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Die
Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Sulfatierung bzw.
Sulfonierung von sulfatierbaren bzw. sulfonierbaren organischen
Substanzen in herkömmlichen
Dünnschicht-Fallfilm
Reaktoren wie z.B. Rohreaktoren oder Ringspalt Reaktoren, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zuführung
des SO3/Luftgemisches erfindungsgemäß über zwei Einspeisestellen,
die sich innerhalb(entlang) des Reaktionsrohres bzw. den Reaktionsrohren
bzw. im Ringspaltraum von Ringspalt-Fallfilmreaktoren befinden, erfolgt.
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Die
Sulfatierung bzw. Sulfonierung organischer Verbindungen erfolgt
nach gängigen
Methoden, die darin bestehen, die flüssigen organischen Ausgangsverbindungen
mit gasförmigen,
SO3 enthaltenden Mischungen (z.B. mit Konvertgas) umzusetzen. Die
Sulfonierungs- bzw. Sulfatierungsreaktionen sind stark exotherm,
so dass es zusammen mit lokal hohen Schwefeltrioxidkonzentrationen
im Reaktionsgemisch zur Erzeugung übersulfonierter Produkte und
zu unerwünschten
Nebenreaktionen kommt, die die Produktqualität erheblich beeinträchtigen.
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In
DE 2 621 455 wird ein Verfahren
beschrieben, in dem in einem speziellen Mischreaktor die zu sulfierende
organische Substanz zusammen mit unverdünntem flüssigen oder gasförmigem Schwefeltrioxid
unter turbulenten Mischbedingungen zusammengebracht wird, das Reaktionsgemisch
außerhalb
des Reaktors abgekühlt
und wieder in den Mischreaktor zurückführt wird. Ausbeute und Farbe
des Reaktionsproduktes sind unbefriedigend.
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In
DE 1 443 500 wird eine Vorrichtung
zur kontinuierlichen Sulfonierung organischer Stoffe beschrieben,
die aus mehreren Mischern besteht aus denen das Reaktionsgemisch
unter Zwischenkühlung
vom vorhergehenden in den jeweils nachfolgenden Reaktor geführt wird
wobei auch in diesen verdünntes
SO3 zugegeben wird. Diese Verfahrensweise dosiert zwar das SO3 in
zwei Stufen d.h. in der 1.Stufe im stöchiometrischen Unterschuss;
doch ist dieses Reaktorsystem technisch aufwendig und hat sich ebenfalls
in der Technik nicht durchgesetzt.
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In
der
US 3 482 947 wird
ein „single-
bzw. multi-tube filmreactor" beschrieben,
in dem der zu sulfierende Rohstoff gleichmäßig über ein Flüssigkeitsreservoir auf die
Innenflächen
der Reaktionsrohre gebracht wird, in denen ein weiteres Rohr mit
einem kleineren Durchmesser steckt, so dass ein Ringspalt entsteht
in dem die Flüssigkeit
gleichmäßig als
Film in das Reaktionsrohr kommt. In diesem Einsteckrohr wird innen
das verdünnte SO3-Gas
eingeleitet. Der zu sulfierende Rohstoff-Film kommt dabei direkt
mit dem spontan reagierenden verdünnten SO3-Gas zusammen. Dies
führt zu
einer lokalen Übersulfierung,
das heißt,
es wird ein großer Überschuss
SO3 an der Filmoberfläche
oder an der Oberfläche
evtl. gebildeter Flüssigkeitstropfen
angeboten. Dies führt
zu unerwünschten
Nebenreaktionen und zur Farbverschlechterung Reaktionsproduktes.
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In
der
US 3 667 919 wird
ein Reaktorkopf für
einen Fallfilm-Ringspalt-Sulfonierreaktor beschrieben mit dem eine
separate Mengendosierung des organischen Rohstoffes auf die Innenfläche des äußeren Reaktorrohres
und auf die Außenfläche des
inneren Rektorrohres möglich
ist. Damit soll erreicht werden, dass entsprechend dem inneren und äußeren Durchmesser
ein gleichmäßig dicker
Film erzeugt wird um ein Überangebot
an SO3 auf dem dünneren
Film zu vermeiden. Auch mit diesem Verfahren wird der organische
Rohstoff und das SO3 gleichzeitig zusammengebracht was, wie oben
beschrieben, zu Übersulfonierung
mit den Nachteilen von Nebenreaktionen und schlechterer Farbe führt.
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In
US 3 169 142 wird eine Vorrichtung
beschrieben in der in einem Film-Rohrreaktor die zu sulfierende Flüssigkeit
an der Innenwand als Film verteilt wird und das verdünnte SO3-Gas über eine
Düse (nozzel)
in das Innenrohr eingeführt
wird. Die Außenwand
des Rohres wird gekühlt
und dient der Wärmeabführung der
extrem schnellen exothermen Reaktion. Die Vorrichtung ist praktisch
auf nur ein Rohr beschränkt;
eine gleichmäßige Verteilung
sowohl des organischen Rohstoffes als auch des verdünnten SO3-Gases
ist nicht beschrieben. Auch hier wird der organische Rohstoff und
das SO3-Gas gleichzeitig zusammengebracht, was zur Folge hat, dass
wegen der lokalen Überkonzentration
an SO3 unerwünschte
Nebenreaktionen ablaufen und die Temperatur wegen ungenügender Wärmeabfuhr
stark ansteigt, was wiederum Nebenreaktionen begünstigt und zur Verschlechterung der
Farbe des Reaktionsproduktes führt.
Auch diese Vorrichtung hat sich in der Praxis nicht durchgesetzt.
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In
der
DE 2 923 510 wird
ein Verfahren zur Sulfonierung von alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen
beschrieben, in dem der organische Rohstoff in einem speziellen
Reaktor (in der Literatur als Chemithon Jet Impact Reactor bezeichnet)
zur Erzielung einer großen
Oberfläche
fein zerstäubt
wird und die gebildeten feinen Tröpfchen mit dem SO3 reagieren
können.
Die fein verteilten Tröpfchen
des Reaktionsgemisches werden intensiv mit gekühlter, zurückgeführter, in einem Zyklon entgaster
Sulfonsäure
(Reaktionsgemisch) gemischt (quenchen) und dadurch abgekühlt. Das
Verfahren hat den Nachteil, dass der Produktstrom auf dem Weg vom
Reaktor zum Zyklon-Abscheider (Trennung Gas/Flüssigkeit) nicht gekühlt wird
und deshalb die Temperatur stark ansteigt. Dies führt zu dunkleren
Produkten im Vergleich zu Fallfilm-Reaktoren bei denen die Kühlung unmittelbar
während
der Reaktion über
die äußere Kühlfläche beginnt.
Der Reaktor-Typ wird deshalb nur dort eingesetzt, wo es weniger
auf die Produktfarbe ankommt.
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In
US 4 335 079 wird eine Film-Sulfonierung
beschrieben in der der Film auf die Innenfläche einer rotierenden Kugel
aufgebracht wird und das SO3-Gas über verschiedene Zonen auf
den Film gebracht wird. Der Film ist jedoch zu ungleichmäßig dick,
so dass keine gleichmäßige Sulfonierung
stattfindet. Außerdem
ist die Apparatur zu kompliziert und hat sich deshalb in der Praxis
nicht durchgesetzt.
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In "Sulfonation technologie
in the detergent industrie "Kluwer
Academic Publishers (1991), Dordrecht, Netherlands, Herman de Groot,
W., S. 148 ist der Chemithon-Fall-Filmreaktor wie er heute in der Detergens-Industrie
verwendet wird beschrieben. Auch bei diesem Verfahren wird der organische
Rohstoff und das SO3 gleichzeitig zusammengebracht was, wie oben
beschrieben, zu Übersulfonierung
mit den Nachteilen von Nebenreaktionen und schlechterer Farbe führt. Auch
treten nach relativ kurzer Zeit Verkrustungen in der oberen Reaktionszone
auf. Eine Reinigung des Reaktors ist notwendig, was zu Produktionsausfall
führt.
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In
der
DE 27 19 956 ist
ein schraubenlinienförmig
gewendeltes Mehrphasenströmungsrohr
beschrieben, indem die Zuführungsrohre
für ein
Reaktionsgas durch das Doppelrohr eingeführt sind. Dies führt im Gegensatz,
zu dem angebrachten Einsteckrohr der erfindungsgemäßen Anordnung,
zu Störungen
des Films, das insbesondere bei Sulfonierungen und Sulfatierungen
zu Verfärbungen
und unerwünschten
Nebenprodukten führt.
