Способ получения поверхностно-активного вещества

 

Изобретение касается сульфиронаншск соединений, в частности сульфированной смеси алифатических j (АС), оксиэтилированного моноэтаноламида синтетических спиртов С g-С, жирных кислот С 10 -С- (АМК), моно Q этаноламида синтетических жирных кислот -С (ЭАК), которую используют как поверхностно-активное вецество (ПАВ) для пенообразователей, моющих средств. Для повышения пенообразующей активности ПАВ в процессе дополнительно используют определенную добавку. Синтез ПАВ ведут сульфированием смеси АС и ЭАК в присутствии 2-8% АМК, содержащей 3-5 групп оксида этилена, используя SOj, с последующей нейтрализацией NaOH. Выход 94 мол.%, пенообразующая способность до 205 мм, а моющее действие - ДО 124 отн.% против 165 мм и 112 отн.%, 1 табл. ISO CD СХ ND Го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ у ), .т, .%, р .1

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ спиртов С„-С, (АС), оксиэтилированного моноэтаноламида синтетических жирных кислот С -С, (АМК), моноэтаноламида синтетических жирных кислот С„ -С (ЗАК), которую испольи зуют как поверхностно-активное ве) цество (ПАВ) для пенообразователей, моющих средств. Для повьппения пенообразующей активности ПАВ в процессе . дополнительно используют определенную добавку. Синтез ПАВ ведут сульфированием смеси АС и ЗАК в присутствии 2-8X ANK содержащей 3-5 групп оксида этилена, используя $0, с последующей нейтрализацией МаОН, Выход

94 мол.Х, пенообразующая способность до 205 мм, а моющее действие - до

124 отн.X против 165 мм и 112 отн.F..

1 табл.

Ь;)

CC}

Об

К)

Ю 3 (61) 1051068 (21) 3978763/31-04 (22) 14.11.85 (46) 23.03.87. Бюл. У 11 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) M.À. Подустов, В.Г. Правдив, А.П. Мельник, Т.С. Моргунова, Т.Ei Чернова, И.Ф. Горбанев, А.Д. Черников и В.Н, Сорокин (53) 647.541.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1051068, кл. С 07 С 143/155, 15.04.82, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА (57) Изобретение касается сульфированнкх соединений, в частности сульфированной смеси алифатических

„.SU l298207 А 2 (5ц 4 С 07 С 143/155> С 11 D 3/34

8207

1 129

Изобретение относится к способу ,4ф получения поверхностно-активного вещества (ПАВ), может найти применение в качестве активной основы пенообразователей и моющих средств и является усовершенствованием способа по авт. св. Р 1051068.

Целью изобретения является повышение пенообразующей способности и моющего действия целевого продукта.

Цель достигается проведением процесса в присутствии 2-8 мас. оксиэтилированных моноэтаноламидов (МЭА) . синтетических жирных кислот (СЖК) с

10-16 атомами углерода и 3-5 группами оксида этилена.

Пример 1. 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 газообразных продуктов реакции, помещают 55,2 г смеси, состоящей из 1,1 r моноэтаноламида CKK фр. С -С со средней мол. массой î

264 и 54,1 г (98 мас, ) высшего алифатического спирта фр. С1 -C„z со средней мол. массой 216. Затем добавляют 4,8 г (8 мас.X от общей массы смеси) оксиэтилнрованного моноэтаноламида CRK фр. С, -С, с 5 группами оксида этилена (синтамид-5) со средней мол. массой 489.

Установив начальную температуру смеси 70 С начинают подавать в реактор газообразный триоксид серы, разбавленный осушенным воздухом до концентрации 4 об.X триаксида серы. Расход триоксида серы 1,65 г/мин, время сульфатирования 14,7 мин. Молярное отношение триоксида серы к смеси подвергаемой сульфатированию 1,15:1,0, Одновременно с началом подачи в реактор триоксида серы осуществляют плавное понижение температуры реакционной массы до 42 С к окончанию реакции сульфатирования. После прекращения подачи в реактор триоксида серы в течение 15 мин продолжают перемешивание реакционной массы до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции, после чего ее нейтрализуют до рН 7,5-8,0 прибавлением к ней 70,4 г 157;ного водного раствора гидроксида натрия при

20-60 С.

Получают 151,5 r нейтрализованной реакционной массы.

Выход целевого продукта, определяемый методом экстракции анион-активных ПАВ изопропиовым спиртом, составляет 83,8 г (98 мол.7.). Пенообразующая способность полученного ПАВ

195 мм, моющее действие 110 отн.7.

