Способ получения сульфоэтоксилатов

Способ получения сульфоэтоксилатов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцкаиистическик

Респубики (I840036 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 23,07.79(21) 2817759/23-04 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 26.06.81 (51)М. Кл.

Ъ

С 07 С 141/08//

С 11 Р 1/12

Гюстда рстеенний кеиктет

СССР ре делам кзобретенкй и еткритнй (53) УДК 547.26. .1 22.07 (088.8) с

Т, В. Раевская, А. П. Мельник и М. А. Подустов

„:1д", .т (72) Авторы изобретения

I ! ., ° «р - . с . (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФОЭТОКСИЛАТОВ

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения сульфоэтоксилатов, которые находят применение в качестве поверхностно-активных вешеств (ПАВ).

Известны способы получения сульфоэтоксилатов, например взаимодействием оксиэтилированных спиртов с серным ангидридом, разбавленным .воздухом до концентрации 7 об,%, при соотношении

1О спирт: серный ангидрид, равном 1:О, 911,17, и температуре 25-35 С для жидо ких спиртов и 50-55 С для твердых.

О

Выход целевого продукта 81 91%, цветность 185-400 по иодной шкале j 1).

Недостатком данного способа является низкое качество целевого продукта.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сульфоэтоксилатов сульфатированием оксиэтилированных

I спиртов (фракция С<о -С„ ) в пленочном реакторе серных ангидридов в закрученной потоком воздуха пленке, разбавленным воздухом до концентрации 1-4 об.%, мольном соотношении спирт: серный ангидрид, равном 1: 1,3, и температуре до 60 С, о предпочтительно 35-45 С. в

Глубина сул4фатирования 95-97,5%, цветность продукта 50 80 по иодной шкале, содержание сульфата натрия 2,03,2% (2»., Однако. этот способ обеспечивает относительно невысокое качество целевого продукта.

Uenb изобретения — повышение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается путем получения сульфоэтоксилатов, заключаюшимся в том, что оксиэтилированные спирты фрскции С,,-С<> или С б-Се подвергают сульфатированию серным ангидридом, разбавленным воздухом до 2-6 об.% прн температуре 35-60ОС и мольном соотношении исходных реагентов, равном соот» ветственно 1: 1-1,1, причем процесс проводят в каскаде реакторев, — сначала в пленочном реакторе в закрученной потоком воздуха пленке при подаче сульфоагента в турбинной или другой мешалкой, число оборотов которой составляет 700-900 об/мин (фиг. 1 в, 1 г и 1 д), В этот же аппарат

-Ъ подается 0,6 — 1,6 ° 10 моль/мин серного ангидрида (остальные 10-20%) вместе с воздухом (0,2-0,8 л/мин). Концентрация подаваемого серного ангидрида 6 об.%, бывания в нем реагентов не является лимитирующим фактором. Полученная жидкая фаза направляется посредством устройства 7 на нейтрализацию основанием газ 5 из разделителя 6 подаю на систему улавливания тумана серной кислоты, возникающего в результате присутствия в исходных этоксиалканолах следов влаги.

После очистки отходящий газ направляется для получения новой порции сульфирующего газа, и, таким. образом, возвращается на стадию сульфатирования без выбросов в атмосферу.

Опыты по сульфатированию этоксиалканолов проводят с использованием пленочного роторного аппарата (фиг. 1 в). диаметр ротора составляет 9 мм. Внутренний диаметр аппарата составляет 11 мм. Элина аппарата - 180 мм. Скорость вращения ротора м 1000 об/мин. Время пребывания жидкости в аппарате составляет 1-5 с.

В результате проведения реакции получают степень превращения этоксиалканолов в алканэтоксисульфаты равную, 96-98%.

Содержание серного агнидрида в конечной реакционной массе 0,850,4%, сбдержание непревращенных соединений 2,6-1,6%.

Степень поглощения серного ангидрида практически полная и составляет более

99%. Бветность ласт, полученных после нейтрализации 8%-ным раствором едкого натрия, составляет около 30-40 ед. по иодной шкале.

Содержание сульфоитоксилатов определяют w методу Эптона. Серный ангидрид после растворения реакционной массы в смеси вода-спирт определяют в виде серной кислоты титрованием хлористым ба р ием в присутствии карб окс иарсен азо, непревращенные соединения определяют по разности.

В качестве сырья для получения алканэтоксисульфатов используют алканолы фракции С 0-С оксиэтилированные на

3 моль окиси этилена и алканолы фракции

С -Св оксиэтилированные на 4 моль окиси этилена, имеющие молекулярную

Выходящая из пленочного аппарата 3 реакционная смесь вместе с воздухом направляется в аппарат 4 с рабочим обьемом 60 сьг, который подбирается в соответствии с общим количеством подаваемого газа и свойствами жидкой фазы, с

3 840036 4 количестве 80-90 вес.%, a затем в реакторе с механической мешалкой при подаче сульфоагента в количестве 10-20 вес.% с последующей рециркуляцией отходящих газов на стадии приготовления сульфирующего агента и закручивания пленки. Сте5 пень превращения этоксиалканолов 9698%, цветность продукта 30-40 по йод- Время пребывания в аппарате жидкости ной шкале, содержание сульфата натрия около 15 мин. При условиях, когда влага.

