Способ получения низших алкилбензолсульфокислот Советский патент 1991 года по МПК C07C309/30 C11D3/34 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения низших алкилбензолсульфокислот, которые обладают поверхностно-активными свойствами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения п толуолсульфокислоты путем сульфирования при нагревании большого избытка паров толуола серной кислотой, вводимой в реактор, заполненный фарфоровыми кольцами, последующего концентрирования толуольного раствора, содержащего целевой продукт, и выделения целевого продукта fll.

Недостатком способа является его сложность из-за необходимости последовательного осуществления операций:

нагрева сульфируемого агента до перевода его в пар, сульфирования паров толуола при 150°С, концентрирования толуольного раствора путем отгонки растворителя и трудоемкого многоступенчатого выделения целевого продукта.

Целью изобретения является упрощение способа получения низших алкил- бензолсульфокислот.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения низших алкилбензолсульфокислот путем сульфирования ароматического углеводорода концентрированной серной кис- лотой в проточном реакторе с инертным наполнителем и с последующим выделением сульфокислоты используют ( инертный наполнитель с размером часО Ј О О

о.

тиц 80 - 500 мкм, предпочтительно песок или стеклянную крошку.

Большая реакционная поверхность пористой среды (которую представляет собой наполнитель реактора с размером частиц 80 - 500 мкм), ее извилистость способствуют интенсивному перемешиванию реагирующих веществ, большой конверсии и, следовательно, полу- чению сульфопродукта с высоким выходом без нагревания сульфируемого агента и сульфируемой массы. Кроме того, в предлагаемом способе не требуется процесса концентрирования раствора, содержащего продукт, так как сама пористая среда способствует образованию пересыщенного продуктом реакции раствора. Исключается необходимость проведения и многоступенчатой операции вы- деления целевого продукта, так как на выходе из пористой среды (из реактора с наполнителем) происходит самопроизвольное выделение кристаллов сульфо- кислоты из пересыщенного углеводород- ного раствора, которые легко отделяются фильтрованием.

Способ разработан для препаративных целей с использованием стандартного лабораторного оборудования, одна ко, он может быть использован и в про мышенных условиях в реакторах трубчатого типа с инертным наполнителем с размером частиц от 80 до 500 мкм..

Инертный наполнитель при необходимости (снижении производительности реактора за счет постепенной забивки перового пространства между частица- ми органическими продуктами) может быть подвергнут очистке, например, путем обжига при 400-600°С.

Пример 1. Для экспериментальной проверки способа проводят сульфирование этилбензола при 20°С в проточном реакторе, представляющем собой стеклянный цилиндр длиной 1 м, диаметром 0,014 м, заполненный кварцевым песком с размером частиц 160-250 мкм. Реактор, поровый объем (объем свободного пространства между частицами наполнителя) которого составлял 40 см, полностью насыщают этилбензо- лом, затем на вход реактора подают Концентрированную серную кислоту в количестве 20% от объема этилбелзола (8 см ) с объемным расходом 8 см /ч, далее проводят непрерывную прокачку через реактор этилбензола с тем же объемным расходом, На выходе из реак

g

o

5

0

5

тора отбирают раствор сульфопродукта в этилбензоле. Концентрация раствора 25%, что значительно выше растворимости этилбензолсульфокислоты в этил- бензоле, поэтому из раствора через несколько минут происходит самопроизвольное выделение кристаллов сульфо- кислоты, которые отделяют фильтрованием от этилбензола, а этилбензол возвращают в цикл. Всего получают 15,6 г этилбензолсульфокислоты. Степень конверсии серной кислоты 97,5%. Состав полученного продукта, %: п-Этилбензолсульфо- кислота96,3

о-Этилбензолсульфо- кислота1,7

Смолы0,2

Вода0,5

Этилбензол1,3

Идентификацию состава полученного продукта проводят, а количественное его содержание определяют с помощью методов ИК-, УФ-спектроскопии и по- тенциометрического титрования в неводных средах,

II р и м е р 2. Сульфирование толуола проводят в условиях, аналогичных примеру 1. В результате получают 13,8 г толуолсульфокислоты. Степень конверсии серной кислоты в этом случае 98,3%.

