ES2248445T3

ES2248445T3 - Procedimiento para la preparacion de sales del acido metalilsulfonico.

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Publication number: ES2248445T3
Application number: ES02012777T
Authority: ES
Inventors: Peter Ernst Dr. Esser; Hartmut Dr. Steinbeisser; Lothar Dr. Kerker; Franz-Felix Dr. Kuppinger; Claus York Prof. Dr. Werninger; Wilfried Dr. Buschken
Original assignee: Oxeno Olefinchemie GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2022-06-10
Also published as: US6864388B2; AR034889A1; PE20040489A1; DE10135907A1; DE50204441D1; CN1398852A; US20030070928A1; JP2003096049A; EP1279664B1; EP1279664A2; ATE305919T1; EP1279664A3; BR0202953A

Abstract

Procedimiento para la preparación de sales del ácido metalilsulfónico, mediante la reacción de isobuteno con un complejo de trióxido de azufre/base de Lewis en un disolvente orgánico, neutralización con una base de la mezcla de reacción que se forma, y separación de la sal de ácido metalilsulfónico, caracterizado porque a)se sulfona isobuteno con un complejo de trióxido de azufre/base de Lewis, a -20 hasta 80ºC y a 100 hasta 1500 kPa, b)se diluye la mezcla de reacción con agua, c)se neutraliza con una base la mezcla de reacción diluida, hasta un pH 6-8, y d)se obtiene la sal de ácido metalilsulfónico a partir de la mezcla de reacción neutralizada, siendo idéntico el disolvente orgánico con la base de Lewis usada como agente de complejación.

Description

Procedimiento para la preparación de sales del ácido metalilsulfónico.

El objeto de la presente invención es un procedimiento para la preparación de sales del ácido metalilsulfónico mediante la sulfonación de isobuteno con complejos de base de Lewis/trióxido de azufre y posterior neutralización.

Las sales del ácido metalilsulfónico se usan como comonómeros en la síntesis de productos previos para fibras, en particular, para la modificación de poliacrilonitrilos. Además, estas sales pueden usarse en la preparación de dispersiones.

Las sales del ácido metalilsulfónico se preparan industrialmente a partir de isobuteno por dos rutas diferentes:

En la primera ruta de síntesis, se hace reaccionar isobuteno con cloro para obtener el producto intermedio cloruro de metalilo. Este compuesto reacciona con sulfitos, dando los productos objetivo. Por ejemplo, la reacción de cloruro de metalilo con sulfito de sodio proporciona metalilsulfonato de sodio y cloruro de sodio. La desventaja de esta síntesis es que el rendimiento molar del producto objetivo sólo es del 85% respecto al isobuteno y que se producen cloruros inorgánicos como productos de acoplamiento y compuestos clorados orgánicos como productos secundarios.

En la otra ruta de síntesis, se adiciona trióxido de azufre a isobuteno y, a continuación, el ácido metalilsulfónico que se forma se hace reaccionar con una base, para obtener la sal correspondiente. De la bibliografía se conocen muchos procedimientos diferentes para esta secuencia de reacciones. Para una mayor selectividad para la formación de ácido metalilsulfónico, no se lleva a cabo la sulfonación de isobuteno con trióxido de azufre, sino con un complejo de trióxido de azufre y una base de Lewis.

Los procedimientos industriales para la preparación de sales del ácido metalilsulfónico, normalmente, la sal sódica, comprenden las siguientes etapas:

a): Preparación de una disolución de un complejo compuesto por trióxido de azufre y una base de Lewis y, dado el caso, un disolvente

b): Sulfonación de isobuteno con la disolución preparada en la etapa a)

c): Reacción de los ácidos formados en la etapa b) para formar sus sales

d): Separación y purificación del metalilsulfonato

e): Recuperación y purificación del agente de complejación y, dado el caso, un disolvente.

Los procedimientos usados en la técnica pueden dividirse en dos grupos. El primer grupo tiene en común que la preparación del complejo de SO_{3}/ácido de Lewis y su reacción con isobuteno se efectúan en un disolvente adicional. Disolventes usuales son éster dimetílico de etilenglicol e hidrocarburos halogenados, como cloruro de metileno, cloroformo y 1,2-dicloroetano. La desventaja de este procedimiento es que además del ácido de Lewis también se debe separar un disolvente que debe ser purificado antes de devolverlo al proceso. Además, se producen pérdidas de disolvente por reacciones químicas. Por ejemplo, en la neutralización se hidrolizan en bajo grado los hidrocarburos halogenados. De esta manera, se forman productos secundarios orgánicos que deben separarse, y una corriente acuosa de aguas residuales que contiene cloruros. Estas sustancias ocasionan costes adicionales de eliminación.

