Способ получения с -с -алкилсульфатов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕНН 11 Й НОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬППРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Д.И. Земенков 8) ьство 1/08,ИЛ С,ц-С,в ся к усоволучениярных спир ос з обре тени ному способ атов высших нствов ов, веалк по верхно стно-акти вньоторые применяются являющих ществами, личных от хозяис аслях народно ния является упр м исключения исп ью изобр есальф ие про ования а натрия и газовог потока Согласи длагаемому спасоу сульфатов непрерыв анием высших жирны ния алк сульфати(57) Изобретение относится к органическим производным серной кислоты,в частности к получению С 10-С -алкилсульфатов, являющихся поверхностно-активными веществами, Цель - упрощение процесса, Получение ведутнепрерывным сульфатированием высшихжирных спиртов в пленке конц. серной ЯО 1565837)5 С 07 С 303/00//С 11 П 3/3 кислотои при малярном соотношенииспирт : серная кислота 1:0,6-0,8 и43 - 45 С, Полученная сульфомасса поступает в ратарный аппарат для отгонки воды под вакуумом, Далее сульфомасса после охлаждения направляетсяна досульфатирование безводным сульфоагентом до общего малярного соотношения 1:1, в 1,2 при 40-45 С. Готовая сульфомасса направляется нанейтрализацию 1 О-ным водным раствором 1 а 011. Проведение отгонки водыпроводят при остаточном давлении15-45 мм рт.ст. при повышении температуры сульфомассы по ее ходу от 80120 до 150-155 С путем секционногообогрева аппаратаСтепень сульфатирования спиртов достигает 91,594,1 Е в условиях, исключающих применение сульфата натрия. 7 табл,Ж спиртов серной кислотой в пленке споследующей отгонкай воды под ваку-умом, досульфатированием и нейтрализацией сульфомассы отгонку воды из сульфамассы осуществляют при повьппении температуры сульфамассы по ее ходу от 80-120 до 150-155 С с последующим охлаждением продукта на выходео из тога же аппарата до 35-40 С. Повьппение температуры сульфомассы поива ее ходу проводят путем секционного обогрева роторного аппарата при поо вышении температуры от 83-125 С воначальной секции до 60-165 С в конечной секции обогрева,20 19 35 б 5337 Приход Компоненты 1 Ч,Нейтралиэация сульфомассы от досуль- фатировалия а) олеу"мом 43,79 17,86 25,9300,00 Сульфомасса Раствор ЮаОН( 2, 72-льпй) 39, 641,900,224,210,0054,03 16,2900,780О, 0901,730О, 0022,200 Стадия Компоненты кгч мас.2 Паста алкилсульаатав т,ч.:алкилсульфатынесульфированныеуглеводородысульфат натриясвободная щелочьводаПаста алкилсульфатав т,ч.:алкилсульфатанесульфированныеуглеводородысульфат натриясвободная щелочьхлористый натрийводаПаста алкилсульфатав т.ч.:алкилсульфатыне с уль Фиро в анн ыеуглеводородысульфат натриясвободная щелочьвода Продолкеиие табг 61 о Е сх ао цомо Ц О х з х ои а а свс Ое Оъ молом ааасв сЧМ сес 01 О О 1 О 1 01 а.е ф аа а е М М О 1 Ое О 1 Е Ц о"Ф Гвмсчм О Оъ О 1 0 Иф в а в а а сЧ се -в М М О 1 Оъ 01 О Ое ф М ао ,ее Е Эох одхэх са ХоОООЭ и о Ц сч евИ ИФ1 1.