DE4446371A1

DE4446371A1 - Verfahren zur Herstellung von hellfarbigen Glycerinsulfaten

Info

Publication number: DE4446371A1
Application number: DE19944446371
Authority: DE
Inventors: Ansgar Dr Behler; Frank Clasen
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1996-06-27

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hellfarbigen Glycerinsulfaten, bei dem man als Sulfatierungs mittel eine SO₃/Inertgas-Mischung mit definiertem Schwefel trioxidgehalt einsetzt.

Stand der Technik

Glycerinsulfate sind als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Monoglyceridsulfaten seit langem bekannt. Üblicherweise erfolgt ihre Herstellung durch Umsetzung von Glycerin mit etwa 20 Gew. -%igem Oleum. Darüber hinaus ist die Sulfatierung von Glycerin mit SO₃ in Dimethylformamid [US 3544555, Allied Chem Corp.) sowie mit Acetylschwefelsäure [US 3075965, East man Kodak] bekannt. Die Verwendung der oben genannten Sulfa tierungsmittel kommt für eine technische Herstellung jedoch nicht in Betracht.

In der Patentschrift US 260458 (Colgate-Palmolive) wird die Herstellung von schwefeltrioxidfreiem Glycerintrisulfat be schrieben, bei dem die Sulfatierung bei 15 bis 45°C mit 2,5 bis 3,5 Mol Oleum bzw. flüssigem Schwefeltrioxid pro Mol Gly cerin in einem schwefelsaurem Medium erfolgt, das eine ent sprechende Menge Schwefelsäuremonohydrat enthält. Aus der gleichen Schrift ist auch die Umsetzung von Glycerin mit ei ner SO₃/Inertgas-Mischung bei 35 bis 65°C bekannt, wobei ein Sulfatierungsgrad von 2 bis 2,3 erreicht wird. Das Verfahren der US 260458 führt jedoch zu tiefschwarz verfärbten Produk ten, die einer Bleiche nicht mehr zugänglich sind.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von hellfarbigen Glycerinsulfaten durch Sulfatierung von Glycerin und nachfolgende Neutralisation, das sich dadurch auszeichnet, daß man als Sulfatierungsmittel eine Schwefel trioxid/Inertgas-Mischung einsetzt, bei der der SO₃-Anteil im Bereich von 1 bis 4,5, vorzugsweise 3 bis 4 Vol-% liegt.

Für Sulfatierungsreaktionen werden üblicherweise Schwefel trioxid/Inertgas-Mischungen eingesetzt, die einen SO₃-Anteil von 5 bis 10 Vol-% aufweisen. Überraschenderweise wurde ge funden, daß bei Verwendung einer SO₃/Inertgas-Mischung, die einen Schwefeltrioxgehalt unterhalb einer kritischen Grenze von 4,5 Vol.-% aufweist, sehr hellfarbige Glycerinsulfate erhalten werden, die ohne zusätzliche Bleiche weiterverwendet werden können. Oberhalb der genannten kritischen Grenze wird hingegen ein dramatischer Anstieg der Farbzahlen beobachtet.

Sulfatierung

Die Sulfatierung des Glycerins kann in der für Fettsäurenie drigalkylester bekannten Weise [J.Falbe (ed.), "Surfactants in consumer products", Springer Verlag, Berlin-Heidelberg, 1987, S. 61] erfolgen, wobei Reaktoren, die nach dem Fall filmprinzip arbeiten, bevorzugt sind.

Das molare Einsatzverhältnis von Glycerin zu Schwefeltrioxid kann 1 : 1 bis 1 : 3,5 und vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 2,2 betragen. Üblicherweise wird die Sulfatierung bei Tempera turen von 20 bis 70, vorzugsweise 30 bis 60°C durchgeführt.

