Способ получения сульфатов оксиэтиленовых эфиров моноэтаноламида жирных кислот

СОЮЗ СОВЕТСКИХОЮдддддеаддРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙн ддтддоддд ддидВъдд ЙЬд 1 Ду 3 д1 ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И,Ленина(56) 1. Петрова Л.Д. Получение производных алкилоламидов высших аирныхкислот. ЪЧ Сульфатирование этоксилированных алкилоламидов. - "Химия ииндус 1 рия", София, 1975, 47, У 9,с. 390-392,1изид Д.(ЩЩ 2 А ЭОО С 07 С 143 155 С 11 Р 3/34 ф" . дег; дд(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТОВОКСИЭТИЛЕНОВЫХ ЭФИРОВ МОНОЭТАНОЛАМИДА ЖИРНЫХ КИСЛОТ, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что оксиэтиленовыеэфиры моноэтаноламида аирных кислотс 6-20 атомами углерода в алкановойцепи и 1-10 оксиэтиленовыми группамиподвергают сульфатированию газообразным серным ангидридом, разбавленныминертным газом до концентрации2-8 об.й, при молярном соотношенииэфир: серный ангидрид 1:1-1,35 и тем.пературе 36-68 С с последующей нейтрализацией реакционной массы воднымраствором гидроокиси щелочного металла при температуре 40-60 С до рН7,5-9.Указанный интервал концентрации серного ангидрида обусловлен тем,что при разбавлении серного ангидрида до концентрации менее 2 об,7 начинается унос реакционной массы из реакторапотоком газа, проходящим реактор свысокой линейной скоростью. При концентрации серного ангидрида более8 об.7 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 отношенииорганического вещества к серному ангидриду менее 1:1,0 получаемый продукт обладает невысокой способностьюк понижению поверхностного натяженияводных растворов вследствие низкоговыхода целевого продукта, а при мольИзобретение относится к способуполучения новых сульфатов оксиэтиленовых эфиров моноэтаноламида жирныхкислот, которые могут найти применение в качестве анионных поверхностноактивных веществ (ПАВ).Известен способ получения ПАВ, заключающийся в том, что оксиэтиленовыеэфиры моноэтаноламида технического10олеина (смесь жирных кислот фракцииС -С) с 10-20 оксиэтиленовымигруппами подвергают сульфатированиюконцентрированной серной кислотойпри молярном соотношении 1:2-3 и температуре не выше 40 С, реакционнуюО 5массу растворяют в ацетоне и нейтрализуют раствором щелочи с последующимфильтрованием выпавшего осадка,состоящего из неорганической соли, дистилляцией ацетоном и сушкой продуктадо постоянного веса1 1.Однако данный способ не позволяетполучить продукт с высокой способностью к понижению поверхностного натя 25жения водных растворов - поверхностное натяжение 1,25% водного растворасоставляет 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. Крометого, из-за 2-3-кратного мольногоизбытка концентрированной сернойкислоты после нейтрализации реакционной массы в получаемом продуктеобразуется большое количество неорганических солей (до 15,9-21,4 мас. ),что также ухудшает его способностьк понижению поверхностного натяженияводных растворов,Проводимое вследствие этого отделение анионного ПАВ от неорганическихсолеи посредством экстракции его поч45жароопасным, токсичным и дорогостоящим растворителем (ацетоном) затрудняет реализацию данного способа в промышленном масштабе.Цель изобретения - разработка спо Особа получения ПАВ, который бы обладал высокой способностью к понижениюповерхностного натяжения водных растворов. 55Поставленная цель достигается согласно способу получения сульфатов оксиэтиленовых эфиров моноэтаноламида жирных 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 газообразным серным ангидридом, разбавленным инертным газом до концентрации 2-8 об.7., при молярном соотношении эфир:серный ангидрид 1:1-1,35 и температуре 36-68 С с последующей нейтрализацией реакционной массы водным раствором гидроо окиси щелочного металла при 40-60 С до рН 7,5-9.Целевой продукт получают с выходом 92-977, содержание неорганических солей 0,8 1-1,27 мас,7, поверхностное натяжение 0,25% 26, 1-29,4 дин/см.Процесс протекает по схеме: КСОИНСН СН О(СН СН 0)Н+БО -угВСОИНСН, СН, О (СН, СН, О) БОз Н+МеОН - -э КСОМНСН СН,О(СН СН О) БО,Ме,где К - углеводородный остаток жирных кислот с 6-20 атомами углерода,п=1-10;Ме - щелочной металл.Улучшение способности нового продукта к понижению поверхностного натя-,жения водных растворов достигнуто засчет того, что сульфатирование оксиэтиленовых эфиров моноэтаноламидажирных кислот по предложенной технологии исключает протекание побочных реакций окисления и дегидратацни органического вещества.ном отношении более 1:1,35 - из-заинтенсивного протекания побочных реакций. 50 Укаэанный температурный интервал 5 реакции сульфатирования обусловлен тем, что при температуре ниже 36 С происходит резкое возрастание вязкости реакционной массы и нарушается протекание в реакторе процессов массо- и теплопередачи, что ведет к снижению выхода анионного ПАВ и ухудшению способности получаемого продукта к понижению поверхностного натяжения водных растворов.15При температуре сульфатированияовыше 68 С наблюдается интенсивное протекание побочных реакций окисления и дегидратации органического вещества.