Способ получения алкилсульфатов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛСУЛЬФАТОВ сульфатированием фракции CtoВ первичных жирных спиртов -18 присутствии фосфорной кислоты при нагревании с последующей нейтралиэацией сульфомассы 10-20%-ным раствором гидроокиси натрия при 20-45 с, отличающийся тем, что,с целью интенсификации процесса и повышения выхода целевого продукта, спирты предварительно обрабатывают смесью фосфорной кислоты и карбамида , взятых в мольном соотнсяиении 1:0,5-0,8 при 50-80с, и сульфонирование проводят 20-30%-нымолеумом при мольном соотношении спирта и серного ангидрида 1:2-2,5 и темпе ратуре 55-60°С. СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) П1) ф4 « ff; 3Ц 1 ,«2 (:,: м,,1 вВ. "

< Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I

М )ь1(ндал." А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3429859/23-04 (22) 28.04 ° 82 (46) 23.04 ° 84. Бюл. Р 15 (72) A.С.Вяткина, Г.N.Гаевой, В.Н.Сорокин, JI A.Костикова, A.Ä.×åðíèêoâ и Б.A.Ìàëüêîâ (71) Волгодонской филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института поверхностно-активных веществ (53) 547.269.3.07(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 794002, кл. С 07 С 139/10, 09.10.78.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 304252, кл. С 07 С 141/02, 18.12.69 (прототип).

ЗШ С 07 С 139/10: С 07 С 141/02//

I /C 1 1 0 3/34 (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛСУЛЬФАТОВ сульфатированием фракции первичных жирных спиртов С о - С48 в присутствии фосфорной кислоты при нагревании с последующей нейтрализацией сульфомассы 10-20%-ным раствором гидроокиси натрия при 20-45 С, О отличающийся тем, что,с целью интенсификации процесса и повышения выхода целевого продукта, спирты предварительно обрабатывают смесью фосфорной кислоты и карбамнда, взятых в мольном соотношении

1:0,5-0,8 при 50-80 С, и сульфонирование проводят 20-30%-ным олеумом при мольном соотношении спирта и серного ангидрида 1:2-2,5 и темпе- ратуре 55-60 С. о

Ю g

1087516

Изобретение относится к способам получения алкилсульфатов на основе высших жирных спиртов фракции

С о -C s которые обладают поверхностно-активными свойствами, находят применение в производстве моющих средств.

Известен способ получения алкилсульфатов, заключающийся в том, что первичные жирные спирты фракции

C д -C<8 подвергают сульфатированию 10 смесью 90-100Ъ-ной серной кислоты с фосфорным ангидридом при мольном соотношении спирт: кислота: фосфорный ангидрид, равном 1:1:0,33-1, при

20-40 С с последующей нейтрализацией сульфомассы щелочью. Глубина сульфатирования составляет 99Ъ (1) .

К недостаткам известного способа относится то, что сульфатирующий агент — комплекс серной кислоты с фосфорным ангидридом — необходимо готовить специально, который устойчив лишь в течение суток, а также использование довольно дорогого,. деФицитного и агрессивного фосфорного ангидрида, работа с которым требует соблюдения особых правил техники безопасности.

Наиболее близким к предлагаемому ,является способ получения алкилсульфатов, заключающийся в том, -что Фракцию первичных жирных спиртов

Сyo Сщ подвергают сульфатированию комплексом фосфорной кислоты с серным о ангидридом при 20-40 С в течение

2 ч, выдерживают при перемешивании еще 1 ч и нейтрализуют водным раствором едкого натра (10-20Ъ-ный раствор) до рН 7-8 (при 20-45 С) с последующим перемешиванием реакционной смеси в течение 1 ч. Глубина суль- 40 фатирования 97,4Ъ, содержание сульфата натрия и ортофосфата 16 8Ú, содержание несульфированных 0,65Ъ, длительность процесса 4 ч $2) .

К недостаткам известного способа относятся относительная длительность процесса, невысокое качество целевого продукта — высокое содержание неорганических солей и темный цвет продукта.

