CH229415A - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von flüssigen organischen Verbindungen mit flüssigen chemischen Mitteln. - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von   nüssigen    organischen
Verbindungen mit flüssigen chemischen Mitteln.



   Es ist bekannt, Sulfonierungen auf einer oder mehreren sich mit verhältnismässig geringer Geschwindigkeit drehenden Scheiben durchzuführen. Für die Sulfonierung und Neutralisation von Fettstoffen, zum Beispiel von Fettalkoholen mit Schwefelsäure, Oleum oder Chlorsulfonsäure, ist diese Vorrichtung aber infolge unzureichender   Eühlmöglioh-    keit und der bei der   Langsamkeit    des   Durch-    satzes auftretenden schädlichen Nebenreaktion wenig geeignet.



   Es wurde gefunden, dass sich diese Nachteile des bekannten Verfahrens vermeiden lassen, wenn man zur kontinuierlichen Behandlung von flüssigen organischen Verbindungen mit flüssigen chemischen Mitteln das folgende Verfahren benutzt :
Man setzt abgemessene Mengen des   flüs-    sigen chemischen Mittels und der zu behandelnden flüssigen organischen Verbindung auf einem sich mit mindestens 500 Umdrehungen je Minute drehenden Teller um, der am äussern Rand und in einigem Abstand davon mindestens zwei senkrechte, oben nach innen umgebogene Begrenzungswände trägt und der in einem kühlbaren Behälter angeordnet ist, unter ständigem Zu-und Ablauf, gegebenenfalls unter Hindurchleiten trockener   Kiihlungsluft.   



   Die genannten Begrenzungswände sind mit Durchbohrungen, die bei je zwei benachbarten Wänden gegeneinander versetzt sind, das heisst also sich nicht gegenüberstehen dürfen, versehen. In diesen sind auswechselbare Düsen angebracht.



   Die Umsetzungsdauer wird durch die Zuflussmenge und durch Regelung der Umlaufgeschwindigkeit des Tellers, sowie durch Einstellung der Kiihlung bedingt.



   Das Verfahren kann insbesondere zur Sulfonierung von Fettstoffen und andern sulfonierbaren flüssigen   organischen Verbindun-    gen mit flüssigen Sulfonierungsmitteln verwendet werden. Ferner kann das Verfahren zur Neutralisation von fl ssigen Sulfonaten mit flüssigen   Neutralisierungsmitteln    benutzt werden.



   In der Zeichnung ist eine zur Durchführung dieses Verfahrens zur kontinuierlichen Sulfonierung oder zur kontinuierlichen Nen  tralisation    geeignete Vorrichtung dargestellt.



  Es bedeutet a einen säurefesten Behälter, der   voneinemKühlmantelyumgeben    und mit je einer Zu-und Ableitung für   Eühlungs-      luft f und fl    versehen ist. In dem Behälter a ist der Teller   b    angeordnet, der am äussern Rand und in einiger Entfernung davon zwei senkrechte, oben   umgebogene Begrenzungs-    wände c und cl besitzt.

   Die Wände sind mit Bohrungen versehen, in denen D sen. d bezw. d1 angebracht sind, die sich bei den Wänden c und   cl    nicht gegenüberstehen. Über dem Teller   b    münden innerhalb der innern Be  grenzungswand    c Zuleitungsrohre e und   Cj,    die in der Zeichnung ineinanderliegend dargestellt sind, die aber auch nebeneinander angeordnet sein können.



   Das Arbeiten mit dieser   Vorrichtung ge-    schieht wie folgend :
Aus zwei Behaltern, die mit Sulfonie  rungsgut,    zum Beispiel einem Fettalkohol, und einem Sulfonierungsmittel. zum Beispiel   Schwefelsäuremonohydrat, gefüllt    sind, flie ssen die Umsetzungsteilnehmer durch die beiden Zuleitungsrohre e und   el    über zwei DosiergefäBe (Rotastaten) auf den mit   minde-    stens 500 Umdrehungen rotierenden Teller   b,    und zwar innerhalb der innern Begrenzungswand c desselben. Schon an der Mündung der Zuleitungsrohre e und   el    findet die Umsetzung statt, die auf dem Teller b zu Ende geführt wird.

