SU455532A3 - Способ получени высокомолекул рных сульфокислот - Google Patents

Description

1

ГГзобретеиис относитс  к способу иолучеии  высокомолекул риы.х сульфокислот, которые на.ход т иримснеиие в качестве моющих средств.

Извсстеи сиособ ио.тучени  вв1сок()молек л рных алифатических или циклоали(|;атически .х сульфокислот взаимоде11ствие.м соответству1оии1х иеразветвлеииых углеводородов, содержащих 10-30 атомов уг.терода, с кислородом и двуокисью серв ири облучеиии высокоэиергетически .ми лучами. Педостатком данного метода  вл етс  иолучение рсакционио| | смеси, котора  содержит значите.чьньи ироцент дисульфокислот, что отрицательно сказываетс  на М(лои1их (BoikTBax конечного продукта.

Дл  иовькиени  качества конечного 11род кта иред.тожеи способ иолучеии  высокомолекул рных сульфокислот взаи.модействие.м неразвствленных алифатических или циклоалифатических углеводородов, содержащих 10--30 ато.мов углерода, с кис.тородом и двуокисью серы ири инициироваиии, заключа1Оии1Йе  в том, что реакционную массу нодвергают экстрации смесью, состо ние; из 20-40% сульфокислот , 25-45% алифатических углсвододов , 4-8% серной кислоты, 10-30% воды, с поддержанием посто нной концентрации воды и иоследующим выделением целевого продукта из экстракта известнв1м CiiOco6oM и возвратом ненрореагировавн11:х углевод1)родов в начало процесса. В качестг е инициатора используют высокоэнергетические ,, озон или иерекисные соединени .

IIpi этом 1 качестве вв1Сокоэне1)гет}1чес;-;ого облучени  ирнмен ют облучен;;е гамма- и.т:бета-лучами в дозе 10 и 10 рад/час. Источии ком может служить Со-()0 в 50 -- lOOOOOOci или С.-137 Бста-облучоиие можио осуществит) ири ИОМОП1И Sr-90. .ожно иримен ть также отработаи11ое горючее  .дериьгх pcaKTOpoii.

11ниц;1прование реакцип можно проводит) также рентге11онск 1ми и. 15 сокоэнср етическ1П и электроиами. При ис.ользоВГМ1ИИ в качесГ 5е инипи; озона цо, есоо1, ian.i)ai.ii: так, чтобы трсбуе ;i i нсл()род 1ли часть его роходила чорез o30 uiTop с достижением o6Hieii конце Г1рацн 1 озона 1- 10%. Воз,и)жцо ирименеи;;е озоиа 1,5п конце11тра Лип или чистого озона, что ведет к б6.тьи1ему .мёньщему начальному 1Н 1Ииир()вани:. реакцп.

