JPH0425943B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明はクロルスルホン酸を用いて有機化合物
を硫酸化する連続化方法に関する。 従来の技術 クロスルホン酸を用いる硫酸化は、クロルスル
ホン酸が無水硫酸に比べて反応性が緩和なため不
安定な有機化合物についても分解を起こすことが
少ないという利点を有している。 しかしながら、これを工業的規模で実施しよう
とすると、実際上種々の問題点があるのが実状で
ある。従来、工業的なクロルスルホン酸による硫
酸化反応は回分式が採用されており、有機化合物
を槽内で撹拌しつつ、この中にクロルスルホン酸
を添加することにより行われていたが、以下のよ
うな問題点がある。 有機化合物を撹拌しながらクロルスルホン酸
を滴下あるいは液中導入などにより添加するた
めに、クロルスルホン酸が偏存して部分的に過
剰になる。 副生する塩素ガスの気泡が反応混合物表面を
覆い、そのため滴下したクロルスルホン酸が表
面で漂つて均一に混合に時間を要する。 塩化水素ガスが反応混合物中に巻き込まれ粘
度が増加して撹拌が不十分となり、反応までに
長時間を要するばかりか、反応熱の除去効果が
悪い。 硫酸化開始から中和終了まで長時間を要し、
生成物である硫酸エステルの滞留時間が長くな
る。 得られる硫酸エステル中に塩化水素ガスが多
量に溶在している。 これらの原因から有機化合物とクロルスルホン
酸との過反応や硫酸エステルの分解反応が進行す
るなどの副反応が起こる。そのため、得られる硫
酸化物あるいはその中和物の品質は、無水硫酸法
により得られる製品と比較して、未反応の有機化
合物、副生芒硝硝や食塩などが多く品質が劣るの
が現状である。たとえば、高級アルコールやポリ
オキシエチレン高級アルキルエーテルなどの硫酸
化物の中和塩は、アニオン界面活性剤として液体
洗浄剤、シヤンプー、歯磨きなどの原料に用いら
れているが、従来のクロルスルホン酸を用いる方
法で得られた中和塩は、粘度、凝固点、低温安定
性、香味などの点で劣り、配合処方に特別の工夫
が必要であるため使用上の制約も大きかつた。 発明の目的 本発明は、クロルスルホン酸を用いて、未反応
油分、芒硝、食塩などの不純物が少なく、かつ、
色調、臭気が良好な高品質の硫酸化物を製造する
方法を提供することを目的とする。 発明の目的 本発明を連続硫酸化方法は、壁面に沿つて高速
ガス流を形成するとともに該壁面上に有機化合物
を供給して高速ガス流により該壁面上に有機化合
物の流動薄膜を形成し、この流動薄膜とクロルス
ルホン酸とを接触させることを特徴とする。 以下、本発明についてさらに詳細に説明する。 本発明では、まず、高速ガス流により壁面に沿
つて流れる原料有機化合物の強制流動薄膜が形成
される。たとえば、円管内に窒素、空気などの不
活性ガスを高速流として導き、この円管の内壁面
に有機化合物を必要により加熱するなどして液体
状として供給することにより有機化合物は強制的
に薄膜状に流動する。 ついで、この流動薄膜にクロルスルホン酸が噴
霧され、微粒子として添加される。クロルスルホ
ン酸の噴霧は、たとえば、不活性ガスの高速気流
中にクロルスルホン酸を連続的に導入して細孔よ
り噴出させることによつて行うことができ、ま
た、クロルスルホン酸を細孔より直接噴出しても
よい。クロルスルホン酸は高速ガス流の流れる空
間内で噴霧されるのでこのガス流によりさらに微
粒子化され、有機化合物へのいつそうの均一添加
が可能となる。クロルスルホン酸の添加量は、有
機化合物の硫酸エステル化に必要な理論量（分子
中に水酸基を１つもつものであれば１モル）の
1.00〜1.05倍量程度が適当である。本発明では有
機化合物が薄膜状で反応するために熱交換効率が
高く、反応に必要なクロルスルホン酸を一度に噴
霧することもできるが、生産規模を大きくする場
合などに必要に応じ複数回に分割して添加するこ
