JPH0250899B2 - - Google Patents

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JPH0250899B2
JPH0250899B2 JP56136047A JP13604781A JPH0250899B2 JP H0250899 B2 JPH0250899 B2 JP H0250899B2 JP 56136047 A JP56136047 A JP 56136047A JP 13604781 A JP13604781 A JP 13604781A JP H0250899 B2 JPH0250899 B2 JP H0250899B2
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JP
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sulfur trioxide
rotor
sulfonation
homogenizer
stator
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JPS5781451A (en
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Yosefu Tsutsukaa Furiidoritsuhi
Fuuben Haintsu
Purasuman Hooru
Osutohausu Georuku
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Fried Krupp AG
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Fried Krupp AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B45/00Formation or introduction of functional groups containing sulfur
    • C07B45/02Formation or introduction of functional groups containing sulfur of sulfo or sulfonyldioxy groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J10/00Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
    • B01J10/02Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor of the thin-film type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
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    • B01J2219/00103Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor in a heat exchanger separate from the reactor
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    • B01J2219/182Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機化合物のスルホン化法およびその
装置に関する。
スルホン化法(即ちスルホン化法と硫酸化法の
各々)は、技術的に長い間採用されており、特
に、洗たく用原材料の製造においてかなりの重要
性をしめるに至つている。西ドイツ国のみにおい
ても、毎年200000トン(100%活性物質)以上の
アニオン性洗たく用原材料が、アルキルベンゼン
類から、また天然もしくは合成の脂肪族アルコー
ル類または脂肪族アルコール―ポリグリコールエ
ーテル類やオレフイン類から製造されている。現
在これらの製造はもつぱらガス状の三酸化イオウ
を用いて実施されているが、その理由は発煙硫酸
やクロロスルホン酸によるスルホン化が当業者に
公知の著しい欠点を有するからである。このガス
状の三酸化イオウは一般に、イオウの燃焼、次い
でSO2のSO3への接触酸化によつて得られる。こ
れに対しSO3を得るための発煙硫酸のストリツピ
ングは、残留硫酸の再生または回収がこの方法を
コスト高にすることから、現今ではもはや経済的
重要性をほとんど有していない。
これに対し、液状三酸化イオウは、スルホン化
に際して必要なガス状SO3用出発物質として次第
にその需要量を増してきている。この物質を使用
することは、その供給または除去に関してまつた
く問題を有さないことから、スルホン化プラント
を一層融通のきく状態で操作できるという大きな
利点を有する。他方三酸化イオウを、接触法を介
してイオウから直接ガス状で製造するプラント
は、接触炉を冷却できないことから、容易に切り
替えることができない。
液状またはガス状SO3で操作する従来のスルホ
ン化プラントの基本的欠点は、三酸化イオウを使
用する有機材料と直接反応させることができない
ことである。SO3の反応性が極めて高くまた有機
材料の即時の酸化による副反応が同時に起こるこ
とから、多少とも希釈されていない液状SO3を有
機相と接触させる各種の試みがなされているとは
いえ、公知方法により有害な副反応なしに且つ有
機材料の許容できない危険な加熱なしに、ほぼ
100%の所望収率でスルホン化を実施することは
不可能である。
従つて三酸化イオウ用の適当な希釈剤として乾
燥空気を使用することまた例えばクレマーズ(F.
J.Kremers)及びシユルツ(A.Schultz)の論文
「ソープ・アンド・ケミカル・スペシヤルテイー
ズ」(Soap & Chemical Specialties)、1970
年6月、第44頁以降に記載されているように気液
層反応としてスルホン化を行うことが、長いこと
慣用されてきた。液状三酸化イオウの上記の高反
応性およびその酸化力は、SO3を空気中において
極めて低い濃度で、即ち5容量%の量のレベルに
おいて操作することを必然的に要求する。従つ
て、不相応に多量の空気を反応装置に通過させる
必要があり、また反応後に再び反応生成物から完
