Способ получения поверхностно-активного вещества

Способ получения поверхностно-активного вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

f

I:;

3сессю:- . ая

: (-; -. °, y j, ) е ьеи еч с Ф Ф

О Il И С А Н :-И-"-Ф

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскии

Социалистимескии

Рвслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 05.04.74 (21) 201227 9/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликована 05,06.77.Бюллетень N. 2

М. Кл. т

С 07 С 139/10

С 07 С 141/04

С ll Э 1/12

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

УДК 661.185 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 10 08.7 (72) Авторы изобретения

Г, М, Гаевой, Л. А, Поборцева и Н, Q. Сорокина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНО- AKTHBllOI

ВЕЩЕСТВА

Изобретение относится к производству поверхностно- активных веществ (ПАВ), в частности к способу получения анионных

ПАВ путем сульфатпрования вторичных жирных спиртов или их смесей с первич ными спиртами.

Известен способ получения алкилсульфатов взаимодействием вторичных спиртов с серной кислотой, нейтрализацией сульфомассы раствором едкого натра при 10- ip

45оС до рН 8 - 10 с последующей очисткой паст этиловым спиртом и экстракцией несульфированных веществ бензином.

Однако этот способ дорогостояш (дополнительные затрать HQ очистку) и мало- д эффективен (степень полезного использования вторичных спиртов 40-50%).

Известен также способ получения ПАВ сульфатированием вторичных спиртов с последующей нейтрализацией сульфомассы в сильно щелочной среде с избытком щелочи до 100% or теории при 80-95oÑ.

Для отделения сульфата натрия после нейтрализации смесь отстаивают в указанных условиях в течение 20-30 мин. За это время происходит высаливани» органических веществ и четкое разделение продуктов на два слоя.

Поскольку выход ПАВ при этом не превышает 46%, необходилю проводить сложную экстракционную очистку верхнего слоя для получения качественных ПАВ.

Алкилсульфаты удается получить с высоким выходом при сульфатировании вто ричных спиртов некоторыми комплексами серного ангидрида (комплексы " пиридином, диэтиловым эфиром, уксусной кислотой, дноксаном, карбамидом ч т.д.). Однако этот способ не нашеп промышленного применения из-за трудности получения некоторых комплексов, токсичности, пожаро-и взрывоопасности комплексообразователей и изза невозможности их полного удаления из готового продукта.

Цель изобретения — увеличение выхода

ПА — достигается тем, что нейтрализованную массу подвергают терлюобработке при, 95-150оС и перемешива в течение

300-2 мин соответственно, 560882

Бторичнтпе спирты или их смесь с первичными спиртами супьфатируют серным ангидридом, опеумом или серпой кислотой и полученную сульфюмассу нейтрализуют щелочью в обычных условиях до рН 8- 10.

К нейтрализованной сульфомассе добавляют шелочь в количестве 10-50%от израсходованной на нейтрализацию, перемешивают при повышенной температуре (90150 С) в течение определенного времени, Ip о зависящего от температуры, и получают

Г1А В с выходом 80 — 92 %. Глубина преврашения в 1,5 — 2,0 раза выше, чем при получении ПАВ известным способом (сульфатнрование вторичных спиртов некомплеко- 15 ными сульфоагентами, например серным ангидридом, олеумом, серной кислотой).

Пример 1. 59 7 r вторичных жирных спиртов (мол. вес 210,0) сульфатируют газообразным серным ангидридом, разбав- 20 ленным сухим воздухом до содержания

6 об.% серного. ангидрида. Мольное отношеппе спирты: серный ангидрид = 1: 1,4.

1 емпература сульфатирования 20-25 С. !

Полученную сульфомассу нейтрализуют 25

20%-ным раствором щелочи до рН 9. Выход ПАВ 46,0 r (52)0%). К нейтрализованной сульфомассе добавляют дополнительное количество щелочи (40% от израсходованного на нейтрализацию) и прогревают 30 ее при 80, 951 130 и 150 С в течение

1, 5 час.

Максимальная глубина превращения

92,0% достигнута при температуре 130оС и времени прогрева 30 мин. С увеличением 35 продолжительности прогрева до 1 час при

130 и 150оС выход ПАВ существенно снижается, что особенно заметно при 150оС. о

Г1ри 95 С сначала выход ПАВ быстро достигает 82%, а затем медленно повышает.40 ся. Через 1,5 час глубина превращения вторичных спиртов 88%.

При 80 С сохраняется та же тендено ция к увеличению выхода ПАВ, но при более низких значениях глубины превращения. 45

Через 0,5 час глубина превращения достигает 72% и в течение следующего часа эта величина увеличивается всего на 2%.

Специально поставленными опы тами показано, что даже при прогреве при 80оС в течение 5 час не удается достичь глубины превращения 90%.

Из приведенных данных следует, что наиболее предпочтительными условиями термической обработки щелочной смеси являются температура 130 С и время 30 мин.

Пример 2. 42,3 r вторичных спиртов сульфатируют 98%- ной серной кислотой при мольном отношении спирты: серная кислота = 1: 2 и температуре

45оС и полученную сульфомассу нейтрализуют 20% -пым едким нптром до р11 9.