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Im
US 6 127 571 wird ein Verfahren
zur Sulfonierung bzw. Ethoxylierung beschrieben in dem die Reaktionsflüssigkeit
(SO3 oder Ethylenoxid) über
permeable Platten eingespeist und dort mit dem flüssigen Reaktionspartner
zusammengeführt
wird. Es handelt sich also hier um ein flüssig/flüssig Reaktionsverfahren. Es hat
in der Praxis keinen Eingang gefunden.
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1: Prinzip
des Chemithon-Ringspalt-Fallfilmreaktors, Stand der Technik
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Der
Chemithon-Ringspalt-Fallfilmreaktor besteht aus zwei kurzen ca.
2m langen konzentrischen Rohren (1) die einen Ringspalt
(2)(Ringraum) von ca. 6–10mm ausbilden. Der Rohstoff
(3) wird über
Rohre und einen Rohstoffverteiler (4) und über Verteilungsschlitze
(5) auf die Innenwand des Außenrohres (6) und
auf die Außenwand
des Innenrohres (7) gleichmäßig verteilt. In den Ringspalt
zwischen den Rohstofffilmen (8) wird das verdünnte ca.
3–8 Vol.%-ige
SO3-Gas (9) zugeführt.
Die hohe Reaktionswärme
wird über
den Kühlmantel (10)
der Reaktionsrohre mit Kühlwasser
(11) abgeführt.
Die Reaktionsmischung wird nach der Entgasung in einem Zyklon und
Abkühlung
in einem Wärmetauscher
in den unterer Reaktorteil zur schnellen Abkühlung (quenchen) der heißen Reaktionsmischung
zurückgeführt.
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Im
Patent
GB 2 043 067 wird
eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Einspeisung
der flüssigen
zu sulfatierenden bzw. sulfonierenden Verbindung über eine
Einspeisekammer in die darunter angeordneten Reaktionsrohre beschrieben.
Es wurde erkannt, dass eine gleichmäßige Filmbildung in den Rohren
(System Ballestra) notwendig ist, da bei einem lokal dünneren Film
eine Übersulfonierung
auftreten kann. In dieser Schrift wurde auch beschrieben, dass der
größte Teil
der Reaktion im ersten Teil kurz nach dem Zusammentreffen des organischen
Rohstoffs mit dem SO3 auftritt und dort eine nicht akzeptable Spitzentemperatur
in der Reaktionsmasse auftritt. Das heißt, auch bei dieser Anordnung
wird der organische Rohstoff und das SO3-Gas gleichzeitig zusammengebracht
was zu einer Temperaturspitze kurz nach der Zusammenführung der
Reaktanten und zu einer Verkokung direkt an der Einspeisestelle
des flüssigen
Rohstoffes führt.
Es wird lediglich eine Verbesserung durch Vergleichmäßigung der
Rohstoffzuführung
erreicht. In
2 ist das Prinzip des Ballestra Mehrrohr
Fallfilmreaktors näher
erläutert.
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2: Ballestra-Mehrrohr-Fallfilmreaktor
("multitube – falling
film reactor), Prinzip des Standes der Technik
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Analog
einem Rohrbündelwärmetauscher
wird über
ein spezielles Einspeisesystem auf die Innenflächen aller Reaktionsrohre (1)
(ca. 1inch Innendurchmesser bis zu 10m lang) der organische Rohstoff
(2) als Rohstoff Film (3) gleichmäßig aufgebracht.
Das verdünnte
SO3-Gas (4) wird vom Reaktorkopf (5) aus gleichmäßig auf
alle Rohre verteilt Die Reaktion ist nach ca. 1m vom Reaktorkopf
her abgeschlossen. Die Abkühlung der
Reaktionsmischung im Reaktionsraum erfolgt mit Kühlwasser (6) von außen über zwei
Sektionen im Kühlmantel
(7).
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In
US 3 931 273 wird ein Reaktorsystem
beschrieben in dem die Einspeisung des zu sulfonierenden organischen
Rohstoffes in jedes einzelne Reaktionsrohr zu dessen Vergleichmäßigung und
zur Verringerung der der Reaktionsgeschwindigkeit gleichzeitig ein
Inertgas („equalizing
gas") zudosiert
wird (System Mazzoni). Das verdünnte
SO3 wird dann im gewünschten
Mol-Verhältnis
mit dem organischen Rohstoff z.B. 1,02 zu 1,00 gleichzeitig zusammengebracht.
Auch hier tritt eine lokale Übersulfierung
des organischen Materials auf, da trotz guter Durchmischung eine
molekulare Verteilung von SO3 und organischem Rohstoff nicht erreicht
wird. In
3 ist das Prinzip System des
so genannten Mazzoni Reaktiors näher
beschrieben da dieser Reaktor Typ in der Technik eingesetzt wird.
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3: Prinzip
des Mazzoni-Mehrrohr-Fallfilmreaktors, Stand der Technik.
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Der
Mazzoni-Reaktor ist analog dem Ballestra-Reaktor mit vertikal angebrachten
Reaktionsrohren (1) die im Unterschied zur Ballestra-Konstruktion
je einen separaten Kühlmantel
(2) haben. Der flüssige
Rohstoff (3) wird über
eine Mittelkammer (4) in jedes Rohr mit je einer ausgesteinten
Düse gleichmäßig aufgebracht. Zwischen
organischen Rohstoff-Film (5) und dem zugeführten verdünntem SO3-Gas
(6) das über
die SO3-Zuführung
(7) in die Reaktionsrohre verteilt wird, wird Luft („equalizing
gas")(8)
zur Verlangsamung der Reaktion in den Reaktionsraum (9)
eingebracht.
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In
der
DE 2 138 038 wird
ein Verfahren zur nahezu isothermen Sulfonierung oder Sulfatierung
organischer Verbindungen beschrieben (in der Literatur als Lion
T-O sulfonation falling film reactor bezeichnet) bei dem in einem
Fall-Film-Ringspalt-Reaktor
(analog dem Chemiton-Fall-Film-Reaktor) zwischen dem SO3-Gas-Strom
und dem dünnen
Film des organischen Rohstoffes über
eine spezielle Zuführvorrichtung
Luft eindosiert, die als Luftvorhang (curtain air) dient, der die
schnelle Diffusion von SO3 in die Filmoberfläche verhindern soll. Es soll
eine Verringerung der Umsetzungsgeschwindigkeit erreicht werden.
Auch soll eine starke Temperaturerhöhung im ersten Teil der Reaktionszone
vermieden werden um Nebenreaktionen zu unterdrücken.
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Durch
die hohe Strömungsgeschwindigkeit
beim Zusammentreffen des SO3/Luftgemisches mit der „curtain
air" im Ringspalt
tritt jedoch sofort eine stark turbulente Strömung auf, die eine sofortige
Durchmischung des separat zugeführten
Sulfiergases SO3/Luft und der „Vorhang-Luft" bewirkt. Der gewünschte und auch
sinnvolle Effekt der Verringerung der Umsetzungsgeschwindigkeit
und eine Vermeidung des Temperatur-Peaks tritt daher nicht in dem
gewünschten
Maße ein
um eine Verminderung von Nebenreaktionen und eine Farbverbesserung
zu erzielen. Der T-O Fallfilmreaktor ist auch in der technischen
Ausführung
kompliziert und fand deshalb außerhalb
Japans keine Bedeutung. Auch wird er praktisch nur für die Herstellung
von Olefinsulfonat eingesetzt.
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In 4 ist
das Prinzip des Lion-T-O-Ringspalt-Fallfilmreaktors näher erläutert.
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4: Lion-T-O-Ringspalt-Fallfilmreaktor
Prinzip des Standes der Technik
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Der
T-O-Reaktor ist ein Ringspalt-Fallfilm-Reaktor (ähnlich dem Chemithon-Reaktor)
mit ca. 2m Länge und
einem Durchmesser von 0,3 bis 1m entsprechend der vorgesehenen Kapazität. Auch
hier wird die Reaktionsmischung gequencht mit einem Überschuss
rückgeführter gekühlter Sulfosäure. Im
Unterschied zum Chemithon-Reaktor wird über eine spezielle Vorrichtung
am Reaktorkopf (1) Luft (2) zwischen verdünntem SO3-Gas
(3) und Rohstofffilm (4) getrennt durch ein oben
offenes Doppelrohr (5) eingespeist um die Diffusion von
SO3 zur Filmoberfläche
zu verringern und damit die Reaktion zu verlangsamen. Damit sollen
die hohen Temperaturspitzen vermieden werden. Diese so genannte „curtain
air" (6)
hat die gleiche Funktion wie die „equlizing air" beim Mazzoni-Reaktor.
Der Rohstoff (7) wird über
einen Verteilerschlitz (8) auf die Wand der Reaktorrohre
(9) gebracht. Die Reaktionswärme wird mit Kühlwasser
(10) abgeführt.
