каждый раз в воде так, чтобы получился 10%-ный раствор. Затем определяют оптическую проницаемость этих растворов при 405 н,11.

Ниже приведены полученные результаты.

Добавка проницаемости

НзРО 95

НзРОз 96

1 аз РзО1о 92

НРОз 96

Отсутствие 81

Таким образом, при одинаковых условиях обработки применение кислородных кислот фосфора позволяет получать продукт значительно более светлой окраски, чем в отсутствии такой добавки.

Пример 5. В стеклянной аппаратуре проводят реакцию обмена между смесью парафиновых углеводородов линейной молекулярной структуры с 13 — 18 атомами углерода, 5

35 двуокисью серы и кислородом в присутствии воды по известному способу, причем реакцию проводят при ульграфиолетовом облучешш.

При этом получают водный экстракт, который выделяют в виде тяжелой фазы следующего состава (в 1II): 20,2 сульфокислот, 34 парафина, 7,1 серной кислоты, 0,7 сернистого ашидрида, 38 воды. Затем 1,5 кг этого экстракта нагревают в аппарате для перегонки, снабженном мешалкой, при 135 С; при этом отгоняется

519 г продукта перегош и. Остаток разделяется на два слоя. 11и>кний слой весит 160 г и представляет собой 60в -ную серную кислоту, что соответствует 90% первоначально присутствующей серной кислоты.

В качестве верхнего слоя остается 811 г концентрата, который отбеливают 14 г 50 /оного раствора перекиси водорода в течение

30 л1ин при 90 С. Затем 750 г отбеленного концентрата нейтрализуют при 65 — 95 С 50%-ным раствором гидрата окиси натрия и далее нагревают в аппарате для перегонки до 170 С.

При этом получают 747 г бесцветного просвеп1вающего нейтрализата в виде безводного жидкого остатка после перегонки.

После этого 600 г этого нейтрализата смеш;1вают с 0,8 г ортофосфорной кислоты и вновь подвергают перегонке. Затем смесь обрабатывают в колбе с мешалкой в течение

50,яин 420 г (общее количество) перегретого водяного пара при 210 — 235 С; при этом отгоняется 345 г парафина. В виде остатка получают 255 г алкапсульфоната, застывающего при охлаждени11 в бесцветную массу, не имеющую запаха. Кроме того, в этой массе содержится 11 " сернокислого натрия и 3 г парафина.

Предмет изобретения

Способ получения щелочных солей алкансульфокпслот из реакционной смеси, полученной сульфоокислением парафинового углеводорода двуокисью серы и кислородом, путем нагревания исходной смеси до 100 С для удаления двуокиси серы и отделения части серной кислоты разделением фаз с последующей нейтрализацией раствора алкансульфокислоты едкой щелочью, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты целевого продукта и интенсификации процесса, водный экстракт, освобожденный от двуокиси серы, подвергают перегонке с последующим отделением фазы серной кислоты и осветлением раствора алкансульфокнслоты перекисью водорода и после нейтрализации его полученную щелочную соль алкансульфокислоты подвергают повторной перегонке в присутствии кислородной кислоты фосфора или ее соли.