專利名稱：一種制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，更特別的，涉及一種陰離子表面活性劑脂肪酸甲酯磺酸鹽連續(xù)再酯化漂白的方法。
背景技術(shù)：
脂肪酸甲酯磺酸鹽(簡(jiǎn)稱MES)是一種以天然油脂為原料制備而成的新型陰離子表面活性劑，因其具有優(yōu)良的去污、乳化、滲透等表面性能，抗硬水性能強(qiáng)，生物降解性好，因而開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景廣闊。但因其生產(chǎn)工藝流程較長(zhǎng)，技術(shù)難度較大，特別是在二鈉鹽及色澤的有效控制、裝置的安全性等方面仍有待進(jìn)一步研究探索和改進(jìn)，因而MES在國(guó)際上能真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的仍極少。
早在二十世紀(jì)三十年代就有人進(jìn)行MES的研究，MES生產(chǎn)技術(shù)的研究報(bào)導(dǎo)很多，文獻(xiàn)表明目前大多采用脂肪酸甲酯磺化、老化、甲酯磺酸再酯化、漂白、中和制備MES的技術(shù)路線。美國(guó)劍米索恩公司的專利ZL00133161.2是在至少是粗制磺酸重量的31％醇，91℃至110℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行再酯化、酸漂白。甲醇的沸點(diǎn)是64.8℃，較高的溫度會(huì)導(dǎo)致體系產(chǎn)生較高的壓力，對(duì)生產(chǎn)操作控制帶來(lái)更大的安全隱患。九十年代我國(guó)無(wú)錫、成都和大連都曾先后從美國(guó)引進(jìn)MES生產(chǎn)技術(shù)和裝置，但均未能正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以使MES產(chǎn)品二鈉鹽及色澤得到有效的控制，工藝的安全性也高于目前國(guó)內(nèi)外已在使用的工藝的用于MES工業(yè)化生產(chǎn)的MES連續(xù)再酯化漂白的方法。
本發(fā)明的這個(gè)以及其他目的將通過(guò)下列詳細(xì)描述和說(shuō)明來(lái)進(jìn)一步體現(xiàn)和闡述。
本發(fā)明的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，采用脂肪酸甲酯磺酸為原料，在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進(jìn)行反應(yīng)，包括再酯化、預(yù)漂白、中和和二次漂白步驟，所制備的產(chǎn)品二鈉鹽含量≤5.0％、色澤(5％a.m)≤50Klett，中和系統(tǒng)MES含量≥70％。
在本發(fā)明的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法中，在再酯化和預(yù)漂白步驟中，在再酯化同時(shí)，進(jìn)行預(yù)漂白，加入再酯化劑5-20％(以脂肪酸甲酯磺酸鈉的總重量為基礎(chǔ)，下同)，漂白劑0.5-2.0％，改良劑0.1-2.0％，在較低壓力或常壓下進(jìn)行再酯化和預(yù)漂白，預(yù)漂白的溫度為40-70℃，時(shí)間為60-180min。所述的再酯化劑是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和甘油或其混合物。較好的是，所述的再酯化劑是甲醇、甘油或其混合物。在中和步驟中，中和時(shí)控制pH值在5.5±1.5，溫度控制在40-60℃，中和后脂肪酸甲酯磺酸鈉含量可達(dá)70％以上。在中和時(shí)可再次加入改良劑0.1-3.0％，并調(diào)整pH值為6.0±0.5后，再加入0.1-2.0％的H2O2進(jìn)行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值為6.0±0.5，平均停留時(shí)間為60-180min。
在本發(fā)明的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法中，所述的漂白劑可以采用雙氧水、過(guò)硼酸鈉、過(guò)碳酸鈉等，優(yōu)選雙氧水、過(guò)碳酸鈉。所述的改良劑是有機(jī)多元膦酸、氨羧酸和多羥羧及其鹽單體，或其復(fù)合物。較好的是，所述的改良劑是羥基乙叉二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、乙烯多胺多亞烷基膦酸、檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和羥乙酸及其鹽單體，或其復(fù)合物。