   Das   Sulfonierungsgemisch    wird infolge der   sehnellen    Drehung des Tellers   b    an die innere Begrenzungswand c geschleudert, aus der es durch die Düsen d zer  stäubt    austrittt. Diese   Flüssigkeitsnebel    schlagen sich an der äussern   Begrenzungs-    wand cl nieder, um dann schnellstens durch die D sen d,, die den D sen d der innern Begrenzungswand c nicht gegenüberstehen, abermals zerstäubt auszutreten.

   Das zer  stäubte    Sulfonat wird dann durch die Fliehkraft an der durch den Kühlmantel   g ge-      kühlten Wand des Behälters a niederge-    schlagen und läuft an derselben   ab.    Um ein Übersteigen der Flüssigkeit zu vermeiden, sind die   Begrenzungswände c und Ci    oben nach   innen umgebogen. Durch die Anord-      nung    wird erzielt, dass die   Durehmisehung    der   Umsetzungsteilnehmer In allerkürzester    Zeit (in Bruchteilen einer Sekunde) stattfindet. Nötigenfalls wird mittels der durch f eintretenden und durch f1 austretenden trokkenen Luft gekühlt.

   Um zu vermeiden, da.   xi      feinstzerstäubte Teilchen    des   Umsetzungsge-    misches mit dem durch f1 austretenden Luftstrom abgeführt werden, muss die Fliehkraft des aus den Düsen d bezw. d1 der Begrenzungswände c und   Ci    austretenden Sulfonates grosser sein als   die Geschwindigkeit des Eüh-    lungsluftstromes, was durch entsprechende Einstellung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Tellers   b    erreicht wird.



   Die   Neutralisierung mittels der beschrie-    benen Vorrichtung vollzieht sich in der gleichen Weise, nur mit dem Unterschied, dass an Stelle des   Sulfonierungsgutes    das Sulfonat und an Stelle der Sulfonierungsmittel das   Neutralisierungsmittel,    das heisst   basi-    sche Stoffe, wie   Alkalihydroxyde    oder kohlensaure Alkalien, organische Basen oder dergleichen, treten. Bei der Neutralisation werden unter Umständen besonders grosse Wärmemengen frei, die durch entsprechend starke Zufuhr trockener Kiihlluft abgeführt werden müssen. Darnach richtet sich auch, wie oben   angegeben, die erforderliche Umdre-      hungsgesehwindigkeit des Tellers b.   



   Nach dem beschriebenen Verfahren lassen sich alle Fettstoffe kontinuierlich sulfonieren und ebenso ihre Sulfonate   neutrali-    sieren. Als Fettstoffe kommen Fette und Wachse nat rlicher oder synthetischer Her  kunft,    zum Beispiel   Rieinusöl,    Oliven¯l und dergleichen, ferner   Spermöl    und andere sul  fonierbare    Wachse in Betracht. Ebenso k¯nnen die entsprechenden Fettsäuren, wie Rieinolsäure und Olsäure und ihre Derivate,   zum Beispiel Ester, mit ein-oder    mehr wertigen Alkoholen und Amide verwendet werden.



   Mit besonders gutem Erfolg lässt sich das Verfahren zur Sulfonierung hohermolekularer Alkohole und ihrer   Derivate verwenden. Ge-    eignet sind zum Beispiel Fettalkohole, die durch Reduktion von   @len,    Fetten oder Wachsen, zum Beispiel von Kokosöl, Palm  kernol, Spermöl    und dergleichen, oder von diesen zugrunde liegenden Fettsäuren, sowie
Gemischen dieser Alkohole erhalten sind, ebenso auch die durch Oxydation von Paraf finen entweder direkt oder indirekt und durch Reduktion der dabei erhaltenen Carbonsäuren hergestellten höhermolekularen
Alkohole. Als Derivate von Fettalkoholen sind Äther und Ester, soweit sie sulfonier bare Gruppen, wie Hydroxylgruppen oder
Doppelbindungen aufweisen, verwendbar.