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Alle
bisherigen Methoden und Verfahren zur großtechnischen Sulfatierung bzw.
Sulfonierung von organischen Verbindungen wie in dem bekannten Chemithon-Ringspalt-Fallfilmreaktor
(falling-film reactor, siehe 1), dem
Ballestra-Mehrrohr-Fallfilmreaktor
(multitube-falling film reactor, siehe 2), dem
Mazzoni-Mehrrohr-Fallfilmreaktor
(multitube-falling film reactor, siehe 3), und
dem Lion-T-O-Ringspalt-Fallfilmreaktor
(falling-film reactor, siehe 4) sind
nicht in vollem Umfang befriedigend.
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Es
bestand daher die Aufgabe, ein neues Verfahren zur großtechnischen
Herstellung von sulfatierten bzw. sulfonierten organischen Produkten
bereitzustellen, das frei von den oben geschilderten Nachteilen
ist, wie Auftreten von hohen Spitzentemperaturen am Anfang der Reaktionszone,
Verkrustung bzw. Verkokung am Reaktorkopf, Bildung unerwünschter
Nebenprodukte, Farbverschlechterung und lokaler Übersulfierung die zu Nebenreaktionen
führt.
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Es
wurde überraschend
gefunden, dass diese Aufgabe gelöst
wird durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die
Sulfonierung- bzw. Sulfatierung von organischem flüssigen Rohstoff
mit einem SO3/Luftgemisch in Dünnschicht-Fall-Film-Reaktoren
wie z.B. Rohrreaktoren oder Ringspaltreaktoren in Form eines Doppelzylinders
durchgeführt
wird, wobei die Einspeisung des SO3/Luftgemisches über zwei
Einspeisestellen entlang des Reaktionsrohres bzw. entlang mehrerer
Reaktionsrohre bzw. im Ringspaltraum der Ringspalt-Fallfilmreaktoren
erfolgt.
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Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfahren zur Sulfatierung bzw. Sulfonierung
von sulfatierbaren bzw. sulfonierbaren organischen Substanzen das
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einspeisung des SO3/Luftgemisches über zwei
Einspeisestellen entlang des Reaktionsrohres bzw. entlang mehrerer
Reaktionsrohre bzw. im Ringspaltraum der Ringspalt-Fallfilmreaktoren
erfolgt.
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Ein
bevorzugter Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Sulfatierung
bzw. Sulfonierung von sulfatierbaren bzw. sulfonierbaren organischen
Substanzen in einem Ringspalt Fallfilmreaktor gemäß 5.
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5: Darstellung
des Prinzips der Erfindung für
Ringspalt Fallfilmreaktoren
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Die
Ausführung
des Reaktors besteht aus zwei konzentrischen Rohren (1)
die einen Ringspalt (Ringraum) (2) von ca. 5–10mm ausbilden.
In diesen Ringspalt ist ein weiteres Doppelrohr (3) mit
einer Länge
von nur ca. 100 bis 300mm eingesetzt. Der Rohstoff (4)
wird über
Rohre und Verteilungsschlitze (5) auf die innere Fläche des äußeren Rohres
(6) und auf die äußere Fläche des
inneren Rohres (7) gleichmäßig verteilt. Das verdünnte ca.
3–8 Vol.%-ige
SO3-Gas (8) wird über
den Reaktorkopf (9) in den Ringspalt und in das eingesetzte
oben offene Doppelrohr des Reaktors mit dem organischen Rohstoff
in Kontakt gebracht (obere Reaktionszone)(10). Das eingesetzte
Doppelrohr verteilt das SO3-Gas auch auf eine im Reaktor weiter
unten liegende untere Reaktionszone (11). Damit wird die
Reaktion auf zwei Stufen aufgeteilt. Die Reaktionswärme wird
mit Kühlwasser
(12) abgeführt.
Die hohe Temperaturspitze und Übersulfierung
mit den beschriebenen Nachteilen wird vermieden.
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Ein
ebenso bevorzugter Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur
Sulfatierung bzw. Sulfonierung von sulfatierbaren bzw. sulfonierbaren
organischen Substanzen in einem Mehrrohr Fallfilmreaktor gemäß 6.
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6: Darstellung
des Prinzips der Erfindung für
Mehrrohr Fallfilmreaktoren
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In
einem Röhrensystem ähnlich einem
Rohrbündelwärmetauscher
(ca. 25mm Innendurchmesser bis zu 10m lang) ist in jedes Reaktorrohr
(1) ein weiteres dünneres
Einsteckrohr (2) eingesetzt. Der Rohstoff (3) wird über ein
spezielles Einspeisesystem als Rohstoff-Film (4) gleichmäßig auf
die Innenwand (5) aufgebracht. Das verdünnte SO3-Gas (6) wird
vom Reaktorkopf (7) aus gleichmäßig auf alle Rohre verteilt.
Durch das Einsteckrohr wird das SO3-Gas auch auf eine im Reaktor
weiter unten liegende Reaktionszone gebracht. Damit wird die Reaktion
in zwei Stufen in eine obere Reaktionszone (8) und eine
untere Reaktionszone (9) aufgeteilt. Die Reaktionswärme wird
mit Kühlwasser
(10) abgeführt.
Der hohe Temperaturpeak und Übersulfierung
wird vermieden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird erreicht, dass die Reaktion zweistufig, sozusagen kaskadenförmig durchgeführt wird,
wobei in der ersten Stufe nur ein Teil des notwendigen (stöchiometrisch
gewünschten)
SO3-Gases angeboten wird und damit bei Reaktionsbeginn die Reaktion
verlangsamt wird. Da die Reaktion am Anfang also unterstöchiometrisch
bezogen auf das SO3 durchgeführt
wird, erfolgt keine lokale Übersulfierung,
die Reaktionswärmentwicklung
ist dadurch deutlich geringer, so dass der hohe Temperaturanstieg
im ersten Teil des Reaktors unterbleibt. Zudem steigt die Viskosität der Reaktionsmischung
langsamer an (das sulfonierte Produkt hat eine wesentlich höhere Viskosität als der
eingesetzte organische Rohstoff), was zu einer Verbesserung der
Wärmeabführung über das
Kühlwasser
an der Außenfläche des
Reaktors führt.
Auf diese Weise lässt
sich die stark exotherme Reaktion und die Temperatur des Reaktionsgemisches
besser steuern.
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Dies
lässt sich
für Mehrrohr-Fallfilmreaktoren
(multitube-falling film reactor) in einfacher weise dadurch erreichen,
dass in den Innenraum des Reaktionsrohres ein weiteres Rohr eingeführt wird, über das
ein von oben einströmendes
SO3/Luft-Gemisch
zugeführt
wird. Ein Teil des Gases wird oben zwischen dem eingeführten Rohr
und dem Reaktionsrohr, indem an der Innenseite der Rohstoff-Film
fließt,
direkt mit dem Rohstoff zusammengebracht. Der andere Teil des Gases
wird über
das Innenrohr weiter unten mit dem bereits teilsulfierten Reaktionsprodukt
zur Reaktion gebracht. Über
den Durchmesser des Reaktionsrohres und den Durchmesser des Einsteck-Rohres
(Verhältnis
der Ringfläche
zwischen Reaktionsrohr und der Querschnittsfläche des Einsteckrohrs) lässt sich
das Verhältnis
an Reaktionsgas zwischen der ersten Reaktionsstufe und der zweiten Reaktionsstufe
einstellen. Über die
Länge des
Einsteckrohres lässt
sich der Umsetzungsgrad des ersten Teils der Reaktion und der Restumsetzung
im zweiten Teil des Reaktors einstellen.
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Im
Falle der Ringspalt-Fallfilmreaktoren, bei denen der organische
Rohstoff an der Innenwand des äußeren Rohres
und an der Außenwand
des inneren Rohres über
einen Schlitz eindosiert wird und als Film an den Wänden nach
unten läuft,
wird in den Ringspalt ein Doppelrohr einführt in dessen Ringspalt ein
Teil des Sulfiergases in den weiter unten liegenden Reaktorteil
eingegast und dort mit dem teilsulfierten Reaktionsgemisch zusammengebracht
wird. Im oberen Teil des Reaktors wird ein Teil des Gases direkt
mit dem organischen Rohstoff zusammengebracht. Über die Ringspalt-Fläche des
Reaktors und die Ringspaltfläche
des Einsteckdoppelrohres wird das Verhältnis an Reaktionsgas zwischen
der ersten und zweiten Reaktionsstufe eingestellt.
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Da
ein großer
Teil der Umsetzung bereits im ersten Teil der Reaktionszone erfolgt
sind die Einsteckrohre (Mehrrohr-Fallfilmreaktor) bzw. das Einsteckdoppelrohr
im Ringspalt-Fallfilmreaktor nur kurz (ca. 30 bis 40 cm) so dass
der Einbau konstruktiv einfach ist.
