Способ получения сульфатов оксиэтиленовых эфиров моноэтаноламида жирных кислот Советский патент 1984 года по МПК C07C143/155 C11D3/34 

Изобретение относится к способу получения новых сульфатов оксиэтиленовых эфиров моноэтаноламида жирных кислот, которые могут найти применение в качестве анионных поверхностно активных веществ (ПАВ). Известен способ получения ПАВ, заключающийся в том, что оксизтиленовые эфиры моноэтаноламида технического олеина (смесь жирных кислот фракции С ) с 10-20 оксиэтиленовыми группами подвергают сульфатированию концентрированной серной кислотой при молярном соотношении 1:2-3 и температуре не- выше , реакционную массу растворяют в ацетоне и нейтрализуют раствором щелочи с последующим фильтрованием выпавщего осадка,состоящего из неорганической соли, дистилляцией ацетоном и сушкой продукта до постоянного веса Однако данный способ не позволяет получить продукт с высокой способностью к понижению поверхностного натяжения водных растворов - поверхностное натяжение 1,25% водного раствора составляет 43,3-50,3 дин/см. Это обусловлено тем, что использование концентрированной серной кислоты с большим молярным избытком вызывает интенсивное протекание побочных реакций окисления и дегидратации органического вещества. Кроме того, из-за 2-3-кратного мольного избытка концентрированной серной кислоты после нейтрализации реакционной массы в получаемом продукте образуется большое количество неорганических солей (до 15,9-21,4 мае . что также ухудшает его способность к понижению поверхностного натяжения водных растворов. Проводимое вследствие этого отделение анионного ПАВ от неорганически солей посредством экстракции его пожароопасным, токсичным и дорогостоящим растворителем (ацетоном) затрудняет реализацию данного способа в пр мьшшенном масштабе. Цель изобретения - разработка спо соба получения ПАВ, который бы обладал высокой способностью к понижению поверхностного натяжения водных раст воров. Поставленная цель достигается согласно способу получения сульфатов оксиэтиленовых эфиров монозтаноламида кислот, заключающемуся в том, ТО оксиэтиленовые эфиры моноэтаноламида жирных кислот с 6-20 атомами углерода в алкановой цепи и 1-10 оксиэтиленовыми группами подвергают сульфатированию газ ообразным серным ангидридом, разбавленным инертным газом до концентрации 2-8 об.%, при молярном соотношении эфир:серный ангидрид 1:1-1,35 и температуре 36-68 С с последующей нейтрализацией реакционной массы водным раствором гидроокиси щелочного металла при 40-60 С до рН 7,5-9. Целевой продукт получают с выходом 92-97%э содержание неорганических солей 0,81-1,27 мае Л, поверхностное натяжение 0,25% 26,1-29,4 дин/см. Процесс протекает по схеме: RCONHCH2CH20(CH2CH20)H+SOj - - RCONHCH СН 0(СН2 СН 0)„50з Н+МеОН -i- RCOmCE2CE O(Cti.CE,0) , где R - углеводородньй остаток жирных кислот с 6-20 атомами углерода, п 1-10; Me - щелочной металл. Улучшение способности нового продукта к понижению поверхностного натяжения водных растворов достигнуто за счет того, что сульфатирование оксиэтиленовых эфиров моноэтаноламида жирных кислот по предложенной технологии исключает протекание побочных реакций окисления и дегидратации органического вещества. Указанньй интервал концентрации серного ангидрида обусловлен тем,что при разбавлении серного ангидрида до концентрации .,о,б.,% начинается унос реакционной массы из реактора потоком газа, проходящим реактор с высокой линейной скоростью. При концентрации серного ангидрида более 8 об.% вследствие затрудненного отвода экзотермического тепла происходит интенсификация побочных реакций, ведущих к ухудшению способности получаемого продукта к понижению поверхностного натяжения водных растворов. Экспериментальным путем установлено, что при мольном отношении органического вещества к серному ангидриду менее 1:1,0 получаемый продукт обладает невысокой способностью к понижению поверхностного натяжения водных растворов вследствие низкого Выхода целевого продукта, а при моль3ном отношении более 1:1,35 - из-за интенсивного протекания побочных ре акций. Указанный температурный интервал реакции сульфатирования обусловлен тем, что при температуре ниже 36 С происходит резкое возрастание вязко ти реакционной массы и нарушается протекание в реакторе процессов мас со- и теплопередачи, что ведет к сн жению выхода анионного ПАВ и ухудше нию способности получаемого продукта к понижению поверхностного натяж ния водных растворов. При температуре сульфатирования вьше наблюдается интенсивное протекание побочных реакций окисления и дегидратации органического ве щества. По сравнению с известным предлагаемый способ исключает протекание процессе сульфатирования оксиэтиленовых эфиров моноэтаноламида жирных кислот побочных реакций окисления и дегидратации органического вещест ва, что ведет соответственно к повы шению поверхностно-активных свойств получаемого продукта, а именно к улучшению его способности понижать поверхностное натяжение водных раст воров. Кроме того, поддержание в процессе сульфатирования предложенно го оптимального мольного отношения органического вещества к серному ангидриду способствует получению продукта с низким содержанием неорганических солей, что дает возможность исключить из технологического процес са сложную и дорогостоящую операции по экстракции ПАВ. Пример 1. В цилиндрический реактор с внутренним диаметром 45 мм и высотой 110 мм, оснащенный барботажной трубкой, лопастной мешал кой, охлаждающей рубащкой, термомет ром и штуцерами для подачи реагентов и отвода газообразных продуктов реакции, помещают 120,0 г оксиэтиленового эфира моноэтаноламида жирных кислот фракции имеющего в молекуле две оксиэтиленовые группы. После расплавления органического реагента включают мешалку и начинают подавать в реактор газообразный серньй ангидрид, разбавленный воздухом до концентрации 2 об.