CZ195595A3 - Process for preparing alkylbenzenesulfonic acid and alkylbenzene sulfonate obtained in such a manner - Google Patents

Process for preparing alkylbenzenesulfonic acid and alkylbenzene sulfonate obtained in such a manner Download PDF

Info

Publication number
CZ195595A3
CZ195595A3 CZ951955A CZ195595A CZ195595A3 CZ 195595 A3 CZ195595 A3 CZ 195595A3 CZ 951955 A CZ951955 A CZ 951955A CZ 195595 A CZ195595 A CZ 195595A CZ 195595 A3 CZ195595 A3 CZ 195595A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
alkylbenzene
reaction mixture
sulfur trioxide
sulfuric acid
acid
Prior art date
Application number
CZ951955A
Other languages
English (en)
Inventor
Amanda Jane Adams
David William Roberts
Original Assignee
Unilever Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unilever Nv filed Critical Unilever Nv
Publication of CZ195595A3 publication Critical patent/CZ195595A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/02Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
    • C07C303/04Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups
    • C07C303/06Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups by reaction with sulfuric acid or sulfur trioxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Description

(57) Uváděn je způsob výroby alkylbenzensulfonátu, zahrnující vzájemnou reakci alkylbenzenu s oxidem sírovým v molárním poměru 1:0,9 až 1,3 a přidání kyseliny sírové.
Způsob výroby kyseliny alkylbenzensulfonové a takto získaný alkylbenzensulfonát
Oblast techniky
Tento vynález se týká výroby kyseliny alkylbenzensulfonové o obecném vzorci
kde R označuje alkylovou skupinu o 6 až 20 atomech uhlíku.
Dosavadní stav techniky
Rozpustné soli kyseliny alkylbenzensulfonové byly po mnoho let komerčně velmi důležité jako aniontové detergentní látky. Obvyklý způsob výroby vychází z příslušného alkylbenzenu, který se sulfonuje a následně neutralizuje. Sulfonační reakce se může provádět různými cestami. V poslední době se reakce prováděla za použití koncentrované kyseliny sírové nebo olea, v obou případech v přebytku kyseliny. Na konci sulfonace musí být kyselina sírová a požadovaný produkt odděleny. Jinou možností je neutralizace celé směsi za vzniku produktu s obsahem zásadního podílu anorganického síranu, například síranu sodného.
Poté se jako sulfonačního činidla začalo používat oxidu sírového. US patent 2928867, publikovaný v roce 1960, udává, že na konci sulfonace s oxidem sírovým lze přidat k reakční směsi malé množství vody k hydrolysování anhydridů kyseliny sírové, přítomných v reakční směsi, čímž se po neutralizaci získá stálý produkt.
Během posledních let se běžnou praxí stalo použití plynného oxidu sírového jako sulfonačního činidla a to přibližně ve stechiometrickém množství, poté
-2ponechání výsledné reakční směsi odstát, během čehož se reakční směs dále vyvíjí a následné přidání malého množství vody, která by měla hydrolysovat anhydridy v reakční směsi a stabilizovat tím reakci. Tento běžný postup je popsán například v knize Sulphonation Technology in the Detergent Industry W. Hermana de Groot z roku 1991 zvláště na stranách 8 a 9.
Při provádění tohoto běžného postupu se oxid sírový obvykle ředí některým jiným, nereaktivním plynem; použit může být například vzduch.
Je rovněž možné reakci provádět v přebytku oxidu sírového, ale takový postup přináší nevýhody. Jednou z nich je tvorba zbarvených nečistot. Pokud je použit zásadní přebytek oxidu sírového, získaná směs obsahuje nežádoucí kyselinu sírovou, kterou je nutno odstranit nebo tolerovat jako nečistotu, jako tomu bylo při starším postupu za použití kyseliny sírové nebo olea. Problém je menší, pokud se používá jen malý přebytek oxidu sírového, ovšem, jak bude vysvětleno dále, i ten vede ke vzniku nežádoucích nečistot.
Pokud se provádí sulfonace za použití přibližně stechiometrického množství oxidu sírového, je zjištěno, že běžná doba odstátí na konci sulfonační reakce poskytuje zvýšenou konverzi (přeměnu) alkylbenzenu na požadovanou sulfonovou kyselinu. Bylo ovšem pozorováno, že alkylbenzenová surovina není kompletně přeměněna na požadovanou alkylbenzensulfonovou kyselinu. Malé procento alkylbenzenu zůstává nezměněno a malé množství je také přeměněno na sulfon o vzorci
