Способ получения поверхностноактивных веществ

Способ получения поверхностноактивных веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к ацилированным аминосульфокислотам, в частности к получению поверхностно-активных веществ. Цель - улучшение качества целевых продуктов. Получение ведут нагреванием смеси алканоламидов синтетических жирных кислот C 10-C 16 и высших алифатических спиртов C 12-C 14 или C 10-C 13 до 50-100°С с последующим сульфатированием газообразным триоксидом серы, разбавленным осушенным воздухом до 4-8 об.%, или хлорсульфоновой кислотой при молярном соотношении исходных реагентов 1:(1,05-1,2) и 40-58°С и понижением температуры к концу реакции до 32-52°С, нейтрализации реакционной массы раствором щелочи до PH 7,5-9 при 20-60°С. Сульфатирование ведут в присутствии оксиэтилированного спирта C 10-C 13 или C 12-C 14, содержащего 2-5 групп оксида этилена, или его смеси с касторовым маслом при определенном их соотношении. Способ обеспечивает получение целевых продуктов с улучшенными свойствами: пенообразующая способность увеличилась на 8-24 абс.%, устойчивость пен - на 0,01-0,05, моющее действие на 2-10 абс.%. 1 табл.

44 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИМ (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО мзоБРетениям и ОтнРытиям пРи п(нт сссР

1 (21) 4471019/23-04 (22) 28.06.88 (46) 23.08.90. Вюл. Р 31 (71) Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина (72) M.A.Подустов, В.Г.Правдин, Т.С.Моргунова, Д.И.Веменков и З.В.Гончарова (53) 661.185.07 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1 1214657, кл. С 07 С 143/155, 1986. (54) СПОСО!> ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВН11Х ВГЦЕСТВ (57) Изобретение относится к ацилированным аминосульАокислотам, в частности к получению повер::ностно-активных веществ. Цель — улучшение качества целевых продуктов. Получение ве-. дут нагреванием смеси алканоламидов синтетических жирных кислот С, -С и высших алийатических спиртов С 1,1Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения поверхностно-активных моющих веществ (ПАВ), получаемых сульбатированием смеси алканоламидов синтетических жирных .киспот (C5K)

С -С и высших алиАатических спир-.

10 76 тов С о-С1Ъ и"и С11 Г 14 °

Целью изобретения является улучшение качества цел вых продуктов.

Качество целевых продуктов оценивают по их цветности, пенообразующей способности, устойчивости пены и моющему действию, стандартными метоР1)5 С 07 С 309/00, С 11 D 1/655

С или С -С до 50-100 С с послеЖ ro з дующим сульйатированием газообразным . триоксидом серы, разбавленным осушенным воздухом до 4-8 об.7., или хлорсульАоновой кислотой при молярном соотношении исходных реагентов

1: (1, 05-1, 2) и 40-580 С с понижением температуры к концу реакции до 3252 С, нейтрализации реакционной массы раствором щелочи до рН 7,5-9 при

20-60 С. СульАатирование ведут в присутствии оксиэтилированного спирта С10-С1Ъ или С1т-С 14 содержащего

2-5 групп оксида этилена, или его смеси с касторовым маслом при определенном их соотношении. Способ обеспечивает получение целевых продуктов с улучшенными свойствами: пенообразующая способность увеличилась на

8-24 абс.7, устойчивость пен — на С:

0,01-0,05, моющее действие на 2 10 абс.7.. 1 табл.

1 дами, одинаковыми для предлагаемого и известного способов.

Содержание оксиэтилированных спиртов в смеси в пределах 45-70 мас.Е обусловлено тем, что при меньшем их содержании ухудшается пенообразующая способность целевых продуктов при низких концентрациях по активному веществу .(менее О,1 мас.Е), а при большом содержании ухудшаются пенообразующие свойства при высоких концентрациях по активному веществу (более 0,3 мас.Ж).

