Способ получения поверхностно-активных веществ для моющих средств

 

Изобретение относится к аминосульфокислотам, в частности к получению поверхностно-активных веществ для моющих средств, которые могут найти применение в качестве активной основы моющих средств. Цель - повышение качества целевых продуктов и снижение расхода исходного сырья. Получение ведут сульфатированием хлорсульфоновой кислотой моноэтаноламидов жирных кислот с C<SB POS="POST">7</SB>-C<SB POS="POST">16</SB>, или оксиэтилированных спиртов с C<SB POS="POST">10</SB>-C<SB POS="POST">14</SB> и 3-7 группами оксида этилена, или высших спиртов с C<SB POS="POST">7</SB>-C<SB POS="POST">18</SB>, или смеси моноэтаноламидов жирных кислот с оксиэтилированным спиртом, или смеси моноэтаноламидов жирных кислот с высшим спиртом при молярном соотношении (1,0-1,2):1,0 при нагревании с постепенным охлаждением с последующей нейтрализацией реакционной массы раствором щелочи до PH 7,5-9 при 20-60°С. Хлорсульфоновую кислоту охлаждают до (-5)-(-60)°С, смешивают с органическим продуктом и продуктами реакции при кратности циркуляции последних предпочтительно 1-10 и продолжают сульфатирование в реакторе с восходящим потоком при 35-45°С с понижением к концу реакто

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„15447

А1 (51) 5 С 07 С 309/03, С 11 If 3/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4399631/23-04 (22) 02.02.88 (46) 90. Бюл. !! 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт поверхностФ но-активньlx веществ Научно-производственного объединения "СинтезПАВ" и

Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина (72) Д.И. .Земенков, M.À.Подустон, В.А.Маливс>вский, А.A.Пащенко, B.Ã.Ïðàâäèè, И.И.Божко, Ю.Д.Панаев, И.Ф.Сухомлинов и А.Н.Зайнуллин (53) 547.5441.07(088.8) (56) Авторское свидетельстно СССР

II- 12!4657, кл. С 07 С 143/155, 1986. (54) СПОСОI ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВН1>1Х ВЕЩЕСТВ ДЛЯ МОЮЩИХ СРЕДСТВ (57) Изобретение относится к аминосульфокислотам, в частности к получению поверхностно-активных веществ для моющих средств, которые могут найти применение в качестве актинной основы моющих средств. Цель — повышение качества целевых продуктов и

Изобретение относится к способу получения поверхностно-активных веществ (IIAI>), которые могут найти применение в качестве активной основы моющих с р ел с тв .

Пельк> изобретения является повышение ка«с ства целевых продуктов и снижение расхода исходного сырья. указанная цепь / остигается, в отли гие с>т ff >вс стногп способа получения

ПАВ, суп>.ili» шсрованнем хлорсульфоновой

2 снижение расхода исходного сырья. Получение ведут сульфатированием хлорсульфоновой кислотой моноэтаноламидов жирных кислот с С,-С, > или оксиэтилированных спиртов с С„ -С, и 3-7 группами оксида этилена, или высших спиртов с С>-С,, или смеси моноэтаноламидов жирных кислот с оксиэтилированным спиртом, или смеси моноэтаноламидов жирных кислот с высшим спиртом при молярном соотношении (!,0-1,2):1,0 при нагревании с постепенным охлаждением с последующей нейтрализацией реакционной массы ра-. створом щелочи до рН 7,5-9 при 2060 С. Хлорсульфоновую кислоту охлаждают до (-5)-(-60) С, смешивают с органическим продуктом и продуктами реакции при кратности циркуляции последних предпочтительно 1 — 10 и продолжают сульфатирование в реакторе с о восходящим потоком при 35-45 С с поо нижением к концу реактора до 25-35 С.

