Способ получения поверхностно-активного вещества для моющего средства
Изобертение касается промьгашенного синтеза поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе сульфатированного алканоламида синтетических жирных КИСЛОТ (АЖК), которое может быть использовано в качестве активной основы для МОЮЩИХ средств. Повышение моющего действия (МД) достигается использованием в качестве исходного вещества смеси АЖК фракции С 10 , синтетической С,д-СjQ жирной КИСЛОТЫ, высшего жирного С -С,д спирта И/ИЛИ алкилбензола с 18-20 атомами углерода (массовое соотношение 1-4,5:0,6-1,8:10). Получение hAB ведут ИЗ указанной смеси, имеющей температуру бО-ЮО С, котор то сначала охлаждают до 45-60 С, а затем сульфатируют газообразным SO,, (разбавленным воздухом до 4-8 об.%) ИЛИ хлорсульфоновой КИСЛОТОЙ при молярном соотношении, равном 1:1-1,2, с понижением температуры до 32-36°С с послед-ующей нейтрализацией NaOH до рН 7,5-9 при 20-60 С. Использование другой смеси ИСХОДНОГО продукта позволяет ПОВЫСИТЬ МД нового ПАВ со 112 до 128%. 1 з,п.ф-лы, 1 табл. с S (Л с 00 эо СП со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (59 4 С 07 С 143/155 С II D 3/34
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 39)0466/31-04 (22) 10,06,85 (46) 23,06.87. Бюл, !Н 23 (71) Харьковский политехнический институт им, В,И. Ленина (72) M,А. Подустов, В.Г, Правдин, А,П. Мельник, В.А, Кузнецов, В,В. Бочаров, Т.С, Моргунова, Д.И. Земенков, Т.F.. .Чернова, В.А, !Ощенко, Л.И, Бавика, М.Д, Троян и В,С, Волошин (53) 547.269.07 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 1051068, кл. С 07 С 143/155, 15.04.82. (54) СПОСОБ IIOJI EHHH IIOBEPXHOCTHOАКТИВНО! О ВЕЩЕСТВА ДЛЯ МО!001ЕГО СРЕДСТВА (57) Изобертение касается промышленного синтеза поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе сульфатиро" ванного алканоламида синтетических жирных кислот (АЖК), которое может быть использовано н качестве активной основы для моющих средстн. Повышение моющего действия (МД) достигается использованием в качестве исходного вещества смеси АЖК фракции
С, -С,6 синтетической С, -С, жирной кислоты, высшего жирного С, -С,в спирта и/или алкилбензола с !8-20 атомами углерода (массовое соотношение 1-4,5:0,6-1,8:1О). Получение ЬАВ ведут из указанной смеси, имеющей температуру 60-100 С, которую сначала охлаждают до 45-60 С, а затем сульфатируют газообразным SO» (разбавленным воздухом до 4-8 об.Ж) или хлорсульфононой кислотой при молярном соотношении, равном 1:1-1,2, о с понижением температуры до 32-36 С с последующей нейтрализацией NaOH . о до рН 7,5-9 при 20-60 С. Использование другой смеси исходного продукта позволяет повысить МД нового ПАВ со
1.12 до 128Х. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.!
318591
Изобретение относится к способу получения улучшенного поверхностноактивного вещества (ПАВ), которое может быть использовано в качестве активной основы для моющих средств.
Цель изобретения — повышение моющего действия ПАВ.
В качестве исходного сырья используют смесь алканоламида синтетических жирных кислот фракции С« -С, (АЖК), синтетической жирной кислоты с 10-20 атомами углерода (СЖК), высшего жирного спирта с 10-18 атомами углерода (ВЖС) и/или алкилбензола с
18-20 атомами углерода (АБ), взятую при массовом соотношении исходных компонентов, равном 1-4,5:0,6-1,8:
:10, и температуре 60-100 С, которую предварительио охлаждают до темпео, ратуры соответственно 45-60 С и далее сульфатируют с понижением температуры до 32-36 С и подвергают нейтрализации известным способом.