優(yōu)選羥基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸、檸檬酸的單體或復(fù)合物及其鹽。以防止H2O2過(guò)快分解失去漂白活性，并避免預(yù)漂白過(guò)程中因H2O2分解而釋放大量O2的危險(xiǎn)，使酸性預(yù)漂白過(guò)程的安全性大大提高。同時(shí)改良劑也使中和過(guò)程中的pH值穩(wěn)定，避免二鈉鹽的增多，改善MES的性能等。在預(yù)漂白后及二次漂白后設(shè)置適當(dāng)大小的暫存罐，保留適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)余量，使前后工藝相對(duì)斷開(kāi)，減少前后工藝的相互影響。使前后工藝相對(duì)斷開(kāi)，減少前后工藝的相互影響，以大大提高裝置的操作彈性、穩(wěn)定性及可靠性，使整個(gè)流程變“硬連接”為“軟連接”，色澤的控制可以方便地通過(guò)調(diào)整二次漂白劑的用量、停留時(shí)間等達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
本發(fā)明采用脂肪酸甲酯磺酸(MESA)經(jīng)再酯化預(yù)漂白，與中和后脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES)中性漂白相結(jié)合的方法。以較少的甲醇用量，較低的操作溫度及壓力，大大提高生產(chǎn)裝置的安全性、可操作性、可控性。
本發(fā)明的方法具有以下特點(diǎn)1、預(yù)漂白的溫度為40-70℃，可以在較低壓力或常壓下進(jìn)行再酯化和預(yù)漂白，因溫度較低，有利于提高裝置的安全性，操作也更容易控制。
2、因?yàn)镠2O2濃度較高，用量較少，故再酯化預(yù)漂白體系中水分含量較低，因而物料的粘度及凝固點(diǎn)較低，從而體系中所用的甲醇用量可以大幅下降，使該工藝的物耗、能耗都有下降，中和后MES含量可達(dá)70％以上。
3、預(yù)漂白過(guò)程中，H2O2殘留指標(biāo)的控制要求較低。在中和系統(tǒng)中通過(guò)有效改進(jìn)pH值的在線監(jiān)測(cè)方法，嚴(yán)格控制pH值，使殘留的H2O2不易快速分解，在中和過(guò)程及后續(xù)工藝工程中繼續(xù)進(jìn)行漂白。
4、在預(yù)漂白和中和過(guò)程中加入改良劑，使漂白劑不易快速分解，同時(shí)有助于pH值的穩(wěn)定，防止二鈉鹽含量升高，改善MES的性能等。
5、在中和并調(diào)整pH值后，再加入適量漂白劑進(jìn)行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值，pH值控制在5.5±1.5，溫度控制在40℃-60℃，平均停留時(shí)60min-180min。若遏特殊情況，停留時(shí)間延長(zhǎng)，不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。二次漂白先在一帶有攪拌的反應(yīng)釜中進(jìn)行，后期可以在暫存釜中進(jìn)行。
6、預(yù)漂白后及二次漂白后設(shè)置適當(dāng)大小的暫存罐，保留適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)余量，使前后工藝相對(duì)斷開(kāi)，減少前后工藝的相互影響，以大大提高整套裝置的操作彈性、穩(wěn)定性及可靠性，使整個(gè)流程變“硬連接”為“軟連接”。色澤的控制可以方便地通過(guò)調(diào)整二次漂白劑用量、停留時(shí)間等達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的MES可達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)為二鈉鹽含量 ≤5.0％色澤(5％a.m，Klett)≤50中和系統(tǒng)MES含量≥70％。
以下通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但實(shí)施例僅用于說(shuō)明，并不能限制本發(fā)明范圍。
