Способ получения поверхностно-активного вещества

,1 ЕН ЬСТВУ ДАРСТВЕННОЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина(56) Авторское свидетельство СССРУ 1051068, кл. С 07 С 143/155,15.04.82,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА(57) Изобретение касается сульфи"рованнкж соединений, в частностисульфированной смеси алифатических спиртов С -С, (АС), оксиэтилированного моноэтаноламида синтетических жирных кислот С -С, (АМК), моноэтаноламида синтетических жирных кислот С -С (ЗАК), которую исполь 1 азуют как поверхностно-активное вецество (ПАВ) для пенообразователей, моющих средств. Для повьппения пенообразующей активности ПАВ в процессе . дополнительно используют определенную добавку. Синтез ПАВ ведут сульфированием смеси АС и ЗАК в присутствии 2-83 АМК, содержащей 3-5 групп оксида этилена, используя БО , с последующей нейтрализацией МаОН, Выход 94 мол.й, пенообразующая способность до 205 мм, а моющее действие - до 124 отн,й против 165 мм и 112 отн.3, 1 табл.,4 получения поверхностно-активного вещества (ПАВ), может найти применение в качестве активной основы пенообразователей и моющих средств и является усовершенствованием способа по авт, св. Р 1051068.Целью изобретения является повышение пенообразующей способности и моющего действия целевого продукта.Цель достигается проведением процесса в присутствии 2-8 мас.оксиэтилированных моноэтаноламидов (МЭА) синтетических жирных кислот (СЖК) с 10-16 атомами углерода и 3-5 группами оксида этилена. П р и м е р 1. В цилиндрический реактор с внутренним диаметром 30 мм и высотой 210 мм, оснащенный барботажной трубкой, лопастной мешалкой, охлаждающей рубашкой, термометром и штуцерами для подачи реагентов и отвода газообразных продуктов реакции, помещают 55,2 г смеси, состоящей из 1,1 г моноэтаноламида СЖК фр. С -С со средней мол. массой1 О264 и 54,1 г (98 мас, ) высшего алифатического спирта фр. С -Сз со средней мол. массой 216, Затем добавляют 4,8 г (8 мас.Х от общей массы смеси) оксиэтилнрованного моноэтаноламида СЖК фр. С, -С, с 5 группами оксида этилена (синтамид) со средней мол. массой 489. Установив начальную температУру смеси 70 С начинают подавать в реактор газообразный триоксид серы, разбавленный осушенным воздухом до концентрации 4 об.% триаксида серы. Расход триоксида серы 1,65 г/мин, время сульфатирования 14,7 мин, Молярное отношение триоксида серы к смеси подвергаемой сульфатированию 1,15:1,0. Одновременно с началом подачи в реактор триоксида серы осуществляют плавное понижение температуры реакционной массы до 42 С к окончанию реакции сульфатирования. После прекращения подачи в реактор триоксида серы в течение 15 мин продолжают перемешивание реакционной массы до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции, после чего ее нейтрализуют до рН 7,5-8,0 прибавлением к ней 70,4 г 157;ного водного раствора гидроксида натрия при 20-60 С. 2Получают 151,5 г нейтрализованнойреакционной массы.Выход целевого продукта, определяемый методом экстракции анион-активных ПАВ изопропиовым спиртом, составляет 83,8 г (98 мол,7,). Пенообразующая способность полученного ПАВ195 мм, моющее действие 110 отн.7.П р и м е р 2. Смесь органичес- Ю ких веществ весом 57 г, состоящуюиз 2,8 г (5 мас.%) моноэтаноламидаСЖК фр. С -Ссо средней мол, массой 264 и 54,2 г (95 мас.7.) высшегоалифатического спирта фр. С -С сосредней мол. массой 216 с добавлением3 г (5 мас.7. от общей массы смеси)синтамидасо средней мол.массой489, сульфатируют и нейтрализуют вусловиях примера 1. Получают 151,4 г 20 нейтрализованной реакционной массы.Выход целевого продукта 84,1 г(96 мол. ). Пенообразующая способность полученных ПАВ 205 мм, моющеедействие 114 отн, 7,25 П р и м е р 3. Смесь органических веществ весом 58,8 г, состоящуюиз 7 г (12 мас.