Способ получения основы моющих средств

 

Изобретение касается производства моющих средств, в частности получения для них основного компонента - оксиэтилированного продукта. Процесс ведут реакцией пи оизононилфенола с 7-25-кратным молярным избытком оксида этилена при 160-200°С и давлении 0,25 - 0,5 МПа в присутствии катализатора изононилфенолятов натрия. При этом массовое соотношение пи о-изононилфенолов составляет 90-95:10-5. Эти условия повышают качество целевого продукта, который с повышенной скоростью подвергается биораспаду в водных растворах и имеет высокие поверхностно-активные характеристики. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПж ЛИК

А1 (I9) SU<11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 L

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4332539/23-04 (22) 24 ° 11.87 (46) 30.10.89. Бюп. В 40 (72) П.П.Капустин, В.В.Бочаров, К.Д.Коренев, П.С.Белов, А.П.Ворожейкин, Ю.И.Рязанов, А.К.Сайфуллина, Ю.Ф.Перегудин и В.А.Заворотный (53) 661.185(088.8) (56) Лукиных Н.А. и др. Методика оценки степени биохимического распада синтетических поверхностно-активных веществ. М., Академия коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова, 1970, с. 31.

Патент США N 2213477, кл. 260-613, опублик. 1940.

Изобретение относится к химии н технологии получения неионогенных поверхностно-активных веществ и может быть использовано в процессах производства моющих препаратов.

Цель изобретения — повышение скорости биологического распада целевых продуктов.

Сущность изобретения заключается в полиприсоединении оксида этилена к смеси и- и о-изомеров изононилфечолов с получением биологических "мягких" полиэтиленгликолевых эфиров изононилфенолов общей формулы п-НФ ОЭм, где п-НФ- п-изононилфенолы; х — содержание (мас.Ж) п-изомеров в смеси изононилфенолов (содержание о-изомеров

159 4 С 11 D 1/70 С 07 С 43/10

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВЫ МОИМЦИХ

СРЕДСТВ (57) Изобретение касается производст- ва моющих средств, в частности получения для них основного компонента— оксиэтилированного продукта. Процесс ведут реакцией п- и о-изононилфенола с 7-25-кратным молярным избытком оксида этилена при 160-200 С и давлении

0,25-0,5 МПа в присутствии катализатора — изононилфенолятов натрия. При этом массовое соотношение п- и о-изононилфенолов составляет 90-95:10-5.

Эти условия повышают качество целевого продукта, который с повышенной скоростью подвергается биораспаду в водных растворах и имеет высокие поверхностно-активные характеристики.

3 табл.

100-х); ОЭ вЂ” эфирная полиэтиленгликолевая цепочка; у — среднее число присоединенных молей оксида этилена.

Способ осуществляют полиприсоединением 7-25 моль оксида этилена (в среднем) к 1 моль смеси и- и о-изононилфенолов, взятых в соотношении (мас. долей), равном 90-95:10-5, при темпе ратуре 160-200 С и давлении 0,250,5 MIIa в присутствии основного катализатора, налример изононипфенолятов натрия. Процесс ведут по периодической или непрерывной схеме, с возможной циркуляцией реакционной смеси.

Исходную смесь изононилфенолов получают алкилированием фенола тримерамн пропилена.

1518364

Соотношение п- и о-изомеров изононилфенолон, необходимое для эффективного осуществления данного изобретения, достигают выбором соответствующего кислотного катализатора и условий алкилиронания для понышенного выхода п-алкилфенолов, а также изменением режима дистилляционного выделения целевых алкипфенолов с отбором фракции заданного состана. Изомерный состав смеси изононилфенолов контролируют с помощью спектрометри-. ческих или хроматографических методов. 15

Полученные целевые продукты — полиэтиленгликолевые эфиры изононилфенолов указанного состава — испытаны в объеме эксплуатационных свойств, необходимых при использовании в ка- 20 честве основы моющих средств (табл.2), в том числе определена их способность к биораспаду (табл. 3).