ооФ ИИИИИ вв ев щФ а.с 11 1 1 ОООО О.Ф вс И И ае ае1 оо о эо Э е Г е х о 1х фо эсфе Эо оо х с о ф х 4 х о о Е а Е о им МсоОМесаОИ т в Э х х Э ОЙессО се 1Э ОаоЭг. щу аЭ е1Э Эо Бх оРеалоэсохЕох еХ Э Я юхо а ах Х Э О х 0 х ОХ аО Ю ес ео а е ео ф СО а аООООО Э а С Ю х а Э н 1 х цо, Э Хс дэ о ххоц о о хф о цЭ Ц Яфхтр Эааххэ Се л 1 1 С 1 1 х Ц О сд 1 1 на а хх х Э е е о о соо э соиааСе се М М се ае сО 1 О 1 О 1 О О 1 О О ИИИИИИИИИИ ае всаСаС е Ф Ф 1 111 1 1 1 мм ммммм ммм ае аФ .е10 20 30 35 40 45 50 55 П р и м е р 1. Первичные жирныеспирты С о-С сульфатируют при 4345 С 93,4% в н серной кислотой. Исходное молярное соотнодение спирты:серная кислота 1:0,6 Расход спиртов12,4 кг/ч. Степень сульфатированияспиртов 41,8%.Воду отгоняют из супьфомассы приостаточном давлении 2 кПа (15 ммрт.ст.) и повьддении температуры сульфомассы по ее ходу от 80 до 150 Спутем четырехсекционного обогревао,отгонного аппарата от 83 до 160 С(температура теплоносителя на входев первую, вторую, третью и четвертуюсекции соответственно равна 83, 105,.10 и 160 С).Обезвоженная сульфомасса охлаждается до 35-40 С водой, проходящейв охлаждающей части рубашки отгонного аппарата, и направляется на досульфатирование.Степень сулъфатирования спиртовна стадии отгонки воды 58,9%.Досульфатирование ведут при 4045 С различными сульфоагентами - ,оолеумом (8% - ным), хлорсульфоновойкислотой или серным ангидридом(7%-ным) из расчета конечного молярного соотношения спирты:сульфоагент,равного 1".1,2 (в пересчете на моногпдрат) . Степень сульфатирования соответственно равна 92,6; 92,3; 93,4%. П р и м е р 2, Опыт аналогичен примеру 1 но воду из сульфомассы отгоняют при остаточном давлении 6 кПа (45 мм рт,ст,) и повышении темо пературы сульфомассы от 100 до 155 С путем трехсекционного обогрева отгонного аппарата от 105 до 165 С (температура теплоносителя на входе в первую, вторую и третью секции соответственно равна 105 135 и 165 С). Степень сульфатирования спиртов на стадии отгонки воды 58,4%, последосульфатирования олеумом, хлорсульфоновой кислотой или серным ангидридом соответственно равна 92,1; 92,0;93,1%. П р и м е р 3, Опыт аналогичен примеру 2, но досульфатирование ведут различными сульфоагентами из расчета конечного молярного соотношения спирты:сульфоагент , равного 1:1,1,Степень сульфатирования 91,5;9171 92,8%,1 р и м е р 4Опыт аналогиченпримеру 1, но исходное молярное соотнодение спирты:серная кислотаравно 1:0,8. Расход спиртов 12,0 кг/ч,Степень сульфатирования спиртов напервой стадии 49,5%.Воду отгоняют при остаточном давлении 2 кПа (15 мм рт,ст.) и повышении температуры сулъфомассы от 100одо 155 С трехсекционным обогревом отгонного аппарата от 105 до 165 С(температура теплоносителя на входев первую, вторую и третью секции соответственно равна 105, 135 и 165 С),Степень сульфатирования спиртовна стадии отгонки воды достигает64,5%.Обезвоженная сульфомасса досульфатируется сульфоагентами из расчета конечного молярного соотношенияспирты:сульфоагент, равного 1:1,1(в пересчете на моногидрат).