Цнетность продукта улучшилась в 1,56,0 раза, а расход исходного сырья уменьшился на 1,5-5,57. 1 табл. кислотой моноэтаноламидов жирных кислот с 7-16 атомами углерода или оксиэтилированных спиртов с 10-14 атомами углерода и 3-7 группами оксида этилена, или высших спиртов с 7 — 18 атомами углерода, или смеси моноэтаноламидов жирных кислот с оксиэтилированным спиртом, илн смеси моноэтаноламидов жирных кислот с высшим спиртом при молярном соотношении (1,0-1,2):

1,0 при нагревании с постепенным

1544769 охлаждением с последующей нейтрализацией реакционной массы раствором щелочи до рН 7,5-9 при 20-60 С. Хлорсульфоновую кислоту охлаждают до (-5)— о

5 — (-60) С, смешивают с органическим продуктом и продуктами реакции при кратности циркуляции последних 1 — 10 и продолжают сульфатирование в реакторе с восходящим потоком при 35-45 С lp с понижением температуры к концу реактора до 25-35 С.

Пример l. 2 кг/ч моноэтаноламида СЖК фракции С -С со средней мол.м.201 г/моль с температурой 60 С непрерывно пропускают через холодиль ник, в котором продукт охлаждается до 40 С. Охлажденный продукт подают в смеситель. Туда же подают l 23 кг/ч хлорсульфоновой кислоты, охлажденной 2р до -60 С, и продукты реакции при кратности циркуляции 1. Полученная реакционная смесь при 35 С направляется в реактор с восходящим потоком, оснащенный пятью параллельно соеди- 25 пенными реакционными трубами диаметром 5 .мм и длиной 200 мм, охлаждающей рубашкой, подводящим штуцером в нижней части реактора и отводящими трубами в верхней его части. Температура реакционной массы на выходе из реактора 25 С. После дегаэирования в сепараторе часть реакционной ма сы нейтрализуют прибавлением к ней 3,2 кг/ч (12 мас,7) водного раствора гидроксида натрия при 20-60 С, Получают 6,0 кг/ч нейо, - 35 тралиэованной реакционной массы. Выход целевого продукта 2,93 кг/ч (97,57), цветность продукта 2 ед. по иодной шкале. Готовят стандартную ре40 цептуру моющего средства.

Моющее действие средства составляет 1087., цветность раствора моющего средства 1,0 ед., расход исходного сырья по отношению к известному составляет 94,57.

Пример 2. 2 кг/ч оксиэтилированного спирта фракции С -C!> с группами оксида этилена со средней мол.мас. 496 г/моль с температурой

80 С непрерывно поступает через холодильник, в котором продукт охлаждастся до 42 С. Охлажденный продукт подают в смеситель. Тужа же подают

0,47 кг/ч хлорсульфоновой кислоты, о 55 охлажденной до -40 С, и продукты реакции при кратности циркуляции 3.

Полученная реакционная смесь с температурой 38 С направляется в реактор с восходящим потоком примера 1. Температура реакционной массы на выходе из реактора 28 С. Часть реакционной массы после дегазирования нейтрализуют в условиях примера 1, добавляя

1,3 кг/ч водного раствора гидроксида натрия.

Получают 3,6 кг/ч нейтрализованной реакционной массы, выход целевого продукта 2,35 кг/ч (997), цветность продукта 1 ед. по иодной шкале. Моющее действие 1167, цветпость раствора моющего средства 0,5 ед., расход исходного сырья по отношению к известному 98,57.

Пример 3. 2 кг/ч высшего спирта фракции С -С, со средней мол.м.

198 г/моль с температурой 100 С непрерывно пропускают через холодильник, в котором продукт охлаждается до 52 С.

Охлажденный продукт подают в смеситель. Туда же подают 1,25 кг/ч хлорсульфоновой кислоты, охлажденной до

Ю вЂ” 15 С, и продукты реакции при кратности циркуляции 5. Полученная реакционная смесь с температурой 44 С направляется в реактор с восходящим потоком примера 1. Температура реакци онной смеси на выходе иЯ реактора о

34 С. Часть реакционной массы после дегазирования нейтрализуют в условиях примера 1, добавляя 5,1 кг/ч (8 мас.7) водного раствора гидроксида натрия.