Целью изобретения является интенсификация процесса и повышение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается способом получения алкилсульфатов, заключающимся в том, что фракцию первичных жирных спиртов Си-С(8 обрабатывают смесью фосфорной кислоты и карбамида, взятых в мольном соотношении l:0,5-0,8, при 50-80 С с по- 60 следующим сульфатированием реакционной смеси 20-ЗОЪ-ным олеумом при мольном соотношении спирта и серного ангидрида 1:2-2,5, температуре 5560 С и нейтрализацией сульфомассы

10-20Ъ-ным раствором гидроокиси натрия при 20-45 С.

Продолжительность процесса 2 ч, глубина сульфатирования 95-98Ъ, выход целевого продукта 60,1-63Ъ, содержание минеральных солей 12,913,5Ъ, цвет пасты белый.

П р и м е.р 1. В реактор с водяной рубашкой и мешалкой загружают

100 r жирных спиртов (0,434 г/моль) прибавляют 16,6 г пирофосфорной кислоты и 7 г карбамида и перемешивают в течение часа при 80 С. Мольное о соотношение фосфорная кислота: карбамид составляет 1:0,7. Затем при 55 С в реакционную массу добаво ляют 86 r 20Ъ-ного олеума (69 г в пересчете на50 ) в течение 40 мин, Мольное соотношение спирт:серный ангидрид составляет 1:2. Получают

206 г сульфомассы, которую нейтрализуют 411 г 18Ъ вЂ” ной Na ОН . Полученная паста содержит 28Ъ активной части и 13,4Ъ минеральных солей, глубина сульфатирования 95Ъ, цвет пасты белый, выход целевого продукта

128,04 г (62,5Ъ).

Пример 2. Б условиях примера 2 загружают в реактор 100 r (0,434 г/моль) жирных спиртов, прибавляют 16 6 г 85Ъ вЂ н фосфорной кислоты и 7 г карбамица.Мольное соотношение фосфорная кислота:карбамид составляет 1:0,8. Затем в реакционную массу прибавляют 100 г .28Ъ-ного олеума (87 г в пересчете на 50 ) и продолжают сульфатиров ание как и в примере 2. Мольное соотношение спирт:серный.ангидрид составляет

1:2,5. Получают 221 г сульфомассы, которую нейтрализуют 581 г 15Ъ-ной

NaOH. Полученная паста содержит

ЗОЪ активной части, 13,5Ъ минеральных солей, глубина сульфатирования

97Ъ, цвет пасты белый, выход

130,9 г (60,1Ъ) .

Пример 3. В условиях примера

2 к 100 г (0 434 г/моль) жирных спиртов прибавляют 18,50 г пирофосфорной кислоты, 9 г карбамида и перемешивают в течение часа при

80 С. Мольное соотношение фосфорная кислота:карбамид составляет 1:0,8.

Затем при 55 С в реакционную массу добавляют 86 г 28Ъ-ного олеума (69 г в пересчете наБ ) в течение

40 мин. Мольное соотношение cilHpT °

:серный ангидрид 1:2, Получают 210 г сульфомассы, которую нейтрализуют

552 г 15Ъ-ной НаОН. Полученная паста содержит ЗОЪ активной части, 13,20Ъ минеральных солей, глубина сульфатирования 98Ъ, цвет пасты белый, выход 132,70 г (63Ъ).

Пример 4. В условиях примера

3 к 100 r (0,434 г/моль) жирных спиртов прибавляют 16,6 r 85Ъ-ной

1087516

Цветность по йодной шкале

Содержание

Глубина сульфирова ния

Мольное отношение фосная кислота:карбамид

Сумма

ПАВ, Ъ

Температу-. ра реакции Ñ

Пример

Мольное отношение спирт серан гидрид

Состав реакционной смеси

BpeMR неорганичесреакции, ч

1 стадия ких со лей,Ъ стадия

° г

Спирт 100

85Ъ-ная

Н РО4 16,6

Карбамид 8,3 1:2 1-0,5 2 30 60 84

23 10, 20 0,8

28Ъ-ный фосфорной кислоты (14 r в перасчете на 100Ъ), 5 г карбамида и этерифицируют, как и в примере 3. Мольное соотношение фосфорная кислота:кар бамйц. составляет 1:0,5, далее ведут сульф<тирование как и в примере 3, добавляя 103 r ЗОЪ-ного олеума (88 r в пересчете на% ) . Мольное соотношение спирт: серный ангидрид составляет 1:2,4. Получают 220 r сульфомассы, которую нейтрализуют

