DE1768735A1

DE1768735A1 - Verfahren zum Sulfurieren oder Sulfatieren

Info

Publication number: DE1768735A1
Application number: DE19681768735
Authority: DE
Inventors: Kanji Majima; Kensuke Takei; Keiichi Tsutoo
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1967-06-26
Filing date: 1968-06-25
Publication date: 1971-09-02
Also published as: DE1768735B2; FR1576626A; ES355693A1; GB1229477A; US4102911A; BE716903A; DE1768735C3; NL6809040A

Description

entsprechenden japanischen Patentanmeldung,

Ur. 40928/1967 vom 26. Juni 1967 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Sulfurieren oder Sulfatieren von flüssigen organischen Verbindungen, wie beispielsweise alkoholische Hydroxyverbindungen, die sulfierbare Doppelbindungen und aromatische Kohlenwasserstoffe enthalten. Die organischen Stoffe sollen dabei bei normaler Temperatur oder bei der Reactionstemperatur im flüssigen Zustand sein.

Insbesondere beinhaltet die Erfindung ein verbessertes Verfahren, das dazu dient, eine der genannten flüssigen organischen Verbindungen mit gasförmigem, durch Luft oder ein anderes inerten Gas verdünntem Schwefeltrioxid zur Reaktion zu bringen.

Organische Sulfate und organische Sulfonate haben an 109836/U93

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industrieller Bedeutung zugenommen, da sie zur Herstellung Ton flüssigen Wasch- und Reinigungsmitteln, insbesondere solchen, die verhältnismäßig wenig Salze enthalten und eine gute Löslichkeit aufweisen, verwendet werden.

Sie zur Herstellung dieser flüssigen Wasch- und Reinigungsmittel dienende Reaktion wird im allgemeinen unter Verwendung konzentrierter Schwefelsäure, rauchender Schwefelsäure oder Chlorsulfonsäure als Sulfatisierungsmittel oder SuI-fierungsmittel in dem System eines Plüssigkeitsgemisehes ausgeführt, wobei in den meisten Fällen bestimmte, abgemessene Mengen oder Ladungen verwendet werden, unter denen sich eine große Menge Sulfatisierungsmittel befindet· Dieses Verfahren ist jedoch mit solchen Mangeln behaftet, daß die Qualität des Reaktionsproduktes von Ladung zu Ladung schwankt und das Produkt in jedem Falle eine große Menge anorganischer Verbindungen enthält. In dem Reaktionsprodukt ist beispielsweise Schwefelsäure enthalten, die nicht zur Reaktion gebracht worden ist, sowie bei der Reaktion entstandenes Wasser, die zusammen Säure als Abfallprodukt ergeben. Wenn ein auf diese Weise sulfiertes Produkt beispielsweise alt latriumhydroxyd neutralisiert wird, entsteht bei der gleichzeitig erfolgenden Beutralisierung des Säureabfalls latrluasulfat. Obwohl ein Anteil von natriumsulfat für bestimmte Zwecke erwünscht sein kann, trifft das jedoch alt Bestimmtheit nicht für andere Zwecke und Verwendungen zu, beispielsweise für die Herstellung von Reinigungsmitteln, die keine Salze enthalten und leicht löslich sind.

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Seit einiger Zeit wird Schwefeltrioxyd SO, ale Sulfati-Bierungs- oder SulfierungBiaittel verwendet, auch, im industriellen Haßstat) für die kontinuierliche Reaktion in einen aus Flüssigkeit und Gas bestehenden System, das insbesondere zur Herstellung τοη Wasch- und Reinigungsmitteln dient, die keine Salze enthalten sollen. Die bekannten Reaktionärerfahren mit SO, , die im nachstehenden naher betrachtet werden sollen, sind jedoch mit verschiedenen Mangeln behaftet·

Die gebräuchlichsten Verfahren und Einrichtungen sum kontinuierlichen Sulfatieren sind die folgenden :

(1) In der US - Patentschrift Hr.2129896 von 1938 ist ein Verfahren zum Sulfatieren einer Fettsäure oder eines Glyzerinesters angegeben, nach welchem die Stoffe dadurch zur gegenseitigen Reaktion gebracht werden, daß sie im flüssigen, bzw. im gasförmigen Zustand in einem engen Zwischenraum zwischen der Welle und der Zylinderwand zweier senkrechter Hischvorrichtungen schrittweise gemischt und

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zur Reaktion gebracht werden. Die Mischvorrichtungen be- ^ stehen dabei aus einer umlaufenden Welle in einem stationären Zylinder, und die Reaktion wird in einem Reaktionsgefäß mit einem Rührwerk vervollständigt.