Степень сульфатирования спиртов93,4; 94,1 и 93,7% соответственнодля досульфатирования олеумом, хпорсульфоновой кислотой и серным ангидридом,П р. и м е р 5, Опыт аналогиченпримеру 4, но воду из сульфомассыотгоняют при остаточном давленииб кПа (45 мм рт,ст.) и повышении температуры сульфомассы от 120 до155 С трехсакционным обогревом аппарата от 125 до 165 С (температуратеплоносителя на входе в первую,вторую и третью секции соответственно равна 125, 145, 165 С),Степень сульфатирования на стадииотгонки воды достигает 637%, последосульфатирования олеумом, хлорсульфоновой кислотой или серным ангидридом. соответственно 92,7; 93,4; 92,9%,П р и м е р б, Опыт аналогиченпримеру 5, но досульфатирование ведут различными сульфоагентами из расчета конечного молярного соотношенияспирты;сульфоагент, равного 1:1,2.Степень сульфатирования 93,1; 93,8;93,5%.Предлагаемый способ сульфатирования концентрированной серной кислотой позволяет получать целевой продукт при сравнимой степени сульфатирования (91,5-94,1%) в условиях,исключающих использование сульфатанатрия и газового потока (воздуха1565837 или инертного газа), и таким образом ликвидирует в технологической схеме узел приготовления раствора сульфата натрия в концентрированной серной кислоте, а также узел осушки газового5 потока (воздуха или инертного газа), что упрощает процесс.Расход и выход продуктов по всем стадиям процесса сульфированияь а также по стадии нейтрализации (кг/ч и 7) ь выход активной основы пасты - алкилсульфатов приведены в табл,1-6, сравнительные показатели сульфатирования первичных жирных спиртов Фракция С,О-С по известному и предлагаемому способам - в табл.7. где 12,4 кг/ч 0,979 кг/ч Выход алкилсульфатовь 7.:20 а) теоретический выход 220 - 32212,4 0,994 - ХХ = 1804 кг/ч,где 220 и 322 - соответственно средняя молекулярная масса спиртов фр, С 1 ОС щ и алкил сульфатовна их основе;99,47 - содержание спиртовво фракции (остальное - предельныеуглеводороды). 30 124 - 082) 100 12,4 Практически получено 16,62 кг/ч,35 что составляет,7: 16 61а) - д 100 = 92 118,04 40б) 16,59- - - 100 = 92 0018,04 в) 16 79-100 = 93 1 (табл 3)18,04ь45Степень превращения спирта,3а) (12 4-1,054)100124 ь 50 где 12,4 кг,/ч - расход спирта;1,054 - непрореагировавшиеспирты (несульфированные соединения) б) 12 4-1 029)0012,4 55 а) 16 7 " - ." - 100 = 92 6 18,04 б) 16 65-- 100 = 92 3 18 04ь Степень превращения спирта,7.: 124-092) 100 124 ь ь где 12,4 кг/ч - расход спирта; 0,92 кг/ч - непрореагировавшиеспирты (несульфиров анные),(12, 4 - О, 95)10012,4ь ь Выход активного вещества (алкилсульфатов), 7 от теоретического на пропущенные спирты: а) теоретический выход220 32212,40,994 - ХХ = 18,04 кг/ч,где 220 и 322 - соответственно средняя молекулярная мас 1.са спиртов фр СоС и алкнлсульфатовна их основе;99,4 мас.Е- содержание спиртовво Фракции (остальное - предельные углеводороды).