Биоразлагаемость эфиров определяют по методике 1 с использованием син-25 тетической модельной сточной жидкости и предварительно адаптированного активного ила. Для адаптации актинного ила в течение 20 сут постепенно повышают концентрацию исследуемого поверх-30 яостно-активного вещества до 20 мг/дм в аэротэках-отстойниках, а затем в течение 20 сут измеряют разность концентраций ПАВ в исходной (Cp) и биологически очищенной (С ) воде. Степень35 биораспада (С д-С g) х о о

П р и м e p 1. В автоклав емкостью 1 дм, оборудованный быстроходной мешалкой,терморегулирующей рубашкой и манометром, загружают 200 г смеси иэононилфенолов с соотношением и- 45 и о-изомерон 90:10 мас.Х, содержащей

1,97. иэононилфенолятон натрия, нагревают до 150 С при продувке азогом и затем постепенно подают 310 r (7 моль) оксида этилена со скоростью, обеспечивающей температуру реакции 160 С и давление 0,25 МПа. По завершении процесса полиприсоединения оксида этилена продукты нейтрализуют с помощью концентрированной уксусной кислоты и

55 получают нейтральные целевые продукты общей формулы и-НФ о ОЭ т, Мол. масса

530, и 1,4918, критическая концентрация мицеллообразонания

42 моль/м х10 . Поверхностно-актив9 ные свойства и степень биораспада приведены н габл. 2 и 3.

Пример ы 2-8. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, изменяя соотношение п- и о-изомеров изононилфенолов, температуру и давление, Условия проведения реакции приведены и табл. 1, свойства полученных продуктов н табл. 2 и 3.

Полиэтипенгликоленые эфиры изононилфенолов, содержащие н среднем менее 7 оксиэтиленовых групп, не получают, поскольку они не растворимы в воде, практически не попадают в сточные воды и их улавливают в маслоотдепительных ловушках на биостанциях.

Сравнение данных о способности к биораспаду целевых продуктов общей формулы и-НФ9р 9 0Э gS с полиэтиленгликолеными эфирами изононилфенолов марки "Hostapal-10" (п-НФ рОЭю ) фирмы "Hohst (ФРГ), а гакже с эфирами смеси алифатических спиртов фракции

С<о -С,, содержащих в среднем 7 оксиэтиленоных групп ("Синтанол ДТ-7"), представленных в табл. 3, показывает, что продукгы полиприсоединения 725 моль оксида этилена к 1 моль смеси изононилфенолон, содержащей и- и о — изомеры в соотношении 90-95:105 мас.долей, обладают высокой скоростью биораспада, достигая более 95Х степени разложения на 6 — 8 сут от начала испытаний (индукционный период) .

Этот период в 1,12-1,5 раза меньше> чем для эталонного биологически "мягкого" неионогенного ПА — "Синтанола

ДТ-7" (полиэтиленгликолевых эфиров жирных спиргов С о -С ) и составляет

9 сут и в 1,5-2,2 раза ниже, чем для импортного образца полигликолевых эфирсн изононилфенолов "Hostapal-10" (и-НФ д ОЭ<, индукционный период

13 сут) и образца тех же эфиров с содержанием и-изомеров 853 (п-НФ ОЭ о, индукционный период 12 сут). При увеличении числа присоединяемых молей оксида этилена свыше 25 индукционный период биораспада также резко снижается — до 19 сут у п-НФддОЭц .

Таким образом, из приведенных результ агов следует, что полиприсоединением оксида этилена к смеси п- и о-изомерон изононилфенолов в условиях, предусматриваемых данным изобретением, 5 1518364 получают полиэтиленгликолевые эфиры Формуле изононилфенолов с хорошими поверхностно-активными характеристиками (табл. 2) Способ п и высокой степенью биораспада (табл.3) средств вэаи при сравнительно невысокой стоимости и- и о-иэоно

5 и доступности исходного сырья. окс а этиле изобретения

Указанные преимущества обеспечивают возмо?кность применения полиэтиленгликолевых эфиров, получаемых по новому способу, в качестве основы для создания синтетических моющих средств высокого качества и различного назначения с хорошими экологическими характеристиками.