(2) Die US - Patentschrift Hr. 3076841 von 1963 beschreibt ein Verfahren, nach welchem ein neutrales öl, dessen Viskosität bei 42 °C zwischen 170 und 600 SUS beträgt, und mit Luft verdünntes Schwefeltrioxydgas SO, in dem Ringraum eines Reaktionsgefäßes mit einem, umlaufenden Rotor miteinander vermischt werden.

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BAD

(3) In der japanischen Patentschrift Nr. 25250/1965 schließlich wird ein Verfahren beschrieben, nach welchem ein Gemisch aus einem verdünnten Schwefeltrioxydgas und einem organischen Reaktionsmittel in eine dünne Schicht von der Dicke 0,01 bis 0,1 cm gebracht und unter der Einwirkung einer hohen Scherkraft in Mischvorrichtungen zur Reaktion gebracht wird, die aus einem ersten und einem zweiten Reaktionsabschnitt bestehen und jeweils eine umlaufende Welle mit Misehschaufeln und einen Zylinder mit einer Kühlfläche aufweisen.

Das den vorstehend genannten Verfahren gemeinsame und kennzeichnende Merkmal besteht darin, daß das: ReaktiGasgemisch durch ein Reaktionsgefäß hindurchgeleitet wird, in dem sich ein umlaufender Rotor befindet, und daß. die Reaktionszone durch einen engen Zwischenraum zwischen dem umlaufenden Rotor und der Innenwand des Reaktionsgefäßes gebildet wird, der in seinen Abmessungen sehr genauen Toleranzen unterworfen ist. Aus diesem Grunde ist die Herstellung und die Wartung einer solchen Vorrichtung nicht einfach. Da außer-

den
dem zwischen/zur Reaktion kommenden Stoffen in einer einzelnen Stufe keine ausreichende Berührung hergestellt werden kann, muß die Reaktion auf mehrere Stufen verteilt werden oder das Verfahren muß in einer Zwischenstufe zwecks Vervollständigung der Reaktion wiederholt werden.

Bei dem bekannten Verfahren mit einem fallenden Flüssigkeitsfilm fließt das flüssige, organische Reaktionsmittel als Film oder dünne Schicht an einer kühlenden Wand innerhalb des Reaktionsgefäßes nach unten und wird an der Wand-

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fläche mit einem Schwefeltrioxyd-haltigen Gas in Berührung gebracht. Hierbei ergeben sich jedoch !Nachteile, indem die Diffusion des sulfierten Stoffes innerhalb des Flüssigkeitsfilms so klein ist, daß das Reaktionsgefäß ,zwecks vollständiger Durchführung der Reaktion sehr lang sein muß, und indem während der Reaktion aller Wahrscheinlichkeit nach das sogenannte "Verbrennen" oder "Verkohlen¹¹ auftritt, wodurch die Trübung des Produktes verstärkt wird. Einrichtungen

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dieser ixt weisen außerdem eine Misch- oder Rührvorrichtung ^ auf und die Reaktion erfolgt unter der Einwirkung einer großen Scherkraft in einem engen Zwischenraum in dieser Misch- oder Rührvorrichtung. Aus diesem Grunde müssen diese Vorrichtungen mit sehr hoher Präzision hergestellt werden.

Die Erfindung soll daher ein Verfahren zum Sulfurieren oder SuIfatieren von flüssigen organischen Verbindungen angeben, das vermittels einfacher und leicht herzustellender Vorrichtungen durchgeführt werden kann.

