專利名稱：琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陰離子表面活性劑的制備方法，特別是一種琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法。
琥珀酸二己酯磺酸鈉(包括直鏈和任意一種支鏈異構體己酯)屬于一種陰離子表面活性劑。它具有臨界膠束濃度低，能顯著降低表面張力，表面活性好，滲透速度快、潤濕、乳化、起泡性能好等性能，廣泛應用于日用化工、涂料、印染、石棉、農藥、礦山、造紙、合成革、感光工業(yè)等，可用作乳化劑、潤濕劑、滲透劑、分散劑和玻璃防霧劑。有關琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法，國內外有文獻報道，如文獻1、EP 0458099A2(Int.Cl6CO7C309/17，1991)Verfahren Zur Herstellung Von sulfobersteinsauredialkyestersalz；文獻2、“固體超強酸催化合成琥珀酸酯磺酸鈉”，化學世界，1990年8期P347；文獻3、“不同酸催化合成馬來酸雙酯”，化學世界，1989，11期，P489，上述文獻所公開的制備過程為用順丁烯二酸酐(簡稱順酐)在硫酸或對甲基苯磺酸或固體酸催化下與過量己醇(直鏈和各種支鏈異構體己醇)進行酯化反應。酯化時間120min～240min，酯化溫度148℃～218℃(文獻2、3)，或者酯化時間360min～420min，酯化溫度120℃～140℃，在18～21KPa減壓條件下，進行酯化反應；酯化產物經由稀堿中和、水洗、減壓蒸餾，脫除過量的醇，得順丁烯二酸二己酯(直鏈或各種支鏈己酯)(文獻2)，該雙酯用亞硫酸氫鈉(文獻2)或焦亞硫酸鈉(文獻1)，在外加相轉移催化劑作用下進行磺化反應；利用密封體系加熱下產生的壓力進行反應，并防止二氧化硫外逸(文獻1)，或者在常壓下進行反應(文獻2)，得到琥珀酸二己酯磺酸鈉成品?，F(xiàn)有制備方法存在的缺陷是酯化反應中己醇投入量大，并且反應溫度高，酯化反應時間長，酯化產物需經水洗、減壓蒸餾、脫水、脫醇工序，工序復雜，磺化反應中需另加入相轉移催化劑，使原料耗用量增加，導致雜質引入產物，使產物色澤較深，同時對產生的二氧化硫等有害廢氣、廢液不能回收利用，環(huán)境污染嚴重，造成了資源浪費。
本發(fā)明的目的在于提供一種反應原料用量少，反應條件要求更低，產品純度較高，且廢氣廢液能夠回收的琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為一種琥珀酸二己酯磺酯鈉(含直鏈或任意一種支鏈異構體己酯)的制備方法，包括酯化反應、磺化反應，其特征在于將順酐和己醇(包括直鏈或任意一種支鏈異構體己醇))按1∶2.10～2.30的摩爾比在對甲基苯磺酸催化下進行酯化反應，升至130±5℃，時間10～30min；第二步保溫脫水，保溫時間60～120min，溫度130±5℃；第三步，冷卻、中和，冷卻至溫度20～80℃，中和至PH值為7±0.5；第四步，磺化反應，中和產物加磺化劑亞硫酯氫鈉或焦亞硫酸鈉，中和產物與磺化劑所含二氧化硫的摩爾比為1∶1.00～1.20，該磺化反應物在含有氮氣的氛圍保護下升溫至103±3℃，時間10～30min；第五步，磺化反應產物在100～110℃溫度有氮氣氛圍保護下，經150～300min成熟，尾氣由稀堿水吸收并回供磺化反應；第六步，成熟產物室溫下靜置分層，得到琥珀酸二己酯磺酸鈉，所產生的廢水回供磺化反應用。
本發(fā)明的基本原理為順丁烯二酸酐在對甲基苯磺酸催化下與己醇(含直鏈或任意一種支鏈異構己醇)反應，得到酯化產物順丁烯二酸二己酯(包括直鏈或任意一種支鏈異構體己酯)，酯化副產物經堿中和生成順丁烯二酸單己酯(含直鏈的或任意一種支鏈異構體己酯)鈉鹽并作為酯化產物的磺化反應的相轉移催化劑，以亞硫酸氫鈉(或焦亞硫酸鈉)為磺化劑與酯化產物反應生成琥珀酸二己酯(含直鏈或任意一種支鏈異構體己酯)磺酸鈉。
其反應式為 本發(fā)明與現(xiàn)有技術比，其顯著優(yōu)點是①、酯化反應中順丁烯二酸酐與己醇(包括直鏈或任意一種支鏈異構體己醇)投入的摩爾比由現(xiàn)在的1∶3.0減少到2.10～2.30，反應過程中原料耗用量大大減少；②、減少己醇投入量后，過用量少，酯化溫度降低，酯化時間縮短，溫度從148～218℃降為130℃，時間從120～300min縮短到90～120min，使能耗減少；③、過量己醇投入量減少后，省去了酯化產物水洗，減少了蒸餾、脫水、脫醇工序；
④、減少反應時間和降低反應溫度，使酯化率在90％～97％之間，未反應完全的單酯經中和得到的單酯鈉鹽作為非外加的相轉移催化劑，避免了外加催化劑雜質的影響，減少了物料耗用；⑤磺化反應在常壓下進行，并輔以的少量氮氣氛圍以防止空氣氧化加劇影響磺化進程和產品色澤，同時通過簡單尾氣吸收，使外逸二氧化硫成為亞硫酸氫鈉水溶液，供磺化反應使用，降低了對設備的要求，同時解決了尾氣污染；⑥、磺化廢水回供磺化反應使用，使反應時間進一步縮短，原料利用率進一步提高，且無污染，單批生產周期中的反應時間在480min內連續(xù)完成，工藝十分緊湊。
附圖