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Mit
der Vorrichtung lassen sich die verschiedensten organischen Stoffe
mit SO3 umsetzen wie z.B. Alkylbenzole mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen
in der Alkylkette, die linear und verzweigt, gesättigt oder ungesättigt sein
kann, α-Olefine
mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, Fettalkohole mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen,
Alkylenoxidaddukte von Fettalkohlen mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen,
Alkylphenole mit 8 bis 15 Kohlenstoffatomen und deren Alkylenoxidderivate
sowie Fettsäuremethylester.
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Das
Verfahren (die Konstruktion) kann auf die oben genannten in der
Praxis eingesetzten Reaktortypen adaptiert werden.
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Die
folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern ohne sie jedoch darauf
zu beschränken.
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Vergleichsbeispiel 1
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Herstellung von Laureth
(2EO) sulfat, Natriumsalz im Ringspalt-Fallfilmreaktor nach herkömmlichem
Verfahren
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In
einem herkömmlichen
Ringspalt-Fallfilmreaktor mit einem Durchmesser von 5 Zoll(inch)
und einer Reaktorlänge
von ca. 2m mit einer Ringspaltbreite (Ringraum) von 6,5mm und je
einem Rohstoffverteilerschlitz auf der Innenwand des Außenrohres
und auf der Außenwand
des Innenrohres und je einem Kühlmantel
(siehe
2) wird ein C12/14-Fettalkohol-Ethoxylat (Fettalkohol
C12-Anteil 70–75%,
C14-Anteil 25–30%,
Molmasse 194 mit 2 Mol Ethylenoxid (Molmasse 282, APHA-Farbzahl, Hazen =
14) über
die beiden Verteilerschlitze mit einer Menge von 259 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,920 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat) mit einer Temperatur von 40°C gleichmäßig auf
die beiden Ringspaltflächen
aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf die beiden Kühlmäntel wird
auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Ringspalt (Ringraum) 0,888 kmol/h verdünntes SO3-Gas
(SO3/Rohstoff = 0,965) mit einer Konzentration von ca. 3,490 Vol.% zugeführt. Die
Reaktionsmischung wird nach der Entgasung in einem Zyklon und Abkühlung in
einem Wärmetauscher
in den unteren Reaktorteil zur schnellen Abkühlung (quenchen) der warmen
Reaktionsmischung zurückgeführt. Temperaturmessungen
im Ringspalt zeigten, dass ein Temperaturmaximum nach ca. 115mm
vom Eintritt des Fettalkohol-Ethoxylats
von 130°C
auftritt. Die Austrittstemperatur am Ende des Ringspaltes vor der Quenchung
betrug 40°C.
Die kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
mit Natronlauge (18 Gew.%), entsalztem Wasser und Soda als Puffer
in einem speziellen dynamischen Mischer so neutralisiert, dass eine
ca. 70%ige Paste entstand. Das Produkt weist folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molmasse = 384,0 g/mol): | 69,20% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,10% |
| Farbzahl
APHA 25%ige WS/H2O: | 50 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 60
ppm |
| Unsulfatierter
Anteil tel quel (DC): | 2,4
Gew.% (3,47% bez. auf 100%) |
| pH-Wert
% WS in Wasser: | 8,7 |
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Nach
5 Tagen Laufzeit musste der Reaktor wegen sich verschlechternder
Farbe des Produktes geöffnet
und gereinigt werden. Am Reaktorkopf unmittelbar beim Zusammentreffen
von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren schwarze Verkrustungen zu beobachten die
mit verdünnter
Natronlauge abgewaschen werden mussten. Die gesamte Sulfieranlage
war dazu 6 Stunden abgestellt.
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Beispiel 1
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Herstellung von Laureth
(2EO)sulfat, Natriumsalz Ringspalt Fallfilmreaktor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
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In
der Ausführung
eines Ringspalt-Fallfilmreaktor gemäß
5 wurde
in den Ringspalt (Ringraum) ein dünnwandiges Doppelrohr (Durchmesser
außen
= 73,2mm, Durchmesser innen = 58,8mm) mit einem Rohrabstand von
3,6mm und 330mm Länge
eingebaut. Der Durchmesser des Reaktors (Innendurchmesser des Außenrohres)
betrug 5 Zoll bei einer Reaktorlänge
von 1650mm mit einer Ringraumbreite von 6,5mm und je einem Rohstoffverteilerschlitz
auf der Innenwand des Außenrohres
und auf der Außenwand
des Innenrohres und je einem Kühlmantel
(siehe
5). Die Durchmesser des inneren Doppelrohres wurden
so dimensigniert, dass das SO3-Gas zu 50% über den Ringspalt und zu 50% über das
Doppellrohr zugeführt
wird. In den Reaktor wurde ein C12/14-Fettalkohol-Ethoxylat (Fettalkohol
C12-Anteil 70–75%,
C14-Anteil 25–30%,
Molmasse 194) mit 2 Mol Ethylenoxid (Molmasse 282, APHA-Farbzahl
= 14) über
die beiden Verteilerschlitze mit einer Menge von 259 kg/h (Massedurchflussmesser)
(= 0,920 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat)
mit einer Temperatur von 40°C
gleichmäßig auf
die beiden Ringspaltflächen
aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf die beiden Kühlmäntel wird
auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Ringspalt 0,888 kmol/h verdünntes SO3-Gas mit einer Konzentration
von 3,490 Vol.% zugeführt.
Die Reaktionsmischung wird nach Entgasung in einem Zyklon und Abkühlung in
einem Wärmetauscher
in den unteren Reaktorteil zur schnellen Abkühlung (quenchen) der heißen Reaktionsmischung
zurückgeführt. Temperaturmessungen
im Ringspalt zeigten, dass ein erstes Temperaturmaximum nach 120mm
vom Eintritt des Fettalkohol-Ethoxylats an von 60°C auftritt.
Ein zweiter Temperaturpeak tritt nach ca. 450mm mit einer Temperatur
von 55°C
auf. Die Austrittstemperatur am Ende des Ringspaltes vor der Quenchung
betrug 35°C.
Die kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
wie beim Vergleichsversuch mit Natronlauge (18 Gew.%), entsalztem
Wasser und Soda als Puffer in einem speziellen dynamischen Mischer
so neutralisiert, dass eine ca. 70%ige Paste entstand. Das Produkt
weist folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molmasse = 384,0 g/mol): | 69,20% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,10% |
| Farbzahl
APHA 25%ige WS/H2O: | 25 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 9
ppm |
| Unsulfatierter
Anteil tel quel (DC): | 2,4
Gew.% (3,47% bez. auf 100%). |
| pH-Wert
% WS in Wasser: | 8,7 |
-
Nach
4 Wochen Laufzeit wurde der Reaktor geöffnet. Am Reaktorkopf unmittelbar
beim Zusammentreffen von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren keine Verkrustungen zu beobachten. Auch die
Farbe des Produktes aus der laufenden Produktion hatte sich nicht
verschlechtert. Die Anlage hätte
nicht abgestellt werden müssen.
-
Vergleichsbeispiel 2
-
Herstellung von Laureth
(3EO) sulfat, Natriumsalz, flüssig
im Ringspalt-Fallfilmreaktor nach herkömmlichem Verfahren
-
In
einem herkömmlichen
Ringspalt-Fallfilmreaktor wie in Vergleichsbeispiel 1 mit einem
Durchmesser von 5 Zoll(inch) und einer Reaktorlänge von ca. 1650mm mit einer
Ringspaltbreite von 6,5mm und je einem Rohstoff-Verteilerschlitz
auf der Innenwand des Außenrohres
und auf der Außenwand
des Innenrohres und je einem Kühlmantel
(siehe
1) wird ein C12/14-Fettalkohol-Ethoxylat (Fettalkohol
= Alfol C12/14, C12-Anteil 51–57%,
C14-Anteil 41–47%,
Molmasse 196) mit 3 Mol Ethylenoxid (Molmasse 328, APHA-Farbzahl
= 30) über
die beiden Verteilerschlitze mit einer Menge von 297 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,906 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat)
mit einer Temperatur von 40°C
gleichmäßig auf
die beiden Ringspaltflächen
aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf die beiden Kühlmäntel wird
auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Ringspalt 0,888 kmol/h verdünntes SO3-Gas (SO3/Rohstoff
= 0,980) mit einer Konzentration von 3,490 Vol.% zugeführt. Die Reaktionsmischung
wird nach Entgasung in einem Zyklon und Abkühlung in einem Wärmetauscher
in den unteren Reaktorteil zur schnellen Abkühlung (quenchen) der heißen Reaktionsmischung
zurückgeführt. Temperatur-Messungen
im Ringspalt zeigten, dass ein Temperaturmaximum nach 120mm vom
Eintritt des Fettalkohol-Ethoxylats
von 125°C
auftritt. Die Austrittstemperatur am Ende des Ringspaltes vor der
Quenchung betrug 38°C.