全に分離しなければならない。更に、希釈剤とし
て使用した空気は予め強度に乾燥することを要す
る。すなわち装置内で硫酸の望ましくない形成を
防止するために少なくとも−50℃の凝縮点まで乾
燥しなければならない。
固有のスルホン化用として各種タイプの反応器
が公知でありまた使用されているが、そのすべて
のプラントでは、必要とされる空気は圧縮乾燥さ
れ、その一部分流が液状三酸化イオウ用蒸発器に
供給され、そこでこの部分流はガス状SO3で負荷
される。その後この部分流は残りの空気流と混合
され、固有の反応室に移動される。しかし、この
方法は多量のエネルギーを使用するものであり、
また反応後当該方法から回収した乾燥空気を再循
環させる多くの試みもなされているが、現在まで
はかかる再循環が成功して実施されているプラン
トは知られていない。従つて、スルホン化処理用
の反応媒体として安定化された液状三酸化イオウ
を使用する場合の主たる利点は、高価な空気調製
によつて少なくとも部分的に相殺される。
有機化合物のスルホン化に際して液状またはガ
ス状のSO3を直接使用することは2つの理由、即
ち有機材料と接触すると直ちに燃焼を導くその非
常に高い酸化力およびスルホン化の非常に強力な
熱効果すなわち約167KJ/モルによつて、未だ不
可能であるという事実から出発して、これらの問
題を解決すること、および希釈空気を一緒に使用
することなく三酸化イオウの直接使用を可能とし
た高純度収率のスルホン化製品の製造を可能にす
る方法を提供する試みがなされている。
本発明のこの根本課題は、三酸化イオウの使用
によつて液状有機化合物を連続的にスルホン化す
る方法により解決されるが、該方法は、液状有機
化合物を均質化装置の中心部内に連続供給し、次
いで均質化固定子の蛇行形状作用帯域で単一分子
層の形成後、供給導管を備えた固定子に化学量論
的供給量で連続的に供給される液状またはガス状
三酸化イオウと反応させ、最終に反応生成物を該
均質化固定子から取り出すことから成り、その際
前記均質化装置がその内部で回転可能の截頭円錐
形回転子を有する固定子としてのハウジングから
なり、回転子表面が段付けられた直径を有する数
個の同軸リングを備え、該回転子リングがそれぞ
れ回転子と向かい合うハウジング内面壁上の同様
なリングと互い違いに配設されていることによつ
て特徴づけられる。
また、本発明によれば、内部で回転可能な截頭
円錐形回転子を有する固定子としてのハウジング
からなり、回転子表面が段付けられた直径の有孔
―および/または有歯リングを備え、該回転子リ
ングがそれぞれ回転子と向かい合うハウジング内
面壁上の同様なリングと互い違いに配設されてい
る形式の三酸化イオウでの液状有機化合物を連続
的にスルホン化する装置において、ハウジング内
面壁上の少なくとも1つのくり抜かれた歯または
少なくとも部分的にフリツトとして構成された歯
を有する少なくとも1つのリングと、三酸化イオ
ウを供給するためのノズルを有する。上記のリン
グ内で終わる供給装置とを有することを特徴とす
る均質化装置が提供される。
この方法を実施する場合、有機相と三酸化イオ
ウは均質化装置の作用帯域内で最短時間で、また
反応の熱効果を容易に制御維持できる程の少量で
完全に混合される。スルホン化は自然に起こるこ
とから、当該装置の蛇行形状作用帯域内にもたら
される反応物の高度な分配は、極めて短い残留時
間で三酸化イオウの全量を実際に有機分子に結合
可能ならしめ、従つて高収率で反応生成物が得ら
れる。この反応生成物は反応帯域から出た後有利
に冷却下に均質化装置から除去され、次いで相応
して大きな熱交換器に供給される。
本方法の1実施態様によれば、冷却された反応
生成物の一部を循環させ、これを新しい有機物質
と混合することが可能であり、その結果混合物は
均質化装置の中心に導入され、供給された三酸化
イオウと反応する。その際反応生成物は、反応熱
を受けるための多量の放熱子として機能する不活
性反応生成物で希釈される。その結果、反応は何
らの困難性なく制御維持できる。
更に他の実施態様によれば、スルホン化を数工
程で実施することも可能である。この変法では、
数体の回転子―固定子―均質化機械が熱交換器の
各中間に直列に配設される。スルホン化に必要な
三酸化イオウの全量は、各機械に所定量の部分流
で供給され、そこで反応する。
有機化合物と三酸化イオウは、配量ポンプまた
は他の適当な配量供給装置を経て加えることが適
当である。
本発明で使用するのに適当な有機化合物は、油
類、脂肪類、脂肪酸類およびそれらの誘導体であ
るが、特に、脂肪族アルコール類、α―オレフイ
ン類、アルキルアリールベンゼン類、直鎖アルキ
ルベンゼン類である。次に当該方法を、アルキル
ベンゼンのスルホン化に基づき詳細に説明する。
実施例 アルキル基が直鎖であり平均12のC原子を有す
る市販工業銘柄のアルキルベンゼン(平均分子量
242)375.78Kgを、図面に示す回転子―固定子―
ホモジナイザーの作用帯域に適当な計量装置でも
つて連続して均一に加える。同時に、化学量論的
反応に必要な液状三酸化イオウ124.22Kgを、ホモ
ジナイザーの蛇行形状の乱流作用帯域内に供給す
る。2種の反応物の温度は、ホモジナイザーへの
導入時で20℃である。反応物をホモジナイザーの
作用帯域で互いに急激に混合し、微細な分配によ
り局部過熱なしに帯内で反応させて、アルキルベ
ンゼンスルホン酸500Kgを得る。この酸は、冷却
下にホモジナイザーから取り出し次いで熱交換器
に通した後、NaOH、KOH、トリエタノールア
ミンまたはアンモニアのような適当な中和剤で中
和する。2番目のホモジナイザーは中和に使用す
ることができる。
本発明方法を実施するための均質化装置の一実
施例は、その本質的な特徴部分が描かれている添
付図面に示されている。該図面では必須部分を示
しているが、回転子の軸の位置や必須でない部分
の詳細は省略されている。当該装置は、その中で
回転する截頭円錐形回転子2を有する固定子とし
て機能するハウジング1からなる。この回転子の
ジヤケツト表面は段付けられた直径の同軸リング
を備えており、該リングはそれぞれ回転子と向か
い合うハウジング内面壁上の同様なリングと互い
違いに配設されている。このようにしてホモジナ
イザーの蛇行形状作用帯域が形成されている。ハ
ウジング内面壁のリング3の少なくとも1つはく
り抜かれているかまたはフリツト4として少なく
とも部分的に形成されており、これを通じて三酸
化イオウを供給装置5のノズル6を経てホモジナ
