降低包含甲磺酸和SO3的反应混合物中的SO3浓度的方法技术

本发明专利技术涉及一种降低包含甲磺酸和SO3的混合物中的SO3浓度的方法，所述方法包括：i.提供包含甲磺酸和SO3的混合物，ii.确定通过在添加剂和SO3之间形成反应产物来降低混合物中的SO3浓度所需的添加剂的量，iii.将所述预定量的添加剂引入到混合物中；iv.任选地重复步骤ii.和iii.，其中通过测量反应混合物的电导率和/或密度来确定降低混合物中的SO3浓度所需的添加剂的量。的添加剂的量。的添加剂的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】降低包含甲磺酸和SO3的反应混合物中的SO3浓度的方法
[0001]本专利技术涉及一种降低包含甲磺酸CH3‑
SO3H和SO3的反应混合物中的SO3浓度的方法。所述方法包括通过测量混合物的密度和/或电导率来确定降低SO3浓度所需的添加剂的量的步骤。
[0002]链烷磺酸是有机酸，其可以达到与无机酸如硫酸类似的酸强度。然而，与通常的无机酸如硫酸和硝酸相反，磺酸是非氧化的并且不释放对健康有害的蒸气(如可以在盐酸和硝酸中观察到的那样)。此外，许多磺酸如甲磺酸是可生物降解的。磺酸的应用很多，例如在清洁剂、表面活性剂中、作为催化剂，以及在有机合成、药物化学中，例如作为保护基。磺酸盐例如用作表面活性剂，例如十二烷基磺酸钠，或用于电镀工业，尤其是作为锡、锌、银、铅和铟以及其他金属的烷基磺酸盐。烷基磺酸盐的非常高的溶解度尤其起到重要的作用。此外，在电解中不形成有害气体，并且避免使用有毒化合物，例如在许多情况下常见的氰化物。
[0003]链烷磺酸的结构上最简单的代表是甲磺酸。在现有技术，例如US 2,493,038、US 2005/0070614、WO 2007/136425A2、EP 3071549A1中描述了不同的合成方法。在现有技术中，甲烷和SO3彼此反应。所得反应混合物包含甲磺酸以及作为未反应离析物的SO3。该SO3应该在蒸馏之前除去，否则可能产生副产物(Robinson和Silberberg：“The reaction of methanesulfonic acid with sulphur trioxide”，Canadian Journal of Chemistry，第44卷(1966)，第1437页及随后各页)。相应的除去例如公开在WO 2018/208701A1或欧洲专利申请19176382.0中。然而，即使存在要除去过量SO3的教导，也没有教导如何确定除去或至少显著降低SO3浓度所需的添加剂的量。因此，需要一种能够以快速和容易的方式降低液体混合物中的SO3浓度的方法。
[0004]令人惊讶地发现，包含甲磺酸以及SO3的混合物的电导率和/或密度使得能够确定显著降低所述混合物中的SO3浓度所需的添加剂的量。因此，本专利技术的问题通过一种降低包含甲磺酸和SO3的混合物中的SO3浓度的方法解决，所述方法包括：
[0005]i.提供包含甲磺酸和SO3的混合物，
[0006]ii.确定通过在添加剂和SO3之间形成反应产物来降低混合物中的SO3浓度所需的添加剂的量，
[0007]iii.将所述预定量的添加剂引入到混合物中；
[0008]iv.任选地重复步骤ii.和iii.，
[0009]其中通过测量反应混合物的电导率和/或密度来确定降低混合物中的SO3浓度所需的添加剂的量，并且其中添加剂优选包含水。
[0010]步骤i.中提供的混合物可以是由现有技术中描述的由甲烷和SO3制备甲磺酸的方法得到的反应混合物。优选地，其是EP 3071549A1和/或欧洲专利申请19176382.0中公开的方法。在这些情况下，所述混合物是包含甲磺酸、作为未反应离析物的甲烷和SO3、硫酸以及最终存在的副产物的反应混合物。在优选实施方案中，步骤i.的提供包括：
[0011]在第一步骤中，使甲磺酸和过氧化氢彼此反应以形成下式(I)的化合物：
[0012]ALK
‑
SO2‑
O
‑
O
‑
X
ꢀꢀꢀ
(I)
[0013]其中ALK为甲基并且X＝氢。然后，将该式(I)化合物与三氧化硫和甲烷一起提供到反应器中。由于加入甲烷，设定1
‑
200巴的压力。反应混合物处于高压反应器内，温度控制为0
‑
100℃。由于各组分彼此之间的反应，可监测压力的下降。该反应混合物包含反应产物，即链烷磺酸，以及未反应的离析物，即烃和三氧化硫。
[0014]在本专利技术的含义内，SO3可以以纯SO3或发烟硫酸的形式提供。
[0015]添加剂是能够与SO3反应形成优选具有不同于甲磺酸沸点的沸点的化合物。优选地，添加剂包含水，以便形成硫酸。添加剂是能够与SO3反应形成优选具有不同于磺酸沸点的沸点的化合物的化合物。优选地，添加剂包含水，以便形成硫酸。如果需要，硫酸或SO3和添加剂的任何其他反应产物可在随后的步骤中与硫酸分离。这可通过蒸馏、精馏或现有技术已知的任何其他方法进行。
[0016]添加剂优选包含水，但添加剂可进一步包含过氧化氢、硫酸、甲磺酸、ALK
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SO2‑