Предпочтительно в качестве АЖК используют моноэтаноламид СЖК (МЭА) или его смесь с оксиэтилированным
МЭА с 3-7 группами оксида этилена (0M3A), Пример 1, В реактор с мешалкой и охлаждающей рубашкой, устройствами ввода реагентов и вывода реакционной смеси, измерения температуры вводят смесь, состоящую из
l3 r АЖК 4,4 r СЖК с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы
228, 43,5 r основного органического вещества (OOB) — высших жирных спиртов с 10-18 атомами углерода средней молекулярной массы 216, при температуре 90 С и соотношении АЖК : СЖК
ООВ р равном 3, 0: 1 0: 1 0. В качестве алканоламидов жирных кислот используют смесь М3А с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 264 и ОМЭА с 10-16 атомами углерода с 5 группами оксида этилена средней молекулярной массы 484 при соотношении 1:0,4,. Затем смесь охлаждают до 55 Г, В этот же реактор вводят 0,58 г/мин триоксида серы, разбавленного сухим воздухом до
6 об,%,с постепенным снижением темо пературы до 34 Г. Время обработки
40 мин. Молярное соотношение органическое сырье:трноксид серы 1".1,15, В результате обработки получают
81,6 r реакт(нонной массы, которую нейтрализую. 1(15,4 г 10%-ного водного раствора гидроксида натрия до рН 7,5-8, и получают 187 r пасты.
Выход целевого продукта 80,7 r (93,0 мол.%). Моющее действие составляет 138%, 1
l р и м е р 2. В вертикальный пленочнь(й реактор, оснащенный тремя параллельно соединенными реакционными трубами диаметром 14 мм и длиной 1600 мм, охлаждающей рубашкой, подводящими штуцерами в верхней части реактора и отводящим патрубком в нижней его части, непрерывно подают смесь АЖК с расходом 4,8 кг/ч, СЖК с 10""!6 атомами углерода средней молекулярной массы 228 с расходом
l,88 кг/ч, ООВ . высший жирный спирт с 10-18 атомами углерода средней мо; лекулярной массы 216) с расходом
19 кг/ч при соотношении АЖК:СЖК:ООВ, равном 2,4:1,0:10, предварительно охлажденную с 90 до 50 С, В качестве
АЖК используют Смесь МЭА жирных кислот с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 264 и ОМЭА жирных кислот с 10-16 атомами углерода и 5 группами оксида этилена средней молекулярной массы 484 при соотношении !
:0,54. Газообразный триоксид серы, разбавленный осушенным воздухом до концентрации 8 об.%, непрерывно подают в верхнюю часть реактора в количестве 8,9 кг/ч, Температура на о <Р входе реактора 50 Г, на выходе 34 С, время пребывания 8 с. Молярное соотношение органическое сырье:триоксид серы 1:1,08, В результате обработки получают 32,7 кг/ч реакционной массы, которую нейтрализуют 41,7 кг/ч
10%-ного водного раствора гидроксида натрия до рН 8, и получают 74,4кг/ч пасты. Выход целевого продукта
32,6 кг/ч (92,5 мол.%), Моющее действие 136%, Пример .3. В реактор по примеру 1 вводят 8,7 г АЖК, 4,8 г СЖК с
10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 223, 47,5 г ООВ (алкилбенэол (АБ) с 18-20 атомами углерода средней молекулярной массы 245) при температуре и соотношении АЖК:
:СЖК."ООВ, равном 1,8:1,0:10, В качестве АЖК используют смесь МЭА с 1016 атомами углерода средней молекулярной массы 264 и ОМЭА с l0-16 атомами углерода и 5 группами оксида этилена средней молекулярной массы
3 131
484 при соотношении 1:0,8, Затем о смесь охлаждают до 45 С, В этот же реактор ннодят 0,95 г/мин триоксида серы, раэбанленного воздухом до 4 об,X с постеленным снижением температуры до 32 С, Время обработки 22 мин, Молярное соотношение сырье:триоксид серы 1:1,12, В резуль. тате обработки получают 79,9 г реакционной массы, которую нейтрализуют
94,7 r 107-ного водного раствора гид роксида натрия до рН 8, и получают
174,7 г пасты. Выход целевого продук та 78,5 (93,0 иол.X), Моющее действие 1307..
Пример 4, В реактор по примеру I вводят смесь, состоящую из
17,0 г ЛЖК, 3,8 r СЖК. с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы
228, 38,9 r OOB (высший жирнь|й спирт (ВЖС) с 10-18 атомами углерода средней молекулярной массы 2)6), при
100 С, соотношении АЖК:СЖК:OOB равном 4,5:1,0:10, соотношении МЭА:ОМЭА
1:0,32 и охлаждают до 60 С.
Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1 с постепенным снижением температуры до 36 С, Молярное соотношение органическое сырье:триоксид серы 1:1,15. В результате обработки получают 81,4 r реакционной массы, которую нейтрализуют в условиях примера 1, и получают
183,7 г пасты, Выход целевого продукта 79,4 r. Моющее действие 138Х, Пример 5, В реактор попримеру 1 вводят смесь, состоящую из
5,3 г АЖК (в качестве АЖК используют
МЭА с 10-16 атоиами углерода средней молекулярной массы 264), 5,0 г с 1016 атомами углерода средней молекулярной массы 228, 49,7 г ООВ (ВЖС с
10-18 атомами углерода средней молекулярной массы 216), при 60 С, соотношении АЖК:СЖК:ООВ, равном 1,0:1:10, и охлаждают до 45 С, Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1 с постепенныи о снижением температуры до 32 С, Молярное соотношение органическое сырье: триоксид серь1 1:1,15, В результате обработки получают 83 r реакционной массы, которую нейтрализуют в условиях примера 1, и получают 192 г пасты. Выход целевого продукта 83,6 г (95,0 мол,X), Моющее действие 1327.
Пример 6. В реактор по примеру 1 вводят смесь, состоящую из
8591 4
5
f0
?,5 г ARK (в качестве АЖК используют
МЭЛ с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 264), 4,8 г СЖК с
10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 228, 47,6 г OOB (в качестве ООВ взята смесь АБ и ВЖС о при соотношении 2:3), при 65 С,.со-. отношении АЖК:СЖК:ООВ, равном 1,6:
:1:10, и охлаждают до 50 С.
Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1 с постепенным о снижением температуры до 34 С, Моляр. ное соотношение органическое сырье: триоксид серы 1:1,2, В результате обработки получают 82 г реакционной массы, которую нейтрализуют в условиях примера 1, и получают 186 r пасты. Выход целевого продукта 81,9 г (94,5 мол.X), Моющее действие 134Х.
Пример 7. В реактор по примеру 1 вводят смесь состоящую из
14, 5 г АЖК, б, 9 г CN 256, 38,8 г ООВ (ВЖС с 10-18 атома ми углерода средней молекулярной о массы 216), при 100 С, соотношении АЖК:СЖК:ООВ, равном 3,5:1,8:10, соотношении МЭА:ОМЭА 1:0,4 (ON3A с 7 группами оксида этилена среднеч молекулярной массы 572) и охлаждают до 50 С.. В этот же реактор подают 0,58 г/мин хлорсульфоновой кислоты с постепенныи снижением температуры до 34 С. о Время обработки 50 мин, Молярное со,отношение органическое сырье:хлорсульфоновая кислота (в пересчете на $0 ) 1:1,1, В результате обработки получают 91 r реакционной массы, которую нейтрализуют в условиях прииера I и получают 180 r пасты, Выход целевого продукта 80 г (9?,0 мол.7). Моющее действие 13?X, Пример 8, В реактор попримеру 1 вводят смесь, состоящую из 15,1 г АЖК, 2,6 г СЖК с 17-20 атомами углерода со средней молекулярной массой 290, 42,6 r ООВ (ВЖС с 1018 атомами углерода средней молекулярной массы 216), при 90 С, соотношении АЖК:СЖК:ООВ, равном 3,5:0,6:10, соотношении МЭА:ОМЭА 1:0,33 (ОМЭА с 3 группаии оксида этилена средней молекулярной массы 376) и охлаждают до 52 С. Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1 с постепенным О снижением температуры до 35 С, Моляр1318591 6 ное соотношение органическое сырье: триоксид серы 1:1,15,.В результате обработки получают 81,5 г реакционной массы, которую нейтрализуют 107,4 r 25 ;ного раствора диэтаноламина до рН 7,8-8, и получают 188,9г пасты, Выход целевого продукта 100 г (93,0 мол. ) . Моющее действие 130, Пример 9, В реактор по примеру 1 вводят смесь, состоящую из 12,1 г АЖК, 5,5 г СЖК с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 228, 42,5 г ООВ (ВЖС с 10-18 атомами углерода средней молекулярной массы 216),.при 90 С, соотношении АЖК:СЖК:ООВ, равном 2,8:1,3:10, соотношении МЭА:OM3A l:I и охлаждают до 52 С ° Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера I с постепенным о снижением температуры до 35 С, Молярное соотношение органическое сырье:триоксид серы 1:1,!5. В результате обработки получают 81,8 г реакционной массы, которую нейтрализуют в условиях примера 1, и получают 184 r пасты. Выход целевого продукта 79 r (92 0 мол. ), Моющее действие 136Х. Пример 10. В реактор по при. меру 1 вводят смесь, состоящую из 11,9 r АЖК, 2,7 г СЖК с 10-16 атомами углерода средней молекулярной мас сы 228, 45,4 г ООВ (ВЖС с 10-18 атомами углерода средней молекулярной о массы 216), при 85 С, соотношении АЖК:СЖК:ООВ, равном 2,6:0,6:10, соотношении МЭА:ОМЭА 1:0,2 и охлаждают до 50 С. Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1 с постепенным о снижением температуры до 34 С, Молярное соотношение органическое сырье:триоксид серы 1:1,15. В результате обработки получают 81,8 г реакционной массы, которую нейтрализуют в условиях примера 1, и получают 187 r пасты. Выход целевого продукта 81 r (93,0 мол, ), Моющее действие 134, Пример 11. В реактор по примеру 1 вводят смесь, состоящую иэ 13 г АЖК, 3,9 г С>КК с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 228, 43 г (ВЖС с 10-18 атомами углерода средней молекулярной о массы 216) при 90 С, соотношении АЖК:СЖК:ООВ, равном 3,0:0,9:10, со5 I0 55 отношении МЭА:ОГ!ЭА 1:0,53 и охлаждают до 52 С. Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1, С постепенным о снижением температуры до 34 С, Молярное соотношение органическое сырье:триоксид серы 1:I 15, В результате обработки получают 81,6 r реакционной массы, которую нейтрализуют 153,8 r 25 .-ного раствора триэтаноламина до рН 7,5-8, и получают 235 г пасты. Выход целевого продукта 110,7 г (93,0 мол,Х). Моющее действие 130Х, Пример 12. В реактор по примеру 1 вводят смесь, состоящую из 13 r АЖК, 3,5 г СЖК с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 228, 43,5 г ООВ (ВЖС с 10-18 атомами углерода средней молекулярной массы 216), при 90 С, соотношении АЖК:СЖК:ООВ, равном 3,0:0,8:10, соотношении МЭА:ОМЭА 1:0 4 и охлажо дают до 52 С. Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1 с постепенным о снижением температуры до 34 С, Mqлярное соотношение органическое сырье:триоксид серы 1:1,12. В резуль тате обработки получают 81,7 r реак" ционной массы, которую нейтрализуют в условиях примера 1, и получают 185,7 г пасты. Выход целевого продукта 81,1 г (93,5 мол.Х), Моющее действие 140Х. Пример 13. В реактор по примеру 1 вводят смесь, состоящую .иэ 7,7 г АЖК, 2,9 r СЖК с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 228, 49,9 г ООВ (в качестве ООВ. взята смесь АБ и ВЖС при соотношении 3."2), при 65 С, соотношении АЖК:СЖК: :ОВВ, равном 1,5:0,6:10, соотношении МЭА:ОМЭА 1:0,57 и охлаждают до 48 С. Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1 с постепенным о снижением температуры до 32 С, Моляр" ное соотношение органическое сырье: триоксид серы 1:1,15; В результате обработки получают 80,6 г реакционной массы, которую нейтрализуют 58,3 г 15Х-ного раствора гидроксида аммония до рН 7,8-8, и получают раствор 138,9 r пасты. Выход целевого продукта 80,3 r (95,0 мол, ), Моющее действие 128% ° Пример 14, В реактор по примеру 1 вводят смесь, состоящую из 7 13185 9,9 г АЖК, 2,8 r СЖК с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 228, 47,2 r ООВ (ВЖС с 10-18 атомами углерода средней молекулярной массы 216) при 80 С, соотношении АЖК: :СЖК:ООВ, равном 2,1:0,6:10, соотношении МЭА:ОМЭА 1:0,66 и охлаждают до 50 С. Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1 с постепенным 10 о снижением температуры до 33 С. Молярное соотношение органическое сырье: триоксид серн 1:l 15. В результате обработки получают 81,8 r реакционной массы, которую нейтрализуют в условиях примера 1, и получают. 187 r пасты. Выход целевого продукта 81,8 r (94 мол. Х), Моющее действие 136Х, Пример 15, В реактор по при меру l вводят смесь, состоящую из 20 13 r АЖК, 4,2 г СЖК с 10-16 атомами углерода средней молекулярной массы 228, 42,5 r ООВ (ВЖС с 10-18 атомами углерода средней молекулярной массы 216), при 95 С, соотношении АЖК:СЖК: :ООВ, равном 3,1:1,0:10, соотношении МЭА:ОМЭА 1:0,53 и охлаждают до 55 С, Реакцию сульфатирования проводят в условиях примера 1 с постепенным о снижением температуры до 33 С. Моляр- 30 ное соотношение органическое сырье: триоксид серы 1:1,15м.