En el segundo grupo no se usa ningún disolvente adicional. Se añade el ácido de Lewis líquido en exceso y entonces no sólo sirve como agente de complejación, sino también como disolvente o medio de suspensión para el complejo de trióxido de azufre/ácido de Lewis.

En el documento DE 1804833 se expone un procedimiento para la preparación de sales del ácido metalilsulfónico, sin usar un disolvente adicional. Aquí se hace reaccionar isobuteno con un complejo de trióxido de azufre y una amida sustituida por N,N-dialquilo de un ácido carboxílico alifático o una lactama N-alquilada en un exceso del formador de complejo como medio de reacción, en una relación de, al menos, un mol de isobuteno respecto a un mol de trióxido de azufre, a temperaturas de entre - 20 y + 60ºC. Se neutraliza la mezcla de reacción obtenida, con una base acuosa. La etapa de reacción de neutralización se debe llevar a cabo de tal manera que no se produzcan reacciones secundarias. La única indicación de tal realización de la reacción es el uso de lejías diluidas o álcalis débiles como carbonato de sodio, para neutralizar la mezcla de reacción. Después de la concentración total o parcial, se separa el producto objetivo de la fase acuosa. El rendimiento de producto bruto amarillento asciende a hasta el 97%, respecto al trióxido de azufre. El rendimiento de producto puro blanco es de al menos 80%. La formación de productos secundarios puede ocurrir mediante la reacción de sulfonación o mediante la neutralización; así se puede mencionar, en particular, la hidrólisis del agente de complejación como reacción secundaria, que impurifica el producto y al mismo tiempo cuestiona la economía del procedimiento por la pérdida de
sustancia.

Por ello, existía el objetivo de desarrollar un procedimiento económico para la preparación de sales de ácido metalilsulfónico, en el que se reduzca la formación de productos secundarios, es decir, se aumente el rendimiento del producto objetivo.

Sorprendentemente, se halló que puede reducirse la pérdida de agente de complejación, el gasto de lejía y el coste para la separación del producto objetivo, si, antes de la neutralización de la mezcla, se diluye con agua la mezcla de reacción formada por la sulfonación de isobuteno con un complejo de trióxido de azufre-base de Lewis.

Por ello, el objeto de la presente invención es un procedimiento para la preparación de sales del ácido metalilsulfónico, mediante la reacción de isobuteno con un complejo de trióxido de azufre/base de Lewis en un disolvente orgánico, la neutralización con una base de la mezcla de reacción formada, y separación de la sal de ácido metalilsulfónico, en el que

a): se sulfona isobuteno con un complejo de trióxido de azufre/base de Lewis a -20 hasta 80ºC y a 100 hasta 1500 kPa,

b): se diluye la mezcla de reacción con agua,

c): se neutraliza con una base la mezcla de reacción diluida, hasta un valor de pH de 6 a 8 y

d): se obtiene la sal de ácido metalilsulfónico a partir de la mezcla de reacción neutralizada, siendo el disolvente orgánico idéntico con la base de Lewis usada como agente de complejación.

La sulfonación se lleva a cabo en un disolvente orgánico como, por ejemplo, una base de Lewis. Las bases de Lewis usadas como agente de complejación y como disolvente son idénticas.

En el procedimiento según la invención, como agentes de complejación para trióxido de azufre y como disolvente, se usan preferentemente amidas de ácido carboxílico N,N-dialquiladas como, por ejemplo, N,N-dietilacetamida, N,N-dimetilacetamida, y N, N-dimetilformamida (DMF), lactamas N-alquiladas como, por ejemplo, N-metilpirrolidona, dialquilsulfóxidos o sulfóxidos cíclicos, por ejemplo, dimetilsulfóxido, sulfonas cíclicas o dialquilsulfonas, éteres cíclicos como, por ejemplo, dioxano. Una base de Lewis preferida como agente de complejación y disolvente, es N,N-dimetilformamida (DMF).

