链烷磺酸酰氯和链烷磺酸的加压生产方法技术

一种同时生产链烷磺酰氯（ＡＳＣ）或链烷磺酸（ＡＳＡ）以及ＡＳＣ污染较少的氯化氢的方法，其中在高压和含水氯化氢的存在下通式为ＲＳＸ的化合物与氯反应，式中Ｘ为氢或－ＳＲ↑［１］，且Ｒ和Ｒ↑［１］是含１－２０个碳原子的烷基。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备链烷磺酰氯(ASC)和/或链烷磺酸(ASA)及其联产品的方法，这方法是在高压下，在含水氯化氢介质中使通式为RSX的化合物与氯反应，式中X为氢或-SR1，且R和R1是烷基，更具体地，本专利技术涉及在约-10至约115℃的温度和至少1.05绝对大气压至81.6绝对大气压(HCl的临界压力)的压力下，在含水氯化氢介质中使烷基硫醇或烷基二硫化物与氯反应，而回收链烷磺酰氯和/或链烷磺酸，并选择性地分离回收含很少量的链烷磺酰氯的盐酸产物的方法。在-10至约115℃的反应温度下，在含水氯化氢介质中使烷基硫醇或烷基二硫化物与氯反应而制备链烷磺酰氯(ASC)、链烷磺酸(ASA)和它们的混合物的方法是众所周知的。在该已知方法中，产生不能冷凝的氯化氢气体，且和水蒸汽与一些被带走的ASA和/或ASC一起上升通入塔顶的冷凝器，在那里从塔顶排出。带走的ASA以气溶胶形式存在，而带走的ASC是ASC蒸汽(主要成份)和ASC气溶胶(次要成份)的混合物。揭示这些方法的文献包括如美国专利3，626，004(1971年12月7日授权)。美国专利3，600，136(1971年8月17日授权)和英国专利1，350，328(1974年4月18日)。现有技术说明为加速在塔顶除去反应器中的气体产物，需要在常压或低于大气压下进行所述的方法。并指出残余的氯化氢和其他挥发性的杂质可以用真空或水蒸汽汽提从ASC和/或ASA产物中除去。由于从反应器中排出的氯化氢蒸汽的汽提作用，按照现有技术方法在塔顶同时产生的氯化氢蒸汽含有显著数量的ASC(几千ppm)。在最终使用盐酸联产品时，如用以浸钢，ASC在亚铁离子存在下分解，产生讨厌的气味。结果，为降低或消除形成这种气味的可能，必须进一步处理盐酸联产品，以减少ASC含量。本专利技术是一种连续制备链烷磺酰氯和链烷磺酸的方法，它包括在-10至115℃间的温度下和在1.05(约1.04巴)至81.6(80.54巴)的绝对大气压下，在含水氯化氢介质中使通式为RSX的化合物与氯反应，其中X为氢或-SR1，且R和R1是含1-20个碳原子的烷基。这里揭示的方法涉及通式为RSX的化合物的加压反应，其中X是氢或-SR1基，R和R1是含1至20个碳原子，优选是1至8个碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基、已基和辛基。用RSX表示的化合物是烷基硫醇和烷基二硫化物。RSX化合物在含水氯化氢介质中，较好是浓盐酸中与氯气反应。当反应在纯水或稀盐酸中引发时，由于RSX化合物和氯反应在水介质中放出气态氯化氢，水介质很快变成浓盐酸。某些现有技术要求进行制备时反应物的通入速率足以产生激烈的湍流，而其他的现有技术则使用静态或动态的混合装置。虽然本专利技术方法并不依赖于这些限定来获得改进，但也可以采用这些现有技术方法。较好是将至少达到化学计量的反应物加入反应器中，然而，稍过量的氯，如5%，也许更合乎要求。在优选实施例中，RSX化合物通入加压反应的速率在每平方英尺反应器活性区域的横截面0.005至12磅-摩尔/小时(lbmole/hr.ft2)，优选在0.5至约8.0lbmole/hr.-ft2之间。当这个反应在10至50℃，较好在10-35℃的温度范围内进行时，主要产生ASC产物和塔顶回收的氯化氢。在85-115℃，较好在95-110℃温度范围内时，这个反应主要产生ASA联产品和少量的ASC。当反应温度在50-85℃之间时得到特定的ASC和ASA混合物。如前所述，生产ASC，ASA或它们的混合物的已知方法同时也产生氯化氢(HCl)气体，它被水或水蒸汽吸收产生盐酸。该联产品作为塔顶蒸汽被回收，且含有很多由逸出的HCl气体从反应器中汽提的ASC。上述的方法在加压下操作时得到了令人意外的改进，其中设备改造成可让反应在加压条件下进行。