Практически получено 16 ь 7 кг/ч, что составляет,Е: 6в) 16 84вв в 100 = 93 4 (табл,2),18,04Степень превращения спирта, :30 б) 16 34 -- 100 = 93 8, 1743б) 16 42210017,460 Выход активного вещества (алкил=сульфатов), Т от теоретического напропущенные спирты:а) теоретический выход220 3222,4 0,994 - ХХ = 18,04 кг/чПрактически получено 16,50 кг/ч,что составляет,7.:а) 16 50-- 100 = 91,518,04 в) 16 74д 100 92,8 (табл.)18,041(онверсия спирта, 7,".а) (12 0-0,79) 100 Выход алкилсульфатов, Е от теоретического на взятые спирты:а) теоретический выход220 - 32212 0,994 - ХХ = 17,46 кг/чФактически получено 6,3 кг/ч что составляет,й:17,46 в) 16 35 1 ОО- 93,6 (табл.5).17,46,Степень превращения спИртов,7.: а) 12-0 88 - д00 = 92,7 12 б) 12-0 79 - д 100 = 93, 4 12 в) 12-0852 100 = 92 912 Выход алкилсульфатов, % от теоретического на взятые спирты:а) теоретический выход220 32212 0,9927 - Х Х = 17)43 кг/чФактически получено 16,14 кг/ч,что составляет,2:а) 16 14д -- 100 = 92 617,43 в)16 85 - 00 = 929 (табл.6), 17 у 43 оверсия спирта,а) 12-0,83--- 100 = 93 1в 1б) 12-0 744-- -А -- 100 = 93 812 в) 12-0 78с .100- 9352 Выход алкилсульфатов (активнойосновы), Е от теоретического навзятые спирты:а).теоретический выход220 32212 0,9925 - ХХ = 17,43 кг/чФактически получено 16,22 кг/ч,что составляет,2;а) 16 22--100 = 93 1,"17,43 в) 16,2935 17,43-- 100 = 93 5Формула изобретенияСпособ получения Г ю-С,6 - алкилсульфатов непрерывным сульфатированием высших жирных спиртов серной40 кислотой в тонкой пленке при атмосфероном давлении, температуре 43-45 С имолярном соотношении спирты:кислота,равном 1: 0,6-0,8, с последующей отгонкой воды из сульфомассы при оста 45 точном давлении 15-45 мм рт.ст, инагревании с последующим охлаждением обезвоженной сульфомассы до 3540 С, досульфатированием активнымбезводным сульфоагентом до общего50 молярного соотношения сгирты:сульфоагент, равном 1:1,1 - 1,2, при 40-45 Си нейтрализацией сульфомассы 105 Е-ным водным раствором гидроксиданатрия, о т л и ч а ю щ и й с я тем,55 что, с целью упрощения процесса, отгонку воды ведут при повышении температуры сульфомассы пс ее ходу от80-120 до 150-155 С путем секционно.го обогрева аппарата,1565837 Табанил Расход Приход Компоненты Компоненты Стадия мас. Х кг/ч кг/ч мас.2 12,40 78,98 100,00 15,70 1. Сульфа- тирова- нне Сулььемасса 2,33 99,4 0,07 0,6 21,021 00,00 3,3015,70 96,825,20 11, Вахуумнаяотгон 3,18 0,50 ка воды 15,203,141520392 8288 7,2 7950 20,50 18,34 00,00 Сульфомасса б) хлор- суль- Фоно- вой 96, 62З,ЗВ 18,4: 4О, 646 кислотой (ХСК) в) триоксидом серы 15,20 84,96 15,04 95,92 17,16 Сульфомасса 2,69 4,08 0,7 Э 1 Ч Нейтралиэа пня сульфомассь от до- сульфа- тировання а) олеумом 41,08 58,92 18,34 2630 4464 6,70 100 37,41 0,920,0751,927Следы25,01851,Э 4 8,47432,84 36,00 64, 00 6650 0950 0,075 2,1 82 0,003 0,940 30,5143825 59,47 100,00 в) 80 44,86 55,14 7, 6 21,09 СульфомассаРаствор НаОН(122-ньп";) 1 6,840,820,0750,78Следы19 735 Первичные вирные спирты Фр. С - С в т,ч.:спирты углеводородыСерная кислота (98,42-ная) Сулъфомасса нз сульфомассы111.