CH263976A - Verfahren zur Neutralisierung von kapillaraktiven Sulfonierungsprodukten. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Neutralisierung von     kapillaraktiven        Sulfonierungsprodukten.            17s    ist bekannt, dass man     hydrophoben     Substanzen durch Einführung     hydrophiler     <B>j</B>       ruppen    in ihre Moleküle oberflächenaktive  Eigenschaften verleihen kann. Solche Grup  pen sind meist     Sulfonsäure-    und Schwefel  säureestergruppen. Es ist auch bekannt, diese  Gruppen mit Hilfe von geeigneten     Sulfonie-          rungsmitteln    wie Schwefelsäure,     Oleum,        Chlor-          sulfonsäure    usw. einzuführen.

   Ob     Sulfon-          säuregruppen    oder     Schwefelsäureestergruppen     eingeführt werden, hängt davon ab, was für  eine     hlolekularstruktur    das Ausgangsmaterial  aufweist und was für Bedingungen während  der Behandlung vorherrschen.  



  Für die Behandlung, die sogenannte     Sul-          fonierung,    verwendet man in der Regel einen  beträchtlichen     überschuss    an     Sulfonierungs-          mittel,    und dieser wird anschliessend zusam  men mit. der gebildeten     Sulfonsäure-    oder       Schwefelsäureverbindung    neutralisiert.

   Bisher  erfolgte im allgemeinen, diese Neutralisierung  durch Behandlung des bei der     Sulfonierung          entstandenen    Reaktionsgemisches (des     Roh-          sulfonats),        gewünschtenfalls        nach.    Verdün  nung mit     Wasser,    mittels starker wässriger Al  kalihydroxydlösungen, wie Kali- oder Natron  lauge, indem man diese Lösung unter geeig  netem Rühren und Kühlen in das     Rohsulfonat          eingoss.     



  Diese Art der Neutralisierung bietet. ver  schiedene Nachteile. Der wichtigste derselben  ist, dass eine teilweise Zersetzung des     Sulfonie-          rungsproduktes    eintritt. Da die Rohsulfate in    der Regel stark viskos sind, ist es schwierig, die       Neut.ralisiermittel    darin rasch und gleich  mässig zu verteilen. Es bilden sich deshalb  lokale Stellen mit so hoher     Alkalinität,    dass  die     Sulfonierungsprodukte    verseift werden  können.

   Ausserdem führt die Neutralisation  zu einer Verdünnung des überschüssigen     Sul-          fonierungsmittels    und ist von einer starken  Wärmeentwicklung begleitet, welche die     Ver-          seifungs-    und     Hydrolysierungsvorgänge    för  dern.

   Es ist deshalb in der Regel erforderlich,  bei der Neutralisierung beträchtlich zu küh  len, um eine angemessene, rasche Neutralisie  rung zu erreichen, doch wird dadurch die  rasche und gleichmässige     Vertnischung    des       Rohsulfonats    mit der     Alkalihydroxydlösung     infolge der bei tiefen Temperaturen zuneh  menden Viskosität des     Rohsulfonats    wiederum  erschwert.  



  Unter der Bezeichnung     Sulfonierungspro-          dukte    sollen im nachstehenden sowohl die     Sul-          fonate    als auch die Sulfate verstanden wer  den.  



  Es ist auch bereits vorgeschlagen worden,  die Neutralisation der genannten     Rohsulfo-          nate    in Gegenwart. organischer Lösungsmittel  vorzunehmen. So hat man früher die Neu  tralisation mittels alkoholischer     Alkalihydro-          xydlösungen        vorgenommen,    indem solche Lö  sungen dem     Rohsulfonat    zugesetzt wurden.  Bei diesem Verfahren sind indessen im we  sentlichen die gleichen Bedingungen für Hy-           drolysevorgänge    wie bei der Verwendung von       wässrigen        Alkalihydroxydlösungen    vorhanden.  



  Ferner ist es bereits bekannt, die     Sulfo-          nierung    in Gegenwart organischer     Lösungs-          mittel    vorzunehmen und das gebildete     Roh-          sulfonat    durch Zusatz von     Neutralisiermitt.eln          wie    Karbonaten im festen oder gelösten Zu  stand zu     neutralisieren.       Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren     zur    Neutralisierung von kapillar  aktiven     Sulfonierungsprodukten,

      nach wel  chem die Neutralisation rascher und leichter  durchgeführt     werden    kann ohne Gefahr     uner-          wünschter        Hydrolysierung    der     Sulfonierungs-          produkte.     



  Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem  die Neutralisierung in Gegenwart     inerter    or  ganischer     Lösungsmittel    für die     Sulfonie-          rungsprodukte    - vorgenommen wird, ist ge  kennzeichnet durch die Verwendung eines in  dem     inerten    organischen     Lösungsmittel    höch  stens wenig löslichen     Neutralisiermittels,    das  im genannten Lösungsmittel suspendiert ist.  



  Infolge der     Verwendung    einer Suspension  des     Neutralisiermittels    in einem organischen  Lösungsmittel für die     Sulfonierungsprodukte     kann während der     Neutralisierung    keine Al  kalihydrolyse von Bedeutung entstehen, dies  um so mehr, als das     Sizlfonierungsprodukt     sich sogleich im Lösungsmittel auflöst. Irgend  eine     Säurehydrolyse    kann auch nicht statt  finden, indem die Neutralisierung nicht mit       einer        wässrigen    Lösung des     Neutralisiermittels     vorgenommen wird.

   Ausserdem löst sich das       Sulfonierungsprodukt,    wie     erwähnt,    sogleich  im organischen Lösungsmittel, während sich  das überschüssige     Sulfonierungsmittel    in letz  terem nicht löst. Die     Neutralisierung    wird so  zusagen punktweise rings um jede Partikel  des suspendierten     Neutralisieriuittels    erfol  gen. Sie     wird    ohne erhebliche     Erhöhung    der       Temperatur    des     Neutralisationsgemisches    ver  laufen können, so dass eine künstliche Küh  lung während der Neutralisierung nicht un  bedingt erforderlich wird.

   Es wird in der  Praxis leichter, die Temperatur des     Neutrali-          sationsgemisches        zu    kontrollieren, wodurch es    möglich wird, die Neutralisierung unter mil  deren Bedingungen als bisher durchzuführen.  



  Durch das erfindungsgemässe Verfahren  wird es möglich, das     Sulfonierungsprodukt    in  reinerer Form zu erhalten. Das     Neutralisa-          tionsprodukt    wird nicht nur keine merklichen  Mengen der Zersetzungsprodukte enthalten,  sondern es ist auch möglich, durch geeignete  Wahl des Lösungsmittels und des     Neutralisier-          mittels    das Salz auszufällen, das durch die  Neutralisierung des überschüssigen     Sulfonie-          rimgsmittels    entsteht, und es durch Filtration  oder     Zentrifugierung    zu entfernen.

   Das     Sul-          fonierungsprodiLlit    kann dann direkt in reinem  Zustand aus der vom organischen Salz befrei  ten Lösung erhalten werden, indem man das  organische Lösungsmittel verdampft.  



  Bei einer bevorzugten Ausführungsform  des Verfahrens wird das     Sulfonierungspro-          dukt    in Form von dünnen Strahlen der Sus  pension des     Neutralisiermittels    im organischen  Lösungsmittel zugeführt. Hierdurch wird eine  gute und schnelle     Verteilung    des     Rohsulfonats     in der Suspension gesichert. Diese Arbeits  weise ist von besonderer Bedeutung, wenn  man     portionsweise    arbeitet.  



  Als Lösungsmittel für das     Sulfonierungs-          m.ittel    kann jedes organische Lösungsmittel  verwendet werden, das unter den Bedingun  gen der Neutralisation mit dem     Sulfonierungs-          mittel    keine     unerwünschten    Reaktionen ein  geht. So kann man     aliphatische    Alkohole, wie  Methylalkohol, Äthylalkohol,     Propyl-,        Butyl-,          Amylalkohole    usw., verwenden.

   Ferner     alipha-          tische    mehrwertige Alkohole, wie     Äthylen-          glykol    und Glyzerin,     Ketone,    wie Aceton und       Methyläthylketon,    Äther, wie     Dimethyläther,          Diäthyläther,        Diisopropyläther,        Dioxan,    Ester,  wie     Methylacetat,        Äthylacetat    usw., doch sind  Äthylalkohol und     Propylalkohole    bevorzugt.