Versuche haben gezeigt, daß die Reaktion des Sulfierens oder Sulfatierens sehr wirksam durchgeführt werden kann, wenn der zur Reaktion verwendete Ausgangsstoff im flüssigen Zustand von unten her in ein feststehendes, gerades und zylindrisches Reaktionsgefäß eingeleitet wird und gleichzeitig ein Gasgemisch, das Schwefeltrioxydgas SO, als Sulfierungs- oder SuIfatierungsmittel enthält,parallel zu der Flüssigkeit von unten her mit einer Gasgeschwindigkeit von mehr als 20 m/sec eingeführt wird und auf diese Weise ein aufsteigender, ringförmiger !Flüssigkeitsfilm des flüssigen

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organischen Reaktionsmittels erhalten wird, der sich für eine innige Berührung zwischen Gas und flüssigkeit weitaus besser eignet, als wenn die Flüssigkeit von oben nach unten fließt.

Erfindungsgemäß werden die organische Verbindung und ein, Schwefeltrioxydgas, sowie ein zur Verdünnung dienendes, inertes Gas enthaltender Gasstrom parallel zueinander und von unten her in den unteren Teil eines senkrechtstehenden zylindrischen Reaktionsgefäßes eingeleitet, wobei die Geschwindigkeit des durch das Reaktionsgefäß nach oben strömenden Gasstromes größer gemacht wird als 20 m/sec, und ein auf der Innenseite des Reaktionsgefäßes aufsteigender, ringförmiger Flüssigkeitsfilm erzeugt und mit dem Schwefeltriozyd des Gasstromes zur Reaktion gebracht wird«

Als flüssiger organischer Ausgangsatoff wird eine Verbindung verwendet, die sulfatiert oder sulfiert werden kann,

_ und der Gasstrom besteht aus Luft oder einem anderen inerten

Gas, wie beispielsweise Stickstoff und Kohlenstoffdioxyd, das 2 bis 20 Vol.# SO, enthält. Das zylindrische Reaktionsgefäß weist vorzugsweise eine ummantelung auf, die zum Wärmeaustausch dient. Die Geschwindigkeit des Gasstromes innerhalb des Reaktionsgefäßes soll zwischen 20 und 130 m/sec, vorzugsweise zwischen 40 und 110 m/sec betragen, so daß der Gasstrom die Flüssigkeit antreibt und aus dieser einen aufsteigenden, ringförmigen Flüssigkeitsfilm von organischem Stoff bildet, der sich bei seinem Aufsteigen innerhalb des Reaktionsgefäßes, gegen die Schwerkraft, auch noch zusätzlich

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in sich, selbst vermischt» dabei in idealer Weise an der Innenwand des Reaktionsgefäßes vermischt und gekühlt wird und somit vollständig zur Reaktion gebracht wird, wobei Nebenreaktionen nur in geringem Maße auftreten können· Sie Sicke des sich dabei ergebenden aufsteigenden !Flüssigkeitsfilms liegt in der Größenordnung von 0,012 bis o,10 cm.

Das Verfahren nach der Erfindung kann daher zum kontinuierlichen Sulfatieren oder Sulfieren in einem Reaktionsgefäß oder einer Reaktionsvorrichtung verwendet werden, die keine M umlaufenden, besonders konstruierten mechanischen Teile und keine komplizierten Einrichtungen, wie beispielsweise einen engen Zwischenraum, aufweist und daher leicht zu warten ist.

Bei dem "Verfahren nach der Erfindung werden zur Durchführung der Sulfierungs- oder Sulfatierungsreaktion ein, zwei oder ggf. mehrere Reaktionsgefäße in senkrechtstehender Anordnung verwendet. Jedes Reaktionsgefäß enthält eine Ummantelung, vermittels deren ein Wärmeaustausch durch ein entsprechendes Kühlmittel erfolgen kann, oder besteht auch fi aus einem Doppelzylinder. Im letzteren Falle befindet sich auf der Außenseite des äußeren Zylinders eine zum Wärmeaustausch dienende Ummantelung, der innere Zylinder dient als Wärmeaustauscher und der zwischen äußerem und innerem Zylinder liegende Ringraum stellt die Reaktionszone dar.