Лосулл- фатирование;а) олеумом Обезвовенная суль(82-иыи) ФомассаОлеум (8 Е-ный)Обеэвовенная сульФомассаХСК Обезвовенная сульфомассаТриоксид серы СульфомассаРаствор НаОН (22 ный) д) ХСК Сульфемасса Раствор НаОНОбезвовенная сульфомассаВода Суль Фо ма с саОтходящий хлорнстый водород Отходящий триоксид серы Паста алкилсульфата в т.ч.:алкнлсульфатынесульфирован- ные углеводородысульфат натриясвободная щелочьводаПаста алкилсульфатав т,ч.:алкилсульфатымесуд ."ированныеуглеводородасульфат натриясвободная щелочьхлористьпт натрий водаПаста алкилсульфата,в т,ч.:алкилсульфатынесульфиропанныеуглеводородысульфат натриясвободная щелочьвода 2,06 0,17 4,32 0,00 56,04 1 00,00 32,45 1,85 0,15 4,25 0,00 1,83 44, 03140,202,04О,ОО51,59(122-ный 16,6100,9790,0751957Следы26,24949,72 36212,1 Э0,164,270,0057,231 00,00 Р,Ц 31 25 37,15 62,85 16,590 О, 992 О, 075 1,900 0,006 0,780 29,377 38380 33,372,000,153,82О, 0115759,081 ОО,ОО в) ВО Сульфомасса Раствор ЧаОН(12 Х-ный; 17,13 21,25 44,63 55,37 16,7900855О, 07508100 00419,846 43,750,1 92,110,05171 Т а б л и и з Э Расход Приход Компоненты Стадия Компоненты кг/чмас.Х кг/ч 1.Суль- Фатиро- ванне 12,40 78,98 Сулъфомасса 12,330,07 99,400,60 1. Сульфати- Первичные кирикерование спирты фр, С- С , в т.ч.:спиртыуглеводородыСерная кислота(9843"ная)11.Вакуум; Сульфомассаная отюонкаводы изсулъфомассыП 1 йосуль- фатированне:а) олеу- Обезвокеннаямом сульфомасса(ВХ-ны, Огеум 82-ныИ) б) ХСК ОбезвоненнаясульфомассаХСК 9) трнок- Обезвокенная супьсидом омассасеры Триоксид севы б) олеумом Супьфомасса б) ХСК СульфомассаРаствор БаОБ(127,-ный) Первичные кирныеспирты фр, .щС , в т.ч,:спиртыуглеводороды Обезвокениая сульфокассаВода Отходящий хлористый водородСульфомасса Отходящим триокснд серы Паста апхипсульфата, в т.ч.:алхилсульфатынесулъфированиыеуглеводородысульфат натриясвободная щелочьводаПаста алхилсульФата, в т.ч.:алкиасульфатынесулъфированныеуглеводородысульфат натриясвободная щелочьхлористый натрийводаПаста алкилсупъфата,в т.ч.:алкилсульфаты.несульфированныеуглеводородысульфат натриясвободная щепочьвода 15,70 10000 18,34 100,00 45,87000,00 157000,0014 1565337 лродолхение табл,Э Компоненты Стадия их оне кг/ч иас.2 3 1,02 ая кисло42-ная)фоиасса Ваку- Суль умная отгонка во" 5,7 0,0 Обезвокенная сульфо, масса Вода 0,5 9625 упьфоассы 111. До"сульфа- тирование: а 1 олеу- иои 00,0 Обезвокенна фомассаОлеуи (82-н уль,19 СульфоиасЧа,70 5,0 76 Сульфомасса 82,5 5,Х ОбезвокеинасульфоиассаХСК 0,6 Отходящий хлари тцй водородСульфомасса 0 89 99,7 0,24 без ома су океннасасид се триоксидоисеры 10,54 иокОтходящиисщ серы Трио 17.Нейт запив льфоассы т до сульфа тнровв нияа) ол ля илсу(121-ный) ааста а, в 16,50 1,054 0,075 1,350 0,002 22,32 36,42 ы винцеы углеводоросульфат нсвободная ночь од 776 Э 9,926,75 60,СульфоиассаРаствор КаО,0038 257 ияночь Приходаа всход Комп Стадия сне г/ ас(9842-ная)Сульфомассв ирныеС и н 99,42 11,9 0,07 96,5 П, Вакуумнаягонка111.