584 г 15Ъ-ной К аОН. Полученная паста содержит 28Ъ активной части, 12,90Ъ минеральных солей, глубина сульфатирования 96Ъ, цвет пасты белый, выход 130,4 г (60,1Ъ) . 15 для осуществления процесса на первой стадии соотношение фосфорная кислота:карбамид должно быть

1:0,5-0,8. При меньшем соотношении (1:0,4) снижаются активность фосфор- 20 ной кислоты в реакции этерификации. и соответственно глубина сульфатирования. Увеличение количества карбамида (1:1) ведет к разбавлению реакционной массы, не увеличивая 25 глубины сульфатиронания. Содержание свободного бО в олеуме (выше ЗОЪ ) ведет к осмолению продукта в процессе сульфиронания и ухудшению цветности, а ниже 20Ъ нецелесообразно с экономч-gp ческой точки зрения.

Сотношение спирт:серный ангидрид (1:2-2,5) определяется механизмом реакций и отражает количество серного ангидрида, необходимого для связынания имеющейся в фосфорной

35 кислоте воды и осуществления реакции переэтерификации. При меньшем соотношении реагентов (1:1,5) уменьшается глубина сульфатирования ,и целевой продукт содержит больше фосфорнокислых солей. Использование большего соотношения спирт: серный ангидрид экономически нецелесообразно.

Использование на первой стадии процесса смеси фосфорной кислоты и карбамида, увеличивает активность фосфорной кислоты за счет образования промежуточных дикарбамидных солей фосфорной кислоты или поликомплексон. Обработка спиртов перед сульфатированием ведет к их частичной этерификации соединениями фосфорной кислоты и карбамида. При сульфатировании наблюдается,переэтерификация этих соединений, а следовательно увеличивается содержание ПАВ в готовом продукте до 28-30% и происходит ускорение процесса. Ускоряет процесс и температура 55-60 С, при которой протекает сульфатирование.

Проводить сульфатирование при такой температуре позволяет использование в качестве сульфатирующего агента олеума. Сульфатиронание олеумом в присутствии дикарбамидных солей фосфорной кислоты способствует тому, что не образуются продукты осмоления, а это дает возможность получить готовый продукт белого цвета, Увеличение или уменьшение температуры на первой стадии процесса влияет на выход готового продукта. Температура ниже 50 С недостаточна для частичной этерификации, так как фосфорная кислота при такой температуре слабо вступает н реакцию со спиртами. При температуре выше 80 С происходит гидролиз продуктов частичной этерифи1<ации.

Б таблице иллюстрируется проведение процесса при несоблюдении некоторых обязательных услоний получения алкилсульфатов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить продолжительнссть процесса до 2 ч с 4 ч и, повысить качество целевого продукта, снизить содержание неорганических солей и улучшить цвет продукта, т.е. улучшить его потребительские свойства.

1087516

Продолжение таблицы

Ф Э ЮФ ЬЮ МОЮ

Вэба в,а

Прк- Состаэ реакbOOP ЦЛОЯЯОй сМЕ

Ф ° технический олеум 88

Н Р04 16,5

Карбамид 8,3

1-0,5 2 95 55

1:2

20,4 11,80 3

Спирт 100

85%-ная

Н Ð04 16,6

28%-ный техничес1: . кий олеум 88

3 75 55

22,3 15,80 7

18Ъ-ной

МаОН 460

Составитель Т. Власова

Редактор Н. Рогулич Техред А. Кикемезей Корректор М.Демчик

Заказ 2580/22 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР п< делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

18%-ной

gaOH 457

Спирт 100

854-ная

28%-ный технический олеум 88

18%-ной

ИаОН 457

НОЛВЯОЕ

ОтяО кзея яе

CIINPT серая гид ряд

Тенер& ту% ра реакцяя С ю а <Ь404ВЮ

1 2 ста- стадяя дяя

Ссщеряаяяе яеорга« яяческяк со. лей, Ф эетность по йодной шкале