%) моноэтаноламидаСЖК фр. С, -С, со средней мол. мас сой 264 и 51,8 г (88 мас.%) высшегоалифатического спирта Фр. С -Со сосредней мол. массой 216 с добавлением 1,2 г (2 мас.% от общей массы смеси) синтамидасо средней мол. массой 489, сульфатируют и нейтрализуют,в условиях примера 1. Получают 148,2 г нейтрализованнойреакционной массы. Выход целевого .40 продукта 80,0 г (91 мол. ), Пенообраэующая способность 168 мм, моющеедействие 108 отн.7.П р и м е р 4. Смесь органическихвеществ весом 57,0 г, состоящую из 45 5,7 г (10 мас.%) моноэтаноламида СЖКфр. С,о -С со средней мол, массой264 и 51,3 г (90 мас,%) высшего алифатического спирта фр, С -С сосредней мол. массой 216 с добавлением3 г (5 мас.от общей массы смеси)синтамидасо средней мол.массой489, сульфатируют хлорсульфоновойкислотой с последующей нейтрализацией в условиях примера 1, но при мо лярном отношении сульфатирующегоагента к смеси органических веществ1,05:1, расходе хлорсульфоновой кислоты 1,9 г/мин и времени сульфатирования 17 мин.Выход нейтрализованной реакционн.ймассы 15,6 г/мин. Выход целевого продукта 8,5 г/мин (94 мол.Х). Пенообразующая способность 195 мм, моющеедействие 120 отн. ,П р и м е р 6, Смесь органическихвеществ, состоящую из 10 мас.моноэтаноламида СЖК фр. С-С . со средней мол. массой 201 и 90 мас.высше го алифатического спирта фр. С,;, -Ссо средней мол. массой 202 с добавлением 5 мас,(от общего веса смеси)синтамидасо средней мол, массой 50 3 12982Получают 141,6 г нейтрализованнойреакционной массы. Выход целевогопродукта 80,4 г (92 мол. ). Пенообразующая способность 185 мм, моющеедействие 118 отн, ,5П р и м е р 5, В вертикальный реактор пленочного типа с внутреннимдиаметром 5 мм и длиной реакционнойзоны 800 мм, оснащенный охлаждающейрубашкой, подводящими штуцерами в 1 Оверхней части реактора и отводящимпатрубком в нижней его части, непрерывно подают смесь органических веществ, состоящую из 1 О мас.моноэтаноламида СЖК фракции С -С , со средней мол. массой 264, 90 мас. высшего алифатического спиртаС 1 а С 1 ц со средней мол, массой216 с добавлением 5 мас.7 (отобщей массы смеси) синтамида20со средней мол. массой 489, Общий расход смеси указанных органических веществ 6,2 г/мин. Сульфи-рующий агент - газообразную трехокись серы, разбавленную осушенным 25воздухом до концентрации 6 об,7 триоксида серы, также непрерывно подаютв верхнюю часть реактора в количестве 2,41 г/мин. Молярное отношениетриоксида серы к общей смеси органических веществ 1,1:1,0. Для созданияпеременного температурного режимапроцесса сульфатирования в рубашкуреактора подают противотоком к направлению движения реакционной масГ 1сы охлаждающую воду. При этом температура смеси органических веществнавходе в реакционную зону 70 С,а реакционной массы на выходе изнее 42 С, Выходящую из реактора реоакционную массу дегазируют в циклонеи нейтрализуют до рН 7,5-9,0 прибавлением к ней 7,0 г/мин 157-ного водного раствора гидрооксида натрия при20-60 С. 45 07 4489, непрерывно сульфатируют и нейтрализуют в условиях примера 5, нопри расходе смеси органических веществ 5,8 г/мин, Расход газообразного триоксида серы, разбавленного азотом до конценграции 8 об.триоксидасеры, 2,5 г/мин, Температура смесиорганических веществ на выходе в реакционную зону 48 С, а реакционноймассы на выходе из нее 36 С.Выход нейтрализованной реакционной массы 14,1 г/мин. Выход целевого продукта 8,2 г/мин (95,5 мол,/).Пенообразующая способность 195 мм,моющее действие 104 отн.7П р и м е р 7. Смесь органических веществ, состоящую из 5 мас.Хмоноэтаноламида СЖК фр, С, -С сосредней мол. массой 264 и 95 мас.7.додецилбензола с мол, массой 244 сдобавлением 5 мас.