1587044

Содержание касторового масла в смеси в пределах 5-10 мас.% обусловено тем, что. при меньшем его содер5 жании снижается пенообраэующая способность l3AB а при большем содержании ухудшается цветность полученных

ПАВ, что имеет существенное sHaveние для пеномоющих средств °

Содержание высших спиртов в смеси 1О в пределах 20-40 мас.X обусловлено тем, что при меньшем его содержании слабо проявляются синергетические свойства, а при большем его содержании ухудшаются пенообразующие свойст- 15 ва при низких концентрациях по активному веществу (менее О, 1 мас. ). Содержание алканоламидов жирных кислот в смеси в пределах 5-15 мас. . обусловлено тем, что при низком их со- О держании ухудшаются как пенообразующие свойства, так и моющее действие целевых продуктов, а при большем содержании повышается вязкость реакционной смеси при сульфатировании 25 со снижением выхода целевых продукToB I

Предлагаемый способ получения ПАВ . для пеномоющего средства. может быть ( осуществлен в реакторе как периодического, так и непрерывного действия.

-II р и м е р 1. В цилиндрический реактор с внутренним диаметром 30 мм и высотой 210 мм, оснащенный барботажной трубкой, лопастной мешалкой, охлаждающей рубашкой, термометром

Й штуцерами для подачи реагентов и отвода газообразных продуктов ðåàêции, помещают 24 r смеси, состоящей из 6 г (10 мас.,) моноэтаноламида 40

СЖК фракции С д -С f< со средней мол.массой 264 и 18 г (30 мас. ) высшего алифатического спирта Аракцин С -С oo средней мол.массой о

200. Затем добавляют 36 г (60 мас. 45 от общего веса смеси) оксиэтилированного спирта С -С 1 с 3 группами оксида этилена со средней мол.масо сой 332 при 80 С °

Установив первоначальную темпера„о туру смеси 45 С, начинают подавать в реактор газообразный триоксид серы, разбавленный осушенным воздухом до концентрации 4 об.X триоксида серы.

Расход триоксида серы 1,05 г/мин. Время сульфатирования 25 мин. Малярное

55 отношение триоксида серы к смеси, подвергаемой сульфатированию, 1,1

1,0. Одновременно с началом подачи в реактор триоксида серы осуществляют плавное понижение температуры реакцио онной массы до 35 С к окончанию реакции сульфатирования. После прекраценил подачи в реактор триоксида серы в течение 10-15 мин про,:,олжают перемешивание реакционной массы до полного прекращения выделения газообразных. продуктов реакции, после чего ее нейтрализуют до рН 7,5 прибавлением к пей 88 r 15 . †но водного раствора гидрооксида натрия при

20 С; Получают 172 г нейтрализованной реакционной массы.

Выход целевого продукта, определяемый методом экстракции анионактивных ПАВ изопропиловым спиртом, составляет 88 г (97 ), его цветность

2 ед. по иодной шкале (5 -ный раствор). Пенообразующая способность полученного продукта 208 мм (метод РоссМайлса, 50 С, 0,5%-ный,раствор), устойчивость пен 0,89, моющее действие

130 отн.X.

Пример 2. Берут смесь органических веществ массой !8 r состоящей из 6 г (10 мас.Л) моноэтаноламида

CEK фракции Сfy-Ñ fg со средней мол. массой 264 и 12 г (20 мас.%) высшего алифатического спирта Аракции С „ -С со средней мол.массой 200, с добавлением 42 r (70 мас. от общего веса смеси) оксиэтилированного спирта

C -С, с 3 группами оксида этилена И И о со средней мол.массой 332 при ЯО С.

Установив первоначальную температуру 40 С, сульАатируют с понижением температуры реакционной смеси до

32 С и нейтрализуют в условиях примера 1. Получают 140,3 r нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 79 r (97X), цветность 3 ед, пенообразующая способность полученных ПАВ 200 мм, устойчивость пен 0,88, моющее действие

126 отн.%.