Para la complejación del trióxido de azufre o como disolvente, también puede usarse una mezcla de dos o más de las bases de Lewis mencionadas anteriormente. Sin embargo, es conveniente usar sólo una base de Lewis debido a la recuperación más fácil de los coadyuvantes

Para la preparación del complejo de trióxido de azufre, pueden usarse trióxido de azufre líquido, trióxido de azufre gaseoso que, por ejemplo, se destila a partir de ácido sulfúrico fumante, u otras mezclas de gases que contienen trióxido de azufre.

Para la preparación del complejo, pueden usarse mezclas de gases que, además de trióxido de azufre, contienen otros gases, que en las condiciones de la reacción no reaccionan con el agente de complejación, o que, si lo hacen, sólo forman con él complejos que son notoriamente más débiles que los correspondientes complejos de trióxido de azufre.

Tales proporciones de gas, por ejemplo, pueden ser de nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono o dióxido de azufre. Un gas preferentemente usado es el gas de salida de horno catalítico de una instalación productora de ácido sulfúrico que, por ejemplo, presenta la siguiente composición: 7,5% en volumen de SO_{3}; 0,2% en volumen de SO_{2}; 13,0% en volumen de O_{2}; 79,3% en volumen de N_{2}. Pero se debe remarcar que el gas de salida de horno catalítico también puede poseer composiciones completamente diferentes. Para la preparación de complejos de SO_{3} en el procedimiento según la invención, se prefieren en particular gases de salida de horno catalítico con un contenido relativamente alto de SO_{3} y bajo contenido de SO_{2}. Esto tiene la ventaja de que por la menor cantidad de gas de escape se evacua menos agente de complejación y la formación de complejo de SO_{2} es baja. La formación del complejo de SO_{2} es indeseada porque en la neutralización se necesita un gasto mayor de lejía y deben separarse los sulfitos formados del producto objetivo.

Para obtener una disolución homogénea del complejo trióxido de azufre/base de Lewis en la base de Lewis, debe añadirse la base de Lewis en exceso. En el uso de DMF como agente de complejación y como disolvente, la relación molar entre DMF y SO_{3} se encuentra en el intervalo de 100/1 a 5/1, en particular, en el intervalo de 20/1 a 6/1.

El trióxido de azufre con agua forma ácido sulfúrico que en condiciones de sulfonación con isobuteno no reacciona formando ácido metalilsulfónico, pero puede originar reacciones secundarias. En la neutralización se forman sulfatos a partir de él, que deben separarse como los otros productos secundarios. Por ello, para obtener un alto rendimiento es necesario usar la base de Lewis en lo posible exenta de agua, por ejemplo, por secado a través de tamices moleculares. Esto también vale para la base de Lewis separada del proceso y añadida de nuevo, después de ser tratada. Además, debe cuidarse que la base de Lewis no contenga otros compuestos próticos como impurezas como, por ejemplo alcoholes u otras sustancias que puedan reaccionar con trióxido de azufre, porque de esta manera se reduce el rendimiento y se aumenta el coste del tratamiento.

La formación del complejo puede llevarse a cabo de forma discontinua o continua en una caldera agitadora, una cascada de calderas agitadoras, en uno o varios reactores de columnas de burbujeo. En el uso de trióxido de azufre líquido, la complejación se realiza en una o varias calderas agitadoras conectadas en secuencia. Los tiempos de espera ascienden aquí a 1 hasta 3h.

Si se usa una mezcla gaseosa de trióxido de azufre con una alta proporción de gas inerte como, por ejemplo, un gas de salida de horno catalítico de una instalación productora de ácido sulfúrico, la complejación se lleva preferentemente a cabo en una o varias columna(s) de burbujeo conectadas consecutivamente. La reacción puede transcurrir a sobrepresión o a presión normal. Para alcanzar una absorción lo más completa posible del trióxido de azufre y reducir al mínimo las pérdidas de base de Lewis, se mantiene baja la velocidad de la entrada del gas. El tiempo de reacción asciende de 1 hasta 10 h, preferentemente, de 2 hasta 8 h. Las temperaturas de reacción se encuentran en el intervalo de 5 a 50ºC, en particular, en el intervalo de 8 a 27ºC, muy especialmente, en el intervalo de 10 a 15ºC.

