JPS6160643A

JPS6160643A - 連続硫酸化方法

Info

Publication number: JPS6160643A
Application number: JP18045984A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Hirakouchi; 平河内　良恵; Masatoshi Takahashi; 正利高橋
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1986-03-28
Also published as: JPH0425943B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】１皿分更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
する連続硫酸化方法に関する。

皿米二五五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
、実際上程々の問題点があるのが実状である。従来、工
業的なり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攪拌しつつ、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ｒｊＪＭ点がある。

■　有機化合物を攪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って均一
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
加して攪拌が不十分となり１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
存している。

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ａｍ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、
シャンプー、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
きかった。

ｌ豆立豆立本発明は、クロルスルホン酸を用いて、未反応油分、芒
硝１食塩などの不純物が少なく、かつ１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。

見匪立星双本発明の連続硫酸化方法は、壁面に沿って高速ガス流を
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１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って流れ
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１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って行
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、有機化合物へのいっ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０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、反応に必要なりロルスルホン
酸を一度に噴震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物
液膜として接触して吸収されるので、接触地点における
液膜の構部がない。

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、反応によす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１反応混
合物の攪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２０ｍ／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ｎ費用が高くなるので
８０ｍ／８６Ｃ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って、高速ガ
ス流により＊［状で移動、攪拌されて熟成され、反応が
完結する。２０〜８０ｍ／ｓｃｅの高速ガス流を用いて
移動、攪拌することにより、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１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ない、融点が変動する１反応お
よび熟成温度は過反応ならびに分解反応を抑制する観点
からは低い方がよいが、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、ｉ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１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がか進行し、好ましくない
。

次に、添付図面に沿っ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梼成例を示す
図である０反応管１１の外周には熱交換ジャケット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から反応管の内壁に沿って
流れ、高速ガス流により円環状の流下簿膜流を形成する
。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３５の先端より噴霧され、有機化合物との
反応が開始される。ｊｌ！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攪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は複数の熱交換ジャケット１３，１５．４１
を有する。熱交換ジャケット１３．１５を装備した部分
は、主として噴霧されたクロルスルボン酸の有機化合物
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、熱交換用ジャケット４
１に囲まれた後段の部分は、主として簿膜中で未反応有
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
熱交換ジャケッ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ｍ膜による移動、攪拌を損なわ
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、分が反応を抑制するのが適当である。また、前述
のように１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２〜５０■■、好ましくは４〜
３０＋ｓｍ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
り攪拌効率の向上。

滞留時間の均一化が図れるとともに、設何のコンパクト
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、円環薄膜状に保った
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、アルキルフェノールまたは脂
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。

且豆立羞来本発明によれば、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
巻込みによる濃酸エステルの粘度増加や気泡上へのクロ
ルスルホン酸の付夛が防止され、攪拌効率や熱交換効率
が著しく向上するとともに、溶存塩化水素量も減少する
。したがって、反応が短時間で温和に完結し、過反応や
分解反応が抑制されて、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１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、シャンプー、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ｗｔ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。

（以下余白）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。

（以下余白）

【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・・・熱交換ジャケット１７・・・高
速ガス導入口　１９・・・原料供給口２３・・・原料導
入ゲート

Claims

【特許請求の範囲】

１、壁面に沿っ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。