Da die Sulfierungs- oder Sulfatierungsreaktion im allgemeinen stark exothermisch oder wärmeabgebend abläuft, ist es erforderlich, das Reaktionsgefäß in einer solchen Weise auszulegen, daß die miteinander reagierenden Stoffe durch

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ein Kühlmittel in einer solchen Weise gekühlt werden, daß die Reaktionstemperatur in ausreichendem Maße gesteuert werden kann»

Wenn entsprechend des erfindungsgemäfien "Verfahrens ein flüssiger organischer Ausgangsstoff, der sulfatiert oder Bulfiert werden soll, und ein aus verdünntem Sohwefeltrioxydgas bestehender Gasstrom von unten kommend und parallel zueinander in den unteren !Teil des Reaktionsgefäßes eingeführt werden, wird der zu reagierende Stoff in der Sähe der Düse, durch die das Gas eingeleitet wird, infolge der Tr eitler aft des Gases heftig mit diesem verwirbelt. Dieser vermischte Strom teilt sich dann in einen aufsteigenden, ringförmigen Flüssigkeitsfilm und einen in dem darüberliegenden Gebiet befindlichen Gasstrom. Der Flüssigkeitsfilm verteilt sich über die Innenwand des Reaktionsgefäßes und steigt an dieser empor, wobei er fortlaufend neue Flüssigkeitsteilchen an die Oberfläche bringt, die sich mit dem aufsteigenden Gasstrom verbinden können, so daß die Reaktion vollständig stattgefunden hat, bevor der Flüssigkeitsfilm das obere Ende des Reaktionsgefäßes erreicht.

Bei diesem Verfahren beginnt die Berührung zwischen Gas und Flüssigkeit an der Stelle, an welcher der Gasstrom durch eine Düse in das Reaktionsgefäß eingeblasen wird. Der flüssige organische Ausgangsstoff kann jedoch auch in Verbindung mit einem inerten Gas, wie beispielsweise Luft, Stickstoff und Kohlenstoffdioxyd, an einer davor liegenden Stelle eingeblasen werden, so daß sich ein aufsteigender, ringförmiger

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BAD ORiGfNAL

Flüssigkeitsfilm an den Wänden des Reaktionsgefäßes ausbildet, wonach gasförmiges Schwefeltrioxyd oder ein anderes, verdünntes Gas, das einen hohen SQ,-Gehalt aufweist, in einer solchen Weise in das Reaktionsgefäß eingeführt wird, daß es mit dem Flüssigkeitsfilm in Berührung kommt.

Die Bedingungen für das Zustandekommen des aufsteigenden, ringförmigen Flüssigkeitsfilme sind unterschiedlich und hängen von den physikalischen Eigenschaften der miteinander zur Reaktion zu bringenden Stoffe ab, d.h. von den verwendeten φ organischen Verbindungen, dem schwefeltrioxydhaltigen Gasstrom und den Eigenschaften der bei der Reaktion entstehenden Stoffe. Wenn jedoch die Gasgeschwindigkeit größer als 20 m/sec gemacht wird, läßt sich im allgemeinen stets ein ringförmiger Flüssigkeitsfilm ausbilden.

Wenn die Geschwindigkeit des Gasstromes 40 m/sec überschreitet, erfolgt eine noch stärkere und schärfere Ausbildung des aufsteigenden, ringförmigen Flüssigkeitsfilms, so daß sich bemerkenswert hohe Reaktionsverhältnisse erzielen lassen. In M diesem Falle steigt der ringförmige Flüssigkeitsfilm nicht nur an den Innenwänden des Reaktionsgefäßes nach oben, sondern es erfolgt eine drehende Verwirbelung des Films an den Innenwänden, indem der Film unaufhörlich von der Wandfläche abgelöst wird.