Состав полученного продукта, %: п-Толуолсульфокислота 96,0 о-Толуолсульфокислота 1,9 Смолы0,3

Вода0,6

Толуол1,2

Идентификацию состава полученного продукта проводят, а количественное его содержание определяют указанными методами.

ПримерЗ. С целью подтверждения возможности использования различных материалов в качестве инертного наполнителя проводят сульфирование этилбензола в условиях, аналогичных примеру 1, при заполнении реактора стеклянной крошкой. Степень конверсии серной кислоты 98,1%.. Полученный продукт содержит компоненты, %: п-Этилбензолсульфокислота 96,5 о-Этилбензолсульфокислота 1,8 Смолы0,3

Вода0,7

Этилбензол0,7

Идентификацию состава полученного продукта проводят,а количественное

его содержание определяют указанными методами.

II р и м е р 4. Влияние размера частиц инертного наполнителя реактора на эффективность процесса сульфирова- ния показано на ряде модельных пористых сред, заполненных кварцевым песком с различным средним диаметром частиц. Фракционирование проводят на г стандартных лабораторных ситах. Во всех экспериментах проводят сульфирование этилбенэола аналогично примеру 1, Измеряя количество вышедшего из реактора продукта за определенное время, рассчитывают производительность реакторов, наполнитель которых имеет различный диаметр частиц.

Результаты представлены в таблице.

Средний размер частиц наполнителя, мкм

1,36 1,27 0,09

При размере частиц наполнителя реактора менее 80 мкм предлагаемый способ не реализуется: происходит быстрая забивка вор реагирующей массой и течение через реактор прекращается. При размере частиц наполнителя реактора более 500 мкм способ практически не реализуется: с частицами 500 - 800 мкм производительность реактора крайне мала, при размере частиц более 800 мкм самопроизвольное выделение продукта вообще не наблюдается, Пористая среда в этом случае влияния на

0 5

0

5

0

5

0

процесс не оказывает: реализуется так называемое трубное течение, при ко- тором реагирующие компоненты двигаются по поровым каналам без интенсивного перемешивания, почти не взаимодействуя. Таким образом, для эффективной реализации предлагаемого способа размер частиц инертного наполнителя должен находиться в пределах 80 - 500 мкм.

Предлагаемый способ позволит, упростить технологический процесс получения сульфокислот за счет возможности проведения процесса без нагревания

сульфируемого агента и сульфируемой массы, исключения необходимости проведения многоступенчатой трудоемкой операции выделения целевого продукта.

Кроме того, предлагаемый способ имеет экологические преимущества перед известными: в результате его

применения сокращается водопотребле- ние (исключается операция разбавления сульфомассы для выделения целевого продукта) и практически исчезнет трулноутилизируемый отход производства - разбавленная серная кислота.

Формула изобретения

1.Способ получения низших алкил- бензолсульфокислот сульфированием алкнлбензола концентрированной серной кислотой в проточном реакторе с инертным наполнителем, отличающий- с я тем, что, с целью упрочения процесса, инертный наполнитель используют с размером частиц 80 - 500 мкм.

2.Способ поп, отличающийся тем, что в качестве инертного наполнителя используют песок или стеклянную крошку.

Изобретение касается произведетг ва сульфокислот, в частности получе- ния алкилбензолсульфокислот, обладающих поверхностно-активными свойствами. Цель - упрощение процесса. Последний ведут сульфированием алкилбензола . концентрированной серной кислотой в ( проточном реакторе с инертным наполнителем - песком или стеклянной крошкой с размером частиц 80 - 500 мкм. В этом случае возможно вести процесс без нагревания и без выделения целевого продукта (исключение разбавления реакционной массы водой для выделения, - что исключает образование разбавленной серной кислоты). 1 з.п. ф-лы, 1 табл. ё