方法进行的压力在1.05绝对大气压(约1.06巴)至81.6绝对大气压(约82.7巴，HCl的临界压力)之间，反应压力较好在约1.6绝对大气压至约10绝对大气压之间，更好在1.1至5绝对大气压之间。本专利技术方法在气一液接触和反应气体的增溶方面产生了令人意外的改进，提高了反应器中原材料的利用率。对减少反应器产生的气体中可冷凝液体的量本专利技术同样取得了令人意外的效果(一般认为随着压力的增加，可冷凝物的量也会增加)。这样就使反应器可使用更小更低廉的辅助设备，如冷凝器和泵。在高于大气压(甚至仅仅适度增加压力)下工作，本专利技术方法明显减少了ASC对HCl联产品的污染，即加压操作降低了从反应器排出的HCl气体的汽提作用。加压操作通过增加沸腾区(反应器中RSX与氯反应产生湍流的区域)内的液体部分，增加有效停留时间，或反之，增加给定停留时间内可允许的物料通过量，也提高了反应器的容积效率。加压操作也通过促进蒸汽与液体的分相，减少了液体被气体联产品带走的可能性。这样又在流体动力效应(如起泡.夹带)限制反应器容积之前，增加了反应器物料通过量的实际上限。一旦形成液体粗产物(ASC.ASA或它们的混合物)最好在反应温度或高于该温度的条件下将其减压至常压或低于大气压力，以脱去由于加压操作而进入溶液的多余的氯化氢。按现有技术进一步处理减压后的粗液体反应产物，以除去残余杂质。由减压步骤而释放的HCl气体在塔顶被除去，并可以用常规装置进一步加以处理，以回收或/和进一步提纯HCl。反应器顶部放出的蒸汽和气体通至冷凝器。离开冷凝器的冷凝液体返回到反应器中。HCl和其他不能冷凝的气体(如惰性气体、过量的氯、或其他气体反应产物)，如有，通过位于冷凝器后的排气管的用于维持体系操作压力的压力调节装置排出体系。不能冷凝的气体可用常规方法进一步加以处理，以回收，分离和/或进一步提纯。在本专利技术的优选实施例中，分馏柱以下方式装在反应器与冷凝器之间。反应器顶部的蒸汽和气体被送到(加压)精馏柱(如填充分馏柱或板式的分馏柱)的底部蒸汽入口。在精馏柱中，蒸汽与从冷凝器中返回的冷却的冷凝液体接触，进行了分离(经蒸馏作用)减少了蒸汽流中挥发性差的物质(如ASC)的残余浓度。纯化的蒸汽流从精馏柱的顶部排出并通至冷凝器。离开冷凝器的冷凝液体以回流形式回到精馏柱的顶部入口。离开精馏柱底部的冷凝液体再循环至反应器。HCl和其他不能冷凝的气体(如惰性气体、过量的氯、或其他气体反应产物)，如有，通过位于冷凝器后排气管上的用于维持体系操作压力的压力调节装置排出体系。不能冷凝的气体可用常规方法进一步加以处理，以回收，分离和/或进一步提纯。如下所述的装置用于下列实施例1-4该装置包括4”内径的垂直管式反应器，反应器由多段用玻璃、衬玻璃的钢、衬氟聚合物的钢制成的凸缘管组件(双端凸缘管、T形管和四通管)构成，总长14英尺。反应器通过距反应器底部约12英尺高的溢流管和在反应器底部上方约2英尺的循环管与相邻的垂直(侧臂)热交换器连接。反应器装配成适合连续操作。制备甲磺酸时(甲磺酰氯也可用相似方式制备)，体系中装入含约70%(体积)甲磺酸(MSA)，26%水和4%氯化氢(HCl)的混合物。反应器装至溢流导管下约1英尺处。氯气(纯度99.5%)在自动流量控制下从离反应器底部约31/2英尺高的供料口喷入反应器(以横贯反应器横截面钻孔氟聚合物供料管作为喷射器)。气化的甲硫醇(99%)在自动流量控制下从离反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续制备链烷磺酰氯和链烷磺酸的方法，其特征在于它包括在－１０至１１５℃之间的温度和１. ０５至８１. ６的绝对大气压下，在含水氯化氢介质中使通式为ＲＳＸ的化合物与氯气反应，式中Ｘ为氢或－ＳＲ↑［１］，且Ｒ和Ｒ↑［１］是含１－２０个碳原子的烷基，以及回收链烷磺酰氯，链烷磺酸或它们的混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SG舍恩，GA惠顿，TH奥弗高，
申请(专利权)人：北美埃尔夫爱托化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]