Neutralisation

Die bei der Sulfatierung anfallenden sauren Sulfatierungspro dukte werden in wäßrige Basen eingerührt, neutralisiert und auf einen pH-Wert von 6,5 bis 8,5 eingestellt. Als Basen für die Neutralisation kommen Alkalimetallhydroxide wie Natrium-, Kalium- und Lithiumhydroxid, Erdalkalimetalloxide und -hy droxide wie Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Calciumoxid und Calciumhydroxid, Ammoniak, Mono-, Di- und Tri-C_2-4-Alkanol amine, beispielsweise Mono-, Di- und Triethanolamin sowie primäre, sekundäre oder tertiäre C_1-4-Alkylamine sowie Gluca mine in Betracht. Die Neutralisationsbasen gelangen dabei vorzugsweise in Form 5 bis 55 Gew.-%iger wäßriger Lösungen zum Einsatz, wobei 5 bis 25 Gew.-%ige wäßrige Natriumhy droxidlösungen bevorzugt sind.

Bleiche und Konservierung

Die Glycerinsulfate können - falls gewünscht - nach Neutrali sation in an sich bekannter Weise durch Zusatz von Wasser stoffperoxid- oder Natriumhypochloritlösung gebleicht werden. Dabei werden, bezogen auf den Feststoffgehalt in der Lösung der Sulfatierungsprodukte, 0,2 bis 2 Gew. -% Wasserstoffper oxid, berechnet als 100%ige Substanz, oder entsprechende Mengen Natriumhypochlorit eingesetzt. Der pH-Wert der Lö sungen kann unter Verwendung geeigneter Puffermittel, z. B. mit Natriumphosphat oder Citronensäure konstant gehalten werden. Zur Stabilisierung gegen Bakterienbefall empfiehlt sich ferner eine Konservierung, z. B. mit Formaldehydlösung, p-Hydroxybenzoat, Sorbinsäure oder anderen bekannten Konser vierungsstoffen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Gly cerinsulfate eignen sich als Solubilisatoren und Hydrotrope beispielsweise für Flüssigwaschmittel, in denen sie in Mengen von 1 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10 Gew. -% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele Vergleichsbeispiel V1

In einem kontinuierlich arbeitenden Fallfilmreaktor (Länge 120 cm, Querschnitt 1 cm, Eduktdurchsatz 600 g/h) mit Mantel kühlung und seitlicher SO₃-Begasung wurden 300 g (3,26 mol) Glycerin bei 50°C mit einer solchen Menge Schwefeltrioxid umgesetzt, daß ein molares Einsatzverhältnis Glycerin : SO₃ von 1 : 3,2 resultierte. Das Schwefeltrioxid wurde durch Er hitzen einer entsprechenden Menge 65 Gew. -%igen Oleums aus getrieben, mit Stickstoff auf eine Konzentration von 6 Vol.-% verdünnt und über eine Düse mit dem Glyceridfilm in Kontakt gebracht. Danach wurde das rohe Sulfierprodukt mit wäßriger 37 Gew.-%iger Natriumhydroxidlösung bei einem pH-Wert im Be reich von 6,5 bis 8 neutralisiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Beispiel 1

Vergleichsbeispiel 1 wurde wiederholt, die Konzentration des Schwefeltrioxids im Stickstoff jedoch auf 4 Vol-% abgesenkt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Ergebnisse der Sulfierversuche

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von hellfarbigen Glycerin sulfaten durch Sulfatierung von Glycerin und nachfol gende Neutralisation, dadurch gekennzeichnet, daß man als Sulfatierungsmittel eine Schwefeltrioxid/Inertgas- Mischung einsetzt, bei der der SO₃-Anteil im Bereich von 1 bis 4,5 Vol-% liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sulfatierung in einem kontinuierlichen Fallfilm reaktor durchführt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß man die Sulfatierung mit einem molaren Einsatzverhältnisverhältnis von Glycerin zu Schwefel trioxid von 1 : 1 bis 1 : 3,5 durchführt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß man die Sulfatierung bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 70°C durchführt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß man die Neutralisation mit 5 bis 55 Gew.-%igen wäßrigen Basen aus der von Alkalimetallhydroxiden, Erdalkalimetalloxiden und -hydroxiden, Ammoniak, Mono-, Di- und Tri-C_2-4-Alkanolaminen sowie primären, sekundä ren und tertiären C_1-4-Alkylaminen sowie Glucaminen ge bildeten Gruppe durchführt.