La sulfonación puede efectuarse con un exceso de isobuteno de 5 a 60% en moles, en particular, de 5 a 20% en moles, respecto al trióxido de azufre usado. En primer lugar, a temperaturas de entre 20 y 25ºC, en particular, de entre 5,0 y 10ºC, se añade el isobuteno en forma líquida o gaseosa al complejo de trióxido de azufre/base de Lewis, opcionalmente, en uno de los disolventes mencionados anteriormente. A continuación, se calienta y se concluye la reacción en el intervalo de temperaturas de hasta 80ºC, preferentemente, de entre 45 y 55ºC. Para mantener el isobuteno en disolución, la reacción se lleva a cabo bajo la presión autógena del isobuteno.

El mezclado de los componentes de reacción o, en su caso, el mismo procedimiento según la invención, pueden llevarse a cabo de forma discontinua o de forma continua.

En un procedimiento discontinuo en una caldera agitadora, por ejemplo, se añade isobuteno gaseoso o preferentemente líquido a una disolución de trióxido de azufre-DMF, a una temperatura de entre -20 y 25ºC, en particular, entre 5 y 10ºC y muy especialmente a 7 hasta 9ºC, en el transcurso de 0,2 a 1,0 h, en particular, de 0,4 a 0,6 h. En el transcurso de entre 0,05 a 1,0 h, en particular, de entre 0,15 y 0,30 h, se lleva el contenido del reactor a 43 hasta 48ºC, en particular, a 45 hasta 46ºC. Después de otro tiempo de reacción, de 0,05 a 0,3 h, a esta temperatura, se ajusta una temperatura final de 49 a 52ºC y se mantiene constante a ésta durante 0,9 a 1,5 h, en particular, durante 1,0 a 1,3 h.

Un procedimiento continuo, por ejemplo, podría llevarse a cabo de la siguiente manera: con la ayuda de un mezclador estático se añade isobuteno a una disolución de trióxido de azufre y DMF, bajo presión, en el intervalo de temperaturas de 5 a 10ºC. Se lleva la temperatura de la mezcla a 30ºC en un serpentín de tubería y, a continuación, se hace reaccionar en dos reactores tubulares conectados en serie, de los cuales el primero funciona a 45ºC y el segundo a 50ºC. Otra posibilidad consistiría en hacer reaccionar la mezcla de reacción en una cascada de calderas agitadoras de tres etapas con un tiempo de espera de respectivamente media hora, en la que el primer reactor funcionaba a una temperatura de 45ºC y los otros dos a 50ºC.

En ambas variantes, después de finalizar la sulfonación se baja la presión hasta presión normal. Opcionalmente se aplica un leve vacío. una parte del isobuteno añadido en exceso puede recuperarse del gas de expansión y éste puede devolverse al proceso.

Opcionalmente, puede realizarse la reducción de la presión y la recuperación del exceso de isobuteno después del añadido de agua o después de la neutralización.

Otra posibilidad para separar el isobuteno que no ha reaccionado consiste en retirar el isobuteno como segunda fase líquida formada, bajo la presión autógena del isobuteno, o bien, después de diluir con agua la mezcla de sulfonación, o bien, después de la dilución de la mezcla de sulfonación y después de la posterior neutralización.

En el procedimiento según la invención, se diluye con agua la mezcla de reacción descrita anteriormente, en la que está contenido el ácido metalilsulfónico, antes de la neutralización con una lejía. Esto puede efectuarse de manera discontinua o continua. Aquí puede añadirse el agua mezclándola con el producto de la sulfonación. Sin embargo, también es posible proceder de manera inversa, es decir, añadir la mezcla de reacción de la sulfonación al agua. Además, es posible mezclar directamente el producto de la reacción de sulfonación con agua en la relación prevista.

El agua, por ejemplo, se añade durante 0,1 a 1,0 h, en particular, durante 0,2 a 0,5 h. En este sentido, se mantiene la temperatura de la mezcla entre 20 y 80ºC, en particular, entre 30 y 55ºC. No se necesita un tiempo adicional de mezclado. La cantidad de agua añadida depende de la cantidad de trióxido de azufre añadida para la sulfonación. Cada kg de trióxido de azufre se diluye con 2 a 10 kg de agua, en particular, con 3 a 5 kg de agua, que equivalen a las relaciones de peso 1:2 a 1:10 ó 1:3 a 1:5.

