-
Verfahren zur kontinuierlichen Neutralisation von Sulfosäuren oder
Schwefelsäureestern mit festen Alkalicarbonaten Gegenstand des Patents 853 443 ist
ein Verfahren zur kontinuierlichen Neutralisation von Sulfosäuren oder Schwefelsäureestern
mit trockenen Alkalicarbonaten, bei dem die Reaktionsteilnehmer in feinster Verteilung
zur Umsetzung gebracht werden. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Sulfosäuren oder
Schwefelsäureester mit geringen Mengen von Wasser verdünnt werden. Die innige Vermischung
zwischen den sauren und alkalischen Bestandteilen wird durch Zerstäubung der Sulfosäuren
bzw. Schwefelsäureester einerseits und des feingemahlenen trockenen Alkalicarbonates
andererseits erreicht, wobei man den Zerstäubungswolken eine solche Richtung gibt,
daß sie gut aufeinander einwirken können. Zur Durchführung der Zerstäubung kann
man eine oder zwei Zerstäubungsdüsen verwenden, die sich in einem ausreichend großen
Reaktionsraum, beispielsweise in einem Reaktionsturm, befinden. Wenn die Zerstäubungsdüsen
im oberen Teil eines Reaktionsturmes angebracht sind, sammelt sich das zerstäubte
Neutralisationsprodukt am Boden des Turmes und kann von dort mit Hilfe einer geeigneten
Transportvorrichtung, z. B. mit Hilfe von Kratzern, ausgetragen und gegebenenfalls
nach einer gewissen Lagerzeit, die man dazwischenschaltet, in Walzeneinrichtungen
homogenisiert und anschließend getrocknet werden.
-
Bei der praktischen Ausführung dieses Verfahrens kann durch Unregelmäßigkeiten
in der Dosierung
der sauren und/oder alkalischen Bestandteile ein
Neutralisationsprodukt entstehen, das eine noch schwach saure Reaktion aufweist.
Eine saure Reaktion des Endproduktes ist unerwünscht, weil sie zu feuchten Endprodukten
führt und die anschließende Pilierung der Endprodukte erschwert.
-
Es wurde gefunden, daß man diese Gefahr bei der Ausführung des Verfahrens
nach dem Hauptpatent vermeidet, wenn eimAlkalicarbonatüberschuß angewendet wird,
der die zur hTeutralisation erforderliche Alkalimenge um annähernd 5% überschreitet,
das Reaktionsprodukt nach einer zwischengeschalteten Homogenisierung mit Säure,
z. B. Schwefelsäure, insbesondere aber mit verdünnter Sulfosäure, auf den gewünschten
PH-Wert eingestellt und dann durch weitere Homogenisierung und Trocknung, gegebenenfalls
mit einer eingeschobenen Zwischenlagerung, fertiggestellt wird. Die auf diese Weise
hergestellten Produkte zeigen eine wesentlich bessere Konsistenz. und lassen sich
leicht aus dem Reaktionsraum austragen und weiterverarbeiten.
-
Den erfindungsgemäß zur,Anwendung kommenden Überschuß an festen Alkalicarbonaten
kann man auch mit Hilfe einer zusätzlichen Zerstäubungsdüse in den Reaktionsraum
einblasen, die in der Nähe des Bodens oder im unteren Teil - des - Reaktionsturmes
angeordnet ist. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, daß das zerstäubte Reaktionsprodukt
abschließend mit einer feinen Alkalicarbonatschicht überzogen wird und eine mehlige
trockene Oberfläche erhält. Hierbei kann man .die gesamte Alkalicarbonatmenge leicht
so einstellen, daß das Endprodukt keinen oder nur einen sehr geringen Alkaliüberschuß
enthält.
-
Die oberflächlich trockenen Reaktionsprodukte können in verschiedener
Weise aus dem Reaktionsturm ausgetragen werden. Sie können mit Hilfe von Kratzvorrichtungen
auf eine Walzvorrichtung oder Knetvorrichtung befördert werden. Der Boden des Reaktionsturmes
kann aber auch so ausgestaltet sein, daß die neutralisierten Produkte nach unten
abgezogen und unmittelbar über Walzen geführt werden können.