Пример 2. Смесь органичесt0 ких веществ весом 57 г, состоящую из 2,8 r (5 мас.%) моноэтаноламида

СЖК фр. С„ -С „ со средней мол. массой 264 и 54,2 г (95 мас.7.) высшего алифатического спирта фр. С -С со средней мол. массой 216 с добавлением

3 г (5 мас.7. от общей массы смеси) синтамида-5 со средней мол.массой

489, сульфатируют и нейтрализуют в условиях примера 1. Получают 151,4 r нейтрализованной реакционной массы.

Выход целевого продукта 84,1 г (96 мол. ). Пенообразующая способность полученных ПАВ 205 мм, моющее действие 114 отн, 7.

Пример 3. Смесь органических веществ весом 58,8 г, состоящую из 7 г (12 мас.X) моноэтаноламида

СЖК фр. С, -С„, со средней мол. мас30 сой 264 и 51,8 г (88 мас.%) высшего алифатического спирта фр. С„ -С„д со средней мол. массой 216 с добавлением 1,2 r (2 мас.X от общей массы смеси) синтамида-5 со средней мол. массой 489, сульфатируют и нейтрализуют ,в условиях примера 1.

Получают 148,2 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого .

40 продукта 80,0 г (91 мол.%). Пенообраэующая способность 168 мм, моющее действие 108 отн.7.

Пример 4. Смесь органических веществ весом 57,0 r, состоящую из

45 5,7 г (10 мас.%) моноэтаноламида СЖК фр. С, -С„ со средней мол. массой

264 и 51,3 r (90 мас,X} высшего алифатического спирта фр. С -С„ со средней мол. массой 216 с добавлением

3 г (5 мас. от общей массы смеси) синтамида-5 со средней мол.массой

489, сульфатируют хлорсульфоновой кислотой с последующей нейтрализацией в условиях примера 1, но при мо55 лярном отношении сульфатирующего агента к смеси органических веществ

1,05:1, расходе хлорсульфоновой кислоты 1,9 г/мин и времени сульфатирования 17 мин.

Выход нейтрализованной реакционн .й массы 15,6 г/мин. Выход целевого продукта 8,5 г/мин (94 мол.Ж). Пенообразующая способность 195 мм, моющее действие 120 отн,X.

Пример 6. Смесь органических веществ, состоящую из 10 мас. моноэтаноламида СЖК фр. С -С . со средней мол. массой 201 и 90 мас ° % высше-55 го алифатического спирта фр. С,;„, -С,, со средней мол. массой 202 с добавлением 5 мас. (от общего веса смеси) синтамида-5 со средней мол. массой

3 ) 298?

Получают 141,6 r нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 80,4 г (92 мол. ). Пенообразующая способность 185 мм, моющее действие 118 отн.X.

Пример 5. В вертикальный реактор пленочного типа с внутренним диаметром 5 мм и длиной реакционной зоны 800 мм, оснащенный охлаждающей рубашкой, подводящими штуцерами в 10 верхней части реактора и отводящим патрубком в нижней его части, непрерывно подают смесь органических веществ, состоящую из 10 мас.% моноэтаноламида СЖК фракции С -С „, со сред- 15 ней мол. массой 264, 90 мас.X высшего алифатического спирта

С„ -С„д со средней мол. массой

216 с добавлением 5 мас.7 (от общей массы смеси) синтамида-5 20 со средней мол. массой 489. Общий расход смеси указанных органических веществ 6,2 г/мин. Сульфи- рующий агент — газообразную трехокись серы, разбавленную осушенным 25 воздухом до концентрации 6 об.7 триоксида серы, также непрерывно подают в верхнюю часть реактора в количестве 2,41 г/мин. Молярное отношение триоксида серы к общей смеси органичес- 30 ких веществ 1,1:1,0. Для создания переменного температурного режима процесса сульфатирования в рубашку реактора подают противотоком к направлению движения реакционной масг, 1 сы охлаждающую воду. При этом температура смеси органических веществ на входе в реакционную зону 70 С, 0 а реакционной массы на выходе из нее 42 С, Выходящую из реактора ре- 40 о акционную массу дегазируют в циклоне и нейтрализуют до рН 7,5-9,0 прибавлением к ней 7,0 г/мин 15%-ного водного раствора гидрооксида натрия при

20-60 С. 45

07 4

489, непрерывно сульфатируют и нейтрализуют в условиях примера 5, но при расходе смеси органических веществ 5,8 г/мин, Расход газообразного триоксида серы, разбавленного азотом до конценграции 8 об.% триоксида серы, 2,5 г/мин. Температура смеси органических веществ на выходе в реакционную зону 48 С, а реакционной массы на выходе из нее 36 С.