Длительност, нодвода озона зависит от чиCTOTBI вз тых углеводородов и в об|цем составл ет от 2 до 30 час. В случае исиол к овани  перекисного соединени  в качестве инициатора дл  начала реакцин в углеводород, обработанный двуок 1сью серь и кпс.тородом. ерекисиое соединение добавл ют виде ещества , суспензии или раствора. Суспензии п растворы могут содержать перекисное соедипение в концентрацпс 0,01-50%, при этом в качестве растворител  предпочтительно используют углеводород. Перекисное соединение добавл ют в реакционную смесь однократно или не1ферывпо в течение длительного времени. Пусковое врем  реакции, в зависимости от количества и рода перекисного соединенни,- 1----20 час. В качестве перекисного соединении исио.п зуют насыщенные алифатические надкислоты, например надуксусна  или нерсульфонова  кислота. Наиболее предпочт1ггельной  вл етс  нарекись ацетилциклогексансульфонила. Т желое масло, содержащее темные сульфокислоты , образующеес  в начале прибавлени  иерекисного соединени  или озона, целесообразно отдел ть и удал ть из реакци;)нной массы. Процесс иолучени  сульфо1;ислот ировод т ири О-80, иредпочтительно 10-40° С, иод давлением О-50 и более, иредиочтительно О-5 ати. Смесь двуокиси серы и кислорода целесообразно подавать с бо.п иим избытком, причем объем газовой смеси, пропускаемой в час, может быть в 10-1500 раз больше объе.ма используемых углеводородов, иредиочтительно в 100-1000 раз больше. Соотношение двуокиси серы и кислорода должно составл ть 2: 1, целесообразно примен ть газовые смеси с более высоким содержанием двуокиси серы в соотношении от 3 : 1 до 20 : 1, особенно хорошие результаты получают ири соотнонюнии 8: 1 и 14: I. Описываемым способом можно ненрерывно получать сульфокислоты. При этом ироцент дпсульфокислот столь незначительный, что не оказывает вредного действи  на .моюп1,ую способность. Кроме того, интерна; концент 1аций ио предлагаемому способу соответствует отделен1ио серной кислоты и воды, и иоэтому отпадает необходимость в особо.м отделении воды иуте.м дистилл ции. На фиг. 1-3 даны варианты схем осуиюствлени  предлагаемого способа. Пример 1. В реактор емкостью 50 /i (см. фиг. 1) подают 40 л неразветвленных алифатических углеводородов с 10-20 атомами углерода, сернистый ангидрид и кислород в соотношении 12:1 со скоростью 6 ири помощи газационных колец. Внутри реактора находитс  источник Со-60, облучающий реакционную смесь дозой 2Х Ю- рад/час. Уиругость газов в реакторе 0,2 ати, температура 20°С. Реакционную смесь ненрерывно перекачивают насосом 1 но трубоироводу 2 и экстрактору 3 со скоростью 30 л/час в течение нескольких часов реакции. Через 68 час достигаетс  стационарное состо ние с;:сте: 1ы -из нижнего конца 4 экстрактора (5 сливают ежечасно 3 л смеси с 36%-ным содержанием сульфокислот. Сульфокислоты содержат 81% моносульфокислот и 19% дисуль()окислот . Эту смесь нагревают в сепараторе 5 в TC4eiine 0,5 час npii 90 С, 1)ичем отдел ют 7 об. % бесцветного 45%-ного водного раствора cejJHoii кпслотьг Производительность 1,1кг сульфокислот в час. Пример 2. В реакц ониый апиарат емкостью 100 :i (см. фиг. 2) ввод т 90 л линейных а;пц{)атических углеводородов с число.м атомов углерода от 10 до 20, главна  часть которых содержит число атомов углерода от 12 до 18, двуокись серы и кислород в соотношении 10: 1, со скоростью 16 , с помощью распределите; ьного ко;1ьца. Через озонатор с нервичным напр жением в 170 в пропускают кислород сначала 100 л/час, затем в течение 10 час увеличивают это количество до 200 л/час. После этого в круговую циркул цию газа ввод т кислород с содержанием озона 4 об. % и ироиускают через реакционный аппарат. В течение реакции нотребиость в кислороде увеличиваетс ; иодвод кис;1орода осуществл ют таким образом, чтобы состав газа всегда соответствова; соотношению 10: 1. Давление газа в реакционном аииаратс 0,2 ат., температура 17° С. Сначала реакционную смесь с помощью насоса 1 подвергают круговой цирку;1 ции ио трубоироводам U и 7 через шаровой отделитель 8. Трубоироводы 9 и 10 остаютс  перекрытыми . Во врем  подвода схюна реакционна  смес сначала мутна , затем темно-коричнева . Образуюн иес  ири этом сульфокислоты отдел ютс  в виде т желого масла в отделителе 8 и могут быть сиуи1,ены ио трубопроводу 11. Когда отделение масла достигнет 2 л/час, то реакционную смесь но трубоироводам 9 и 10 с помощью насоса 1 накачивают в экстракционный аииарат 3 со скоростью 30 л/час. При этом шаровой отделитель и трубопровод 6 исрекр)1тьг Затем отключают озонатор. После всего 50 час работы достигаетс  стационарное состо ние реакционно с.мес. Концентра1 ,и  сульфокислот в реакц онной смеСП при скорости ерекач 1вани  24 л/час соста ;  ет 5-- 9%. Подача к 1слорода 220 л/час, двуокиси серы 600 л;час. При этом в экстракпион {ьп1 аппарат с; едует вводит) 2.0 лчас воды. ILi ,а эь:стракц1 оиного аи арата 4 (i лчас с.мес, состо ние 1з, %: уг;1еводородь 31, юда 25,3, серна  К СЛОТа 6,3, МО 1ОСу;) 27,8 .ч Д сульфокислоты 9,4. Смес) в отделителе 5 1ри среднем вре.мен ребыван   0,5 час нагревают ри 110° С, отдел ют 6 об. % 57%-ной водной серной кислоты. Таким обра:юм ио;|уча от 2,5 /час сульфокислот. C iyст  310 час реакии  родолжаетс  без изме 1ен 1 . Она за ончена прекраП1ением 1(хчачи а:)а. Пример 3, () в римере 2 опыт продо; жают в той же аппаратуре р 26° С. Подача кислорода возрастает до 240 л/час. у еличени  скорости иерекач шан   дс

50 л/час в реакционном аппарате устанавливаетс  посто нна  концентраци  3- 5%. Реакционна  смесь состоцт из, %: углеводороды 92,6, серна  кислота 0,7, моносульфокислоты 4,9 ц дцсульфокислоты 0,7, что соответствует отношению 87.5% моносульфокислот к 12.5% дисульфокцслот.

Г1з нижнего конца экстракционного аппарата цри подаче 2,4 лчас воды отбирают 9 л экстракта, состо щего из, %: углеводороды 35,6, вода 26,9, серна  кислота 7,2 моносульфокислоты 25,8 и дисульфокислоты 4,5. Смес, сульфокислот состоит из 85,2% моносульфг кислот и 14,8% дисульфокислот. Экстракт нагревают при 110°С в отделителе 5 со средним врелгенем пребывани  20 миц, отдел ют 6 об. % 51%-ной серной к 1слоты. Опыт произвольно оканчивают прекращением подачн газов. Получают сульфокпслот 3 кг/час.