Wenn jedoch die Geschwindigkeit des Gasstromes über 130 m/sec hinaus gesteigert wird, findet eine teilweise Vernebelung der organischen Verbindung statt, so daß diese teilweise von dem schwefeltrioxydhaltigen Gasgemisch aufgenommen wird

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und zu stark mit dem Schwefeltrbxyd reagiert, so daß das Produkt "verbrannt" oder verkohlt wird, wodurch es eine Färbung erhält. Andererseits kann es auch vorkommen, daß diese vernebelte organische Verbindung aus dem Reaktionsgefäß entlüftet wird und damit für die Reaktion verloren geht, was aus wirtschaftlichen Gründen natürlich unerwünscht ist.

Wenn dagegen die miteinander zur Reaktion zu bringenden Stoffe von oben her eingeleitet werden und als Antriebsmittel ein inertes Gas verwendet wird, läßt sich auch ein ringförmiger film erzeugen, der jedoch nicht oder nur wenig von der Innenwand des Reaktionsgefäßes abgelöst werden kann, so daß nur eine geringe Berührung zwischen Gas und Flüssigkeit und damit auch keine ausreichende Vermischung gegeben ist. ¹WeTSIi das Reaktionsgefäß oder der Doppelzylinder nicht senkrechtstehend angeordnet wird, sondern beispielsweise in eine waagerechte Lage gebracht wird, läßt sich vermittels des als Antriebsmittels dienenden Gases ein Flüssigkeitsfilm ausbilden, der jedoch dazu neigt, infolge der Schwerkraft herunterzufallen, so daß die Sicke des Films auf jeden Fall nicht gleichmäßig ist, was in Anbetracht des Mischvorganges zwischen Gas und Flüssigkeit unerwünscht ist.

Das Holverhältnis von Schwefeltrioxyd zu dem zu sulfatierenden oder sulfierenden flüssigen organischen Ausgangsstoff sollte ganz allgemein zwischen 0,9 und 1,20 liegen, vorzugsweise jedoch zwischen 1,0 und 1,15 betragen. Die Reaktioneteaperatur soll zwischen 4 bis 42 ⁰U liegen.

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Ein Ausffflirungsbelspiel für ein Yerfahren nach der Erfindung soll in Terminating mit den Zeichnungen dazu dienen, die Erfindung näher su erläutern. In den Zeichnungen ist:

Pig, 1 eine sehematische Barstellung des Seils eines senkrechtstehenden zylindrischen Reaktionsgefäßes, in den die Ausgangsstoffe eingeführt werden,

Pig. 2 ein Blockdiagramm, das den Ablauf des Verfahrens nach der Erfindung in schematischer Weise dar- ^ stellt.

Ss muß hierbei darauf hingewiesen werden, daß Fig, 1 nur ein einzelnes Beispiel für die Einlaß- und Mischstufe eines Reaktionsgefäßes ist und der Aufbau dieser Stufe auch beliebig anders gewählt sein kann.

In Mg. 1 ist der Innendurchmesser des Reaktionsrohrs A mit "a", der Innendurchmesser des Gasspeiserohrs B mit ^wbⁿ und die Länge des Gässpeiserohrs, das zur Ausbildung einer laminaren Grasströmung dient, mit ⁿcⁿ bezeichnet. Torzugsweise M beträgt c ^ 10 χ b. D ist eine Flüssigkeitskammer, E ein Ausdehnungswinkel, der vorzugsweise etwa 10 Grad beträgt, F ein Gaseinlaß, H der Einlaß für das Kühlmittel, J die ummantelung und I der Zwischenraum zwischen der Innenwand des Reaktionsrohrs A und der Außenwand des Gasspeiserohrs B.