Пример 3, Берут смесь органических веществ массой 30 r, состоящую нз 6 r (10 мас.%) моноэтаноламида СЖХ фракции С 1 -С < co средней мол.массой 264 и ?4 r (40 мас.X) высшего алифатического спирта фракции

С1 -С со средней мол.массой 200, с добавлением 30 r (50 мас., от общего веса смеси) оксиэтилированного спирта С, -С 1 с 3 группами оксида этилена со средней мол.массой 33? о при 80 С.

5 158

Установив начальную температуру

50 С, сульфатируют с понижением темо, пературы реакционной масси до 40 С и нейтрализуют в условиях примера 1.

Получают 140,5 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 8 1,5 r (97X), цветность

3 ед., пенообразующая способность

204 мм, устойчивость пен 0,89, моющее действие — 128 отн. .

Пример 4. Берут смесь органических веществ массой 24 r, состоящую из 3 r (5 мас, ) моноэтаноламида СИК фракции С, -С со средней мол.массой 264 и 21 г (35 мас. ) высшего алифатического спирта фракции

С -С 1 со средней мол.массой 188, 10 с, добавлением 36 r (60 мас.7. от общего веса смеси) оксиэтилированного спирта С -С с 2 группами оксида этилена со средней мол.массой 264 при

50 С.

Установив начальную температуру

40 С, сульфатируют с понижением температуры реакционной массы до 32 С при молярном отношении сульфоагента к смеси органических веществ, равном

1,2 : 1,0, и нейтрализуют в условиях примера 1 ° Получают 158,7 r нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 03,5 г (96,5 X), цветность 3 ед, пенообразующая способность 196 мм, устойчивость пен 0,87, моющее действие 124 отн.7..

Пример 5. Берут смесь органических веществ массой 24 r, состоящую из 9 г (15 мас.7) моноэтаноламида

СЖК фракции С 1,-С, со средней мол. массой 264 и 15 г (25 мас. ) высшего алифатического спирта фракции С

С со средней мол. массой ?00, с добавлением 36 r (60 мас.% от общего веса смеси) оксиэтилированного спирта С, -С с 5 группами оксида этилена со средней мол.массой 420 при

100 С. Установив начальную температуру 50 С, сульфатируют с понижением температуры реакционной масси до

52 С. После перемешивания реакционо ной массы в течение 10 мин до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции, ее нейтрализуют до рН 9,0 прибавлением к ней 121,2 г

257-ного водного раствора триэтаноламина при 60 С.

Получают 190,3 r нейтрализованной реакционной масси. Выход целевого продукта 101,2 r (967), цветность

704

1О

4 ед, пенообразующая способность

200 мм, устойчивость пен 0,88, моющее действие 128 отн. .

Пример 6. Берут смесь исходных продуктов массой 18 r, состоящую из 6 г (10 мас.%) моноэтаноламида

СИК фракции С -С fg со средней мол. массой 264 и 12 г (20 мас.X) высшего алифатического спирта фракции С вЂ”

С со средней мол.массой 200, с добавлением 39 г (65 мас. ) оксиэтилированного спирта С -С с 3 группами оксида этилена со средней мол.массой и 332,3 r (5 мас. ) касторового масла со средней мол.массой 298 г при

70 С. Установив начальную температуру о

40 С, сульфатируют с понижением температуры реакционной массы до 32 С и о нейтрализуют в условиях примера

Получают 140,8 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 78,2 г (967), цветность

4 ед, пенообразующая способность

204 мм, устойчивость пеп 0,9, моющее действие 128 отн.%.

Пример 7. Берут смесь органического вещества массой 22,5 г, состоящую из 6 r (10 мас.7) моноэтаноламида СЖК фракции С 1> -С со средней мол.массой 264 и 16,5 г (27,5 мас.X) высшего алифатического спирта фракции

С, -C I4 со средней мол.массой 200, с добавлением 33 г (55 мас.7) окснэтилированного спирта С 1 -С с 3 групIIBMH OK H H eH CO 1IeI1HeII MC)JI, массой 298 при 30 С. Установив начальную температуру смеси 45 С, сульо фатируют с понижением температуры реакционной масси ло 35 С хлорсульфоновой кислотой в реакторе примера

1. Расход хлорсульфоновой кислоты i,13 г/мин. Далее сульфатируют и нейтрализуют в условиях примера

Получают 144,2 r нейтрализованной массы. Выход целевого продукта 79,6 (96,5X), цветность 2 ед. пенообразующая способность 212 мм, устойчивость пен 0,91, моющее действие 132 отн.7.