La neutralización de sustancias ácidas como ácidos sulfónicos y ácido sulfúrico se efectúa mediante la adición de bases inorgánicas u orgánicas, como los compuestos de efecto básico de los metales alcalinos y alcalino-térreos. Éstos se usan en forma de sus carbonatos, bicarbonatos o hidróxidos. El agente neutralizante puede usarse en forma sólida o preferentemente, como disolución, en particular, acuosa. Las disoluciones acuosas pueden ser al 5% hasta al 40%. En particular, la sosa cáustica se usa en el intervalo de concentraciones de 1 a 30%, muy especialmente, de 20 a 30%. El agente neutralizante se añade en una cantidad tal que la mezcla resultante posea un valor de pH de entre 6 y 8, en particular, de 6,5 a 7,5. En el caso más favorable, por cada mol de trióxido de azufre se necesita un mol de una base monovalente. Sin embargo, como una parte del trióxido de azufre podría reaccionar transformándose en ácido sulfúrico y, dado el caso, además de ácido sulfónico, también existen otras sustancias ácidas como, por ejemplo, dióxido de azufre, la cantidad necesaria de lejía es mayor la mayoría de las veces.

El catión de la base también representa el catión de la sal de ácido metalilsulfónico obtenida.

Si se desean sales de ácido metalilsulfónico con otros cationes, éstos pueden prepararse mediante intercambio iónico. Por ejemplo, puede efectuarse un intercambio de cationes con la ayuda de un intercambiador de cationes.

La neutralización se efectúa regulando el pH, a una temperatura de entre 20 y 80ºC, en particular, de entre 40 y 60ºC. El tiempo de neutralización asciende a 0,1 hasta 1,0 h, en particular, a 0,2 hasta 0,7 h.

La mezcla de reacción líquida neutra normalmente es homogénea y esencialmente está compuesta por agua, base de Lewis, metalilsulfonato, otros sulfonatos y, dado el caso, sulfitos y productos de degradación de la base de Lewis.

Desde esta disolución puede separarse el producto objetivo, la sal de ácido metalilsulfónico deseada, de diferentes maneras:

a): Se concentra la mezcla de reacción neutralizada mediante destilación, es decir, se evapora, y del residuo, dado el caso, después del lavado con agua, se obtiene el producto objetivo puro mediante recristalización en un disolvente o en una mezcla de disolventes, que no necesita contener la base de Lewis usada para la reacción.

b): Mediante destilación, la mezcla de reacción neutralizada se concentra de tal manera, que por la evaporación cristalice el producto objetivo. Dado el caso, se lava el producto separado y/o se recristaliza.

c): Se enfría la mezcla de reacción neutralizada y se separa el producto cristalizado que se forma.

d): Se separa la mezcla de reacción neutralizada de la base de Lewis mediante extracción. De la fase acuosa remanente se obtiene el producto objetivo por cristalización, después de evaporación parcial.

e): De la mezcla de reacción neutralizada se separa el producto objetivo como disolución acuosa mediante electrodiálisis. De la disolución acuosa se efectúa el aislamiento del producto objetivo mediante cristalización, después de la concentración mediante destilación.

En el procedimiento según la invención, cuando el producto objetivo es metalilsulfonato de sodio y se usa DMF como base de Lewis, se obtiene preferentemente el producto por cristalización en frío, después de la separación del agua y de una parte de la DMF.

La concentración por destilación preferentemente se efectúa en el intervalo de temperaturas de 110ºC a 140ºC, en particular, en el intervalo de 110 a 120ºC. Se eliminan por destilación de 50 a 70%, en particular, de 50 a 60%, muy especialmente, de 50 a 56% de la mezcla de reacción. El producto destilado, una mezcla de agua-DMF, está compuesto predominantemente por agua.

A continuación, se enfría la mezcla de reacción, dado el caso, concentrada, por ejemplo, en un cristalizador con agitador. A aproximadamente 110ºC comienza la cristalización. Para aumentar el rendimiento de la cristalización, se enfría la disolución hasta 20 a 30ºC. Para obtener un cristalizado puro y bien separable por filtración, es conveniente enfriar lentamente la disolución. En el intervalo de temperaturas de 110ºC a 80ºC, es ventajosa una tasa de enfriamiento de 5 a 20ºC/h, en particular, de 5 a 10ºC/h. En el intervalo de temperaturas de 80ºC hasta la temperatura final, la tasa de enfriamiento asciende a 20 hasta 50ºC/h, en particular, a 25 hasta 35ºC/h.