Получают 7,9 кг/ч нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 3,1 кг/ч (99,57), цветность

0,5 ед.по иодной шкале. Моющее действие 1167, цветность раствора моющего средства 0,3 ед., расход исходного сырья по отношению к известному

97,57.

Пример 4. 2 кг/ч моноэтаноламида СЖК фракции С „ -С, со средней мол.м. 264 г/моль и оксиэтилированного спирта фракции С -С с тремя группами оксида этилена со средней мол.м. 330 г/моль в массовом соотношении, равном 0,9:9,0, с температурой 120 С непрерывно пропускают через холодильник, в котором продукт охлаждается до 46 С. Охлажденный продукт подают в смеситель. Туда же подают 0,74 кг/ч хлорсульфоновой кислоты, охлажденной до — 10 С, и продукты реакции при кратности циркуляции 8.

Полученная реакционная смесь с темо пературой 40 С направляется в реак5 !544769 6 тор восходящим потоком примера 1. — током и име а 1 мп а а а мпература реакционной массы на вы- онной ма с на выходе из реактора и

С онной массы после дегазирования нейт- дегаэирования нейтрализуют в условиях ралиэуют в условиях примера 1, добав- примера 1, добавляя 3,7 кг/ч водного ляя 2,4 кг/ч (10 мас,7) водного раст- раствора гидроксида натрия. вора гидроксида натрия. Получают 6,6 кг/ч нейтрализованной олучают t,9 кг/ч нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 3,07 кг/ч (987), цветность

Выход целевого продукта 2,6 кг/ч продукта 1 ед. по йодной шкале. Мою (997) ветность 1 .), ц ед. по иодной шка- щие действие !187,, цветность моющего ле. Моющее действие 117.. цветность средства 0,5 ед., расход исходного раствора моющего средства 0,5 ед., сырья по отношению к известному 967. расход исходного сырья по отношению !5 11 р и м е р 7. 2 кг/ч моноэтанолк известному 987.

Пример 5, 2 кг/ч моноэтанол- мол.м. 264 г/моль и высшего спирта ами а C)KK ф д Ж фракции С „ -С<, со средней фракции С,-С «со средней м л. м. мол.м. 264 r/

/моль и высшего спирта 1 i4 г/м ль в массоном соотношении

/ фракции С, -С, со средней мол.м. 20 1,8:9 с температурой 80 С непрерывно

216 г/моль в массовом соотношении пропускают через холодильник, в ко1,8:9 с температурой 140 С непрерыв- торам продукт охлаждается до 46 С. но пропускают через холодильник, в Охлажденный процук т подают в смесик"-.ором продукт охлаждается до 58 С. тель. Туда же подают 1,47 кг/ч хлорОллажденныи продукт подают в смеси- 25 сульфоновой кислоть, охлажденной до о течь. Туда же подают I,! кг/ч хлор- -50 С, и продукты реакции при кратсульфочовои кислоты при кратности цир- ности циркуляции 6. Полученная реаккуляции 10. Полученная реакционная ционная смесь с температурой 40 С см t температурой 45 С направляет- направляется в реактор с восходящим ся реактор с восходящим потоком 3р потоком примера 1. Температура реакционной массы на выходе из реактора массы на выходе иэ реактора 35 С. 30 С. Часть реакционной массы после

Часть реакционной массы после дега- дегазирования нейтрализуют прибавлеэирования нейтрализуют в условиях при- нием к ней 9,0 кг/ч 207.-ного водного мера I, добавляя 4,5 кг/ч (8 мас ° 7) раствора триэтаноламина при 20-60 С, во н д ого раствора гидроксида натрия.