   Als   itther sind    die Äther mit mehrwertigen
Alkoholen und deren Polymeren, wie Gly kolen und Polyglykolen, Glycerin und Poly  glycerinen,geeignet.   



   Weiter geeignete sulfonierbare organische
Verbindungen sind ungesättigte   Kohlenwas-    serstoffe und alkylierte aromatische   Kohlen-    wasserstoffe. Bei den letzteren kann die   Al-       kylierung    und Sulfonierung auch in einem
Arbeitsgang mittels der beschriebenen Vor richtung vorgenommen werden.



   Gegebenenfalls kann unter Zusatz von    Losungs-und    Verdünnungsmitteln bekannter
Art oder von wasserentziehenden Mitteln ge arbeitet werden.



   Das erfindungsgemässe Verfahren und die
Vorrichtung arbeiten besonders einfach und    d    ergeben einen hohen Sulfonierungsgrad. Ein besonderer Vorteil ist die Schnelligkeit des
Durchsatzes. Dadurch, dass die Umsetzung in denkbar kürzester Zeit stattfindet und das
Sulfonat sofort aus dem   Umsetzungsgemisch    entfernt wird, lassen sich manche Sulfonie rungen, die man bisher beispielsweise bei
Temperaturen   zwischen 5 und + 45     durchführen musste, ohne die Gefahr der Bil dung von Neben-und Zersetzungsprodukten bei Temperaturen zwischen 50 und   80  aus-    führen, was für die Farbe der Sulfonate gün  stig    ist. Dieselben Vorteile bietet auch das Verfahren bei der Neutralisation von beliebig erhaltenen   Sulfonierungsprodukten.   



   Beispiele :    1.    320 Gewichtsteile eines Fettalkoholgemisches mit der Hydroxylzahl 247, dem Schmelzpunkt 20 bis 21¯ und dem spezifischen Gewicht 0,   835/25     und 320 Teile Schwefelsäuremonohydrat laufen je Stunde durch zwei schräg angeordnete Zuleitungsrohre e und   el    auf den mit 700 Umdrehun  gen/Minute    rotierenden Teller   b    innerhalb der innern   B, egrenzungswand c, wobei-durch f    ein trockener Luftstrom eingeleitet wird.

   Das mit 70 bis   75  aus    den Düsen   d,    der äussern Begrenzungswand cl austretende Gut wird an die durch den Kühlmantel g gekühlte Wand des Behälters   a    geschleudert und rieselt dort mit einer Temperatur von etwa 25  in ein Sammelgefäss herab. Es entstehen je Stunde 640 Gewichtsteile des sauren Fettalkohol  schwefelsäureesters.   



   Diese werden stündlich mit 887 Gewichtsteilen einer 18, 5% igen Natronlauge in derselben Weise in eine gleiche Vorrichtung geführt, deren Teller   b    mit 1500 bis 1800 Um  drehungen/Minute    rotiert. Durch einen entsprechend starken Luftstrom und die Wandkühlung des Behälters a wird das aus dem Teller   b    austretende neutralisierte Sulfat von einer Temperatur von 60 bis   70  auf    30 bis   40  heruntergekühlt.    Je Stunde werden 1487 Gewichtsteile des Natriumsalzes des Fett  alkoholschwefelsäureesters    erhalten.



   2. 320 Gewichtsteile eines Fettalkoholgemisches mit der Hydroxylzahl 247, dem Schmelzpunkt 20 bis 21  und dem spezifischen Gewicht 0,   835/25     und 213 Gewichtsteile Oleum   (20%    ig) laufen pro Stunde durch zwei schräg angeordnete Zuleitungsrohre e und   e'auf    den sich mit 900 Um  drehungen/Minute    drehenden Teller   b    innerhalb der innern Begrenzungswand c, wobei durch f ein trockener Luftstrom eingeleitet wird.