In Fig. 2 sind mit den Bezugszeichen A, F, G- und J wiederum die entsprechenden Teile aus der Fig. 1 bezeichnet. F' ist ein Einlaß, der dazu dient, ein inertes Gas in den organischen Ausgangsstoff für die Reaktion einzuleiten. Wenn

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ein in 1 vorbereiteter organischer Ausgangsstoff und ein in 2 vorbereiteter Gasstrom aus einem Gasgemisch von SCU und einem inerten Gas durch die in Fig. 1 dargestellte Einlaß- und Mischstufe in das Reaktionsrohr A eingeleitet werden, bildet der flüssige Ausgangsstoff einen aufsteigenden, ringförmigen ]?lüssigkeitsfilm 4 auf der Innenwand des ReaktionsrohreB, der infolge der treibenden Kraft des verdünnten schwefeltrioxydhaltigen Gases nach oben Bteigt, wobei eine Sulfatierungs- oder Sulfierungsreaktion stattfindet. Das am oberen Ende des Reaktionsrohres austretende Reaktionsprodukt tritt in eine Abscheide- und Kühlstufe 5 ein, in der Flüssigkeit und Gas voneinander getrennt werden, wobei das Gas durch den Auslaß 5' entweicht und die Flüssigkeit abgekühlt wird. Von da gelangt die Flüssigkeit zu einer Alterungsstufe 6 und - falls notwendig - durch eine Hydrierstufe 7 und schließlich zu einer Neutralisierstufe 8. Wenn es diese letzte Stufe verläßt, ist das Produkt aus der Reaktion verwendungsfertig.

Die vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sulfatier- oder sulfierbaren Verbindungen, die bei normaler Temperatur oder bei der Reaktionstemperatur flüssig sind, sind die folgenden :

1. Ein Alkohol mit gerader oder verzweigter Kette, der 8 bis 20 Kohlenstoffatome oder ein Gemisch derselben aufweist, wie beispielsweise Laurylalkohol, Talgalkohol, Stearylalkohol, üleylalkohol und Isοstearylalkohol.

2, Ein Alkylbenzol, dessen Kette 8 bis 25 Kohlenstoffatome

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oder deren Gemisch aufweist, wie z.B. Octyrbenzol, Nonylbenzol, Decylbenzol, Ooäecylbenzol, Hexadecylbenzol und Oetadecylbenzol.

3. Ein Olefin mit gerader oder verzweigter Kette von 6 "bis 25 Kohlenstoffatomen oder deren Gemisch, beispielsweise et -Olefine und innere Olefine wie octane, dodecane, tetradecane und hexadecane Verbindungen,

4. Bin Alkylenoxydzusatz einer aktiven Wasserstoffverbindung von Alkohol, Fettsäure oder Phenol mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen und 1 bis 30 Molen von Alkylenoxyd. Die Beispiele für die Alkohole entsprechen dabei den vorgenannten unter 1). Beispiele für Phenole sind Octylphenol, Nonylphenol, Dodecylphenol und Stearylphenol, und die Beispiele für Fettsäuren sind Laurinsäure, Oetyl- oder Palminsäure, Myristinsäure, Olein- oder Ölsäure und Stearinsäure.

5. Ein Fettsäurenalkylolamid mit 10 bis 20 C-Atomen.

6. Eine Fettsäure mit 8 bis 20 C-Atomen oder deren Gemisch oder deren Ester eines niedrigeren Alkohols, oder deren Gemisch.

7. Ein polyhydrater Alkoholester einer Fettsäure mit 8 bis 20 C-Atomen oder dessen Alkylenoxidderivat.

Für den schwefeltrioxydhaltigen Gasstrom kann ein stabilisiertes schwefliges Anhydrid Verwendung finden (beispielsweise, die im Handel erhältliche Verbindung mit der Bezeichnung "Sulfan", die von der Firma Allied Chemical Corporation hergestellt und vertrieben wird), das verdampft und mit Luft oder einem anderen inerten Gas verdünnt wird, wozu Stickstoff und Kohlenstoffdioxyd benutzt werden. Es kann auch ein

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sogenanntes "Konvertergas¹¹ verwendet werden, das durch umwandlung eines bei der Verbrennung von Schwefel entstehenden Gases gewonnen wird und in diesem Zustand oder verdünnt benutzt wird. Die richtige SO*-Konzentration in dem schwefeltrioxydhaltigen Gasstrom soll zwischen 2 und 20 Vol.^ vorzugsweise jedoch zwischen 2 und 10 Vol.56 betragen, wobei der restliche Gasanteil aus einem zur Verdünnung dienenden inerten Gas wie beispielsweise luft, Stickstoff oder Kohlenstoff dioxyd besteht.