Die kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
mit Natronlauge (18 Gew.%), entsalztem Wasser und Soda als Puffer
in einem speziellen dynamischen Mischer so neutralisiert, dass eine
27%ige Lösung
entstand. Das Produkt weist folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molmasse = 268): | 26,8% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,1% |
| Farbzahl
APHA tel.quel.: | 90 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 90
ppm |
| Nicht
sulfonierter Anteil tel quel: | 0.65
Gew.% (= 2,43% bez. auf 100%) |
-
Nach
8 Tagen Laufzeit musste der Reaktor wegen sich verschlechternder
Farbe des Produktes geöffnet
und gereinigt werden. Am Reaktorkopf unmittelbar beim Zusammentreffen
von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren schwarze Verkrustungen zu beobachten die
mit verdünnter
Natronlauge abgewaschen werden mussten. Die gesamte Sulfieranlage
musste dazu 6 Stunden abgestellt werden.
-
Beispiel 2
-
Herstellung von Laureth
(3EO) sulfat, Natriumsalz, flüssig
im Ringspalt Fallfilmreaktor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
-
In
der Ausführung
eines Ringspalt-Fallfilmreaktor wurde in den Ring-raum ein dünnwandiges
Doppelrohr mit einem Rohrabstand von 3,6mm und 330mm Länge eingebaut.
Der Durchmesser des Reaktors betrug 5 Zoll bei einer Reaktorlänge von
1650mm mit einer Ringspaltbreite von 6,5mm und je einem Rohstoffverteilerschlitz
auf der Innenwand des Außenrohres
und auf der Außenwand
des Innenrohres und je einem Kühlmantel
(siehe
5) wird ein C12/14- Fettalkohol-Ethoxylat (Fettalkohol =
Alfol C12/14, C12-Anteil 51–57%, C14-Anteil
41–47%,
Mol-Masse 196) mit 3 Mol Ethylenoxid (Molmasse 328, APHA = 10) über die
beiden Verteilerschlitze mit einer Menge von 297 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,906 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat) mit einer Temperatur von 40°C gleichmäßig auf
die beiden Ringspaltflächen
aufgebracht.). Die Durchmesser des inneren Doppelrohres wurden so
dimensioniert, dass das SO3-Gas zu 50% über den Ringspalt und zu 50% über das
Doppel-Rohr zugeführt
wird. In den Reaktor wurde ein Fettalkohol-Ethoxylat (Fettalkohol
C12- Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf die beiden Kühlmäntel wird
auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Ringspalt 0,888 kmol/h verdünntes SO3-Gas mit einer Konzentration
von 3,490 Vol.% zugeführt.
Die Reaktionsmischung wird nach Entgasung in einem Zyklon und Abkühlung in
einem Wärmetauscher
in den unteren Reaktorteil zur schnellen Abkühlung (quenchen) der heißen Reaktionsmischung
zurückgeführt. Temperatur-Messungen
im Ringspalt zeigten, dass ein erstes Temperaturmaximum nach 100mm
vom Fettalkohol-Ethoxylat-Eintritt
von 55°C
eintritt. Ein zweiter Temperaturpeak tritt nach ca. 250mm mit einer
Temperatur von 50°C
auf. Die Austrittstemperatur am Ende des Ringspaltes vor der Quenchung
betrug 27°C.
Die kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
wie beim Vergleichsversuch mit Natronlauge (18 Gew.%), entsalztem
Wasser und Soda als Puffer in einem speziellen dynamischen Mischer
so neutralisiert, dass eine 27%ige Lösung entstand. Das Produkt
weist folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molmasse = 430 g/mol): | 27,10% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,10% |
| Farbzahl
APHA tel.quel.: | 45 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 13
ppm |
| Unsulfatierter
Anteil tel quel (DC): | 0,56
Gew.% (2,4% bez. auf 100%) |
| pH-Wert
% WS in Wasser: | 8,7 |
-
Nach
4 Wochen Laufzeit wurde der Reaktor geöffnet. Am Reaktorkopf unmittelbar
beim Zusammentreffen von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren keine Verkrustungen zu beobachten. Auch die
Farbe des Produktes aus der laufenden Produktion hatte sich nicht
verschlechtert. Die Anlage hätte
ohne Beeinträchtigung der
Qualität
weiter betrieben werden können.
-
Vergleichsbeispiel 3
-
Herstellung von α-Olefinsulfonat,
Natriumsalz Ringspalt Fallfilmreaktor nach dem herkömmlichen
Verfahren
-
In
einem herkömmlichen
Ringspalt-Fallfilmreaktor wie in Vergleichsbeispiel 1 mit einem
Durchmesser von 5 Zoll und einer Reaktorlänge von 1650mm mit einer Ringspaltbreite
von 6,5mm und je einem Rohstoff-Verteilerschlitz auf der Innenwand
des Außenrohres
und auf der Außenwand
des Innenrohres und je einem Kühlmantel
(siehe
1) wird ein C12/16-Alpha-Olefin (C12 max. 2%,
C14 = 62–70%,
C16 Anteil 29–37%,
mit einer Molmasse von 214, APHA-Farbzahl = 30) wird über die
beiden Verteilerschlitze mit einer Menge von 156 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,772 kmol/h Alpha-Olefin) mit einer. Temperatur von 40°C gleichmäßig auf
die beiden Ringspaltflächen
aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf die beiden Kühlmäntel wird
auf 30°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Ringspalt 0,888 kmol/h verdünntes SO3-Gas mit einer Konzentration
von 3,793 Vol.% zugeführt.
Die Reaktionsmischung wird nach Entgasung in einem Zyklon und Abkühlung in
einem Wärmetauscher
in den unteren Reaktorteil zur schnellen Abkühlung (quenchen) der heißen Reaktionsmischung
zurückgeführt. Temperatur-Messungen
im Ringspalt zeigten, dass ein Temperaturmaximum nach 100mm vom α-Olefin-Eintritt
von 130°C
auftritt. Die Austrittstemperatur am Ende des Ringspaltes vor der
Quenchung betrug 40°C.
Die kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
mit einem leichten stöchiometrischen Überschuss
an Natronlauge (40 Gew.%), entsalztem Wasser und vor geschalteter
Hochtemperaturhydrolyse und anschließender Zugabe von Schwefelsäure in einem
speziellen dynamischen Mischer so neutralisiert, dass eine ca. 42%ige
Lösung
von Na-α-Olefinsulfonat
(Feststoff) entstand. Das Produkt weist folgende Daten auf:
| Feststoff
(2 Std./105°C): | 42,8% |
| Natriumsulfatgehalt
(Bariumperchlorat-Methode): | 1,6% |
| Jodfarbzahl
tel. quel.: | 5,3 |
| Disulfonat-Anteil: | 8,9
Gew.% |
| Nicht
sulfonierter Anteil tel quel (Restöl): | 0,8
Gew.% |
-
Nach
4 Tagen Laufzeit musste der Reaktor wegen sich verschlechternder
Farbe des Produktes geöffnet
und gereinigt werden. Am Reaktorkopf unmittelbar beim Zusammentreffen
von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren sehr starke schwarze Verkrustungen zu beobachten
die mit verdünnter
Natronlauge abgewaschen werden mussten. Die gesamte Sulfieranlage
musste dazu 6 Stunden abgestellt werden.
-
Beispiel 3
-
Herstellung von α-Olefinsulfonat
Natriumsalz im Ringspalt Fallfilmreaktor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
-
In
der Ausführung
eines Ringspalt-Fallfilmreaktor würde in den Ring-spalt (Ringraum)
ein dünnwandiges
Doppelrohr mit einem Rohrabstand von 5mm und 120mm Länge eingebaut.
Der Durchmesser des Reaktors betrug 5 Zoll bei einer Reaktorlänge von
2m mit einer Ringspaltbreite von 10mm und je einem Rohstoffverteilerschlitz
auf der Innenwand des Außenrohres
und auf der Außenwand
des Innenrohres und je einem Kühlmantel
(siehe
5) wird ein C12/16-Alpha-Olefin (C12 max. 2%, C14 = 62–70%, C16
Anteil 29–37%,
mit einer Molmasse von 214, APHA = 30) wird über die beiden Verteilerschlitze
mit einer 155 kg/h (Massedurchflussmesser)(= 0,772 kmol/h α-Olefin)
mit einer Temperatur von 40°C
gleichmäßig auf
die beiden Ringspaltflächen
aufgebracht. Die Durchmesser des inneren Doppelrohres wurden so
dimensioniert, dass das SO3-Gas zu 50% über den Ringspalt und zu 50% über das
Doppel-Rohr zugeführt
wird. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf die beiden Kühlmäntel wird
auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Ringspalt 0,888 kmol/h verdünntes SO3-Gas mit einer Konzentration
von 3,793 Vol.% zugeführt.