Пример 4. В реакцпоншлГг сосуд e к 1стью 100 л fcM. фиг. 3) подают при помоищ фумигационного кольца со скоростью 16 лг/мас 90 л смеси цасыщенны.х неразветвленн1 1х алифатических углеводородов TexHir4ecKoii степени чистоты с количеством атомов углерода 10-20, причем количество атомов углерода главной составной части 12-18 с двуокисью серы и кислородом в соотношении 10:1. В реакционную смесь непрерывно добавл ют в течение 5 час 30 л I %-ного раствора иерек ;си ацетилциклогексансульфонила в углеводороде . Потребность в кислороде повышаетс  в цроцессе добавлени  перекис. Кислород .добавл ют с таким расчетом, чтобы газовое соотношение соответствовало 10: 1. Давление газов в реакц} онном сосуде 0,5 ати. температура 28°С. При добавлении перекиси реакционную смесь перекачивают через шар 8 при помогци насоса по трубопроводам 6 и 7. Трубопроводы 9 и 10 остаютс  закрытыми . Во врем  поступлени  перекиси реакционна  смесь становитс  вначале yтнoй. затем темно-коричневой. Образуемые iMin этом сульфокислоты отдел ютс  в шаре 8 в виде С1ецифическп т же/кпо асла вначале томного, затем светло-желтого и.р.ота и п) быть удален1)1 по т)бо-:о(воду 11. После того. как отделение масла тостигает С1;орости п 2 кг/час, реакцпопн -к г-месь -ерекачивают при номоши иасоса 1 по тр бопрово.дам 9 и 10 в экстракцио) сосуд 3 со скорост к:1 30 л/час. При этом шар 8 и трубопровод 6 остаютс  закрытымп. Поступление тепекиси затем заканчиваетс .

По истечении 15 час работы достигаетс  посто нное состо ние реакционной смеси. Концентраци  сульфокислоты в реакционной смеси нри скорости перекачивани  50 л.час составл ет цриблизительно 5%. Поступление кислорода 220 л/час, двуокиси, серы 600 . При это.м должно быть введено в экстракционный сосуд 2,0 л/час воды.

В нижнем конце экстракционного сосуда 3 выпускают по 7 кг/час смеси, состо 1Г1ей

из, %: углеводороды 33, вода 20,3, серна  кислота 6,5. мопосульфоновые кислоты 27.3 -и. дисульфоновые кислоты 9,1. Спуст  300 час реакци  продолжаетс  без изменени  и MIV жет быть закончена прекращением ио.чачи газа.

П р и r е р 5. Паход шиис  в реакциоино сосуде, согласно 4, углеводород, содержащий ОК0.1О 5% сульфокислоты, пере

качивают через экстрактор, при этом вс  сульфокислота остаетс  в экстракте. ОчиП1енный углеводород вновь посту ает в реакционный сосуд и реакци  вновь начинаетс  26°С добавлением в смесь 3 л 1%-ной

перекиси ацет1 лциклогексансульфонила, растворенной в углеводороде. При этом поступление кислорода повышаетс  до 240 лчас. После увеличени  скорости перекачивани  до 50 л/час в реакционном сосуде устакавливают 1осто нн 1о концентрацию сульфокпслоты в 3- 5%. Реакц 1онна  смесь состоит из. %: углеводороды 92,6, серна  К 1слота 0,7, мопосульфокислоты 4,7 и дисульфоновые кислоты 0.8. В нижней части экстракционного

сосуда ри посту11лении 2.4 воль выпускают экстракт, состо щпп из. %: углеводороды 35.6, вода 26.9, серна  кислота 7.2, моносульфоновые кислоты 25.8 и дисульфоповые к слоты 7.5. Опыт 1роизвольно рекрашают через 105 час пекра п ением годпчи газа.

Предмет з о б р е т е н и  

35

Claims (4)

1.Способ получени  выcoкo oлeкyл pнь x сульфокпслот взапмодействием еразветвленны .х алифатических тли циклоалифат1 ческих

углево.дородов, содержащих 10-30 атомов углерода, с кислородом и двуокисью серы при инициировании, отличающийс  тем, что, с целью повьпиени  качества конечного ipoдукта , реакционную массу подвергают экстракцип . состо щей пз 20--40% сульбокислот. 25-45% алифатических углеполородов . 4-- 8% серной кислоты. 10-30% воды , с поддержа 1ием тюсто нной концентрации воды и последую 1пм выдeлe иe .елевого родукта пз экстракта 1 звестным способом и возвратом не:рореагировавптт1х хтлеводородов в начало 1роцесса.

2.Способ по 1. 1, отличающийс  тем, что в качестве нпциатора I pи ;eн ют высокоэнергетическ е лучи.

3.Способ Ю п. 1, о т л и ч а ю ш. и ii с   тем, что в качестве инициатора примен ют озон.

4.Способ по п. 1, от л и ч а ю щ и и с   тем, что в качестве ини1циатора иримен ют

перекпсное соединение.

Приоритет по унктам; 21.07.66 ю пп. f ц 2: 14.10.66 по . 3; 06.09.67 по п. 4.

ч/

cPuz 1

Фиг 2

i 11