гоПо сравнению с известным предлагаемый способ исключает протекание в процессе сульфатирования оксиэтиленовых эфиров моноэтаноламида жирных кислот побочных реакций окисления и дегидратации органического вещества, что ведет соответственно к повышению поверхностно-активных свойств получаемого продукта, а именно к улучшению его способности понижать поверхностное натяжение водных растворов. Кроме того, поддержание в процессе сульфатирования предложенного оптимального мольного отношения органического вещества к серному ан гидриду способствует получению продукта с низким содержанием неорганических солей, что дает возможность исключить из технологического процесса слс в :.ную и дорогостоящую операции 40 по экстракции ПАВ.П р и м е р 1. В цилиндрический реактор с внутренним диаметром 45 мм и высотой 110 мм, оснащенный барботажной трубкой, лопастной мешал кой, охлаждающей рубашкой, термометром и штуцерами для подачи реагентов и отвода газообразных продуктов реакции, помещают 120,0 г оксиэтиленового эфира моноэтаноламида жирных кислот фракции С 1 о-С дь, имеющего в молекуле две оксиэтиленовые группы. После расплавления органического реагента включают мешалку и начинают подавать в реактор газообразный 55 серный ангидрид, разбавленный воздухом до концентрации 2 об.%. Расход серного ангидрида 1,50 г/мин. Время сульфатирования 18 мин. Мольное отношение органического вещества к серному ангидриду 1: 1,0. Температура реакции сульфатирования 68 С.После прекращения подачи в реактор серного ангидрида в течение 5 минпродолжают перемешивание реакционноймассы до прекращения выделения газообразных продуктов реакции, после чего ее нейтрализуют при температурео40 С до рН 7,5-8,0 прибавлением 97,4 г20 -го раствора едкого натра.Получают 243,8 г нейтрализованноиреакционной массы. Выход анионногоПАВ 149,2 г (92%). Содержание неорганическихсолей 1,27 мас. .Поверхностное натяжение 0,25 .-гораствора полученного продукта 29,4 .дин/см.П р и м е р 2. Навеску 147,0 гоксиэтиленового эфира моноэтаноламидажирных кислот фракции С -С имеющео ь фго в молекуле пять оксиэтиленовыхгрупп, сульфатируют в условиях опытаКонцентрация серного ангидрида,разбавленного воздухом 4 об.Расходсерного ангидрида 1,45 г/мин, Времясульфатирования 19 мин. Мольное отношение органического вещества к серному ангидриду 1: 1,15. Температураореакции 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 едкогокали. Получают 390,6 г нейтрализованной реакционной массы. Выход анионного ПАВ 176,0 г (96%). Содержание неорганических солей 0,81 мас. .Поверхностное натяжение 0,25 Х-говодного раствор полученного продукта27,3 дин/см,П р и м е р 3. В вертикальныйтрубчатый реактор пленочного типа свнутренним диаметром 5 мм и длинойреакционной зоны 800 мм, оснащенныйохлаждающей рубашкой, подводящими штуцерами в верхней части реактора и от"водящим патрубком в нижней его части,непрерывно подают оксиэтиленовый эфир/моноэтаноламида жирных кислот ФракцииСо -С 1 ь, имеющий в молекуле 10 оксиэтиленовых групп. Расход органического реагента 6,8 г/мин. Расход серногоангидрида, разбавленного азотом доконцентрации 8 об.Я, составляет1,04 г/мин, Мольное отношение органического реагента к серному ангидриду1: 1,35. Температура реакции супьфатиорования 56 С. Выходящую из реактораЗаказ 4140/21 Тираж 410 Подписное ВНИНПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 реакционную массу дегаэируют и нейтрализуют при 60 С до рН 8,0-9,0 при- бавлением 3,2 г/мин 203-го раствора едкого натра.Получают 10,9 г/мин нейтрализованной реакционной массы. Выход анионного ПАВ 7,50 г/мин (95%). Содержание неорганических солей 1,06 об. .Поверхностное натяжение 0,25%-го водного раствора полученного продукта 28,8 дин/см.П р и м е р 4. Оксиэтиленовый эфир моноэтаноламида жирных кислот фракции С-Сз, имеющий в молекуле две оксиэтиленовые группы, сульфатируют в реакторе опыта 3. Расход органического реагента 5,9 г/мин Расход серного ангидрида, разбавленного воздухом до концентрации 8 об. ., составляет 2,04 г/мин. Мольное отношение органического реагента к серному ангидриду 1:1,25, Температура реакоции сульфатирования 48 С. Выходящую из реактора реакционную массу дегазируют в циклоне и нейтрализуют при 55 С 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. П р и м е р 5, Навеску 139,5 г 5оксиэтиленового эфира моноэтаноламида жирных кислот фракции С"С, имеющего в молекуле четыре окснэтнленовых групп, сульфатируют в реактореопыта 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 реакционноймассы ее нейтрализуют при 55 С дорН 7,5-8,0 прибавлением 102,7 г20%"го раствора едкого натра.Получают 276,3 г нейтрализованнойреакционной массы. Выход анионногоПАВ 178,4 г (97%). Содержание неорганических солей 0,84 мас.Поверхностное натяжение 0,25 -говодного раствора полученного продук та 27,2 дин/см.Таким образом, приведенные испытания показали что предлагаемый способпо сравнению с известным позволяетполучить продукт со значительно луч шей способностью к понижению поверхностного натяжения водных растворов.