O
‑
O
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X和/或ALK
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SO2‑
O
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O
‑
SO2‑
O
‑
X，其中ALK为甲烷且X为氢，或它们中的两种或更多种的混合物。通常，添加剂总是包含水。因此，如果将例如甲磺酸作为添加剂加入，则添加剂包含水和相应的甲磺酸。添加剂中的水浓度优选为至少2重量％或更高或5重量％或更高，或者为10重量％或更高，尤其是至少20重量％或更高，更优选至少25重量％或更高，尤其优选至少30重量％或更高，总是基于添加剂的总重量。水的浓度越高，降低混合物中的SO3浓度所需的添加剂的量就越低。
[0017]也可存在如下情况，即在第一步骤中添加纯水，然后添加具有低浓度水的添加剂，以更好地控制添加到混合物中的水的最终浓度。可以重复本专利技术方法的步骤iii.和iv.。在第一步骤中加入第一添加剂也处于本专利技术的范围内，其中当重复步骤ii时加入另一种添加剂。
[0018]当然，不是仅仅加入一种添加剂，而是加入不同添加剂的混合物也处于本专利技术的范围内。如果与H2O2一起加入例如ALK
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SO2‑
O
‑
O
‑
SO2‑
OX和/或ALK
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SO2‑
O
‑
O
‑
X，SO3和甲烷之间的反应可以再次活化，从而可以获得更高的产率。可以加入硫酸或水来破坏焦硫酸。水不太优选作为添加剂，因为SO3或焦硫酸与水之间的反应是高度放热的。如果反应容器内的温度变得太高，则可能产生副产物。因此，通过使用包含水的添加剂，不仅可以控制反应混合物的组成，导致更好的蒸馏性能，而且可以更好地控制温度，导致更少的副产物。因此，添加剂的水浓度优选为90重量％或更低，尤其是80重量％或更低，更优选为75重量％或更低，尤其优选为70重量％或更低。
[0019]在优选实施方案中，本专利技术方法的另一优点是使用特定的添加剂。当加入包含水和过氧化氢、硫酸、链烷磺酸、ALK
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SO2‑
O
‑
O
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X或ALK
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SO2‑
O
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O
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SO2‑
O
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X的优选添加剂时，可以调整混合物的精确组成。因此，可以控制混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.降低包含甲磺酸和SO3的混合物中的SO3浓度的方法，所述方法包括：i.提供包含甲磺酸和SO3的混合物，ii.确定通过在添加剂和SO3之间形成反应产物来降低混合物中的SO3浓度所需的添加剂的量，iii.将所述预定量的添加剂引入到混合物中；iv.任选地重复步骤ii.和iii.，其中通过测量反应混合物的电导率和/或密度来确定降低混合物中的SO3浓度所需的添加剂的量，并且其中添加剂包含水。2.根据权利要求1所述的方法，其中测量电导率和密度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中进一步地，在步骤a)中测定反应混合物的声速。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中SO3浓度降低90％或更多，尤其是95％或更多，优选98％或更多，尤其优选至少99％。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的方法，其中在步骤ii)中，额外测定拉曼和/或IR和/或UV
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Vis光谱和/或粘度和/或重量测量和/或折射率和/或滴定和/或热导率。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的方法，其中混合物进一步包含甲烷和/或硫酸。7.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：