Opcionalmente, puede efectuarse la separación de la sal de ácido metalilsulfónico, por ejemplo, metalilsulfonato de sodio, de una disolución acuosa de DMF mediante electrodiálisis, en el intervalo de temperaturas de 20ºC a 100ºC, en particular, en el intervalo de 20ºC a 60ºC, usando membranas de intercambio iónico. Se obtiene una disolución (concentrado) que principalmente está compuesta por la sal deseada (por ejemplo metalilsulfonato de sodio) y agua, y una disolución (retentato) que principalmente está compuesta por DMF y agua. Durante la electrodiálisis aumenta la concentración del producto objetivo. Para impedir una cristalización y un depósito o un taponamiento de la membrana, puede ser conveniente subir la temperatura dentro del intervalo mencionado antes.

Si la disolución acuosa de metalilsulfonato no se usa como tal, dado el caso, después de otra concentración por destilación, puede separarse el producto objetivo por cristalización. La cristalización se efectúa cumpliendo las tasas de enfriamiento antes mencionadas.

El producto cristalizado se separa de las aguas madres mediante filtración o centrifugación. Después puede lavarse el producto cristalizado con un disolvente, en particular, con agua. Si se lava con agua, la cantidad de agua usada para el lavado asciende a 5 hasta 30%, preferentemente, a 10 hasta 20% de la masa cristalina. Después del secado, el producto cristalizado está compuesto de más del 99%, preferentemente, de más del 99,5%, del metalilsulfonato desea-
do.

Las aguas madres y la disolución de lavado pueden concentrarse en conjunto o por separado y devolverse al cristalizador. Sin embargo, también es posible concentrar estas corrientes junto con el producto de sulfonación neutralizado.

Una parte de las aguas madres y/o del agua de lavado se descarga hacia afuera para la separación de los productos secundarios. Esto se efectúa convenientemente, en particular, en el caso de las aguas madres, después de la concentración.

La base de Lewis que se separa por la concentración de la mezcla de reacción neutralizada, es decir, los vapores desprendidos reunidos o el retentato de la electrodiálisis, que principalmente está compuesto por agua y base de Lewis, pueden separarse mediante destilación, en agua, base de Lewis y productos secundarios. Por ejemplo, la dimetilamina, formada por hidrólisis de la base de Lewis, es un producto
secundario.

La base de Lewis recuperada puede devolverse al proceso después de la eliminación de trazas de agua, por ejemplo, mediante secado a través de tamices moleculares. El agua obtenida en la separación mediante destilación puede usarse para diluir la mezcla obtenida por la sulfonación, para preparar la lejía acuosa y/o como líquido de lavado.

La sal preparada, en particular, metalilsulfonato de sodio, puede usarse después del secado como sustancia cristalizada fluida, o después de su disolución en agua. El secado se efectúa mediante procedimientos conocidos.

Las sales del ácido metalilsulfónico preparadas mediante el procedimiento según la invención, en particular la sal sódica, pueden usarse como comonómeros en la preparación de dispersiones poliméricas y productos previos para fibras como, por ejemplo, poliacrilonitrilo modificado. Mediante la introducción del metalilsulfonato en el polímero se mejora su capacidad para ser teñido.

El procedimiento según la invención presenta las siguientes ventajas:

Sólo se pierde una baja cantidad de agente de complejación, lo que mantiene bajos los costes de sustancias. Las bajas cantidades de productos secundarios facilitan la separación económica del producto objetivo y la recuperación del agente de complejación en forma pura. Además, como fuente de trióxido de azufre, para la preparación del complejo de trióxido de azufre/base de Lewis, es posible usar un gas de salida de horno catalítico económico de una instalación productora de ácido sulfúrico.

Los siguientes ejemplos deben ilustrar la invención sin limitar su alcance, que resulta de la descripción y de las reivindicaciones.

Ejemplo 1

Preparación de un complejo de trióxido de azufre/DMF en DMF

En 3,3 kg de DMF secada a través de una tamiz molecular se hizo entrar durante 10 h gas de salida de horno catalítico de una instalación productora de ácido sulfúrico, con 5,24% en volumen de trióxido de azufre, con un caudal de 158 l/h. La temperatura de reacción fue de 10ºC. Se absorbieron 98,1% del trióxido de azufre, de manera que se formó una disolución con 5,14 moles de complejo de trióxido de azufre/
DMF.