Die Reaktionsmischung wird nach Entgasung in einem Zyklon und Abkühlung in
einem Wärmetauscher
in den unteren Reaktorteil zur schnellen Abkühlung (quenchen) der heißen Reaktionsmischung
zurückgeführt. Temperatur-Messungen im Ringspalt
zeigten, dass ein erstes Temperaturmaximum nach 100mm vom α-Olefin-Eintritt von
70°C auftritt.
Ein zweites Maximum tritt nach ca. 200mm mit einer Temperatur von
55°C auf.
Die Austrittstemperatur am Ende des Ringspaltes vor der Quenchung
betrüg
38°C. Die
kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
mit Natronlauge (40 Gew.%), entsalztem Wasser und anschließender Hochtemperaturhydrolyse
und Zugabe von Schwefelsäure
in einem speziellen dynamischen Mischer so neutralisiert, dass eine
42%ige Lösung
von Na-α Olefinsulfonat
(Feststoff) entstand. Das Produkt weist folgende Daten auf:
| Feststoff
(2 Std./105°C): | 42,5% |
| Natriumsulfatgehalt
(Bariumperchlorat-Methode): | 1,2% |
| Jodfarbzahl
tel. quel.: | 2,7 |
| Disulfonat-Anteil: | 6,9
Gew.% |
| Nicht
sulfonierter Anteil tel quel (Restöl): | 0,8
Gew.% (1,9% bez. auf 100%) |
-
Nach
2 Wochen Laufzeit wurde der Reaktor geöffnet. Am Reaktorkopf unmittelbar
beim Zusammentreffen von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren keine Verkrustungen zu beobachten. Auch die
Farbe des Produktes aus der laufenden Produktion hatte sich nicht
verschlechtert. Die Anlage hätte
ohne Beeinträchtigung der
Qualität
weiter betrieben werden können.
-
Vergleichsbeispiel 4
-
Herstellung von Laureth
(2EO) sulfat, Natriumsalz im Einrohr-Fallfilmreaktor nach herkömmlichem
Verfahren
-
In
einem Einrohr-Fallfilmreaktor (analog Ballestra) wird über einspezielles
Rohstoff-Einspeisesystem auf
die Innenfläche
des Rohres (1inch = 25,4mm Innendurchmesser, 8m lang, Mantelkühlung mit
zwei Sektionen) der organische Rohstoff als Film gleichmäßig auf
die Oberfläche
aufgebracht (siehe
4) Für den Versuch wird ein C12/14-Fettalkohol-Ethoxylat
(C12-Anteil 70–75%,
C14-Anteil 25– 30%,
Molmasse 238) mit 2 Mol Ethylenoxid (Mol-Masse 282, APHA-Zahl =
10) über
einen Verteilerschlitz mit einer Menge von 21 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,077 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat) mit einer Temperatur von 40°C gleichmäßig auf
die Innenwand des Reaktionsrohres aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf den Kühlmantel
wird auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Rohrreaktionsraum 0,074 kmol/h verdünntes SO3-Gas
mit einer Konzentration von 3,420 Vol.% zugeführt. Am Ende des Reaktors ca.
10m lang wird die Sulfosäure über einen
Zyklon entgast. Temperaturmessungen im Reaktionsrohr zeigten, dass
ein Temperaturmaximum nach 400mm vom Fettalkohol-Ethoxylat-Eintritt
an von 120°C
auftritt. Die Austrittstemperatur am Ende des Reaktionsrohres betrug
40°C. Die
kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
mit Natronlauge (18 Gew.%), entsalztem Wasser und Soda als Puffer
in einem speziellen dynamischen Mischer so neutralisiert dass eine
70%ige Paste entstand. Das Produkt weist folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molmasse = 384,0 g/mol): | 70,20% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,10% |
| Farbzahl
APHA 25%ige WS/H2O: | 92 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 82
ppm |
| Unsulfatierter
Anteil tel quel (DC): | 2,2
Gew.% (= 3,1% bez. auf 100%) |
| pH-Wert
% WS in Wasser: | 8,6 |
-
Nach
5 Tagen Laufzeit musste der Reaktor wegen sich verschlechternder
Farbe des Produktes geöffnet
und gereinigt werden. Am Reaktoreingang unmittelbar beim Zusammentreffen
von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren schwarze Verkrustungen zu beobachten die
mit verdünnter
Natronlauge abgewaschen werden mussten.
-
Beispiel 4
-
Herstellung von Laureth
(2EO) sulfat, Natriumsalz im Einrohr-Fallfilmreaktor nach dem erfindungsagemäßen Verfahren
-
In
einem Einrohr-Fallfilmreaktor (analog Ballestra) wird über ein
spezielles Rohstoff-Einspeisesystem auf
die Innenfläche
des Rohres (1 Zoll = 25,4mm Innendurchmesser, 8m lang, Mantelkühlung mit
zwei Sektionen) der organische Rohstoff als Film gleichmäßig auf
die Oberfläche
aufgebracht (siehe 6). Für den Versuch wird ein C12/14-Fettalkohol-Ethoxylat
(C12-Anteil 70–75%,
C14-Anteil 25–30%,
Mol-Masse 238) mit
2 Mol Ethlenoxid (Mol-Masse 282, APHA-Zahl = 10) über den
Verteilerschlitz mit einer Menge von 21 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,077 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat) mit einer Temperatur von 40°C gleichmäßig auf
die Rohrfläche
aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf den Kühlmantel
wird auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Rohrreaktionsraum in dem ein Einsteckrohr von 0,75inch
= 19.05mm Innendurchmesser, einer Wandstärke von 0,5mm und einer Länge von
300mm eingebaut ist, 0,98 Kmol/h verdünntes SO3-Gas mit einer Konzentration
von 3,420 Vol.% zugeführt.
Am Ende des Reaktors ca. 10m lang wird die Sulfosäure über eine
Zyklon entgast.
-
Temperaturmessungen
im Reaktionsrohr zeigten, dass ein Temperaturmaximum nach 400mm
vom Fettalkohol-Ethoxylat-Eintritt an von 120°C auftritt. Die Austrittstemperatur
am Ende des Reaktionsrohres betrug 35°C. Die kontinuierlich aus dem
Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde mit Natronlauge (18 Gew.%),
entsalztem Wasser und Soda als Puffer in einem speziellen dynamischen
Mischer so neutralisiert, dass eine 70%ige Paste entstand. Das Produkt
weist folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molmasse = 384,0 g/mol): | 69,20% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,10% |
| Farbzahl
APHA 25%ige WS/H2O: | 47 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 9
ppm |
| Unsulfatierter
Anteil tel quel (DC): | 2,4
Gew.% (= 3,5% bez. auf 100%) |
| pH-Wert
% WS in Wasser: | 8,7 |
-
Nach
4 Wochen Laufzeit wurde der Reaktor geöffnet. Am Reaktorkopf unmittelbar
beim Zusammentreffen von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren keine Verkrustungen zu beobachten. Auch die
Farbe des Produktes aus der laufenden Produktion hatte sich nicht
verschlechtert. Die Anlage hätte
ohne Beeinträchtigung der
Qualität
weiterlaufen können.
-
Vergleichsbeispiel 5
-
Herstellung von Laureth
(3EO) sulfat, Natriumsalz im Einrohr-Fallfilmreaktor nach herkömmlichem
Verfahren
-
In
einem Einrohr-Fallfilmreaktor (analog Ballestra) wird über ein
spezielles Rohstoff-Einspeisesystem auf
die Innenfläche
des Rohres (1inch Innendurchmesser, 10m lang, Mantelkühlung mit
zwei Sektionen) der organische Rohstoff als Film gleichmäßig auf
die Oberfläche
aufgebracht (siehe
4). Für den Versuch wird ein C12/14-Fettalkohol-Ethoxylat
(C12-Anteil 70–75%,
C14-Anteil 25–30%,
Mol-Masse 196) mit 3 Mol Ethylenoxid (Mol-Masse 328, APHA-Zahl =
10) über
die beiden Verteilerschlitze mit einer Menge von 24 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,076 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat) mit einer Temperatur von 40°C gleichmäßig auf
die Rohrfläche
aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf den wird auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte SO3
wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Überein Zuführungsrohr
werden in den Rohrreaktionsraum 0,074 Kmol/h verdünntes SO3-Gas
mit einer Konzentration von 3,420 Vol.% zugeführt. Am Ende des Reaktors ca.