Выход нейтрализованной реакционной массы 14 1 г/мин. Выход целевого продукта 8,2 г/мин (95,5 мол./).

Пенообразующая способность 195 мм, моющее действие 104 отн.7..

Пример 7. Смесь органических веществ, состоящую из 5 мас.Ж моноэтаноламида СЖК фр. С, -C„ co средней мол. массой 264 и 95 мас.7. додецилбензола с мол. массой 244 с добавлением 5 мас.X (от общей массы смеси) синтамида-5 со средней мол. массой 489, непрерывно сульфатируют и нейтрализуют в условиях примера 5, но при расходе триоксида серы 2,2 г/мнн и расходе 15Х-ного водного раствора едкого натрия

6,6 г/мин.

Выход нейтрализованной реакционной массы 15 0 г/мин, Выход целевого продукта 8,6 г/мнн (98 мол.X). Пенообразующая способность !90 мм, моющее деиствие 112 отн.X

Пример 8, Смесь органических веществ весом 56,4 г, состоящую из

4,5 г (8 мас.%) моноэтаноламида СЖК фр. С -С со средней мол. массой 201 и 51,9 г (92 мас.X) из тетрадецилбензола с мол. массой 272 с добавлением

3,6 r (6 мас.Ж от общей массы смеси) оксиэтилированного моноэтаноламида

СЖК фр. С„ -С, с 3 группами оксида этилена со средней мол. массой 357, сульфатируют хлорсульфоновой кислотой в реактор по примеру 1. Расход хлорсульфоновой кислоты 1,83 г/мин. Иолярное отношение сульфатирующего агента к смеси органических веществ

1,02:1. Время сульфатирования

14,4 мин. Одновременно с началом подачи в реактор хлорсульфоновой кислоты осуществляют понижение температуры реакции сульфатирования от 46 С в ее начале и до 36 С к ее окончанию, После прекращения подачи в реактор хлорсульфоновой кислоты в течение

15 мин продолжают перемешивание реакционной массы до полного прекращения

5 12 выделения газообразных продуктов реакции, после чего ее нейтрализуют до

РН 7,5-8,0 прибавлением к ней 34,6 г

257-ного водного раствора едкого натрия при 20-60 С.

Получают 112,4 r нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 78,9 (95 мас.Х). Пенообразующая способность 190 мм, моющее действие 108 отн,Х, Пример 9. Смесь органических веществ, состоящую из 4 мас.7. моноэтаноламида СЖК фр. С„, -С, со средней мол. массой 264 и 96 мас.7. полиоксиэтиленового эфира высшего алифатического спирта фр. С „ -С„ с

3 оксиэтиленовыми группами в молекуле и средней мол. массой 308 с добавлением 4 мас ° 7. (от общего веса смеси) синтамида-5 со средней мол, массой 489, непрерывно сульфатируют и нейтрализуют в условиях примера

5, но при расходе триоксида серы

1,25 г/мин и расходе 15Х-ного водного раствора едкого натрия 5,18 г/мин.

Выход нейтрализованной реакционной массы 13,1 г/мин. Выход целевого продукта 8,1 г/мин (99,0 мол. .). Пенообразующая способность 212 мм, моющее действие 120 отн.7..

Пример 10. Смесь органических веществ весом 57 г, состоящую из 5,7 г (10 мас.7) моноэтаноламида

СЖК фр. С -Q со средней мол. массой

201 и 51,3 г (90 мас.X) полиоксиэтиленового эфира высшего алифатического спирта фр. С, -С„ . с 7 оксиэтиленовыми группами в молекуле со средней мол. массой 524 с добавлением

3 r (5 мас. . от общей массы смеси) синтамида-5 со средней мол. массой

489, сульфатируют и нейтрализуют в условиях примера 8, но при расходе хлорсульфоновой кислоты 1,18 г/мин, времени сульфатирования 13,2 мин и расходе 157-ного водного раствора едкого натрия 33,2 r.

Получают 103,8 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 67,8 г (92 мол.X). Пенообразующай способность 210 мм, моющее действие 124 отн.X.

Пример 11. Смесь органических веществ весом 58,8 r состоящую из 5,9 r (10 мас.Х) моноэтиламида

GKK фр. С„ -С„ со средней мол. массой 264 и 52,9 r (90 мас.X) высшего алифатического спирта фр. С, -С, со

98207 6 средней мол . массой 2!б с добавлени ем I 2 r (2 мас.Х от общей массы смеси) синтамида-5 со средней мол. массой 489, сульфатируют хлорсульфоновой кислотой с последующей нейтра— лизацией в условиях примера 1, но при молярном отношении сульфатирующего агента в смеси органических веществ 1,05:1, расходе хлорсульфоновой !