Получают 12,0 кг/ч нейтрализованПолучают 7,2 кг/ч нейтрализованной ной реакционной смеси. Выход целевого реакционной массы. Выход целевого про- продукта 4,67 кг/ч (987), цветность дукта 2,83 кг/ч (98,57), цветность продукта 2 ед. по йодной шкале. Моюр дукта ед. по йодной шкале, Мою- 40 щее действие 1107, цветность раствора щее действие 1167., цветность раствор:.. моющего средства 1,0 ед., расход исмоющего средства 0,5 ед., расход ис- ходного сырья по отношению к иэвестходного сырья по отношению к извест- ному 977.. ному 94 57. у 9,57. Пример 8. 2 кг/ч моноэтанолПример 6. 2 кг/ч смеси моно- 45 амида СЖК фракции С „ -С, со средней этаноламида СЖК фракции С -С 1 со мол.м. 264 г/моль и оксиэтилировансредней мол.м. 164 г/моль и высшего ного спирта фракции С -С и пят

1о 13 ью спирта фракции С -С1 со средней группами оксида этилена со средней мол.м. 144 г/моль в массовом соотно- мол.м. 408 г/моль в массовом соотношении 2,7:9 с температурой 90 С неп- gp шении 1,35:9 с температурой 100 С рерывно пропускают через холодильник, непрерывно пропускают через холов котором продукт охлаждается до 48 С. дильник, в котором продукт охлаждаетОхлажденный продукт подают в смеси-, ся до 48 С. Охлажденный продукт потель. Туда же подают 1,34 кг/ч хлор- дают в смеситель. Туда же подают сульфоновой кислоты, охлажденной до 0 6 кг/ч хлорсульфоновой кислоты о— о

55 х-20 С, и продукты реакции при кратно- лажденной до -20 С, и продукты реаксти циркуляции 6. Полученная реакци- ции при кратности циркуляции 6. Полуонная смесь с температурой 42 С нап- ченная реакционная смесь с температу-. о равляется н реактор с восходящим по- рой 42 С направляется в реактор с

1544769 восходящим потоком примера 1. Температура реакционной массы на выходе из реактора 32 С. Часть реакционной массы после дегазирования нейтрализуют прибавлением к ней 3,7 кг/ч

207,.-ного водного раствора диэтанола".пина прп 20-60 С.

Получают б, 3 кг/ч нейтрализон анной реакционной массы. Выход целевого продукта 3,27 кг/ч (987), цнетность 1,5 ед. по йодной шкале. Могощее действие 1207., цветность раствора моющего средства 0,8 ед., расход исходного сырья по отношению к известному 977,.

Пример 9. 2 кг/ч смеси моноэтаноламида CiKI< фракции С,-С> со средней мол.м. 201 г/моль и высшего спирта фракции Г„ -С, со средней мол.м.

188 г/моль н массовом соотношении

2,7:9 с температурой 90 С непрерывно пропускают через холодильник, в котором продукт охлаждается до 42 С. Охлажденный продукт подают в смеситель.

Туда же подают 1,3 кг/ч хлорсульфоноо вой кислоты, охлажденный до — 30 С, и продукты реакции при кратности циркуляции 5. Полученная реакционная смесь с температурой 38 С направляется в 30 реактор с восходящим потоком примера 1. Температура реакционной массы о на выходе из реактора 28 С. Часть реакционной массы после дегазиронания нейтрализуют н условиях примера 1, 35 добавляя 2,8 кг/ч (15 мас.7) водного раствора гидрооксида натрия.

Получают 5,7 кг/ч нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 3,02 кг/ч (987), цветность про- 40 дукта 1 ед, по йодной шкале, Моющее действие 1167, цнетность раствора моющего средства 0,5 ед., расход исходного сырья по отношению к известному

977.. 45

Пример 10. 2 кг/ч смеси моноэтанола идов СЖК фракции С -С со средней мол.м. 201 г/моль и высшего спирта фракции С „ -С, со средней мол.м. 188 г/моль в массовом соотношении 2,7:9 с температурой 90 С непрерывно пропускают через холодильник, Ю в котором продукт охлаждается до 42 С.