10m lang wird die Sulfosäure über eine
Zyklon entgast. Temperaturmessungen im Reaktionsrohr zeigten, dass
ein Temperaturmaximum nach 400mm vom Fettalkohol-Ethoxylat-Eintritt
an von 120°C
auftritt. Die Austrittstemperatur am Ende des Reaktionsrohres betrug
35°C. Die
kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
mit Natronlauge (18 Gew.%), entsalztem Wasser und Soda als Puffer
in einem speziellen dynamischen Mischer so neutralisiert, dass eine 27%ige
Lösung
entsteht. Das Produkt weist folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molgewicht = 268): | 26,8% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,1% |
| Farbzahl
APHA tel.quel.: | 88 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 86
ppm |
| Nicht
sulfonierter Anteil tel quel: | 0.65
Gew.% (= 2,4% bez. auf 100% |
-
Nach
5 Tagen Laufzeit musste der Reaktor wegen sich verschlechternder
Farbe des Produktes geöffnet
und gereinigt werden. Am Reaktoreingang unmittelbar beim Zusammentreffen
von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren schwarze Verkrustungen zu beobachten die
mit verdünnter
Natronlauge abgewaschen werden mussten.
-
Beispiel 5
-
Herstellung von Laureth
(3EO) sulfat, Natriumsalz im Einrohr-Fallfilmreaktor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
-
In
einem Einrohr-Fallfilmreaktor (analog Ballestra) wird überein spezielles
Rohstoff-Einspeisesystem auf
die Innenfläche
des Rohres (1inch Innendurchmesser, 10m lang, Mantelkühlung mit
zwei Sektionen) der organische Rohstoff als Film gleichmäßig auf
die Oberfläche
aufgebracht (siehe 6). Für den Versuch wird ein C12/14-Fettalkohol-Ethoxylat
(C12-Anteil 70–75%,
C14-Anteil 25–30%,
Mol-Masse 196) mit 3 Mol Ethlenoxid (Mol-Masse 328, APHA-Zahl =
10) über
die beiden Verteilerschlitze mit einer Menge von 24 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,076 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat) mit einer Temperatur von 40°C gleichmäßig auf
die beiden Ringspaltflächen
aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur
des Kühlmantels
wird auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Rohrreaktionsraum dem ein Einsteckrohr von 0,75inch =
19.05mm Innendurchmesser, einer Wandstärke von 0,5mm und einer Länge von
300mm eingebaut ist, 0,074 kmol/h verdünntes SO3-Gas mit einer Konzentration
von 3,420 Vol.% zugeführt.
Am Ende des Reaktors ca. 10m lang wird die Sulfosäure über eine
Zyklon entgast.
-
Temperatur-Messungen
im Reaktionsrohr zeigten, dass ein Temperaturmaximum nach 400mm
vom Fettalkohol-Ethoxylat-Eintritt von 120°C auftritt. Die Austrittstemperatur
am Ende des Reaktionsrohres betrug 35°C. Die kontinuierlich aus dem
Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde mit Natronlauge (18 Gew.%),
entsalztem Wasser und Soda als Puffer in einem speziellen dynamischen
Mischer so neutralisiert, dass eine 70%ige Paste von entstand. Das
Produkt weist folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molmasse = 430 g/mol): | 27,10% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,10% |
| Farbzahl
APHA tel.quel.: | 88 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 14
ppm |
| Unsulfatierter
Anteil tel quel (DC): | 0,65
Gew.% (= 2,4% bez. auf 100%) |
| pH-Wert
% WS in Wasser: | 8,7 |
-
Nach
4 Wochen Laufzeit wurde der Reaktor geöffnet. Am Reaktorkopf unmittelbar
beim Zusammentreffen von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren keine Verkrustungen zu beobachten. Auch die
Farbe des Produktes aus der laufenden Produktion hatte sich nicht
verschlechtert. Die Anlage hätte
ohne Beeinträchtigung der
Qualität
weiterlaufen können.
-
Vergleichsbeispiel 6
-
Herstellung von α-Olefinsulfonat,
Natriumsalz im Einrohr Fallfilmreaktor nach dem herkömmlichen
Verfahren.
-
In
einem Einrohr-Fallfilmreaktor (analog Ballestra) wird über ein
spezielles Rohstoff-Einspeisesystem auf
die Innenfläche
des Rohres (1inch Innendurchmesser, 10m lang, Mantelkühlung mit
zwei Sektionen) der organische Rohstoff als Film gleichmäßig auf
die Oberfläche
aufgebracht (siehe
2). Für den Versuch wird ein C12/14/16-α-Olefin (C12
max. 2%, C14 = 62–70%,
C16 Anteil 29–37%,
Molmasse = 214) über
den Verteilerschlitz mit einer Menge von 13 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,064 kmol/h α-Olefin)
mit einer Temperatur von 40°C
gleichmäßig auf
die Innenfläche
des Reaktionsrohres aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur wird
auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Rohrreaktionsraum 0,074 kmol/h verdünntes SO3-Gas
mit einer Konzentration von 3,664 Vol.% zugeführt. Am Ende des Reaktors ca.
10m lang wird die Sulfosäure über eine
Zyklon entgast. Temperaturmessungen im Reaktionsrohr zeigten, dass
ein Temperaturmaximum nach 400mm vom α-Olefin-Eintritt von 120°C auftritt.
Die Austrittstemperatur am Ende des Reaktionsrohres betrug 38°C. Die kontinuierlich
aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde mit einem leichten
stöchiometrischen Überschuss
an Natronlauge (40 Gew.%), entsalztem Wasser und vor geschalteter
Hochtemperaturhydrolyse und anschließender Zugabe von Schwefelsäure in einem
speziellen dynamischen Mischer so neutralisiert, dass eine 42%ige
Lösung
von Na-Alpha-Olefinsulfonat
(Feststoff) entstand. Das Produkt weist folgende Daten auf:
| Feststoff
(2 Std./105°C): | 42,8% |
| Natriumsulfatgehalt
(Bariumperchlorat-Methode): | 1,6% |
| Jodfarbzahl
tel. quel.: | 5,3 |
| Disulfonat-Anteil: | 9,0
Gew.% |
| Nicht
sulfonierter Anteil tel quel (Restöl): | 0,8
Gew (1,9% bez. auf 100%) |
-
Nach
5 Tagen Laufzeit musste der Reaktor wegen sich verschlechternder
Farbe des Produktes geöffnet
und gereinigt werden. Am Reaktoreingang unmittelbar beim Zusammentreffen
von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren sehr starke schwarze Verkrustungen zu beobachten
die mit verdünnter
Natronlauge abgewaschen werden mussten.
-
Beispiel 6
-
Herstellung von α-Olefinsulfonat,
Natriumsalz im Einrohr Fallfilmreaktor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
-
In
einem Einrohr-Fallfilmreaktor (analog Ballestra) wird über ein
spezielles Rohstoff- Einspeisesystem auf
die Innenfläche
des Rohres (1inch Innendurchmesser, 10m lang, Mantelkühlung mit
zwei Sektionen) der organische Rohstoff als Film gleichmäßig auf
die Oberfläche
aufgebracht (siehe 6). Für den Versuch wird ein C12-16-α-Olefin (C12
max. 2%, C14 = 62–70%,
C16 Anteil 29–37%,
mit einer Mol-Masse von 214) über die
beiden Verteilerschlitze mit einer Menge von 13 kg/h (= 0,064 kmol/h α-Olefin)
mit einer Temperatur von 40°C
gleichmäßig auf
die Rohrfläche
aufgebracht. Der Durchmesser des Einsteckrohres wurde so dimensioniert,
dass das SO3-Gas zu 50% über
das Reaktionsrohr und zu 50% über
das Einsteck-Rohr zugeführt
wird Die Kühlwasser-vorlauftemperatur
auf den wird auf 150°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Rohrreaktionsraum dem ein Einsteckrohr von 0,75inch
= 19.05mm Innendurchmesser, einer Wandstärke von 0,5mm und einer Länge von
300mm eingebaut ist, 0,074 kmol/h verdünntes SO3-Gas mit einer Konzentration
von 3,664 Vol.% zugeführt.
Am Ende des Reaktors ca. 10m lang wird die Sulfosäure über eine
Zyklon entgast.