SO.
Relativní podíly nepřeměněného alkylbenzenu a sulfonového znečištění se liší. Ovlivňují je použité reakční podmínky a molární poměr oxidu sírového vůči
-3alkylbenzenu. I když je možné měnit relativní poměr nezreagovaného alkylbenzenu a sulfonu, nelze změnou reakčních podmínek nebo molárního poměru reagujících látek odstranit oba dva současně. Pokud tedy molární poměr oxidu sírového vůči alkylbenzenu vzrůstá, aby došlo k minimalizaci procentního množství nepřeměněného alkylbenzenu, narůstá procentní množství sulfonu.
Jak obtíže konverze alkylbenzenu na kyselinu sulfonovou, tak i konverze na vedlejší produkt sulfon představují úbytek zásoby alkylbenzenové suroviny. Kromě toho nepřeměněný alkylbenzen může umožňovat vznik enormních emisních problémů při rozprašovacím sušení a existuje názor, že zbytkový alkylbenzen je slabě toxický.
Takže ačkoliv je nynější komerční postup sulfonace za použití stechiometrického množstvím oxidu sírového, za ponechání směsi odstát a s následným přídavkem vody k zastavení reakce velmi výhodný ve srovnání s dřívějším postupem, neboť poskytuje vysokou úroveň konverze na požadovaný produkt bez zavádění velkého množství kyseliny sírové do reakční směsi, existuje stále škála dalších zlepšení, neboť by bylo žádoucí dále snížit spojené hladiny alkylbenzenu a sulfonu, což je v současnosti dosažitelné.
Podstata vynálezu
Tento vynález předkládá způsob výroby alkylbenzensulfonátu, spočívající ve vzájemné reakci reakčních látek alkylbenzenu a oxidu sírového za použití molárního poměru alkylbenzenu vůči oxidu sírovému v rozmezí od 1 : 0,9 do 1 : 1,3, který je charakterizován zavedením kyseliny sírové do reakční směsi po uvedení reakčních látek do vzájemného kontaktu, přičemž množství kyseliny sírové nepřevyšuje 10 hmotnostních % reakční směsi, a pokračováním reakce v reakční směsi nejméně po 30 minut.
Autoři zjistili, že při zavedení kyseliny sírové tímto způsobem je možné dosáhnout zlepšení celkové konverze na požadovaný produkt a následného snížení
-4nežádoucího znečištění.
K provádění této reakce se oxid sírový s výhodou ředí jiným plynem, jak je obvyklé. Tímto plynem muže být vzduch. Poměr oxidu sírového k jinému plynu může s výhodou ležet v rozmezí od 3 do 10 objemových %.
Molární poměr alkylbenzenu vůči oxidu sírovému je s výhodou v rozmezí od 1 : 0,9 do 1 :1, lépe pak od 1 : 0,95 do 1 :1.
Sulfonovaný alkylbenzen může mít rovnou nebo větvenou alkylovou skupinu, obsahující s výhodou 10 až 15 atomů uhlíku. Ačkoli pro výrobu detergentních látek byl široce užíván větvený alkylbenzen, nyní se obvykle dává přednost použití lineárního alkylbenzenu, tj. alkylbenzenu, jehož alkylová skupina má rovný uhlíkový řetězec.
Známé je i provádění sulfonace alkylbenzenu, který je dodáván jako směsná surovina, obsahující rovněž některou další látku, která podléhá sulfonaci nebo sulfataci. Případně může být tento vynález použit tehdy, pokud reakci podstupuje pouze směsná surovina. Ovšem vynález je zvláště významný, pokud alkylbenzen jako surovina není smísen s podstatným množstvím žádné další látky, tedy pokud surovina obsahuje více než 90 hmotnostních % alkylbenzenu.
Přidávaná kyselina sírová může být ve formě běžně koncentrované kyseliny, obsahující 98 % samotné kyseliny sírové. Je rovněž možné, i když se tomu nedává přednost, použít kyselinu sírovou, která není tak vysoce koncentrovaná. Jinou možností je použití dýmavé kyseliny sírové, obsahující určitý podíl olea.
Množství použité kyseliny sírové činí s výhodou 1 % a lépe alespoň 1,5 % hmotnosti reakční směsi. Množství s výhodou nepřesahuje 5 % hmotnosti reakční směsi a dost často nepřesahuje 4 % hmotnosti reakční směsi.
-5 Ponechání reakční směsi odstát po přídavku kyseliny sírové se s výhodou provádí za míchání reakční směsi a při teplotě poněkud vyšší, než je obvyklá laboratorní teplota, například v rozmezí od 30 do 70°C. Doba stání nebude obvykle přesahovat 12 hodin, i když, pokud je to žádoucí, lze použít delší doby. Přednost se dává intervalu od 2 do 8 hodin. Na konci této doby stání je možné přidat k reakční směsi vodu, která hydrolyzuje veškerý zbývající oxid sírový a stabilizuje reakční směs ve shodě s obvyklým postupem sulfonace.
