195948. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szulfanilsav előállítására
4 195948 5 hanem azonnal tovább alakul szulfanilsavvá. A két folyamat homogén közegben egyszerre játszódik le, ezért gyakorlatilag nincs mód arra, hogy anilin-diszulfonsav keletkezzék. Felismertük azt is, hogy ha a reakciót az anilin-felesleg alkalmazásán és a reagensek egyidejű alkalmazásán kívül kén-dioxid atmoszférában játszatjuk le, akkor a szulfanÜBav színes szennyeződéseinek keletkezése elkerülhető. Megállapítottuk, hogy a szulfanilsav színes szennyeződéseit főként az anilinból magas hőmérsékleten keletkező oxidációs termékek okozzák. Ez az oxidáció nemcsak a kénsav felesleg, hanem a levegő oxigénje hatására is végbemegy. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy ha a szulfonálÓBi reakció befejeződése után az anilin-felesleg vízgózdesztillációval teljesen eltávolítható a reakcióelegyből. A találmány tárgya eljárás szulfanilsav előállítására anilin és tömény kénsav magas hőmérsékleten, inert oldószerben, légkörinél nagyobb nyomáson végzett reakciójával és a reakcióban keletkező viz folyamatos kidesztillálása útján oly módon, hogy az oldószert 160-180 °C-ra melegítjük, majd az oldószerbe 1-6 bar nyomáson, kén-dioxid atmoszférában, 1,02 : 1 - 1,05 : 1 mólarányban egyidejűleg beadagoljuk az anilint és a tömény kónsavat, majd 200-250 °C-on végzett utóreagáltatás után az anilinfeleßleget és az oldószert vizgőzdeBztillációval eltávolítjuk a reakcióelegyból. A találmány szerint előnyösen úgy járunk el, ha a kénsavra vonatkoztatva az anilint 2-5 raól% feleslegben alkalmazzuk és gyorsabb ütemben adagoljuk be, mint a kénsavat. Célszerűen a kénsav 75-80%-ának a beadagolásáig az anilin teljes mennyiségét a reaktorba juttatjuk. Ez azt jelenti, hogy a reakció első szakaszában az anilin legalább 20%-os feleslegben van jelen. A reakciót 1-6 - előnyösen 2-3 bar nyomáson játszatjuk le. A nyomóst nitrogéngázzal állítjuk be. Nyomás alatt adagoljuk be a kón-dioxidot az oldószeres elegybe. A kén-dioxid bevezetését az egész reakció és utóreagáltatás alatt folyamatosan végezzük. A beadagolt kén-dioxid mennyisége a keletkezett szulfanilsav tömegére számítva 0,2-0,5%. A kén-dioxid egy része az oldószerben feloldódik, másik része az oldószer feletti gáztérben helyezkedik el és a reakcióvíz kidesztillólásakor folyamatosan távozik a rendszerből. A reakció Borán felhasznált kén-dioxid mennyiségétől függ a szulfanilsav színe. Kén-dioxid alkalmazása nélkül a Bzulfanilsav gyengén sárga színárnyalatú, nátriumsójának oldata sárga színű. A szulfanilsav tömegére számítva 0,2-0,3 tömeg% kén-dioxid felhasználása esetén a szulfanilsav alig színezett, nátrium-sójának oldata halvány sárga. 0,5% kén-dioxid alkalmazása esetén pedig a bzuI-fanil6av fehér színű, nátrium-sójának oldala alig színezett. A szulfanilsav fehérségének a kén-dioxid koncentrációjától való függését kísérletileg bizonyítottuk. Az eredményeket a mellékelt rajzon látható grafikonon ábrázoltuk. A függőleges tengelyre vettük fel a 20 tömeg%-os Bzulfanilsav-nátrium 410 nm-en mért extinkcióját, a vizszintes tengelyre pedig a keletkezett szulfanilsav tömegére vonatkoztatott kéndioxid mennyiségét %-ban. Az oldat annál színtelenebb, minél nagyobb a jelenlevő kén-dioxid koncentrációja. A reakcióelegyből az anilin szennyezést és az oldószert vízgózdesztillációval távolitjuk el. A visszamaradó vizes szuBzpenziót centrifugáljuk és szárítjuk. Az izolálást végezhetjük úgy is, hogy a szulfanilsavat lúggal kioldjuk és savval kicsapjuk, majd szűrjük és szárítjuk. A felhasznált kénsav lehet tömény 94-98 tömeg%-os kénsav vagy un. monohidrát (100 tömeg%-os kénsav) vagy higabb (pl. 80 tömeg%-os) kénsav. Szabad kén-trioxid tartalmú kénsav, vagyis óleum íb használható. A találmány szerinti eljárásban bármilyen inert oldószer használható. Előnyösen alkalmazhatók az alkil-csoporttal vagy halogénatommal szubsztituált aromás szénhidrogének, célszerűen toluol, xilol, etil-benzol, klór-benzol, diklór-benzol és triklór-benzol, vagy ezek elegye, de megfelelnek az alifás szénhidrogének is, mint a petróleum. A legelőnyösebb oldószernek az o-diklór-benzolt találtuk. A találmány szerinti eljárás szerint az előre felinelegitett és nyomós alá helyezett oldószerbe együtt adagoljuk be az anilint és a kénsavat. Az ismert eljárások szerint az oldószerben oldják az anilint és ehhez szobahöfokon kezdik adagolni a kénsavat, amikoris lejátszódik a szulfanilsavgyártás első lépése az anilin-szulfát keletkezése. Ez exoterm folyamat és így a hőmérséklet 120-150 °C-ra emelkedik. A második lépés - a vízkilépéssel kísért szulfanil képződés - endoterm folyamat, ami több órás melegítést igényel. A találmány szerinti eljárásban az exoterm és az endoterm folyamatot egyszerre játszatjuk le, mely által hőenergiát takarítunk meg. A találmány szerinti eljárás előnyeit a következőkben foglalhatjuk össze: 1. A reagensek adagolási sorrendjének megváltoztatásával elértük, hogy a kétlépéses szulfonálási reakció gyakorlatilag egy lépésben játszódjék le. Ez tette lehetővé a reakció homogén fázisban való lejátszódását és az előzőekben részletezett energiamegtakaritást. 2. A végtermék minősége mind a szulfanilsavtartalmat, mind a termék színét tekintve lényegesen jobb, mint az eddig ismert eljárásokkal előállított szulfanilsavé. 3. A találmány szerinti eljárással előállított szulfanilsav gyakorlatilag nem tartalmaz 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