0,4-1,45. воздуха не попадает в аппарат время преОсновным отличительным признаком .способа является проведение процесса в каскаде пленочног . и с механической мешалкой реакторов при раздельнойподаче сульфоагента в пленочный реактор >,8 в устройство 9(фиг. 1 а). Отходящий

80-90 вес,%, а в реактор с механической мешалкой 20-10 вес.%.

На фиг. 1 представлена схема получения сульфоэтоксилатов; на фиг. 2 — схема разделения отходящего газа. 20

Технология способа состоит в следующем.

Для проведения реакции этоксиалкано- ° лы вначале подвергают взаимодействию с серным ангидридом по схеме (фиг. 1а) в пленочном реакторе (фиг. 1 б) представляющим собой трубу с внутренним диаметром 5 мм и длиной 800 мм, который снабжен охлаждающей рубашкой, вводными . патрубками для подачи газообразного суль-30 фоагента и жидкости. Этоксиалканолы для сульфатирования вводят в виде пленки с расходом 6,0 — 25 ° 10 моль/мин. Че-. рез отдельный патрубок вводят сухой воздух 10 (фиг. 1б) в количестве 1-4л/мин, 5 способствующий растеканию пленки и улучшающий протекание реакции за счет разбавления газообразного сульфоагента, поступающего через трубку, расположенную по центру оси реактора с расходом по сер-40 ному ангидриду и воздуху,,. соответственно 5-23 ° 10 моль/мин и 1-4 л "мин.

Концентрация серного ангидрида в зоне реакции составляет 8 об.%. йля снижения его концентрации до 3 об,% и менее, количество воздуха, подаваемого для растекания пленки и воздуха с сульфоагентом соответственно увеличивают. При этом количество вводимого для сульфатирования серного ангидрида составляет 80-90% от $0 стехиометрически необходимого. Время пребывания жидкой фазы в реакторе 1-5c.

5 8400 массу, соответственно, 312 и 450. При этом этоксиалканолы.фракции С >-С включают ненасыщенные соединения (иодное число равно 23,5 г J /100 г).

Пример 1. Сульфатированию подвергают этоксиалканады фракции С -С, с с использованием пленочного реактора (фиг. 1 а). Расход этоксиалканолов

12,8-10 моль/мин. Расход сухого воздуха способствующего растеканию пленки

2 3 л/мин. Расход серного ангидрида

11,5 10 моль/мин. P.àñõîé воздуха подаваемого с серным ангидридом составляет

2,0 л/мин. Концентрация серного ангидрида в зоне реакции 6 об.%. Температура, поддерживаемая в реакторе, составляет

45 С. После установившегося режима и заполнения вытекающей реакционной смесью реактора (фиг. 1 г) с турбинной мешалкой (и =800 об/мин), в последний по-gp

-Ь дают 1,3 ° 10 моль/мин серного ангидрида разбавленного воздухом (0,48 л/мин) до 6 об. . Лольное отношение серный ангидрид этоксиалканолы равно 1: 1.

В результате сульфатироввния получв- >> ют 5 г/мин. реакционной смеси> которая

1 состоит из 97, анионных ПАВ,0,6 серного ангидрида (вероятно в виде серной кислоты) и 2,4% непреврашенных соединений. Пересчет обнаруженных внионных ЗО

ПАВ в поглощенный серный ангидрид вместе с обнаруженным серным ангидридом дают степень поглощения серного ангидрида равную 99,9 . После нейтрализации получают пасту с содержанием анионных 35

ПАВ 34,2%, цветность 40 единиц по иодной шкале; содержание непреврвщенных соединений 0,86%, сульфата натрия 0,4%.

После сульфатирования получают

5 г/мин реакционной смеси, содержащей

96,9% внионных ПАВ, 0,7% серного ангкдрида и 2,4% непреврвшенных соединений. Степень поглощения серного ангидрида 99,9%.

Пример 2. В условиях примера 1

40 сульфатирование в пленочном реакторе проводят, используя газообразный сульфоагент, содержащий 3 об.% серного ангидрида.

В результате сульфатироввния получают реакционную смесь, содержащую 98 ани-

45 онных ПАВ, 0,4% серного ангидрида, 1,6 непревращенных соединений. Степень поглощения серного ангидрида 99,9%. Пвс та после нейтрализации содержит 34,6% анионных ПАВ и 0,72% сульфата натрия

50 и имеет цветность 30 ед. по иодной шкале.

Пример 3. В условиях примера 1 реакцию проводят, используя дополнительный реактор, указанный на фиг. 1 в.

В результате сульфатирования получают реакцйонную смесь, содержащую 96% анионных ПАВ, 0,8% серного ангидрида и

2,55% непреврв шенных соединений.