%. Расход серного ангидрида 1,50 г/мин. Время сульфатирования 18 мин. Мольное от2ношение органического вещества к серному ангидриду 1:1fO. Температура реакции сульфатирования . После прекращения подачи в реактор серного ангидрида в течение 5 мик продолжают перемешивание реакционной массы до прекращения выделения газообразных продуктов реакции, после чего ее нейтрализуют при температуре до рН 7,5-8,0 прибавлением 97,4 г 20%-го раствора едкого натра. Получают 243,8 г нейтрализованной реакционной массы. Выход анионного ПАВ 149,2 г (92%). Содержание неорганических солей 1,27 мас.%. Поверхностное натяжение 0,25%-го раствора полученного продукта 29,4% дин/см. Пример 2. Навеску 147,0 г оксиэтиленового эфира монозтаноламида жирных кислот фракции , имеющего в молекуле пять оксиэтиленовых групп, сульфатируют в условиях опыта 1. Концентрация серного ангидрида, разбавленного воздухом 4 об.%. Расход серного ангидрида 1,45 г/мин. Время сульфатирования 19 мин. Мольное отношение органического вещества к серному ангидриду 1:1,15. Температура реакции сульфатирования 36 С. По окончании реакции сульфатирования и дегазации реакционной массы ее нейтрализуют при 45°С до рН 7,5-8,0 прибавлением 216,0 г 15%-го раствора едкого кали. Получают 390,6 г нейтрализованной реакционной массы. Выход анионного ПАВ 176,0 г (96%). Содержание неорганических солей 0,81 мас.%. Поверхностное натяжение 0,25%-го водного раствора полученного продукта 27,3 дин/см. Пример 3. В вертикальный трубчатьй реактор пленочного типа с внутренним диаметром 5 мм и длиной реакционной зоны 800 мм, оснащенный охлаждающей рубашкой, подводящими штуцepa да в верхней части реактора и отводящим патрубком в нижней его части, непрерывно подают оксиэтиленовьй эфир монозтаноламида жирных кислот фракции 10 Н имеющий в молекуле 10 оксиэтиленовых групп. Расход органического реагента 6,8 г/мин. Расход серного ангидрида,разбавленного азотом до концентрации 8 06,%, составляет 1,04 г/мин. Мольное отношение органического реагента к серному ангидриду 1;1,35. Температура реакции сульфатирования 56°С. Выходящую из реактора jpeaKt ioHHyra массу дегазируют и нейтрализуют при до рН 8,0-9,0 прибавлением 3,2 г/мин 20%-го раствора едкого натра. Получают 10,9 г/мин нейтрализованной реакционной массы. Выход анионного ПАВ 7,50 г/мин (95%). Содержа ние неорганических солей 1,06 об.%. Поверхностное натяжение 0,25%-го водного раствора полученного продукт 28,8 дин/см. Пример 4. Оксиэтиленовый эфир моноэтаноламида жирных кислот фракции , имеющий в молекуле дв оксиэтиленовые группы, сульфатируют в реакторе опыта 3. Расход органичес кого реагента 5,9 г/мин. Рйсход серного ангидрида, разбавленного воздухом до концентрации 8 об.%, составляет 2,04 г/мин. Мольное отношение органического реагента к серному ангидриду 1:1,25. Температура реакции сульфатирования 48 С. Выходящую из реактора реакдаонную массу дегазируют в циклоне и нейтрализуют при до рН 8,0-9,0 прибавлением 6,20 г/мин 20%-го раствора едкого кали. Получают 14,10 г/мин нейтрализованной реакционной массы. Выход анионного ПАВ 8,2 г/мин (96%). Содержание неорганических солей 0,92 мас.%. Поверхностное натяжение 0,25%-го водного раствора полученного продукта 2,61 дин/см. Пример 5. Навеску 139,5 г оксиэтиленового эфира монозтаноламида жирных кислот фракции , имеющего в молекуле четыре оксиэтиленовых групп, сульфатируют в реакторе опыта 1. Концентрация серного ангидрида 1,61 г/мин. Время сульфатирования 23 мин. Мольное отношение органического реагента к серному ангидриду 1:1,25. По окончании реакции сульфатирования и дегазации реакционной массы ее нейтрализуют при до рН 7,5-8,0 прибавлением 102,7 г 20%-го раствора едкого натра. Получают 276,3 г нейтрализованной реакционной массы. Выход анионного ПАВ 178,4 г (97%). Содержание неорганических солей 0,84 мас.%. Поверхностное натяжение 0,25%-го водного раствора полученного продукта 27,2 дин/см. Таким образом, приведенные испытания показали что предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет получить продукт со значительно лучшей способностью к понижению поверхностного натяжения водных растворов .

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТОВ ОКСИЭТЮШНОВЫХ ЭФИРОВ МОНОЭТАНОЛАМИДА ЖИРНЫХ КИСЛОТ, отличающийся тем, что оксиэтиленовые эфиры моноэтаноламида жирных кислот с 6-20 атомами углерода в алкановой цепи и 1-10 оксиэтиленовыми группами подвергают сульфатированию газообразным серным ангидридом, разбавленным инертным газом до концентрации 2-8 об.%, при молярном соотношении эфир: серный ангидрид 1:1-1,35 и температуре 36-68°С с последующей нейтрализацией реакционной массы водным раствором гидроокиси щелочного металла при температуре 40-60 С до рН 7,5-9.