イザー内に供給することができる。冷却用スリー
ブ8は固定子および回転子の作用帯域および生成
物出口7を包囲している。
新規方法の主たる利点は、従来常用の方法で必
要な空気調製をなくして、相当なエネルギー節約
をもたらすということである。すなわち空気1000
m3を調製する場合約50KW、すなわちこの種のプ
ラントの全電気エネルギー消費量の約半分が必要
とされるにすぎない。更に、従来法の場合プラン
トから空気を放出する際に避けることができない
有害物質の発散は、本発明方法によつて回避する
ことができる。
安定化されたSO3を使用するのが有利である。
安定化剤は必要であれば反応に使用する前に除去
することができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明装置の一例を示す部分断面図であ
る。 1…ハウジング、2…回転子、3…同軸リン
グ、4…フリツト、5…三酸化イオウ供給装置、
6…ノズル、7…生成物出口、8…冷却用スリー
ブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 液状有機化合物を均質化装置の中心部内に連
    続的に供給し、次いでこの均質化装置の蛇行形状
    の作用帯域で単一分子層の形成後、供給導管を備
    えた固定子に化学量論的供給量で連続的に供給さ
    れる液状またはガス状三酸化イオウと反応させ、
    最後に反応生成物を該均質化装置から取り出すこ
    とよりなり、その際均質化装置がその内部で回転
    可能の截頭円錐形回転子を有する固定子としての
    ハウジングからなり、回転子表面が段付けられた
    直径を有する数個の同軸リングを備え、該回転子
    リングがそれぞれ回転子と向かい合うハウジング
    内面壁上の同様なリングと互い違いに配設されて
    いることを特徴とする、三酸化イオウでの液状有
    機化合物の連続スルホン化法。 2 有機化合物を完全にスルホン化するため三酸
    化イオウを化学量論的必要量で供給する特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 3 安定化された三酸化イオウを使用し、場合に
    よつては安定剤を反応前に除去する特許請求の範
    囲第1項または第2項記載の方法。 4 冷却した反応生成物の一部を回収し、新しい
    有機物質と混合し、この混合物を均質化装置の中
    心部に導き、供給された三酸化イオウの部分流と
    反応させる特許請求の範囲第1項記載の方法。 5 スルホン化を数工程で実施し、熱交換器を中
    間に接続させて互いに接続された数個の回転子―
    固定子―均質化装置に、スルホン化に必要な三酸
    化イオウ全量の一部を供給する特許請求の範囲第
    1項から第4項までのいずれか1項記載の方法。 6 内部で回転可能な截頭円錐形回転子2を有す
    る固定子としてのハウジング1からなり、回転子
    表面が段付けられた直径の有孔―および/または
    有歯リングを備え、該回転子リングがそれぞれ回
    転子と向かい合うハウジング内面壁上の同様なリ
    ングと互い違いに配設されている形式の、三酸化
    イオウでの液状有機化合物を連続的にスルホン化
    する装置において、ハウジング内面壁上の少なく
    とも1つのくり抜かれた歯または少なくとも部分
    的にフリツト4として構成された歯を有する少な
    くとも1つのリング3と、三酸化イオウを供給す
    るためのノズル6を有する、上記のリング内で終
    わる供給装置5とを有することを特徴とする液状
    有機化合物のスルホン化装置。 7 固定子1および回転子2の作用帯域並びに生
    成物出口7を包囲している特許請求の範囲第6項
    記載の装置。
JP13604781A 1980-08-30 1981-08-29 Sulfonation of organic compound and apparatus therefor Granted JPS5781451A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803032783 DE3032783A1 (de) 1980-08-30 1980-08-30 Verfahren und vorrichtung zur sulfierung organischer verbindungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5781451A JPS5781451A (en) 1982-05-21
JPH0250899B2 true JPH0250899B2 (ja) 1990-11-05

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JP13604781A Granted JPS5781451A (en) 1980-08-30 1981-08-29 Sulfonation of organic compound and apparatus therefor

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3641413C1 (en) * 1986-12-04 1988-08-18 Cavitron V Hagen & Funke Gmbh Apparatus for processing materials
PL2565181T3 (pl) * 2011-08-31 2015-02-27 Cognis Ip Man Gmbh Proces otrzymywania siarczanów i/lub sulfonianów w układach mikro-reakcyjnych

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3427342A (en) * 1962-12-12 1969-02-11 Chemithon Corp Continuous sulfonation process

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DE3032783C2 (ja) 1988-08-18
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