Таблица!

Условия получения полиэтиленгликолевых эфиров изононилфенолов и их свойства ео пво

Т.пл., oC

Условное обоэначе- ТеипеПримеры

Давление

МПа ол.маса (по ра тура реакции, С ние продуктов идрокильноу чисv) п-Heoo0V п-НФ ео ОЭ о п нфчооэ ?э п-НФ чеоэя и-НФ 9»ОЭ,е п-НФ ОЭ, и-Не еэОэш п-НФ Ч,ОЭ,4

200

0,25

0,30

0,45

0,25

0,35

0,35

0,40

0,50

6$7

618

662

664

1456

1,4918

1,4895

1,4897

1,49 12

1,4885

1,4890

6-7

33-38

2-4

12-14

8-10

4-7

36-38

Таблица 2

Физико-химические и эксплуатационные свойства водных растворов полиэтиленгликолевых эфиров иэононилфенолов

Меяфаэное натявение

О, 125Х-ного раствора на границе с керосином, Н/мх10?

Т емп ература поиутнения

0,5Х-ного раствора, С

Условное обозначение образцов> полученных в

Критическая конПоверхностное наПенообраэукяцая способность

0,5Z-ного раствора, высота столба, ми

Время смачи ва ния шерстяной ткани в

0,125Хном растворе, с центрация мицеллообтякение

0,5Х-ного раствора, Н/их 10» примерах

1-8 раэования, моль/м х х10е началь- через ная $ иин

32

62

Вьаяе 100

52

63

61

Выше 100

42

81

72

117

78

182

12,8

13,6

45,0

13,3

18,5

13,7

13,5

51,6

29,$

32,6

41,0

31,8

33,2

32,7

32,5

43,8

8,8

6,5

8,0

6,7

6,0

6,7

6,3

7,5

178

172

225

152

122

157

167

83 173 150 13,5 32,5 6,2 т

1 п-НФэ,ОЭт п-НФ ееОЭ»о п-НФ ееОэеэ п-НФ е»Оэр п-Нфэ ОЭа п-НФдяОЭ Io

HCI »эoэ 10 п-НФ д,ОЭЕЕ

tl ÍÔ»е0Э ш (Hostapal 10, ФРГ) олучения основы моющих модейст вием 1 мол . смеси нилфенолов с 7-25 моль ид на при темпера-гуре 160200 С» давлении 0,25-0,5 МПа с использованием в качестве катализатора изононилфенолятов натрия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения скорости биораспада целевых продуктов в водных растворах, применяют соотношение п-:о-изомеров изононилфенолов, равное 90-95:105 мас. долей.

1518364

OQO ИО ОффОфИО

°, л °

СЧ Оъ N N CÎ СЧ CO (h CO OQ Ch

ИИ - т ИГ О ОЪО 010

1 !

О 11

РЪ с

lh л !