ともできる。 クロルスルホン酸はこのように微粒子として有
機化合液膜として接触して吸収されるので、接触
地点における液膜の撹乱がない。 有機化合物とクロルスルホン酸との反応熱は壁
面を介して熱交換される。また、反応により生じ
た塩化水素ガスは高速ガス流により瞬間的に破泡
されて拡散するので、塩化水素ガスが有機化合物
液膜の表面に滞留してクロルスルホン酸との接触
を妨げたり、副生塩化水素ガスが反応混合物中に
巻き込まれたりすることを防止できる。 塩化水素ガスによる気泡の破泡を促がし、ま
た、反応混合物の撹拌効果および熱交換効率を高
め反応を円滑にする観点から、高速ガス流は20
ｍ／sec以上とすることが好ましい。また、速度
を余り大きくしすぎると、ミスト化して歩留りが
低下したり設備費用が高くなるので80ｍ／sec以
下の範囲が適当である。 薄膜状の有機化合物にクロルスルホン酸を添加
して生成した反応混合物は、引き続き流動状態を
保つて、高速ガス流により薄膜状で移動、撹拌さ
れて熟成され、反応が完結する。20〜80ｍ／sec
の高速ガス流を用いて移動、撹拌することによ
り、未反応の有機化合物とクロルスルホン酸との
分子衝突頻度を高めることができ、反応を短時間
に完結することができる。 反応混合物は、クロルスルホン酸の添加から熟
成へと硫酸エステル化の進行に伴い、融点が変動
する。反応および熟成温度は過反応ならびに分解
反応を制御する観点から低い方がよいが、一方に
おいて反応混合物を十分な流動状態を維持する必
要がある。そこで、壁面を通しての熱交換を反応
の進行状態に応じて制御することが好ましく、流
動する反応混合物の融点よりも高く、かつ、融点
＋10℃よりも低い値に反応温度を設定することが
適当であり、より好ましくは融点＋５℃以下であ
る。 クロルスルホン酸の添加から反応の完結まで、
即ち熟成終了までの反応時間は0.5〜５分とする
ことが適当であり、好ましくは１〜３分である。
反応時間が短かすぎるとエステル化反応が十分に
進行せず、また、長すぎると生成した硫酸エステ
ルの分解が進行し、好ましくない。 次に、添付図面に沿つて本発明をさらに詳細に
説明する。第１図は本発明を実施するための装置
の構成例を示す図である。反応管１１の外周には
熱交換ジヤケツト１３，１５および４１が設けら
れ、また、上部には高速ガス導入口１７および原
料供給口１９を有する。高速ガス導入口１７から
高速ガス流が反応管１１内に導かれて下向流を形
成し、一方、液体状態の有機化合物は原流供給口
１９から環状の貯留槽２１に導かれ、ここをオー
バーフローして原料導入ゲート２３から反応管の
内璧に沿つて流れ、高速ガス流により円環状の流
下薄膜流を形成する。クロルスルホン酸は、クロ
ルスルホン酸供給口３１から導かれ、ガス導入口
３３より導入され不活性ガスにより噴霧ノズル３
５の先端より噴霧され、有機化合物との反応が開
始される。噴霧されたクロルスルホン酸粒子は、
高速ガス導入口１７からの高速ガス流によりさら
に微粒子化される。有機化合物にクロルスルホン
酸を噴霧することにより得られた反応混合物は、
反応帯域３７から薄膜状態でさらに撹拌されなが
ら移動し、熟成帯域３９を経て、サイクロン５１
に導かれ、生成した硫酸エステルと廃ガスとに分
離される。得られた硫酸エステルは連続的に中和
されて硫酸エステル塩が得られる。 反応管１１は複数の熱交換ジヤケツト１３，１
５，４１を有する。熱交換ジヤケツト１３，１５
を装備した部分は、主として噴霧されたクロルス
ルホン酸の有機化合物中への吸収および反応が起
こり、反応帯域３７を形成する。一方、熱交換ジ
ヤケツト４１に囲まれた後段の部分は、主として
薄膜中で未反応有機化合物とクロルスルホン酸の
反応が起こりこの反応を完結する熟成帯域４１を
形成する。そして、このように熱交換ジヤケツト
を複数に分割制御することにより、反応混合物の
反応の進行状況による融点および反応熱の変化に