   Das mit einer Temperatur von 75 bis   80  aus    den Düsen   dl    der äussern   Begren-    zungswand   cl    austretende Reaktionsgut wird an die durch den   Kühlmantel y gekühlte    Wand des Behälters a geschleudert und rieselt dort mit einer Temperatur von zirka   28"    in ein SammelgefäB herab. Es entstehen pro Stunde 533 Gewichtsteile des Fettalkoholsehwefelsäureesters.



   Diese werden stündlich mit   456    Gewichtsteilen einer 18, 5 %igen Natronlauge in derselben Weise in eine gleiche Vorrichtung geführt, deren Teller   b    mit 1500 bis 1800   Umdrehungen   Iinute    rotiert. Durch einen entsprechend starken Luftstrom und die Wandkühlung des Behälters a wird das aus dem Teller b austretende   Neutralisationspro-    dukt von einer Temperatur von 50 bis 60¯ auf zirka 40    herunteroekühlt.    Pro Stunde werden 980 Gewichtsteile des Natriumsalzes des FettalkoholschwefelsÏureesters erhalten.



   3. 160 Gewichtsteile Naphthalin und 116 Gewichtsteile eines Gemisches sekundärer Alkohole, erhalten durch   Ketonisierung    von Fettsäuren aus der   Paraffinoxydation mit    7 bis 11 Kohlenstoffatomen und Hydrierung der entstandenen Ketone, werden gemiseht und auf   ungefähr 90  erhitzt.    Das flüssige   Naphthalin-Alkoholgemisch läuft    mit   Schwe-    felsäuremonohydrat im Molverhältnis Naph   thalin :

   SchwefelsÏure wie 1 : 2 auf den sich    mit 1000 Umdrehungen/Minute drehenden Teller   b    innerhalb der innern   Begrenzungs-    wand   c    unter Einleiten eines trockenen Luftstromes   durch f, wobei    die Reaktionstemperatur bis auf   125  ansteigt.    Das durch die Düsen   dl    der Ïu¯ern Begrenzungswand austretende Reaktionsgemisch wird nach dem Verlassen der Apparatur noch eine halbe Stunde bei   125  nachgerührt.    Das Neutralisieren geschieht mit 24   iger Natronlauge in    derselben Weise wie in dem vorhergehenden Beispiel.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I : Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von flüssigen organischen Verbindungen mit flüssigen ehemisehen AIitteln im abgemessenen Mengenverhältnis, dadurch gekenn- zeichnet, daB man das chemische Mittel und den zu behandelnden organisehen Stoff in einem kühlbaren Behalter auf einem mit mindestens 500 Umdrehungen je Minute rotierenden Teller, der am äussern Rande und in einigem Abstand davon mindestens zwei senkrechte, oben nach innen umgebogene Be grenzungswände besitzt, die mit auswechselbaren, bei benachbarten Wänden gegeneinander versetzten Düsen versehen sind, unter ständigem Zu-und Ablauf umsetzt.

   UNTERANSPRUCH : Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umset- zung unter Hindurchleitung trockener K h lungsluft ausführt.

   PATENTANSPRUCH II : Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen säurefesten, mit einem Kühl mantel (g) und je einer Zu-und Ableitung für Kühlungsluft (f und fl) versehenen BehÏlter (a), einen darin angebrachten dreh- baren Teller (b), der a m Ïu¯ern Rande und in einigem Abstand davon mindestens zwei senkrechte, oben nach innen umgebogene BegrenzungswÏnde (c und c1) besitzt, die mit auswechselbaren,beibenachbartenWänden gegeneinander versetzten Düsen (d und dl) versehen sind, sawie durch zwei über dem Teller (b) innerhalb der innern Begrenzungs- wand mündende Zuleitungsrohre (e und el).