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Temperatur-Messungen
im Reaktionsrohr zeigten, dass ein Temperaturmaximum nach 400mm
vom α-Olefin-Eintritt
von 120°C
eintritt. Die Austrittstemperatur am Ende des Reaktionsrohres betrug
45°C. Die
kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
mit einem leichten stöchiometrischen Überschuss
an Natronlauge (40 Gew.%), entsalztem Wasser und vor geschalteter
Hochtemperaturhydrolyse und anschließender Zugabe von Schwefelsäure in einem
speziellen dynamischen Mischer so neutralisiert, dass eine 42%ige
Lösung
von Na-α-Olefinsulfonat
(Feststoff) entstand. Das Produkt weist folgende Daten auf:
| Feststoff
(2 Std./105°C): | 42,5% |
| Natriumsulfatgehalt
(Bariumperchlorat-Methode): | 1,2% |
| Jodfarbzahl
tel. quel.: | 2,7 |
| Disulfonat-Anteil: | 7,0
Gew.% |
| Nicht
sulfonierter Anteil tel quel (Restöl): | 0,8
Gew.% (= 1,9% bez. auf 100%) |
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Nach
4 Wochen Laufzeit wurde der Reaktor geöffnet. Am Reaktorkopf unmittelbar
beim Zusammentreffen von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren keine Verkrustungen zu beobachten. Auch die
Farbe des Produktes aus der laufenden Produktion hatte sich nicht
verschlechtert. Die Anlage hätte
ohne Beeinträchtigung der
Qualität
weiter produzieren können.
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Die
Beispiele zeigen, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Farbe des
Fertigproduktes auf etwa die Hälfte
reduziert, der Dioxangehalt bei Ethersulfaten auf ca. ein viertel
reduziert und die Verkrustung am Reaktorkopf vermieden wird.
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Beispiel 7
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Herstellung von C12/14-Alkyldiglycolethersulfat,
Natriumsalz im Ringspalt Fallfilmreaktor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
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In
der Ausführung
eines Ringspalt-Fallfilmreaktor wurde in den Ringspalt (Ringraum)
ein dünnwandiges
Doppelrohr mit einem Rohrabstand von 3,6mm und 330mm Länge eingebaut.
Der Durchmesser des Reaktors betrug 5 Zoll bei einer Reaktorlänge von
1650mm mit einer Ringraumbreite von 6,5mm und je einen Rohstoffverteilerschlitz
auf der Innenwand des Außenrohres
und auf der Außenwand
des Innenrohres und je einen Kühlmantel
(siehe
5). Die Durchmesser des inneren Doppelrohres wurden
so dimensioniert, dass das SO3-Gas
zu 50% über
den Ringspalt und zu 50% über
das Doppel-Rohr zugeführt
wird. In den Reaktor wurde ein Fettalkohol-Ethoxylat (Fettalkohol
C12-Anteil 70–75%,
C14-Anteil 25–30%,
Molmasse 194) mit 2 Mol Ethylenoxid (Molmasse 282, APHA-Farbzahl = 14) über die
beiden Verteilerschlitze mit einer Menge von 252 kg/h (Massedurchflussmesser)(=
0,897 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat) mit einer Temperatur von 40°C gleichmäßig auf
die beiden Ringspaltflächen
aufgebracht. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf die beiden Kühlmäntel wird
auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Überein
Zuführungsrohr
werden in den Ringspalt 0,888 kmol/h verdünntes SO3-Gas (SO3/Rohstoff
= 0,990) mit einer Konzentration von 3,490 Vol.% zugeführt. Die
Reaktionsmischung wird nach Entgasung in einem Zyklon und Abkühlung in
einem Wärmetauscher
in den unteren Reaktorteil zur schnellen Abkühlung (quenchen) der heißen Reaktionsmischung
zurückgeführt. Temperaturmessungen
im Ringspalt zeigten, dass ein erstes Temperaturmaximum nach 120mm
vom Eintritt des Fettalkohol-Ethoxylats von 65°C auftritt. Ein zweiter Temperaturpeak
tritt nach ca. 450mm mit einer Temperatur von 55°C auf. Die Austrittstemperatur
am Ende des Ringspaltes vor der Quenchung betrug 35°C. Die kontinuierlich aus
dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde wie beim Vergleichsversuch
mit Natronlauge (18 Gew.%), entsalztem Wasser und Soda als Puffer
in einem speziellen dynamischen Mischer so neutralisiert, dass eine
ca. 70%ige Paste entstand. Das Produkt weist folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molmasse = 384,0 g/mol): | 69,10% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,10% |
| Farbzahl
APHA 25%ige WS/H2O: | 28 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 12
ppm |
| Unsulfatierter
Anteil tel quel (DC): | 0,8
Gew.% (1,16% bez. auf 100%) |
| pH-Wert
% WS in Wasser: | 8,6 |
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Nach
4 Wochen Laufzeit wurde der Reaktor geöffnet. Am Reaktorkopf unmittelbar
beim Zusammentreffen von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren keine Verkrustungen zu beobachten. Auch die
Farbe des Produktes aus der laufenden Produktion hatte sich nicht
verschlechtert. Die Anlage hätte
nicht abgestellt werden müssen.
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Beispiel 8
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Herstellung von Laureth
(3EO) sulfat, Natriumsalz im Ringspalt Fallfilmreaktor nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren
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In
der Ausführung
eines Ringspalt-Fallfilmreaktor wurde in den Ringraum ein dünnwandiges
Doppelrohr mit einem Rohrabstand von 3,6mm und 330mm Länge eingebaut.
Der Durchmesser des Reaktors betrug 5 Zoll bei einer Reaktorlänge von
1650mm mit einer Ringspaltbreite von 6,5mm und je einem Rohstoffverteilerschlitz
auf der Innenwand des Außenrohres
und auf der Außenwand
des Innenrohres und je einem Kühlmantel
(siehe
5) wird ein Fettalkohol-Ethoxylat (Fettalkohol = Alfol C12/14,
C12-Anteil 51–57%,
C14-Anteil 41–47%,
Mol-Masse 196) mit
3 Mol Ethylenoxid (Molmasse 328, APHA = 10) über die beiden Verteilerschlitze mit
einer Menge von 292 kg/h (Massedurchflussmesser)= 0,893 kmol/h Fettalkohol-Ethoxylat
mit einer Temperatur von 40°C
gleichmäßig auf
die beiden Ringspaltflächen
aufgebracht. Die Durchmesser des inneren Doppelrohres wurden so
dimensioniert, dass das SO3-Gas zu 50% über den Ringspalt und zu 50 über das Doppel-Rohr
zugeführt
wird. Die Kühlwasservorlauftemperatur
auf die beiden Kühlmäntel wird
auf 15°C
eingestellt. Das verdünnte
SO3 wird durch Verbrennung von Schwefel zu SO2 und anschließender Oxidation
zu SO3 erzeugt. Über
ein Zuführungsrohr
werden in den Ringspalt 0,893 kmol/h)(SO3/Rohstoff = 0,995) verdünntes SO3-Gas
mit einer Konzentration von 3,490 Vol.% zugeführt. Die Reaktionsmischung
wird nach Entgasung in einem Zyklon und Abkühlung in einem Wärmetauscher
in den unteren Reaktorteil zur schnellen Abkühlung (quenchen) der heißen Reaktionsmischung
zurückgeführt. Temperatur-Messungen
im Ringspalt zeigten, dass ein erstes Temperaturmaximum nach 120mm
vom Fettalkohol-Ethoxylat-Eintritt
von 65°C
eintritt. Ein zweiter Temperaturpeak tritt nach ca. 450mm mit einer
Temperatur von 55°C
auf. Die Austrittstemperatur am Ende des Ringspaltes vor der Quenchung
betrug 35°C.
Die kontinuierlich aus dem Reaktor entnommene entgaste Sulfosäure wurde
wie beim Vergleichsversuch mit Natronlauge (18 Gew.%), entsalztem
Wasser und Soda als Puffer in einem speziellen dynamischen Mischer
so neutralisiert, dass eine 27%ige Lösung entstand. Das Produkt weist
folgende Daten auf:
| Wirkstoffgehalt
nach Epton (Molmasse = 430 g/mol): | 27,00% |
| Natriumsulfatgehalt: | 0,10% |
| Farbzahl
APHA tel.quel.: | 48 |
| Dioxan
bezogen auf 100% Wirkstoff: | 14
ppm |
| Unsulfatierter
Anteil tel quel (DC): | 0,3
Gew.% (1,11% bez. auf 100%) |
| pH-Wert
% WS in Wasser: | 8,6 |
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Nach
4 Wochen Laufzeit wurde der Reaktor geöffnet. Am Reaktorkopf unmittelbar
beim Zusammentreffen von flüssigem
Rohstoff und SO3 waren keine Verkrustungen zu beobachten. Auch die
Farbe des Produktes aus der laufenden Produktion hatte sich nicht
verschlechtert. Die Anlage hätte
ohne Beeinträchtigung der
Qualität
weiter betrieben werden können.