是本發(fā)明的琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法的工藝流程圖。
下面結合附圖描述本發(fā)明的實施例。
實施例1。
本發(fā)明的琥珀酸二己酯磺酸鈉(含直鏈或任意一種支鏈己酯)的制備方法的工藝流程為第一步在裝有分水器的反應釜中，加入順酐18kg，正己醇42.0kg(均為工業(yè)品，含量≥99％)，用對甲苯磺酸0.18kg作催化劑(工業(yè)品，含量≥95％)，攪拌下在30min內升溫到130±5℃，進行酯化反應；第二步對第一步得到的酯化反應物在130±5℃下保溫，攪拌、脫水、脫醇90～120min，得到酯化產物55kg，分出少量醇下次酯化用；第三步將第二步得到的酯化產物冷卻至80℃以下，攪拌下，用30％氫氧化鈉水溶液中和至PH＝7±0.5；第四步上述第三步得到的中和產物加水55L(可含回收的亞硫酸氫鈉水溶液和磺化廢水，不足部分用水補足)，加亞硫酸氫鈉20.5kg(工業(yè)品，含量≥95％)后將分水器改為冷凝器，其下部接入反應釜。用氮氣充入釜面，驅趕空氣數(shù)分鐘后，維持氮氣氛圍，將冷凝器上部接導出管道通口入裝有30％氫氧化鈉水溶液的二氧化硫吸收器的液面以下，氣體經吸收后排空。攪拌、升溫磺化反應液；
第五步將上述第四步得到的反應液于103±3℃，成熟160～200min；第六步上述第五步得到產物靜置過液分層，分出上層為產物琥珀酯二己酯磺酯鈉120±5kg，固含量55％±5％，外觀為無色透明或淺黃色透明液體，其表面引力，臨界膠束濃度，乳化力和滲透率均為標準品的100％。
實施例2。本發(fā)明的琥珀酸二(2-乙基丁基)酯磺酸鈉的制備方法的工藝流程為第一步在裝有分水器的反應釜中，加入順酐18kg，2-乙基丁醇43.0kg(均為工業(yè)品，含量≥99％)，用對甲苯磺酸0.18kg作催化劑(工業(yè)品，含量≥95％)，攪拌下在30min內升溫到130±5℃，進行酯化反應；第二步對第一步得到的酯化反應物在130±5℃下保溫，攪拌、脫水、脫醇90～120min，得到酯化產物56kg，分出少量醇下次酯化用；第三步將第二步得到的酯化產物冷卻至80℃以下，攪拌下，用30％氫氧化鈉水溶液中和至PH＝7±0.5；第四步上述第三步得到的中和產物加水56L(可含回收的亞硫酸氫鈉水溶液和磺化廢水，不足部分用水補足)，加亞硫酸氫鈉21.0kg(工業(yè)品，含量≥95％)后將分水器改為冷凝器，其下部接入反應釜。用氮氣充入釜面，驅趕空氣數(shù)分鐘后，維持氮氣氛圍，將冷凝器上部接導出管道通口入裝有30％氫氧化鈉水溶液的二氧化硫吸收器的液面以下，氣體經吸收后排空。攪拌、升溫磺化反應液；第五步將上述第四步得到的反應液于103±3℃，成熟180～240min；第六步上述第五步得到產物靜置過液分層，分出上層為產物琥珀酯二(2-乙基丁基)酯磺酯鈉122±5kg，固含量55％±5％，外觀為無色透明或淺黃色透明液體，其表面引力，臨界膠束濃度，乳化力和滲透率均為標準品的100％。
權利要求
1.一種琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法，包括酯化反應、磺化反應，其特征在于將順酐和己醇按1∶2.10～2.30的摩爾比在對甲基苯磺酸催化下進行酯化反應，升至130±5℃，時間10～30min；第二步保溫脫水，保溫時間60～120min，溫度130±5℃；第三步，冷卻、中和，冷卻至溫度20～80℃，中和至PH值為7±0.5；第四步，磺化反應，中和產物加磺化劑亞硫酯氫鈉或焦亞硫酸鈉，該磺化反應物在含有氮氣的氛圍保護下升溫至103±3℃，時間10～30min，第五步，磺化反應產物在100～110℃，有氮氣氛圍保護下，經150～300min成熟；第六步，成熟產物室溫下靜置分層，得到琥珀酸二己酯磺酸鈉。
2.根據(jù)權利要求1所述的琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法，其特征在于中和產物與磺化劑所含二氧化硫的摩爾比為1∶1.00～1.20。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法，其特征在于磺化反應尾氣由稀堿水吸收并回供磺化反應。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法，其特征在于靜置后產生的廢水回供磺化反應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陰離子表面活性劑琥珀酸二己酯磺酸鈉的制備方法。包括酯化反應、磺化反應,將順丁烯二酸酐在對甲苯磺酸催化下與己醇反應,得到酯化產物順丁烯二酸二己酯,酯化副產物經堿中和生成順丁烯二酸單己醇鈉鹽并作為酯化產物的磺化相轉移催化劑,以亞硫酯氫鈉為磺化劑與酯化產物反應生成琥珀酸二己酯磺酸鈉。本發(fā)明原料耗用量少,酯化時間縮短,能耗低,省去了水洗、蒸餾、脫水、脫醇工序,使酯化率在90%～97%之間,設備要求低,磺化廢水回收使用,無污染。
文檔編號C07C309/00GK1361099SQ00135449
公開日2002年7月31日 申請日期2000年12月26日 優(yōu)先權日2000年12月26日
發(fā)明者張躍軍, 華平, 潘蘇, 金序蘭, 李羽讓 申請人:南京理工大學