(от общей массы смеси) синтамидасо среднеймол. массой 489, непрерывно сульфатируют и нейтрализуют в условияхпримера 5, но при расходе триоксидасеры 2,2 г/мнн и расходе 157-ноговодного раствора едкого натрияб,б г/мин,Выход нейтрализованной реакционной массы 15,0 г/мин, Выход целевого продукта 8,6 г/мнн (98 мол. .), Пенообразующая способность 190 мм, моющее действие 112 отнЛП р и м е р 8, Смесь органических веществ весом 56,4 г, состоящую из 4,5 г (8 мас.7) моноэтаноламида СЖК фр. С -С со средней мол. массой 201 и 51,9 г (92 мас. ) из тетрадецилбензола с мол. массой 272 с добавлением 3,6 г (6 мас.Ж от общей массы смеси) оксиэтилированного моноэтаноламида СЖК фр. С -С,. с 3 группами оксида этилена со средней мол. массой 357, сульфатируют хлорсульфоновой кислотой в реактор по примеру 1. Расход хлорсульфоновой кислоты 1,83 г/мин, Иолярное отношение сульфатирующего агента к смеси органических веществ 1,02:1, Время сульфатирования 14,4 мин. Одновременно с началом подачи в реактор хлорсульфоновой кислоты осуществляют понижение температуры реакции сульфатирования от 46 С в ее начале и до 36 С к ее окончанию, После прекращения подачи вреактор хлорсульфоновой кислоты в течение 15 мин продолжают перемешивание реакционной массы до полного прекращения98207 6 П р и м е р 10. Смесь органических веществ весом 57 г, состоящуюиз 5,7 г (10 мас.7) моноэтаноламидаСЖК Фр, С -Сз со средней мол, массой20 и 51,3 г (90 мас,%) полиоксиэтиленового эфира высшего алифатического спирта фр. С, -С . с 7 оксиэтиленовыми группами в молекуле со средней мол. массой 524 с добавлением3 г (5 мас.% от общей массы смеси)синтамидасо средней мол. массой489, сульфатируют и нейтрализуют вусловиях примера 8, но при расходехлорсульфоновой кислоты 1,18 г/мин,времени сульфатирования 13,2 мини расходе 157-ного водного раствораедкого натрия 33,2 г.Получают 103,8 г нейтрализованнойреакционной массы. Выход целевогопродукта 67,8 г (92 мол.7). Пенообразующай способность 210 мм, моющеедействие 124 отн.7,П р и м е р 11, Смесь органических веществ весом 58,8 г, состоящуюиз 5,9 г (10 мас. ) моноэтиламидаСЖК Фр. С -С со средней мол. массой 264 и 52,9 г (90 мас. ) высшегоалифатического спирта фр. С, -С 18 со 5 12выделения газообразных продуктов реакции, после чего ее нейтрализуют дорН 7,5-8,0 прибавлением к ней 34,6 г257-ного водного раствора едкого натрия при 20-60 С,Получают 112,4 г нейтрализованнойреакционной массы. Выход целевогопродукта 78,9 (95 мас,7.). Пенообразующая способность 190 мм, моющеедействие 108 отн, ,П р и м е р 9. Смесь органическихвеществ, состоящую из 4 мас.7. моноэтаноламида СЖК фр, С, -С, со средней мол. массой 264 и 96 мас,7. полиоксиэтиленового эфира высшего алифатического спирта фр, С-С, с3 оксиэтиленовыми группами в молекуле и средней мол. массой 308 с добавлением 4 мас7. (от общего весасмеси) синтамидасо средней мол,массой 489, непрерывно сульфатируюти нейтрализуют в условиях примера5, но при расходе триоксида серы1,25 г/мин и расходе 15%-ного водного раствора едкого натрия 5,18 г/мин.Выход нейтрализованной реакционной массы 13,1 г/мин, Выход целевогопродукта 8,1 г/мин (99,0 мол. .). Пенообразующая способность 212 мм, моющее действие 120 отн.7.,средней мол . массой 2 Ь с добавлени- ем 1,2 г (2 мас,Е от общей массысмеси) синтамидасо средней мол.массой 489, сульфатируют хлорсульфоновой кислотой с последующей нейтрализацией в условиях примера 1, нопри молярном отношении сульфатирующего агента в смеси органических веществ 1,05:1, расходе хлорсульфоновойЮ кислоты 1,9 г/мин и времени сульфатирования 17,4 мин.Получают 149,3 г нейтрализованнойреакционной массы. Выход целевогопродукта 80,9 г (92 мол.7). Пенооб 15 разующая способность 175 мм, моющеедействие 114 отн.%.