Beispiele 1 - 9

Ein aus dem Werkstoff SÜS 52 bestehendes Reaktionsrohr wurde mit verschiedenen Innendurchmessern hergestellt, die in der nachstehenden Tabelle angegeben sind. Dieses Rohr wurde senkrecht angeordnet und in dieser Lage befestigt. Es wurde an seinem oberen Ende durch das Rohr, das zur Aufnahme des ausfließenden Reaktionsproduktes dient, mit einem Gas-Abscheider verbunden.

Der organische Ausgangsstoff und das zur Reaktion dienende Gas (SO^ - Luft - Gemisch) wurden vermittels entsprechender Zumeßpumpen von unten her in das Reaktionsrohr eingeführt. Unterschiedliche organische Verbindungen, die in der nachstehenden Tabelle aufgeführt sind, wurden auf diese Weise zur Reaktion gebracht. Die Ergebnisse sind aus der Tabelle im einzelnen ersichtlich.

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Beispiel	Organ.Reakt.mittel	Mol. gew.	Innen- durchm des Reakt« rohrs in (mm)	Ef f. Rohr länge in Cm)	Menge des eing. Ausg. stoff in kg/n	Terd.S0₅gas	TOl. verh,. von so, ZVl luft	MoI- verh· von SO,, zu org. Rmittel ι
1 2 3 4 5 6 7 8 9 i	Name *	244 244 246 200 320 224 244 244 244	12 12 12 12 12 12 12 25 50	1 1 1 1 1 1 1 2 4	1,68 3,78 3,78 2,62 5,40 3,16 15,1 30,2 323	eng. Menge in m⁵/h	3:97 3:97 3:97 3:97 3:97 3:97 3:97 3:97 3:97	1,05 1,05 1,Of 1,01 0,99 1,15 1,07 1,07 1,07
Alkylat mit ger.Kette Alkylat mit ger.Kette Alkylat mit verzw.Kette Laurylalkohol Lauroxypoly- ethoxyäthanol Hexadecan Alkylat mit ger.Kette Alkylat mit ger,Kette Alkylat mit ger.Kette	£4 *m',%* 41,2 ■9_t9 *,'& m 4ö6o* OUvJ

Bei spiel 8	Zufuhrtemp.	Gas %.	Reakttemp.	Ausl in ⁰P	Gas- gesohw in Rrohr m/sec	Steig- geschw des Pilms m/seo	Reakt. grad des Ausg. stoff in $>	Parbe des neutr. Stoff in « Gier	Geruch des neutr. Stoffes
1 2 3 4 5 6 T 8 9	Ausg. stoff in $>	30 30 30 30 30 30 30 30 30	Einl. in ⁰C.	60 62 65 48 65 63 82 84 90	20 45 45 50 50 50 90 45 107	o,1 0,1 o,1 o,1 o,1 0,1 0,1 0,6 2,0	92,0 97,8 97,9 94,5 94,7 97,6 97,7 97,8	65 63 70 ¹5 68 260 38 72 47	kein Ger. "Η Η ti η mäßig Il η kein Ger. π It
2ü 20 20 35 20 20 20 20 20	57 65 68 47 72 77 85 88 50

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* Die in der vorletzten Spalte der Tabelle angegebene Clet-Zahl, nach der die Färbung des Produktes gemessen wird, wird dadurch erhalten, daß der Extinktionskoeffizient (bei Verwendung einer Zelle von 1 cm Dicke und bei Messung mit der Wellenlänge 420 mu ) einer !Oxigen wässrigen Lösung des neutralisierten Produktes mit dem Faktor 1000 multipliziert wird.