О кислоты 1,9 г/мин и времени сульфатирования 17,4 мин.

Получают 149,3 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 80,9 г (92 мол.7). Пенооб15 разующая способность 175 мм, моющее действие 114 отн.X.

Пример 12. Смесь органических веществ весом 55,2 r состоящую из 5,5 г (10 мас,X) моноэтаноламида

20 СЖК фр. С„ -С, со средней мол. массой 264 и 49,7 г (90 мас.X) высшего алифатического спирта фр. С„ -С, со средней мол. массой 216 с добавлением 4,8 r (8 мас. от общей массы

25 смеси) синтамида-5 со средней мол. массой 489, сульфатируют хлорсульфоновой кислотой с последующей нейтрализацией в условиях примера 1, но при молярном отношении сульфатирую30 щего агента к смеси органических веществ 1,05:1, расходе хлорсульфоновой кислоты I 9 г/мин и времени сульфатирования 16,8 мин. !

Получают 146,3 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого продукта 80,1 г (92 мол.X). Пенообразующая способность 188 мм, моющее действие 120 отн. .

4п Пример 13 (сравнительный).

В цилиндрический реактор с внутренним диаметром 30 мм и высотой 210 мм, оснащенный барботажной трубкой, лопастной мешалкой, охлаждающей рубаш45 кой, термометром и штуцерами дпя подачи реагентов и отвода газообразных продуктов реакции, помещают 60 г смеси, состоящей из 6 r (10 мас. ) моноэтаноламида СЖК фр. С„о -С, со сред50 ней мол. массой 269 и 54 г (90 мас.X) высшего алифатического спирта фр.

С -С „8 со средней мол. массой 216.

1О установив начальную температуРу .смеси 70 С, начинают подавать в реак55 тор хлорсульфоновую кислоту. Расход хлорсульфоновой кислоты 1,4 г/мин, молярное отношение сульфоагент: смесь органического продукта 1,05:1, время сульфатирования 24 мин. Одновремен1?98

Выход целеsoro

ПенообТемпература реакции, С разующая способность целевого продукта, мм

Оксиэтили рованных

ИЭА СЖК в общей смеси моноэтаноламидов

СЖК в смеси продукта, Х конечная начальна

98,5 195

96,0 205

91,0 168

110

42

114

70

108

»8

120

92,0 185

94,0 195

42

10

104

95 5 195

98,0 l90

48

112

95,0 190

99,0 212

108

120

36

46

6

124

l)4

92,0 210

92,0 175

36

l0

120

92,0 190

70

12

ИзвестHblH

112

165

92,0

10 но с началом подачи в реактор хлорсульфоновой кислоты осуществляют плавное понижение температуры реакционной массы до 42 С к окончанию реакции сульфатирования. После прекращения подачи в реактор сульфоагента в течение 15 мин продолжают перемешивание реакционной смеси до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции, после чего ее 10 нейтрализуют до рН 7,5-8,0, прибавляя к ней 72, 5 г 15Х -ного водного раствора гицроксиданатрия при 20-60 С.

Получают 154,3 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого 15 продукта 81 г (92 мол.X). Пенообразующая способность 165 мм, моющее действие 112 оти.X.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным за счет 20

Пример Концентрация, мас.Х

207 8 сульфатирования смеси органических веществ в присутствии 2-8 мас.Х оксиэтилированного моноэтаноламида синтетических жирных кислот позволяет повысить пенообразующую способность целевого продукта на 8-25 мм и моющее действие на 2-10 абс.%. Кроме того, сульфатирование смесей органических веществ, включающих моноэтаноламиды СЖК в присутствии 28 мас.Х оксиэтилированного моноэтаноламида СЖК дает особенно значительный эффект при небольших концентрациях -моноэтаноламидов СЖК, так как общий выход целевых продуктов при этом практически не изменяется.

Сравнительные показатели предлагаемого и известного способов приведены в таблице.

Моющее действие

СИС, включая новое

ПАВ по отношению к моющему действию

СМС на основе лаурилсульфата, отн,Х, 9 1298207

Ф о р м у л а и з о б р е т е H и я вия целевого продукта, процесс провоСпособ получения поверхностно-ак- дят в присутствии 2-8 мас.X окситивного вещества по авт, св. ; этилированных моноэтаноламидов синУ 1051068, о т л и ч а ю щ и .й с я тетических жирных кислот с 10-16 атотем, что с целью повышения пенооб- 5 мами углерода и 3-5 группами оксида разующей способности и моющего дейст- этилена.

Составитель Т. Власова

Редактор Н, Гунько Техред М,Моргентал Корректор Г. Решетник

Заказ 857/24 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4