П р и м е р 12. Смесь органических веществ весом 55,2 г, состоящуюиз 5,5 г (1 О мас,%) моноэтаноламида20 СЖК Фр. С -С, со средней мол. массой 264 и 49,7 г (90 мас,Ж) высшегоалифатического спирта Фр. С -С,со средней мол. массой 216 с добавлением 4,8 г (8 мас.от общей массы25 смеси) .синтамидасо средней мол.массой 489, сульфатируют хлорсульфоновой кислотой с последующей нейтрализацией в условиях примера 1, нопри молярном отношении сульфатируюЗО щего агента к смеси органических веществ 1,05:1, расходе хлорсульфоновой кислоты 1,9 г/мин и времени суль.фатирования 16,8 мин,Получают 146,3 г нейтрализованнойреакционной массы. Выход целевогопродукта 80,1 г (92 мол.7), Пенообразующая способность 188 мм, моющеедействие 120 отн. ,40 П р и м е р 13 (сравнительный).В цилиндрический реактор с внутренним диаметром 30 мм и высотой 210 мм,оснащенный барботажной трубкой, лопастной мешалкой, охлаждающей рубаш 45 кой, термометром и штуцерами дпя подачи реагентов и отвода газообразныхпродуктов реакции, помещают 60 г смеси, состоящей из 6 г (10 мас, ) моноэтаноламида СЖК Фр. Со -С, со сред 50 ней мол, массой 269 и 54 г (90 мас,Овысшего алифатического спирта фр.С -С 8 со средней мол. массой 216.1 Оустановив начальную температуРу198 Выходцелевого ПенообТемпература реакции,С разующаяспособностьцелевого продукта,мм оксиэтилированньпсИЭА СЖКв общейсмеси моноэтаноламидовСЖК в смеси продукта, Ж конечная начальна 98,5 195 96,0 205 91,0 168 70 110 70 42 114 12 70 42 108 118 120 10 92,0 185.94,0 195 70 70 42 42 1 О 104 95,5 19598,0 190 48 1 О 112 70 95,0 190 99,0 212 108120 36 42 46 70 6 4 124 114 92,0 210 92,0 175 36 42 10 10 10 11 120 92,0 190 42 70 10 12 Извест- ный 112 92,0 70 10 но с началом подачи в реактор хлорсульфоновой кислоты осуществляют плавное понижение температуры реакционной массы до 42 С к окончанию реакции сульфатирования. После прекращения подачи в реактор сульфоагента в течение 15 мин продолжают перемешивание реакционной смеси до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции, после чего ее Ю нейтрализуют до рН 7,5-8,0, прибавляя к ней 72, 5 г 153 -ного водного раствора гицроксиданатрия при 20-60 С.Получают 154,3 г нейтрализованной реакционной массы. Выход целевого 15 продукта 81 г (92 мол.й). Пенообразующая способность 165 мм, моющее действие 112 оти.Й.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным за счет 20 Пример Концентрация, мас,Х 207 8сульфатирования смеси органических веществ в присутствии 2-8 мас.7. оксиэтилированного моноэтаноламида синтетических жирных кислот позволяет повысить пенообразующую способность целевого продукта на 8-25 мм и моющее действие на 2-10 абс,%. Кроме того, сульфатирование смесей органических веществ, включающих моноэтаноламиды СЖК в присутствии 2- 8 мас.й оксиэтилированного моноэтаноламида СЖК дает особенно значительный эффект при небольших концентрациях -.моноэтаноламидов СЖК, так как общий выход целевых продуктов при этом практически не изменяется. Сравнительные показатели предлагаемого и известного способов приведены в таблице. МоющеедействиеСИС, включая новоеПАВ поотношениюк моющемудействиюСМС наосновелаурилсульфата,отн,Х, 9 129820710 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я вия целевого продукта, процесс провоСпособ получения поверхностно-ак- дят в присутствии 2-8 мас,й, окситивного вещества по авт св. , этилированных моноэтаноламидов син- У 1051068, о т л и ч а ю щ и .й с я тетических жирных кислот с 10-16 атотем, что с целью повышения пенооб мами углерода и 3-5 группами оксида разующей способности и моющего дейст- этилена.Составитель Т. Власова Редактор Н, Гунько Техред М,Моргентал Корректор Г, РешетникЗаказ 857/24 Тираж 372 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ьи Ф Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4