36 6

Степень поглощения серного ангидрида

99,9%. Паста после нейтрализации содержит 33,9% анионных ПАВ и 1,45% сульфата натрия и имеет цветность 45 ед. по иоди шкале.

Пример 4. B условиях примера 1 сульфатироввнию подвергают этоксиалканолы фракции С„,-С прит -52 С, испольО 0 зуя мольный избыток серного ангидрида

1,1, который обусловлен взаимодействием серного ангидрида не только по гаароксильной группе, но и по двойной связи.

B результате проведения реакции получают реакционную смесь, содержащую 96% анионных ПАВ, включающих 9% сульфоновых соединений, оцененных по уменьшению иодного числа (12 г 3g -100) в выделенных этоксиалквнолвх после кислого гидролизв, 0,6% серного ангидрида, 2,6% непреврв шенных соединений. Степень поглощения серного ангидрида 99,9%.

Полученная после нейтрализации паста содержит 44% внионных ПАВ; 1,05% сульфата натрия и имеет цветность 40 ед. по иодной шкале.

Пример 5. Реакцию сульфатирова ния проводят в условиях примера 2, полченную сульфомассу отправляют нв нейтрализацию, в отходящий гвз (фиг. 2), после устройства 1 для полного отделения от капель жидкости, разделяют нв два потока

А и Б.

HoTок газа А с расходом 4,6 л/мин направляют в пленочный реактор (фиг.16) по схеме (фиг. 1 в) для улучшения .растекания пленки свежих этоксилатов фракции С; -С4, подаваемых в этот же ре-. актор с расходом 12,8 10 моль/мин.

Второй поток газа Б с расходом 4,0л/мин подают в устройство 2 (фиг. 2) для получения гвзовоздушной смеси отходящий газсерный ангидрид. В это же устройство по-Ь дают 12,8 ° 10 моль/мин серного ангидрида. Полученный сульфвтирующий агент направляют в пленочный реактор (фиг.1 б) и в реактор (фиг.. 1 в) по схеме (фиг. 1a)

При этом в реактор (фиг. l б) подают

4 л/мин газа, содержащего 12,16, х х10 моль/мин серного ангидрида, а в реактор,фиг. 1в) 0,28 л/мин газа с

0,64 ° 10 моль/мин серного ангидрида.

7 8400

Пример 6. Зля сравнения полученных результатов сульфатирование проводят в условиях примера 1. Однако весь сульфагирующий агент подают в пленочный реактор, исключив из схемы до5 полнигельный реактор.

После сульфагирования получают сульфомассу, содержащую 82,2% анионных

ПАВ, 0,4% серного ангидрида, 17,3% непревращенных соединений. Степень погляд- 1о щения серного ангидрида составляет 89%.

3G 8 ньшение капитальных вложений и отсутствие вредных выбросов в атмосферу.

Эффективность предлагаемого способа

35 обусловливает экономию серного ангидрида, подаваемого для сульфатирования, умеПреимущество предлагаемого способа заключается в том, что раздельная подача дульфирующегр агента в два различньи аппарата позволяет быстро провести процесс, получить продукт высокого качества, уменьшить количество подаваемого воздуха и осуществить практически полное поглощение серного ангидрида, Последнее обстоятельство позволяет исключить мольный избыток серного ангидрида в тех реакциях, где побочные реакции протекают в малой степени. Следствием такой органиэации проведения реакции суль- 5 фагирования эгоксиалканолов, также являются лучшие экологические характеристики,так как практически отсутствует. неиспользованный серный ангидрид, поскольку отработанные газы идут на узел щ получения новой порции сульфируяощего агента, а также избежать газовых выбро сов, Формула изобретен ия

Способ получения сульфоэтоксилатов с использованием пленочного реактора сульфатированием оксиэгилированных спиртов фракции С1о-С, или С -С серным ангидридом в закрученной потоком воэду— ха пленке, разбавленным воздухом, при температуре З5-60 С, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, процесс проводят в каскаде пленочного и с механической мешалкой реакторов при раздельной подаче сульфоагента в пленочный реактор в количестве 80-90 вес.7, а в реактор с механической мешалкой 20-10 вес.% концентрации серного ангидрида в воздухе

2-6 об.% и общем мольном соотношении спирт: серный ангидрид, равном 1:1-1,1 с последующей рециркуляцией отходящих газов на стадии приготовления сульфирую щего агента и закручивания пленки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Й Sbet t Е.,УЕббйи ЬВ. Sob;. ta«on with ьиИиг г окубе

ethenoxy8oted бондhain а3со5o6S. - Ю. ".AW.0j6 Cheр."

Sac.v. Ъб 1959, No 5, р. 209-210.

2, Авторское свидетельство СССР

Мо 690009, кл. С 07 С 141/08, 1977 (прототип).

pg 2 ъ

8 8

Составит ель .Т.. Власова

Редактор Н. Кончицкая Ч ехред МД олинка -Корректор M. Йемчик

Заказ 4655/29 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,- Москва, Ж 35, Рауюская наб.; a. 4/5

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