Vynález bude dále vysvětlen a dokreslen následujícími Příklady, v nichž jsou všechny údaje o množství a podílech vyjádřeny hmotnostně, pokud není uvedeno jinak.
Příklady provedení vynálezu
Alkylbenzen o molekulové hmotnosti přibližně 218, odpovídající vzorci
o průměrné hodnotě x rovné 10, byl sulfonován v komerčním sulfonačním zařízení s vícetrubkovým reaktorem se sestupnou vrstvou. Sulfonace byla provedena za použití oxidu sírového a vzduchu v přibližném poměru 1,00.
Podíly reakční směsi byly na výstupu z reaktoru se sestupnou vrstvou odebírány, smíchány s různým množstvím 98% kyseliny sírové a ponechány odstát při 50°C nejvýše 4 hodiny. Ze směsí byly v různých časových intervalech odebírány vzorky a neutralizovány na sodnou sůl kyseliny za podmínek, vypočítaných k poskytnutí asi 25% alkylbenzensulfonátu v neutralizované směsi. Tyto neutralizované směsi byly analyzovány ke stanovení aktuálního obsahu sulfonové
-6kyseliny a ke stanovení obsahu organické látky, nemající povahu detergentu (NDOM, non-detergent organic matter). Tento podíl NDOM se v zásadě skládá z nezreagovaného alkylbenzenu (LAB) a vedlejšího produktu, sulfonu. Množství těchto látek byla stanovena z infračerveného spektra NDOM.
Získané výsledky jsou uvedeny v následující Tabulce 1, v níž jsou množství sulfonu, nezreagovaného alkylbenzenu a celkové organické látky nedetergentní povahy udána v procentech hmotnosti alkylbenzensulfonové kyseliny (její množství bylo stanoveno analyticky).
Získané výsledky jsou odlišným způsobem uvedeny rovněž v Tabulce 2. V této tabulce jsou množství kyseliny alkylbenzensulfonové, sulfonového znečištění a nezreagovaného alkylbenzenu v reakční směsi vyjádřena v molárních procentech alkylbenzenové zásobní suroviny.
Tabulka 1
Znečištění udaná v % hmotnosti sulfonové kyseliny
přidané H2SO4 doba stání (h) sulf on (%) LAB (%) NDOM (%)
0 0,8 3,7 4,7
1 0,8 1,0 2,1
2 1,1 1,4 2,6
žádné 3 0,9 1,2 2,2
4 0,9 1,2 2,3
24 - - -
1 0,6-1,1 0,5-0,8 1,2-2,0
2 0,7 0,3 1,2
2 3 0,6 0,2 0,8
. 4 0,3 0,1 0,4
1 0,5-0,8 0,1 -0,2 0,8-1,2
2 0,5 0,2 0,8
3 3 0,7 0,4 1,3
4 0,8 0,3 1,3
-7Tabulka 2
Využití výchozí zásoby LAB, v molárních % % přidané H2SO4 doba stání (h) konverze na: zbývá sulfonovou kys. sulfon jako LAB
0 94,5 0,9 4,7
1 97,7 0,9 1,4
2 97,0 1,2 1,8
žádné 3 97,5 1,0 1,5
4 97,4 1,1 1,5
24 - - -
1 98,6 - 97,7 0,8-1,2 0,6-1,0
2 98,8 0,8 0,4
2 3 99,1 0,7 0,2
4 99,6 0,3 0,1
1 98,9 - 99,2 0,9-0,6 0,3-0,2
2 99,2 0,6 0,2
3 3 98,7 0,8 0,5
4 98,6 1,0 0,4
Z těchto výsledků je zřejmé, že bez přídavku kyseliny sírové dochází
podstatné konverzi zásobní suroviny na požadovaný produkt už před odstátím reakční směsi, a tato konverze vzrůstá na vyšší úroveň během doby stání. Pokud je však přidána kyselina sírová v množství 2 nebo 3 hmotnostních %, dochází k dalšímu nárůstu rozsahu konverze na požadovanou sulfonovou kyselinu po 1 hodině stání či delší době, množství sulfonových nečistot se nemění nebo slabě klesá a množství nezreagovaného alkylbenzenu je významně sníženo.
Tento pokus byl opakován během následné výroby, prováděné ve stejném komerčním zařízení. Kyselina sírová byla přidávána v množství 2, 3 a 4% hmotnosti reakční směsi. Získané výsledky jsou uvedeny dále v Tabulkách 3 a 4. Přídavek 2, 3 nebo 4 hmotnostních % kyseliny sírové k reakční směsi opět vedl ve všech případech ke snížení množství organické látky nedetergentní povahy s pouze malým
-8obsahem nezreagovaného alkylbenzenu.
Tabulka 3
Znečištění udaná v % hmotnosti sulfonové kyseliny
přidané H2SO4 doba stání (h) sulfon (%) LAB (%) NDOM (%)
0 7,2
1 - - 4,5
2 - - 2,1
žádné 3 - - 2,5
4 - - 2,6
24 - - 2,5
1 0,9 0,2 1,5
2 0,7 <0,1 1,1
2 3 0,9 0,1 1,3
4 0,9 0,2 1,4
1 1,3 0,7 2,7
2 0,7 0,4 1,5
3 3 0,9 0,5 1,8
4 0,7 <0,1 1,2
1 0,9 0,6 2,0
2 0,8 0,5 1,7
4 3 0,9 0,5 1,8
4 0,6 0,3 1,2
-9Tabulka 4
Využití výchozí zásoby LAB, v molárních %
% přidané H2SO4 doba stání (h) konverze na: sulfonovou kys. sulfon zbývá jako LAB
0 91,6
1 94,6
2 97,3
žádné 3 96,9
4 96,8
24 96,9
1 98,7 1,0 0,3
2 99,2 0,8 <0,1
2 3 98,9 1,0 0,1
4 98,8 1,0 0,2
1 97,5 1,5 1,0
2 98,6 0,9 0,5
3 3 98,2 1,1 0,7
4 99,1 0,85 0,05
1 98,1 1,1 0,8
2 98,4 1,0 0,6
4 3 98,3 1,0 0,7
4 97,9 1,2 0,9
Zastupuje:

Claims (7)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby kyseliny alkylbenzensulfonové, vyznačující se tím, že se jedná vzájemnou reakci reakčních látek alkylbenzenu a oxidu sírového za použití molárního poměru alkylbenzenu vůči oxidu sírovému v rozmezí od 1:0,9 do 1:1,3, kyselina sírová se do reakční směsi zavádí až po uvedení reakčních látek do vzájemného kontaktu, přičemž množství kyseliny sírové nepřevyšuje 10 % reakční směsi, a reakce se ponechává dále probíhat v reakční směsi nejméně po dobu 15 minut.
  2. 2. Způsob výroby kyseliny alkylbenzensulfonové podle nároku 1, vyznačující se tím, že oxid sírový se ředí jiným plynem.
  3. 3. Způsob výroby kyseliny alkylbenzensulfonové podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se molární poměr alkylbenzenu vůči oxidu sírovému pohybuje v rozmezí od 1:0,95 do 1:1,1.
  4. 4. Způsob výroby kyseliny alkylbenzensulfonové podle nároku 1, 2, nebo 3, vyznačující se tím, že se množství kyseliny sírové pohybuje v rozmezí od 1 do 5 % hmotnosti reakční směsi,
  5. 5. Způsob výroby kyseliny alkylbenzensulfonové podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že po přídavku kyseliny sírové se reakce ponechá probíhat po dobu od 30 minut do 8 hodin.
  6. 6. Způsob výroby kyseliny alkylbenzensulfonové podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se po přídavku kyseliny sírové do reakční směsi tato směs udržuje při teplotě v rozmezí od 30 do 70°C.
  7. 7. Alkylbenzensulfonát, získatelný způsobem podle kteréhokoli z předcházejících nároků.
CZ951955A 1993-03-11 1994-03-07 Process for preparing alkylbenzenesulfonic acid and alkylbenzene sulfonate obtained in such a manner CZ195595A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB939305173A GB9305173D0 (en) 1993-03-11 1993-03-11 Detergent manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ195595A3 true CZ195595A3 (en) 1995-12-13