         Kohlenwasserstoffe    und,     Halogenkohlenwasser-          stoffe    sind ebenfalls geeignet, doch sind sie im  allgemeinen weniger befriedigend als die Alko  hole. Man kann auch     Lösungsmittelgemische          vez,#venden.     



  Es ist nicht notwendig, die mit Wasser  mischbaren Lösungsmittel in wasserfreiem       Zustand    zu verwenden. Ein Wassergehalt von      10 bis     15%    wird den Verlauf der Neutralisa  tion nicht stören, hingeben deren Beginn er  leichtern. Bei Verwendung von organischen  Lösungsmitteln, die     finit    Wasser nicht misch  bar sind, kann im Lösungsmittel etwas Wasser       emulgiert    sein, falls dies erwünscht ist.  



  Als     Neutralisierznit.tel    kann jede Substanz  mit alkalischer Reaktion, die im organischen  Lösungsmittel unter den     Neutralisationsbedin-          gungen    schwach- oder unlöslich ist und damit  nicht- in unerwünschter Weise reagiert, ver  wendet, werden.

   Beispiele für geeignete     Neu-          tralisiermittel    sind     Carbonate    und     Bicarbo-          nate,    wie     Natriumcarbonat,        Natriumbicarbo-          nat,        Kaliumcarbonat    und     -bicarbonat,    Cal  ciumearbonat,     Ammoniumcarbonat    und     Am-          moniumbicarbonat.    Bei deren Verwendung       bleibt    die Mischung kühler als bei Anwen  dung anderer     Neutralisiermit.tel.     



  Die     Kohlensäureentwicklung    in einer       wässrigen    Lösung von oberflächenaktiven Stof  fen erzeugt gewöhnlich eine grosse Menge sta  bilen Schaumes, was sehr unerwünscht ist. In  Gegenwart von Alkohol oder einem ähnlichen  Lösungsmittel hingegen ist jede Schaumbil  dung unstabil und bricht leicht und rasch zu  sammen.  



       Während    der Neutralisierung findet nicht  nur eine Neutralisation des überschüssigen       Sulfonierungsmittels,    sondern auch eine solche  des sulfonierten oder     sulfatierten    Produktes  statt. Im Hinblick auf die Rückgewinnung  des     Sulfonierungsproduktes    aus dem     Neutrali-          sierungsgemisch    ist es vorzuziehen, dass das  neutralisierte     Sulfonierungs-    oder     Sulfatie-          rungsprodukt    im organischen Lösungsmittel  löslich ist,

   während das neutralisierte     Sulfo-          nierutigSmittel    darin nur wenig oder nicht  löslich sein sollte. Im allgemeinen wird im  vorliegenden Verfahren das neutralisierte     Sul-          fonierungsprodukt    am     Sehlusse    des Verfah  rens in gelöstem Zustande vorliegen, während  das neutralisierte     Sulfonierungsmittel    zusam  men mit nichtverbrauchtem     Neutralisiermittel          als    Niederschlag     zugegen    ist.

   Das     Sulfonie-          rungsprodukt    kann aus dieser Lösung leicht,  durch Filtration oder Zentrifugieren und  Verdampfen des Lösungsmittels gewonnen    werden. Für viele praktische Zwecke wird es  jedoch nicht einmal notwendig sein, das an  organische Salz des     Sulfonierungsmittels    ab  zutrennen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren kann für  die Neutralisierung aller Arten von     Sulfona-          ten    oder Sulfaten mit oberflächenaktiven  Eigenschaften     verwendet.    werden, z. B. der  oben erwähnten     sulfatierten    Mono- und     Di-          glyzeride    höherer Fettsäuren, der     sulfatierten     Fettalkohole und aromatischen     alkylierten          Sulfosäuren.    Das Verfahren ist besonders       zweckmässig    in denjenigen Fällen, wo bei der  Neutralisierung Hydrolyse oder andere uner  wünschte Nebenreaktionen eintreten könnten.  



  Die folgenden Beispiele zeigen, wie die Er  findung durchgeführt werden kann.  