Досуфвтироние: 3,4 100, 00 74 90,8 Обезвокенная льфомас ль мв аста алкипсульфатат.ч,:алкилсульфнесульфкроуглеводоросульфат насвободнаяхлористыйводааста алкилсульфатат.ч,:алкилсульфатыиесулъфированныеуглеводородысульфат натрсвободная щевода 26,38100,00 Обезвохенная сульфомассаВода 39902,550183,270,0054,1 О100,0037,4231Расход Компоненты Коипоиеиты Стадия мас.у кг/ч 1,58 91211,90,09 99,270,73 26,38300,00 4316,3 15,75 96,63 П, Вакууиная от 3,37 0,55 гонка водыиз сульфомассы 111, Досуль- фатированне: Сульфомасса Обезвовенная сульфо,75массаОлеуи (8 Х-ный) 1,58 90,88 а) олеуиомб) ХСК 9,1 2 Обезвоженная суль 1 5,75Фомасса 1,91 8938 1 0,82 17,11055 96,893,11 Олеум (82-нцй ) Обезвояеиная сульфомассаХСК Обезвоненная сульфомассаТриоксид серы СульфомассаРаствор НаОН(12,32-ный)Первичные иирныеспирты ФР Сш -С в тч.:спиртыуглеводородыСерная кислота(99 ЗХ-ная)Сульфбмасса кг/ч мас,2 Лтходяший хлористыйводородСульфомасса Отходящий триоксид серь) Паста алкилсульфата,в т.ч.:алкилсульфатынесульь)ированныеуглеводородысульфат натриясвободная ШелочьводаРаста алкилсульфата,в т,ч.:алкилсульфатыиесульфнрованныеуглеводородысульфат натриясвободная щелочьхлористый натрийводаПаста алкилсульфата,в т.ч.:алкилсульфатыиесульфированныеуглеводородысульфат натриясвободная ШЕлочьвода Обезво)кеннан сульфо"массаВода . СульфомассаОтходящий хлористый водород Предоляение табл.4 Таблипа 5 17,33 1 00,001565337 Стадия Приход Колплоненты Компоненть кг/ч 99 о 4 17,05 15,75 в) ЯО 0,06 0,01 1,3 П,Нейтрализапия сульфомассь от досуль- фатированна:а)олеумом 100,00 39 22 44,19 55,81 17,33 2189 СулъфомассаРаствор НаОН(1272-ный) 4 52,240,233,52О, 0152,85100,00 16,140,880,091,380,00420,72640,08 44,06 55,94 17,66 22,42 б) ХСК СульфомассаРаствор ИаОН. 0,091,28000620,737 Т а б л и п а 6 РасходКолпонентыкг/чмас.Х Приход Стадия Компоненты кг/чмас.1 1.Сульфа- тирование 100,00 12,0 73,62 1 6,3 Пе рничные кирныеспирты фр ССщ, в т.ч,:спирты Сульфоласса 11, 91 99,25 009 0,75 углеводородыСерная кислота(98,97,-ная)Сульфомасса 4,36,3 26,381 00,00 11.Вакуумная от 15,75 96,63 0,55 3,37 гонка воды изсульфомассы 111.Досуль- фатированне: а) олеу- мом 88,1 9 15,75 17,86 100,00 Суль 4 омасса 2,11 5750 11,81 86,02 9694 б) ХСК 17,7500,56017,3500,155 Сульфомасса 3,98 2560 3,06 15,750 89,97 в) ЯО ОбеэнохениаясульфомассаТриоксид серы 99, 11) 755 10,03 Отходящий трюксид серы 0,89 Обезвокенная сульфомассаТриоксид серы ОбеэвоконнаясупьфомассаОлеум(8, 1-ный)Обезноженная сульфомассаХСК 92,32 Сулъомасса 7,68 Отходящий трюксидсеры Паста алкилсулъфата, н т.ч.:алкилсульфатынесульфированныеуглеводородысульФат натриясвободная щелочь водапаста алкилсулълата н т.ч.:алкилсульфатынесульфированныеугленодородысульфат натрияснободиая щелочьхлористый натрийвода1 аста алхилсулыата, н т.ч.:алкилсулъфатынесульиронанныеуглеводородысульфат натриясвободная щелочьвода Обе з во кемпа я сульФомассаВода Отходящий хлористый водород Сульфомасса Продоление табл,5