Охлзждепнь|й продукт подают в смеси- . тель. Туда же подают 1,22 кг/ч хлор— сульфононой кислоты, охлажденной до

-30 С, и продукты реакции при кратности циркуляции 5. Полученная реакци онная смесь с температурой 38 С напранляется н реактор с восходящим потоком примера 1. Температура реакционной массы на выходе из реактора 28"Г.

Часть реакционнои массы после дегазировачия нейтрализуют н условиях примера 1, добавляя 2,7 кг/ч (15 мас.7) водного раствора гпдроксида натрия.

Получают 5,6 кг/ч пейтрализонанной реакционной массы. Выход целено— го продукта 2,98 кг/ч (96,8?), цветность 0,8 ед. по йодной шкале. Могощее действие 1167, цнетность раствора моющего средства 0,4 ед., расход исходного сырья по отношению к известному 98,27.

Пример ll. 2 кг/ч смеси монозтаноламида СЖК фракции С.,-С g co средней мол.м. 201 г/моль и высшего спирта фракции С, -С, со средней мол.м. 188/г/моль в массовом соотношении 2,7:9 с температурой 90 С непрерывно пропускают через холодильник н котором продукт охлаждается до 42 С

Охлажденный продукт подают н смеситель. Туда же подают 1,45,r/÷ хлорсульфоновой кислоты, охлажденной до о

-30 С, и продукты реакции при кратности циркуляции 5. Полученная реакционная смесь с температурой 38 С направляется в реактор с нисходящим потоком примера 1. Температура реакционной массы на выходе из реактора

28 С. Часть реакционной массы после дегазиронания нейтрализуют н условиях примера 1, добавляя 2,9 кг/ч (15 мас.7) водного раствора гидроок— сида натрия.

Получают 5,8 кг/ч нейтрализованной реакцпопной массы. Выход целевого продукта 2,96 кг/ч (96,27), цветность 4 ед. по иодной шкале. Моющее действие 1167, цветность раствора моющего средства 2 ед., расход исходного сырья по отношению к известному

98,87.

Пример 12 (по известному способу). Раздельно нагретые до 90 С

18 г моноэтаноламида СЖК фракции

С,-Сз со средней мол.м. 201 г/моль и

42 г высшего спирта фракции С, -С со средней мол. м. 188 г/моль смешивают и помещают в цилиндрический реактор диаметром 45 мм и высотой

110 мм, оснащенный охлаждающей рубашкой, лопастной мешалкой и термометром. После охлаждения смеси исходных веществ с содержанием моноэтаноламида 30 мас.7 (массовое соотношение

25

9 154476

МЭА СЖКи ВС, равное 2,7:9) до 42 С включают мешалку и подают в реактор

37,8 г хлорсульфоновой кислоты. Температура реакционной массы в конце сульфитирования 38 С. После дегазироо 5 вания реакционной массы ее нейтрализуют прибавлением к ней 137,4 г (15 мас. ) водного раствора гидрооксида натрия. 10

Получают 223,2 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 90,2 r (957), цветность продукта 6 ед. по иодной шкале. Моющее действие 1167, цветность раствора моющего средства 3 ед., расход исходного сырья принят 1007.

Выход целевого продукта, цветность продукта и цветность раствора моющего средства в единицах по иодной шка- 20 ле (57-ной раствор) определяют по стандартной методике.

Моющее действие определяют по известной методике, а расход исходного сырья по отношению к известному — расчетным путем.

В таблице приведены результаты сравнительных испытаний предлагаемого и известного способов получения ПАВ. 30

При сопоставлении результатов, приведенных в таблице, видно, что цветность продукта улучшилась в 1,5-6 раз, т.е, улучшилось качество целевого продукта, а расход исходного сырья по отношению к известному уменьшился на

1,5-5,57.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ получения поверхностноактивных веществ для моющих средств сульфатированием хлорсульфоновой кислоты моноэтаноламидов синтетических жирных кислот с 7-16 атомами углерода или оксиэтилированных спиртов с 1014 атомами углерода и 3-7 группами оксида этилена, или высших спиртов с