Family

ID=10731993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ951955A CZ195595A3 (en) 1993-03-11 1994-03-07 Process for preparing alkylbenzenesulfonic acid and alkylbenzene sulfonate obtained in such a manner

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0690838B1 (cs)
JP (1) JPH08507301A (cs)
AU (1) AU6283094A (cs)
BR (1) BR9405990A (cs)
CA (1) CA2153488C (cs)
CZ (1) CZ195595A3 (cs)
DE (1) DE69405553T2 (cs)
ES (1) ES2107818T3 (cs)
GB (1) GB9305173D0 (cs)
HU (1) HUT72425A (cs)
IN (1) IN179248B (cs)
PL (1) PL310521A1 (cs)
SK (1) SK110995A3 (cs)
WO (1) WO1994020458A1 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080139840A1 (en) * 2006-11-03 2008-06-12 Matthew Thomas Anderson Process for preparing alkyl aryl sulphonic acids and alkyl aryl sulphonates

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB669899A (en) * 1949-02-16 1952-04-09 Unilever Ltd Improvements in or relating to the sulphonation of alkyl aryl hydrocarbons
US4113765A (en) * 1975-03-21 1978-09-12 Standard Oil Company (Indiana) Continuous process for sulfonating alkyl aromatics

Also Published As

Publication number Publication date
EP0690838A1 (en) 1996-01-10
DE69405553T2 (de) 1998-02-12
DE69405553D1 (de) 1997-10-16
AU6283094A (en) 1994-09-26
EP0690838B1 (en) 1997-09-10
HUT72425A (en) 1996-04-29
IN179248B (cs) 1997-09-20
WO1994020458A1 (en) 1994-09-15
PL310521A1 (en) 1995-12-27
JPH08507301A (ja) 1996-08-06
ES2107818T3 (es) 1997-12-01
SK110995A3 (en) 1996-02-07
CA2153488C (en) 2006-05-16
CA2153488A1 (en) 1994-09-15
HU9502630D0 (en) 1995-11-28
GB9305173D0 (en) 1993-04-28
BR9405990A (pt) 1995-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3350428A (en) Continuous sulfonation process
US3424693A (en) Mixture of surface-active compounds and process for preparing same
CA1273353A (en) Preparation of acyloxy benzene sulfonate
US4153627A (en) Sulphonic acids and sulphonates
CZ195595A3 (en) Process for preparing alkylbenzenesulfonic acid and alkylbenzene sulfonate obtained in such a manner
KR20040035862A (ko) 페놀의 술폰화
US4973686A (en) Process for the sulfonation and/or sulfatization of organic components with SO3 in an organic reaction medium
US2694086A (en) Sulfonation of poly-alkyl substituted aromatic hydrocarbons
CA2054936C (en) Preparation of p-phenyl sulfonate esters of acyl glycolic acids
US4645627A (en) Salts of acid ether sulphates and a process for the preparation of these salts
WO2010062605A1 (en) Alkylaryl sulfonates with reduced sulfone levels and methods for their preparation
US2693487A (en) Monosulfonation of benzene
US3962365A (en) Process for producing a mixture of isopropylnaphthalenes
SU1293173A1 (ru) Способ получени алкилбензолсульфонатов или алкилсульфатов
SU1456412A1 (ru) Способ получени алкил- и полиалкиларилсульфонатов натри или кали
SU975706A1 (ru) Способ получени олефинсульфонатов
Burkhardt CCCXII.—The action of fuming sulphuric acid on hexane, cyclo hexane, and some of their derivatives
US2872437A (en) Production of oil-soluble sulfonates
SU1735277A1 (ru) Способ получени деэмульгатора нефт ных эмульсий
US2506417A (en) Organic sulfonates and methods of making and using
US3068279A (en) Purification of alkyl aryl sulfonates
SU1263694A1 (ru) Способ получени поверхностно-активных веществ
DE1040022B (de) Verfahren zur Herstellung von bestaendigen, alkylierten Benzolsulfonaten
SU556725A3 (ru) Способ получени смеси бензолдисульфокислоты и бензолмоносульфокислоты или толуолмоносульфокислоты&#34;
Gilbert et al. Sulfonation with Sulfur Trioxide-Derivatives of Acetaldehyde Desulfonate