Ejemplo 2

Realización de la sulfonación

Se añadieron 317 g (5,654 moles) de isobuteno líquido durante 0,5 h, con agitación, a la disolución del complejo de trióxido de azufre/DMF, preparada en el ejemplo 1, a 8ºC. Se estableció una presión de 220 a 230 kPa. Se calentó la mezcla de reacción a 45-46ºC, durante 0,5 h. Después de 0,2 h a esta temperatura, se llevó la preparación a 50ºC y se agitó durante 1,3 h a 50ºC.

Ejemplo 3

(Comparativo)

Neutralización de la disolución de reacción

Se neutralizó la disolución de reacción obtenida en el ejemplo 2, añadiendo gota agota a 50ºC sosa cáustica al 30% durante 0,5 h. El rendimiento de metalilsulfonato de sodio en la mezcla de reacción asciende al 95,2%, respecto al complejo de trióxido de azufre/DMF. Se perdieron 330 g de DMF (10%) por hidrólisis.

Ejemplo 4

(Según la invención)

Se añadieron 1,6 kg de agua a la mezcla de reacción obtenida en el ejemplo 2, a 50ºC. A continuación, a 50ºC se neutralizó con sosa cáustica al 30%. El rendimiento de metalilsulfonato de sodio en la mezcla de reacción también ascendió a 95,2%, respecto al complejo de trióxido de azufre/DMF). Las pérdidas de DMF por hidrólisis se encontraron por debajo de 0,3%.

El ejemplo 4, en comparación con el ejemplo 3, muestra que, en el procedimiento según la invención, puede evitarse la pérdida de DMF de forma aproximadamente completa mediante la adición de agua antes de la hidrólisis.

Claims

1. Procedimiento para la preparación de sales del ácido metalilsulfónico, mediante la reacción de isobuteno con un complejo de trióxido de azufre/base de Lewis en un disolvente orgánico, neutralización con una base de la mezcla de reacción que se forma, y separación de la sal de ácido metalilsulfónico, caracterizado porque

a): se sulfona isobuteno con un complejo de trióxido de azufre/base de Lewis, a -20 hasta 80ºC y a 100 hasta 1500 kPa,

b): se diluye la mezcla de reacción con agua,

c): se neutraliza con una base la mezcla de reacción diluida, hasta un pH 6-8, y

d): se obtiene la sal de ácido metalilsulfónico a partir de la mezcla de reacción neutralizada, siendo idéntico el disolvente orgánico con la base de Lewis usada como agente de complejación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como base de Lewis se usan amidas de ácidos carboxílicos N,N-dialquiladas, lactamas N-alquiladas, sulfóxidos cíclicos, sulfonas cíclicas, dialquilsulfonas o éteres cíclicos.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la relación de masas del trióxido de azufre usado, respecto al agua añadida, asciende a 1:2 hasta 1:10.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la etapa de procedimiento b) se lleva a cabo a una temperatura de 20-80ºC, en particular, 30 a 55ºC.

5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la mezcla de reacción neutralizada obtenida en la etapa c) del procedimiento se concentra por destilación.

6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la mezcla de reacción neutralizada obtenida en la etapa c) del procedimiento se concentra por electrodiálisis.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque la base de Lewis que se separa en la concentración se purifica por destilación, y se la devuelve al proceso.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque después del secado, la base de Lewis se devuelve al proceso.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se cristaliza la sal de ácido metalilsulfónico a una temperatura de 20 a 30ºC, a partir de la mezcla de reacción, dado el caso, concentrada.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la mezcla de reacción de la etapa a) se prepara añadiendo isobuteno al complejo de trióxido de azufre/base de Lewis, a -20 hasta 25ºC y, a continuación, se calienta hasta 52ºC.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la neutralización en la etapa de procedimiento c) se lleva a cabo con carbonatos, bicarbonatos o hidróxidos de metales alcalinos o alcalinotérreos, respectivamente como sustancia sólida o como disolución acuosa.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la sulfonación se efectúa con un exceso molar de 5 a 60% de isobuteno, respecto al complejo de trióxido de azufre/base de Lewis.