Выход ПАВ 32,1 r (51,2%).

К нейтрализованной супьфомассе цобавпя ют допопнитепьное количество щелочи (25% от израсходованного на нейтрализацию) и прогревают при 95 и 130оС

Максимальная глубина превращения

82% набпюцается при температуре 130оС и времени 15 мин. При температуре 95 С в течение 30 мин глубина превращения 68%.

Глубина превращения 78% достигается через 5 час при 95оС.

Пример 3. 47,0 г спиртов из вторых неомыляемых производства СЖК (содержание вторичных спиртов до 40%) сульфатируют газообразным серным ангидридом, разбавленным сухим возцухом до содержания 6 об.% серного ангидрида. Мольное отношение спирты: серный ангидрид=

=1: 1,3. Температура сульфатирования

35 С. Полученную сульфомассу нейтрализуют 20%-ным едким натром до рН 10.

Выход ПАВ 57,5 г (80,0%). К нейтрализованной сульфомассе добавляют дополнительное количество щелочи (30 % от израсходованного на нейтрализацию) и прогрс.вают 30 мин при 130оС. Глубина превращения спиртов после термической обработ ки 91, 3%.

Из данных примеров 1 и 2 видно, что использование серного ангидрида для сулг фатирования вторичных спиртов более предпочтительно.

Пример 4. 20-30 r щелочной смеси, полученной в примере 1, при включенной мешалке быстро загружают в предварительно нагретый до 100-110оС лабораторный автоклав, который быстро герметизируют и продолжают нагревать термостатированным глицерином (160оС). За счет малого размера автоклава и небольшого количества продукта автоклав нагревается до 150оС в течение 0)5 - 1 мин. Через

5 мин после загрузки пасту из автокпава дросселируют через холодильник, охлаждаемый проточной водой, в приемник, помещенный в баню со льдом.

Глубина превращения спиртов 89,0%.

П риме р 5.20-30 гшелочной смеси, полученной, как в прил ере 1, загружают в лабораторный автоклав (см. пример 4) и подвергают .гермообработке прн о

95 С. Через 5 час прогрева пасту IIbIrружают, как в примере 4, и анализируют.

Глубина превращения спиртов 90,5 " .

Для образцов ПАВ, получе шых предлагаемым способом из вторичных .ппртоп, и об разцов алкилсульфа тов, получен i x сульфатированием вторичпых спирт и ком560882

25,4

25,0

25,0

Несульфатирэванные вещества

20,8

9,3

3,6

Сульфат натрия

9,5

13,5

6,0

Составитель Л. Русанова

1 епактор T. Шаргин ова Техред, Q. Луговая Корректор С. 111екмар

Заказ 1647/137 Тираж 553 Подписное

l.II II II IIII l 1 ocyEEapcn,еиного комитета Совета Министров СССР по цепам изобретений и открытий

l 13035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5

Фвп вп I ll ll I "11атент" г- Ужгород. уп. 11роектпая, 4 плексом хлорсульфоновой кислоты с диэтиловым эфиром, моющая способность составляет 96 и 70% соответственно.

В таблице приведены характеристики

fIAB, полученных предлагаемым и.извесь ным способом из вторичных спиртов, соде ржащих до 1 5 % и риме сей.

Ъ

Глубина превращения собственно спиртов при получении ПАВ известным и предлагаемым (сульфатирование серной кислотой и серным ангидридом) способом соотавляет 55,0, 76,5 и 98,0% соответственно.

Для сопоставления с известным способом данные по составу паст, получаемых предлагаемым способом, пересчитаны на концентрацию ПАВ 25,0%. Снижение содержания несульфированных веществ при получении ПАВ предлагаемым способом имеет большое практическое значение, так как El позволяет обойтись без дорогостоящей дополнительной очистки от органических примесей.

Формула изобретения

Способ получения поверхностно — активного вещества сульфатированием вторичных спиртов или их смесей с первичными спиртами с последующей нейтрализацией полученных сульфоэфиров путем добавления избы-

Глубина превращения спиртов, представляющая собой отношение количества спиртов, прореагировавших с образованием ПАВ, к общему количес By исходных спирт. в, дает фактический выход ПАВ, что понятно, если учесть, что сульфатирова спиртов и нейтрализация образовавшихся сульфоэфиров протекают по схеме

ВОн+ 305 — 80305 н

ЙОЯО,Н+КаОН ВО $05%а+И О и из 1 моль спиртов теоретически должен образоваться 1 моль спиртов, выход ПАВ будет составлять 98,0% от теории.

Получение ПАВ предлагаемым способом может быть легко осуществлено в про= мышленных условиях, поскольку сульфатирование высших спиртов уже освоено промышпенностью а проведение термической обработки продуктов сульфатирования не требует сложного аппаратурного оформления. точного количества щелочи, o r л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения выхода поверхностно- активного вещества, нейтрализованную массу подвергают термо обработке при температуге 95-150 С и перемешивании в течение 300 — 2 мин соответственно.