1 I 1

С-4

О

NWN((1N l000r ЛЛ

Ф ((ОЪ Q < ло а л л -ИОИ О счсч--- I счмсо-со о о о

1 1 1

О СОИСЧЛ C1И00(ЧСЧ а л a i iл л л i iл л

O Ch Q - È Ì Ì Ì à Ch a 0 Ф (- ф 00 CO ф ф 00 00 00

N М N л л л оооо

Оъ ОЪ Ch О 1

О

1 о

О (! О Л 00 СЧ СЧ И О М М СЧ М

- СЧ О Л М Ch Ch С Ъ С Ъ И СЧ СЧ

-оо

С 1 М «- С 1 И 0 И Л (- Л ОЪ ОЪ

ОЪ лО осч л л л

Ф Ch сч и фИМ л

Ю Оъ

СО СО Ch

0 о

31 е

И ОСО(1 о-оо(Ч Og N СЧ И

Ch С 1 о-л

- сч и о 1

00 л с 1 О Ъ л ф И М (Ч 00 И л л л ° A л

И О И О Оъ 01 Q И л О сЧ

Л Л Ф М и \ И Л Л 00 ОЪ ОЪ л м л

С 4

Ch 1 I

С4 N

ОЪ ОЪ л1 М Л 00 О\ Оъ И Ch Ch М 00 И - - с Ъ О Л л л л л ° О с 1

С 1 NN С 1< 1

О

О О Ch

° A с 1 СЧ

К> л

С Ъ

I 1

1

Оъ ф Л Ю И Л Л ф Л СО 00 СО л л л л

Ю 4.00 ФИ О ОКЭ О О О О

СОOOChOlChOlOlChOlChОЪ I 1

Ж (л о

Х

О а о!

1 I — — 1

o u

1 (.4 1 - 1

1 1 0 1

I О

\ — — л — -

I 1 I

Ф о СЧ Г СЧ О О О О 0 сО О

И ф

-о(чоо«оС Ъ О СО N М г 1 с1 с"Ъ с 1 с ("1

I 1 I 1 l

О с 1 Т CO М со 0 И Ф И л л

СО С 1 (Ch Ф "О 10 10 0

hCOCO0OCOCh ChCh 1 Ch 1 Ch 1 !

1: о

6! а

О

1 I б х

1 (1

Ю м

О !

ИЛОЪОО ОФ о ля 0

И Ch с 1 сЧ М

О О ь CO Ф ф

И l0 CO Ch (4 (4 1 N N 1 !

О

I 1 1

1 О, 1

0Ъ ! (ф х

Q И СЧ М О О о! О л л л л л л л

00МГ с ЪИЮ Оl0 О

CO СО ОЪ Ch О\ Ch Ch 1 Ol 1 1

Q м

1 1 (O

О

1 I 1 1 1

Ю сО О сО л со Q

-Ф Ch ф И СО С4 СЧ лсч л

О Ch ОЪ

NN 1 СЧ I I (с (d 1

I 1 1 1 1

l +

МЪ (Ъ

CO Ch

01

Ch CO гЪ Ch

Л Л мcOММ м

CO CO л

М

И (7 1

Ф И 4. И И

Ol Ch О\ Ch O Ch

Ю

Ю м

1 I !

С4

О

1 — — 4 ф

О

О

6 х

ChN О

ОЪ Л СЧ СО л счл л

C0 Ch

M -Ф

-Ф

СЧ сЧ Q О (4 N СЧ С 4 (4! 1 1

Х

1 и о о

М

Ю Q l0 Ch-c Ch И С 1 л ° гч л гч и о

Л 00 СО СП О1 СП ОЪ Ch

И Ф л

И л О

Ch !

Ю (1

1 1 1 1

1 — -1 .)

О

О

I лО СЧ

И (4 О

-Ф (Ъ 10 СО (4 CQ % М 00 л

00 л

СЧ I (. COЛ00Л

N СЧ (Ч СЧ

1 1 1 !

+ л (Ъ

О

О 1

О 1

CO Q

Л 00 ф чЭ

ОЪ вЂ” Ch М 01 л

01 CO с0 М

CO Ch

1! — — 4 (-э 1

0 I

СЧ О

0О СО

I I !! e х

ФСТОТФсо

iо СЧ iо -Ф Ch г- - И ф И И h OQ N СЧ Олфл.Ф

И

"О И l0 (Ч СЧ N N

1 1 1

4!

О

I 3!

1 XCcdI

О. OI а04

Х Х со

«ГЧ М - И О Л ф (1 О СЧ и со о

СЧ х (d о

IO (4

cd а

il е

cd I о а !

e л

1 !

0 (! -л

1 РЪ 1

I Ю I

1 1

e

iо х I!

1 1

04 (Ъ

C) 1 Ю (Ъ

N 1 1

Я 1! в х

L

1! с

О! — + — 1

Q сч- сч О0

-(ч сч - м

° М л (ч

1 Ф «- И Л OQ О И О О О 0

Ch Оъ (7i Ch Ch Ch Ol I