-
Nach dem Durchgang durch die ersten Walzenpaare kann das Neutralisationsprodukt,
das sich schon weitgehend verfestigt hat, durch Aufgabe von kleinen Schwefelsäuremengen
oder durch wasserhaltige Sulfosäuren auf den gewünschten pH-Wert eingestellt werden.
Die hierbei erforderlichen Säuremengen werden am besten in fein zerstäubter Form
auf die Reaktionsprodukte aufgebracht. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, wenn mit
einem geringen Alkaliüberschuß gearbeitet wird, damit beim anschließenden Trockenprozeß
keine Verfärbung der Sulfonate eintritt.
-
Nach der. durch Säurezugabe bewirkten Einstellung des gewünschten
pH-Wertes muß das Reaktionsprodukt nochmals homogenisiert werden. Hierzu kann man
weitere Walzenpaare, eine Schneckenvorrichtung oder ähnlich arbeitende Vorrichtungen
verwenden. Zuweilen ist es vorteilhaft, wenn in den Prozeß der Homogenisierung eine
Lagerzeit von 15 bis 6o Minuten eingeschaltet wird. Zu diesem Zweck schaltet man
zwischen zwei aufeinanderfolgende Walzenpaare ein langsam laufendes Transportband
ein, daß die zu bearbeitende Masse von einem Walzenpaar zum nächsten befördert.
-
Das mit Hilfe der genannten Vorrichtungen völlig durchreagierte Produkt
wird in Form von dünnen Faden- oder Bandnudeln durch geeignete Abstreifer von den
Walzenflächen abgenommen und durch heiße Gase oder infrarote Strahlen getrocknet.
Das getrocknete Produkt wird in geeigneter Weise, beispielsweise mit Hilfe einer
Stachelwalze, zerkleinert und durch Siebvorrichtungen vom Über- und Unterkorn befreit.
Das Unterkorn wird zweckmäßig dem aus dem Reaktionsturm ausgetragenen Produkt beigemischt,
weil es zu dessen Verfestigung beiträgt.
-
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich die Neutralisation
und Trocknung von Sulfosäitren und Schwefelsäureestern in kontinuierlicher Weise
mit einfachen Mitteln unter Verwendung von billigen Alkalicarbonaten an Stelle der
sonst üblichen Alkalihydroxyde durchführen. Im Gegensatz zu bisher bekannten Neutralisationsverfahren
kann man hierbei ohne wesentliche Wasserverdampfung zu völlig trockenen, nichthygroskopischen
Produkten gelangen.
-
Beispiel Es wurden stündlich 2o kg auf -40' vorgewärmte Sulfosäure,
die aus einem Monoalkylbenzol mit einer aliphatischen Seitenkette von 12 C-Atomen
durch Sulfonierung hergestellt war, in einem 4 m hohen, säurefest ausgekleideten
Reaktionsturm von 2 m Durchmesser mit Hilfe einer am Kopf dieses Turmes angebrachten
Düse zerstäubt. Für die Zerstäubung wurde ein Luftstrom verwendet, der stündlich
mit 6 kg gepulverter wasserfreier Soda (98 % Na 2 C 03) beladen wurde.
-
Die Sulfosäure enthielt 81,9% Monoalkylbenzolsulfosäure, 7,9'/o Schwefelsäure
und 1o % Wasser. Das zerstäubte Reaktionsprodukt sammelte sich am Boden des Turmes
und wurde mit Hilfe eines Walzenpaares fortlaufend entfernt. Es besaß einen Sodaüberschuß
von 4,30/0 Na, CO,. Nach dem Durchgang durch die Austragwalzen wurde es mit 3,5
kg verdünnter Schwefelsäure (2o % H2 S 04) versetzt, in anschließenden Walzenpaaren
homogenisiert, durch Abstreifer als dünne Bandnudel abgehoben und mit heißer Luft
getrocknet. Das trockene Produkt wurde mit Hilfe einer Stachelwalze gebrochen, durch
Siebvorrichtungen vom Über- und Unterkorn befreit. Neben 83 % Natriumsulfonat enthielt
das hergestellte Endprodukt i0/öNatriumcarbonat und i6%andere anorganische Salze,
hauptsächlich in Form von Natriumsulfat.