応じ、反応混合物の薄膜による移動、撹拌を損な
わずに流動性を保つ範囲で、できるだけ低温に制
御し、過反応、分解反応を制御するのが適当であ
る。また、前述のように、反応管の滞留時間は
0.5〜５分間、好ましくは１〜３分である。 反応管の口径は小さいほど熱交換効率がよく、
また、液膜の撹乱によるミスト化を防止できる
が、生産能力などの点も勘案して２〜50mm、好ま
しくは４〜30mmとするのが適当である。 また、反応管は第１図に示したように直管から
構成してもよいが、カラム状ないしラセン状など
の曲管とすることが好ましい。このような曲管か
ら構成することにより撹拌効率の向上、滞留時間
の均一化か図れるとともに、設備のコンパクト化
が可能となる。高速ガス流を用いているので、反
応管を曲管としても膜切れが起こらず、円環状膜
状に保つたままで液膜を移動することができる。 本発明の方法により硫酸化が可能な有機化合物
としては、炭素数８〜20の直鎖または分岐鎖アル
コールまたはその混合物、アルコール、アルキフ
エノールまたは脂肪酸の酸化アルキレン付加物、
炭素数10〜20の脂肪酸アルキロールアミドまたは
その酸化エチレン付加物、不飽和炭化水素化合物
などが挙げられる。これら化合物の中和塩は優れ
たアニオン界面活性剤である。 発明の効果 本発明によれば、高速ガス流により流動薄膜と
した有機化合物とクロルスルホン酸とを接触させ
ることにより、有機化合物の硫酸化を連続的に行
なうことができるとともに、有機化合物中へのク
ロルスルホン酸の偏在が防止され、また、熱交換
効率も高い。さらに、副生塩化水素ガスによる気
泡が発生と同時に破泡されて拡散し、気泡巻込み
による硫酸エステルの粘度増加や気泡上へのクロ
ルスルホン酸の付着が防止され、撹拌効率や熱交
換効率の著しく向上するとともに、溶存塩化水素
量も減少する。したがつて、反応が短時間で温和
に完結す、過反応や分解反応が制御されて、未反
応有機化合物や副生産物の少ない硫酸化物が得ら
れる。この硫酸化物の中和物は、未反応有機化合
物、芒硝、食塩などの不純物が少なく、かつ、色
調、臭気にも優れており、アニオン界面活性剤と
して広範に使用される。 この硫酸化物あるいはその中和塩の用途として
は、たとえば、液体洗浄剤、シヤンプー、歯磨用
発泡剤などの家庭用商品原料の他、乳化重合用乳
化剤、医薬用乳化分散剤、農薬用乳化剤、顔料乳
化分散剤、浮遊選鉱用気泡剤、石膏ボード用気泡
剤、セメントモルタル用空気連行剤などの工業用
原料として好適である。 実施例 第１図に示した反応装置を用い、後記第１表に
示した各種有機化合物を窒素ガスにより強制薄膜
とし、有機化合物１当量に対して1.00〜1.05当量
のクロルスルホン酸を噴霧し、第１表に示した反
応条件で硫酸化し、ついで苛性ソーダで中和して
中和塩とし、この中和塩の性状を第１表に示し
た。

【表】 参考例 一方、それぞれ後記第２表に示した有機化合物
を槽内で撹拌しながら、実施例と同量のクロルス
ルホン酸を滴下し、第２表に示した反応、熟成温
度で反応させて硫酸化物とし、実施例と同様にし
て中和し、得られた中和塩の性状を第２表に示し
た。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するために使用する装
置の構成例を示す模式図である。 １１……反応管、１３，１５，４１……熱交換
ジヤケツト、１７……高速ガス導入口、１９……
原料供給口、２３……原料導入ゲート、３１……
クロルスルホン酸供給口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 壁面に沿つて高速ガス流を形成するとともに
   該壁面上に有機化合物を供給して、高速ガス流に
   より該壁面上に有機化合物の流動薄膜を形成し、
   この薄膜状の有機化合物とクロルスルホン酸とを
   接触させることを特徴とする連続硫酸化方法。