Пример 8. Берут смесь органического вещества массой 27 r, состоящую из 6 г (10 мас.7) моноэтаноламидов СЖК фракции С >-Ñ со средней мол..массой 264 и 21 r (35 мас.Е) высшего алифатического спирта фракции С1 -С, со средней мол.массой

200, с добавлением 27 г (45 мас.X) оксиэтилированного спирта С 1 -С, с

3 группами оксида этилена со средней

1587044 мол.массой 332 r и 6 г (10 мас. )

Касторового масла со средней мол.массой 198 при 90 С. Установив начальо, вую температуру смеси 50 С, сульфатируют с понижением температуры реако ционной массы до 40 С при молярном, отношении сульфоагента к смеси органических веществ, равном 1,15:1,0, и нейтрализуют в условиях примера 1.

Получают 147,6 r нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 80,2 r (96X), цветность

6 ед., пенообразующая способность

208 мм, устойчивость пен 0,92, мою щее действие 130 отн.Х. !

Пример 9 ° Берут смесь орга нических веществ массой 19,5 г, сос тоящую из 3 г (5 мас.Х) моноэтанола,,мида СЖК фракции "-fq С fg со средней ;мол.массой 264 и 16,5 r (27,5 мас. ) ! высшего алифатического спирта фрак ции С 1 -С, со средней мол.массой 200, с добавлением 36 r (60 мас. .) .,оксиэтидированного спирта Г -Г с 25 3 группами оксида этилена со средней мол.массой 332 и 4,5 г (7,5 мас. ) ,касторового масла со средней мол.мас,сой 298 при 90 С. Установив началь ную температуру смеси .50" С, сульфатируют с понижением температуры реакционной,смеси до 40 С в условиях примера 1, а затем нейтрализуют до рН

7,5 при 20 С прибавлением 61,8 г

15Х-ного водного раствора гидрооксида натрия.

Получают 140,9 r нейтрализованной массы. Выход целевого продукта 78,9 r (97 ), цветиость 3 ед.,пенообразующая способность 208 мм, устойчивость пен 0,9, моющее действие 128 отн. .

Пример 10. Берут смесь органических веществ массой 25,5 r, состоящую из 9 r (15 мас.Х) моноэтаноламида СЖК Apàêöèè С <о- Г f6 со средней мол.массой 264 и 16,5 г (27,7 мас. )

45 высшего алифатического спирта фракции С -С « со средней мол.массой

200, с добавлением 30 r (50 мас.Х), оксиэтилированного спирта С -С с 3 группами оксида этилена со средней мол.массой 33? и 4,5 r (7,5 мас. ; касторового масла со средней мол.масо сой 298 при 100 С. Установив начальо ную температуру смеси 50 С, сульфатируют с понижением температуры реак- 55 о, ционной массы до 40 С хлорсульфоновой кислотой в реакторе примера 1. Расход хлорсульфоновой кислоты 1,35 г/мин.

Молярное отношение сульфоагента к смеси органических веществ 1,05:1,0.

Далее нейтрализуют до рН 8,5 при

60 С с прибавлением 96,8 г. 10 -ного о водного раствора гидрооксида натрия.

Получают 175,6 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 79,5 r (96Х), цветность

2 ед., пенообразующая способность

210 мм, устойчивость пен 0,91, моющее действие 132 отн. ..