Vergleichsbeispiel 1 :

In eine bekannte industrielle Einrichtung zum kontinuierlichen Sulfieren werden die für die Reaktion bestimmten Stoffe von oben her in das Reaktionsgefäß eingeführt und in der Berührungszone von Flüssigkeit und Gas wird eine Mischvorrichtung verwendet, die dazu dient, die Reaktionsmittel in dieser Zone miteinander zu vermischen. Wie in Beispiel 1 des erfindungsgemäßen Verfahrens werden 500 kg/Stunde des gleichen Alkylats mit gerader Kette mit einer Eintrittstemperatur von 20 ⁰C und 1700 wP/Stunde trockener Luft, die 2,9 Vol.56 SO, enthält, unter einer Eintrittstemperatur von 30⁰C zugeführt und miteinander zur Reaktion gebracht. Das Reaktionsprodukt wird mit Wasser behandelt, wobei die Wassermenge 1,5 Gew.$ des Produktes beträgt, und dann mit Natriumhydroxyd neutralisiert. Der Konversionsgrad des Alkylats, gemessen nach dem analytischen Wert der durch die Neutralisation erhaltenen Paste, beträgt bei diesem Beispiel 97,7 #. Die Farbe entspricht einer Clet-Zahl von 70 und das Produkt hat einen mäßigen Geruch.

Vergleichsbeispiel 2 :

In der gleichen Einrichtung wie bei dem vorangegangenen

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Beispiel 1 wird eine Sulfatierungsreaktion ausgeführt, indem 458 kg/Stunde eines industriellen laurylalkohols von einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 200 und 1700 m^/Std trockener Luft mit einem Gehalt von 2,9 Vol.$> SO, zugeführt werden. Das Reaktionsprodukt wird sofort mit üfatriumhydroxyd neutralisiert, ohne mit Wasser behandelt zu werden. Der Eonversionsgrad des Alkohols beträgt 94,0$ und die Farbe entspricht der Clet-Zahl 20.

Aus den angeführten Beispielen und den Vergleichen geht hervor, daß sich vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens

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und unter Verwendung einer einfachen Einrichtung ausgezeichnet gute sulfierte oder sülfatierte Erzeugnisse gewinnen lassen, deren Eigenschaften durchaus vergleichbar sind den Erzeugnissen, die nach bekannten Verfahren und vermittels eines komplizierten und teuren Reaktionssystems gewonnen werden.

- Patentansprüche : -

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Sulfatieren oder SuIfieren einer flüssigen organischen Verbindung, die ein Alkoholhydroxylradikal, ein Olefin mit Doppelbindung oder einen aromatischen Ring enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Verbindung und ein, Sehwefeltrioxydgas, sowie ein zur Verdünnung dienendes, inertes Gas enthaltender Gasstrom parallel zueinander und von unten her in den unteren Teil eines senkrechtstehenden zylindrischen Reaktionsgefäßes

(A) eingeleitet werden, die Geschwindigkeit des durch das Reaktionsgefäß nach oben strömenden Gasstromes größer gemacht wird als 20 m/sec, und' ein auf der Innenseite des Reaktionsgefäßes aufsteigender, ringförmiger 3?lüssigkeitsfilm (4) erzeugt und mit dem Schwefeltrioxyd des Gasstromes zur Reaktion gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Gasstromes zwischen 20 und m/sec, insbesondere zwischen 40 und 110 m/sec beträgt und die Dicke des ringförmigen Flüssigkeitsfilms (4) auf einen zwischen 0,012 und 0,10 cm liegenden Wert gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Schwefeltrioxyde in dem Gasstrom

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zwischen 2 und 20 Vol.56, insbesondere zwischen 2 und 10 .$ beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige organische Verbindung aus einem Alkylbenzol besteht, dessen Alkylkette 8 bis 25 Kohlenstoffatome oder deren Gemisch enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, M daß die flüssige organische Verbindung ein Alkohol mit gerader oder verzweigter Kette ist, der 8 bis 20 Kohlenstoff atome oder deren Gemisch oder einen Alkylenoxydzusatz enthält.

b. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige organische Verbindung aus einem Alkylenoxydzusatz eines Phenols besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ^ daß die flüssige organische Verbindung^vaus einer Fettsäure mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen oder deren Gemisch oder deren Ester eines niedrigeren Alkohols oder dessen Gemische, oder aus dem Polyhydrilalkoholester einer Fettsäure mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen oder derenAlkylenoxydderivat besteht.

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