В результате обработки получают 81,7 г реакционной массы, которую нейтрализуют в условиях примера 1, и получают 35 185,2 r пасты, Выход целевого продукта 80,5 г (93 мол. ), Моющее действие 134Х, Пример 16 (известный способ),40 В реактор с мешалкой и охлаждающей рубашкой, устройствами ввода реагентов и вывода реакционной смеси, измерения температуры вводят смесь орга-. нических веществ общим весом 60,0 г, 45 состоящую из 10 мас.Х (6,0 r) монозтаноламина МЖК фракции С,о -С 6 сред- . ней молекулярной массы 264 и 90 мас. (54,0 г) высшего алифатического спирта фракции,С ц С, средней молекуляр 50 ной массы 216, сульфатируют при 70 С хлорсульфоновой кислотой при моляр. ном соотношении со смесью органических веществ 1,05:1, расходе хлорсульфоновой кислоты 1,89 г/мин, вре- 55 мени сульфатирования 18 мин и постепенном понижении температуры до 42 С. о В результате обработки получают 91,8 r реакционной массы, которую 30,0 5 0 0,2 0,2 Остальное ватель Отдушка Вода Сульфат натрия В таблице приведены данные по основным режимам и моющего действия ПАВ по предлагаемому способу в сравнении с известным, Как видно из таблицы, новое ПАВ значительно превосходит известное по моющему действию (128 против 112 ), Формула изобретения 1. Способ получения поверхностноактивного вещества для моющего средства сульфатированием смеси на основе алканоламида синтетических жирных кислот газообразным триоксидом серы, разбавленным воздухом до 4-8 об, „ или хлорсульфоновой кислотой при молярном соотношении, равном 1:)-1,21 при нагревании с постепенным охлаждением с последующей нейтрализацией реакционной массы водным раствором гидроокиси натрия до рН 7,5-9 при о 2060С отличающийся тем, что, с целью повышения моющего действия целевого продукта, в качестве смеси на основе алканоламида 91 8 нейтрализуют до рН 7,8-8 прибавлением к ней 15 .-ного водного раствора едкого натра при 20-60 С, Получао ют 164,3 г нейтрализованной реакционной массы, Выход целевого продукта 81 г (92 мол.Х). Моющее действие 112Х, Определение моющего действия проводили по стандартной методике стиркой в лаундераметре кусочков искусственно загрязненных тканей при концентрации моющего средства 5 г/л, а температуре 50 С, жесткости воды о 15 Н, продолжительности стирки 20 мин. Пля испытаний готовили образцы универсального синтетического моющего средства (СМС) следующего состава, мас,%Ъ ПАВ (включая 4-8 натриевой соли жирных кислот) 18,0 Триполифосфат натрия Силикат натрия Карбоксиметилцеллюлоза 190 Перборат натрия 10,0 Оптический отбели1318591 lO )окчгее действие ПАВ, 7. Выход т;елевоТемпеТемпеСоотношение M3A: :ОМЭА Соотношение исТемпеПриратура конца ходных веществ (алканоламид СЖК:высший спирт и/или алкилбензол) ратура после охратура исходной мер го продукта, 7 сульфатилаждесмеси,. С ния, С рования, С 138 93 l:0,4 1:0,54 1:0,8 l 0,32 90 136 92,5 85 55 70 45 l00 60 130 92 138 132 95 45 1;0 94,5 134 I:0 92 137 1:0,4 100 50 130 35 93 1:0,33 136 52 90 134 93 1:0,2 34 l 30 1:0,53 140 93,5 1:0,4 12 128 95 1:0,57 1:0,66 1:0,53 94 136 50 14 134 3.3 95 112 70 1:0 l6 (известный способ) используют смесь алканоламида синтетических жирных кислот фракции С<„— -С а, синтетической жирной кислоты с 10-20 атомами углерода, высшего жирного спирта с 10-18 атомами углерода и/или алкилбенэола с 18-20 атомами углерода, взятую при массовом соотношении исходных компонентов, равном 1-4,5:0,6-1,8:10, и темперао туре 60-100 С, которую предварительно охлаждают до температуры соответ3,0:l,о:)O 2,4:1,0:!0 1,8:1,0:10 4,5:1,0:10 1,0:)i0:l0 1,6:1,0:!О 3,5:1,8:10 3,5:0,5:10 2,8:1,3:10 2,6:0,6:10 3,0:0,9:10 3,0:0,8:lo 1,5:0,6:10 2,1:О,б:10 3,1:) 0:10 1,1:0:10 ственно 45-60 С и далее сульфатируют о с понижением температуры до 32-36 С. 2. Способ по п.l, о т л и ч а юШ и и с я тем, что в качестве алканоламида используют моноэтаноламид синтетических жирных кислот фракции С<, -С, или его смесь с оксиэтилированным моноэтаноламидом синтетических жирных кислот фракции Сю -C> и 1О 3-7 группами оксида, этилена при массовом соотношении, равном 1:0,2-1, 