Пример 11. Берут смесь органических веществ массой ?4 r, состоящую из 6 r (10 мас, ) моноэтаноламида C_#_(K фракции Of -С << со средней мол.массой 264 и 18 г (30 мас.Х) высmего алифатического спирта фракции

С -С со средней мол.массой 200 с добавлением 36 r (60 мас. ) оксиэтилированного спирта Г -Г с 3 группами оксида этилена со средней мол. массой 332 при 80 С. Установив начальную температуру смеси 45оС, сульфатируют с понижением температуры реакционной массы ло 35 С газообразным триоксидом серы, разбавленным осушенным воздухом до концентрации б об.X триоксида серы, в условиях примера 1, Расход триоксида серы 1,37 г/мин.

Время сульфатирования 20 мин. Нейтрализацию проводят до рН 9,0 при 40" С прибавлением 89 г 15Х-ного водного раствора гидрооксида натрия.

Получают 173 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 88 г (97X), цветность 2 ед., пенообразующая способность 208 мм, устойчивость пен 0,89, моющее действие 130 отн.X.

Пример 12, Берут смесь органических веществ массой 24 r состоящую из 6 r (10 мас.Х) моноэтаноламида

СЖК фракции С 1 -С со средней мол.массой 264 и 18 г- (30 мас. ) высшего алифатического спирта фракции

С 1 -С, со средней мол.массой 200, с добавлением 36 г (60 мас. ) оксиэтилированного спирта С -C f с 3 группами оксида этилена со средней мол.массой 332 при 80 С. Установив начальную температуру смеси 45 С о сульфатируют с понижением температуры реакционной массы до 35 С газообразным триоксидом серы, разбавленным осушенным воздухом до концентрации

8 об. триоксида серы в условиях примера 1. Расход триоксида серы

1,82 г/мин. Время сульфатирования

1587044

15 мин. Нейтрализацию проводят до о рН 8,5 при 40 С с прибавлением 88 r

15 -ного водного раствора гидроокси.да натрия.

Получают 172 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 87,1 (96%), цветность 4 ед., пенообразующая способность 204 мм, устойчивость пен 0,88, моющее действие 128 отн. .

Пример 13. Берут смесь органических веществ массой 24 г, состоящую из 6 г (10 мас.%) моноэтаноламида

СЖК фракции С 4 -С со средней мол .массой 264 и 18 r (30 мас. ) высшего алифатического спирта фракции

С -С со средней молекулярной массой 200, с добавлением 36 г (60 мас,%) оксиэтилированного спирта С -С с

3 группами оксида этилена со средней мол.массой 332 при 80 С.

Установив начальную температуру смеси. 45 С, сульфатируют с. понижением температуры реакционной смеси до 35 С хлорсульфоновой кислотой в реакторе примера 1. Расход хлорсульфм-;оной кислоты 2,1 г/мин. Молярное отношение сульфоагента к смеси органических веществ 1,2:1,0. Нейтра-30 лизацию проводят в условиях приме,ра 1.

Получают 172 r нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 87,2 г (96,5 ) цветность

3 ед., пенообразующая способность

202 мм, устойчивость пен 0,88, моющее действие !26 отн.%.

Пример 14 (сравнительный).

В цилиндрический реактор с внутренним диаметром 30 мм и высотой 210 мм, оснащенный барботажной трубкой, лопастной мешалкой, охлаждающей рубашкой, термометром и штуцерами для подачи реагентов и отвода газообраз- . ных продуктов реакции, помещают 60 г смеси, состоящей из 12 г (20 мас.%) моноэтаноламида СЖК фракции С -С со средней мол. массой 264 и 48 г (80 мас. ) высшего алифатического спирта фракции С 14-С 11 со средней мол.массой 216, при 110 С. Установив начальную температуру смеси 48 С, начинают подавать в реактор газообразный триоксид серы, разбавленный воздухом до концентрации 4 об. . Расход 55 триоксида серы 0,95 г/мин, молярное отношение сульфоагента к смеси органического продукта, равное 1,1: 1, время сульфатирования 25 мин. Одновременно с началом подачи в реактор триоксида серы осуществляют, плавное понижение температуры реакционной о смеси до 42 С к окончанию реакции сульфатирования. После прекращения подачи в.реактор сульфоагента в течение 5 мин продолжают перемешивание реакционной смеси до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции, после чего ее нейтрализуют до рН 9,0 прибавлением к ней

240,6 r 7 .-ного водного раствора гидрооксида калия при 60 С.