       Beispiel   <I>1:</I>       .10        k-        sulfatierte        Kokosnussölmonogly        zeride,     eine braune, viskose Flüssigkeit, werden in  dünnem Strahl in eine Suspension von 40 kg  feinpulverisiertem     Natriumbiearbonat    in     4-0     Liter 95%igem Äthanol. unter ständigem  Rühren eingegeben. Das rohe     Sulfonat    löst  sich rasch im Alkohol und wird vom     Bicarbo-          nat    unter     Kohlensäureentwieklung    neutrali  siert.  



  Da das     Bicarbonat    im Alkohol praktisch  unlöslich ist, tritt keine     Alkalihydroly    se ein,  und da die Säure in den Alkohol gegossen  wird, ist eine Säurehydrolyse sehr unwahr  scheinlich. Ausserdem wird das bei der Reak  tion gebildete     MTasser    bei Einhaltung einer  Temperatur von annähernd     25o    C vom gebil  deten Natriumsulfat, das im Alkohol unlöslich  ist, aufgenommen. Das     Natriumsalz    der ober  flächenaktiven Substanz ist seinerseits im  Alkohol löslich.  



  <I>Beispiel ?:</I>  40 kg hochsulfoniertes     Kokosnussöl    werden  unter Rühren in feinem Strahl in 40 Liter       Äthanol        (93%iger    Äthylalkohol.):, in denen  17,6 kg     Calciumhydroxyd    suspendiert sind,  eingetragen. Bei der Neutralisierung bildet  sieh     Calciumsulfat,    welches das gleichfalls ent  stehende Wasser aufnimmt und ausgefällt  wird, während das neutralisierte Sulfonie-           rungsprodukt    in     Form    seines     Calciumsalzes     im Alkohol gelöst wird, aus dem es durch  Verdampfung des     Alkohols        @    gewonnen werden  kann.

   Durch Zugabe einer     Natriumcarbonat-          lösung    zu einer Lösung des so erhaltenen       Calciumsalzes    kann man das entsprechende       Natriumsalz    erhalten.    <I>Beispiel 3:</I>  63,6 kg     sulfatierter        Dodecylalkohol    werden  unter Rühren in feinem Strahl in 50 Liter  Aceton, in denen 54 kg wasserfreies Natrium  bicarbonat suspendiert sind, eingegossen.

   Das  bei der Reaktion gebildete Wasser wird,     wenn     man     die    Temperatur auf ungefähr 250 C     hält,     vom entstehenden     Natriumsulfat    aufgenom  men, indem ein Hydrat desselben entsteht,  das     in    Aceton     unlöslich    ist. Das     Natriumsalz     des     Fettalkoholsulfats    kann wie im Beispiel 2  gewonnen werden.  



  Bei der     Durchführung    des erfindungsge  mässen Verfahrens     in    der in den Beispielen  beschriebenen Weise wird in Chargen neutrali  siert. Das Verfahren     kann    aber auch konti  nuierlich durchgeführt werden, indem man  das     Rohsidfonat    und die Suspension des     Neu-          tralisiermittels    im organischen     Lösungsmittel.     gleichzeitig in berechneten     Mengen    in die Neu  tralisationsbehälter einführt.  



  Mit dem Verfahren der vorliegenden Er  findung werden Produkte erhalten, die prak-         tisch    frei sind von Zersetzungsprodukten, die  durch Hydrolyse     und/oder        Verseifung    ent  stehen     könnten.    Sie sind deshalb in Wasser  klar löslich und können z. B. als Wasch-,       Reinigungs-,        Emulgier-,    Netz- und Schaum  mittel 'in fester oder flüssiger Form, allein  oder mit andern Substanzen, z. B. Füllstoffen  oder     andern    Zusätzen, welche für den be  stimmten Verwendungszweck geeignete Eigen  schaften aufweisen, Verwendung finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Neutralisierung von kapil- larakt-iven Sulfonierungsprodukten, bei dem die Neutralisierung in Gegenwart inerter or ganischer Lösungsmittel für die Sulfonie- rungsprodukte vorgenommen wird, gekenn zeichnet durch die Verwendung eines in dem inerten organischen Lösungsmittel höchstens wenig löslichen Neutralisiermittels, das im ge nannten Lösungsmittel suspendiert ist. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Sulfonierungs- produkt in Form von dünnen Strahlen der Suspension des Neutralisiermittels zugeführt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man eine Suspen sion des Neutralisiermittels in Äthylalkohol verwendet.