7-18 атомами углерода, или смесей мо. ноэтаноламидов синтетических жирных кислот с оксиэтплированным спиртом, или смесей моноэтаноламидов синтетических жирных кислот с высшим спиртом, взятых в массовом соотношении (0,9-2,7):9 при молярном соотношении исходных реагентов (1 — 1,2):1 при нагревании с постепенным охлаждением и последующей нейтрализацией реакционной массы раствором щелочи до рН 7,5-9 при 20-60 С, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевых продуктов и снижения расхода исходного сырья, сульфатирование проводят хлорсульфоновой кислотой, предварительно охлажденной до (-S С) (-60) С, при рециркуляции продуктов реакции и окончание процесса сульфатирования ведут в реакторе с восходящим потоком при 35-45 С с понижением температуры в конце реактора до 2535 С.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что кратность рециркуляции продуктов реакции составляет ! — 10.

1544 и (A Х о. с!хуо

Х I

Ф м о

О О и

C: Х О. х

О

О.

1 44 Ф ! 1 1» в О о

Э 0 Э а

Э

О CO а с. о а5

Е v э

О О гч ииОфи

О ИСЪ и

«ООО

ОО ОО о ° °

II1 Ф Э О

О Э X П1

X ct co X

Э эХ 0, kt Х О

0a6OI оойэ! хх о.

1 х

Ol

I O

О э О

IO О О О

И Х

1 Д

О "Х

О. OI Ц

1 Х

cd Э а со

1» О О Х ГЪ 1

Х В Х О ах цх

0 cd с, о х

tI 444 Х В-. о э с! ° хцо

Бэ аcd со «1 И Е

Ц

1 41

f f Х о ах

У Х 5

Ol

Х 1 хна вэоо

0eI--. о ха= ЭО

4с 1 1 э цсcda о о всгь к-оах

>х х о

Ol Х

У Р

Х tt х о

cd а с сс о

Э ОЪ

Уо о ах о хс.х хов э х с

v

Э Q В OI cd обоз а1о

"с,х х о в

cd X а о

aO4В отага

О ОООО

Оъ Оъ О Ch

I гъ

Ю вЂ” с 4 Х со

I х а а в

Я 1

1 1 Х в ос! Хс-ха

Х О О 44 О В dl О

0 х а Р ц х х

cd V Π— О О аххvc:ххоъч

1

1

СЪ 1 Э х о

1» аэ1 о х о в а

В Х I

cd I

1

1

I

1 съ

0 1

I э а 1

I

cd I а 1 в

И 1

Е 1

Ol 1

1

ИИИИОООС4со

О

4 ф Л Ф -1 0 Л Г- CO СО О

О ОЪО О О . О О СГ СГ О О

Фчг ОСОС>с:ООО00 0ЧЪ ю » «» «сч и со сЧ » «О » «» «сЧ О -Ф О

О ф сч О О и и ф и и и и ф г m m o m г л со co co ф и и и С, О С 4 ло о о сососософ о ои

Оъ Оъ CCc Ch Оъ СЪъ О 01 Ch Оъ О (7 и со -э О и сч О сч со m со со с 4 CV С Ъ С \ С"Ъ С Ъ Г Ъ С Ъ С 4 СЧ СЧ с Ъ

И ф - О И ГЧ О СЧ ф ф ф ГЪ сгЪ с Ъ Ф Г Ф -Ф г Ъ гъ г ъ а

1-СОССсСО О О ОИ

ОООООООООООО л Ф Г О Т С!С!И О О И

О О О О О О О О О О СЧ О

ООИООО ООООО

I 0 ъ. — — сч сч и сч С.ъ п гъ гч

1 I 1 1 I I 1 1 1 1 1 +

ОСЧСЧ ОСОСО офСЧ ЧС4СЧ т ти ти т- т- т

ООО

ОООСЧ- ОО ,О ф — — — Ch Co

1 — -I

1

1 «счг ът и о г

1

I

1

1

1

1

I

1 1 !

v cz

В у 1