Получают 322,4 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 90 г (96 ) цветность 6 ед., пенообразующая способность 188 мм, моющее действие 122 отн. .

Данные примеров 1-14 приведены в таблице °

Из таблицы видно, что предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет получить ПАВ с улучшенными свойствами: пенообразующая способность увеличилась на 8-24 абс., устойчивость пен — на 0,01-0,05, моющее действие — на 2-10 отн. . Например, из сравнения данных примеров 7 и 14 видно, что цветность продукта уменьшилась на 4 ед., пенообразующая способность увеличилась на

24 мм, устойчивость пен увеличилась на 0,04, а моющее действие увеличилось на 10 отн./, Формула изобретения

Способ получения поверхностноактивных веществ путем нагревания смеси алканоламидов синтетических жирных кислот С -С и высших алифатических спиртов С -С или С „—

С, . до 50-100 С с последующим сульфатированием газообразным триоксидом серы, разбавленным осушенным воздухом до 4-8 об. ., или хлорсульфоновой кислотой при молярном соотношении исходных реагентов 1:1,05-1,2 и температуре 40-58 С и ее понижением к концу реакции до 32-52 С, нейтрализации реакционной массы раствором

4 щелочи до рН 7,5-9 при 20-60 С, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества целевых продуктов, сульфатирование ведут в присутствии оксиэтилированного спирта С д-С или

С, -С 4, содержащего 2-5, групп оксида этйлена или .его смеси с касторовым

11 1587044 l2 маслом при массовом соотношении окси- ношении оксиэтилированный спирт : кас, этилированный спирт : высший алифати- торовое масло : высший алифатический ческий спирт : моноэтаноламид синте- спирт : моноэтаноламид синтетический тической жирной кислоты, равном 50-,. жирной кислоты, равном 45-65 : 5-10

70,: 20-40 : 5-15, или массовом соот- : 20-35: 5-15.

Тениерятур», С е ияс.Z

Солсря»нне в смеси, Пример

Вихол Пяетность! оп»ð»îå отноаеУстойинвость

Пеиоойр»Пиеа!ес пействие целевого пролуктя, елиннлн по полной юк»пе (5Z-ряствор) эуин»я сиогойние реагентов высанх алн*»кпсторового наси» нагрева реагентов охснг этипипик»пол авилов яэ1 рных кислот репкцин сульАатировяния пеи

npoAYхт»

Z ность, тэ!чесров»иного спирт» нач»ло конел хих спиртов

7,5

7,5

7,5

Составитель Н.Гозалова

Техред Л. Олий!(ь!к

Редактор И.Дербак

Корректор О.Ц!!пле

Заказ 2397

Тираж 339

Подписное

ВНИИПИ Гос а с ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

J I

3

5

7

В

11

l2

13

14 (и»вест

III,lA ) 60

S0

2О

27,5

27,5

27,5 зо

Но

1О

ВО

ВО

ВО

ВО ао

Во

110

58

SO

32

Э2

52

32

4О

1,1

1,1

1,1

l,2

1,05

1,1 ! э!

1,15

I 1

1,05

1,1

1,1

1,2

1,1

97,0

97,0

97,О

96,5

96,0

96>0

96,5

96,0

87 0

96,0

97,0 э

96,0

96,5

96,0

3

Э

4

2

6 . 3

2

3

208

2О0

204

196

204

212

208

208

208

204

202

IR8

0,89 130

o,аа !26

0,89 128

0,87 124

0,88 128

0,9 128

0,91 132

0,92 130

0,90 128

0,91 132

0,89 130

O,В8 12а

О,ВА 126

0,87 !27