在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、量、百分比均為以脂肪酸甲酯磺酸鈉的總重量為基礎(chǔ)，所有的原料均可以從市場(chǎng)購(gòu)得。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進(jìn)行再酯化漂白，在經(jīng)老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯總量的10％甲醇和5％甘油，溫度控制在55-60℃，然后加入MES磺酸酯總量的H2O21.8％和改良劑1.0％(檸檬酸0.5％、羥基乙叉二膦酸0.4％、乙二胺四乙酸0.1％)，停留時(shí)間100min。用42％濃度的液體氫氧化鈉中和，中和系統(tǒng)中嚴(yán)格控制pH值在6.0±0.5，溫度控制在50℃-55℃。在中和并調(diào)整pH值后，再加入MES磺酸酯總量的H2O21.2％進(jìn)行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值在6.0±0.5，停留時(shí)間80min，最后去脫甲醇干燥。得到產(chǎn)物的技術(shù)指標(biāo)為MES含量為72％、色澤(5％a.m，Klett)40、二鈉鹽含量2.6％。
實(shí)施例2在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進(jìn)行再酯化漂白，在經(jīng)老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯總量的8％甲醇和4％甘油，溫度控制在55-65℃，然后加入MES磺酸酯總量的H2O21.0％和改良劑1.5％(檸檬酸0.8％、羥基乙叉二膦酸0.5％、乙二胺四乙酸0.2％)，停留時(shí)間90min。用42％濃度的液體氫氧化鈉中和，中和系統(tǒng)中嚴(yán)格控制pH值在6.0±0.5，溫度控制在50℃-55℃。在中和并調(diào)整pH值后，再加入MES磺酸酯總量的H2O21.5％進(jìn)行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值在6.0±0.5，停留時(shí)間100min。得到產(chǎn)物的技術(shù)指標(biāo)為MES含量為75％、色澤(5％a.m，Klett)40、二鈉鹽含量2.6％。
實(shí)施例3在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進(jìn)行再酯化漂白，在經(jīng)老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯總量的5％甲醇、5％乙醇和5％甘油，溫度控制在55-65℃，然后加入MES磺酸酯總量的H2O20.8％和改良劑1.6％(檸檬酸0.8％、氨基三亞甲基膦酸0.5％、羥乙酸0.3％)，停留時(shí)間120min。用42％濃度的液體氫氧化鈉中和，中和系統(tǒng)中嚴(yán)格控制pH值在6.0±0.5，溫度控制在50℃-55℃。在中和并調(diào)整pH值后，再加入MES磺酸酯總量的改良劑2.2％(檸檬酸1.2％、羥基乙叉二膦酸0.7％、羥乙酸0.2％)和H2O21.2％進(jìn)行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值在6.0±0.5，停留時(shí)間100min，最后去脫甲醇干燥。得到產(chǎn)物的技術(shù)指標(biāo)為MES含量為70％、色澤(5％a.m，Klett)40、二鈉鹽含量2.5％。
實(shí)施例4在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進(jìn)行再酯化漂白，在經(jīng)老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯總量的6％甲醇、5％乙二醇和2％甘油，溫度控制在55-60℃，然后加入MES磺酸酯總量的過(guò)碳酸鈉0.6％和改良劑0.4％(檸檬酸0.2％、氨基三亞甲基膦酸0.1％、羥乙酸0.1％)，停留時(shí)間180min。用42％濃度的液體氫氧化鈉中和，中和系統(tǒng)中嚴(yán)格控制pH值在6.0±0.5，溫度控制在50℃-55℃。在中和并調(diào)整pH值后，再加入MES磺酸酯總量的改良劑0.4％(檸檬酸0.2％、羥基乙叉二膦酸0.1％、羥乙酸0.1％)和過(guò)碳酸鈉0.2％進(jìn)行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值在6.0±0.5，停留時(shí)間170min，最后去脫甲醇干燥。得到產(chǎn)物的技術(shù)指標(biāo)為MES含量為74％、色澤(5％a.m，Klett)40、二鈉鹽含量2.5％。
權(quán)利要求
1.一種制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于采用脂肪酸甲酯磺酸為原料，在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進(jìn)行反應(yīng)，包括再酯化、預(yù)漂白、中和和二次漂白步驟，所制備的產(chǎn)品二鈉鹽含量≤5.0％、色澤(5％a.m)≤50Klett，中和系統(tǒng)MES含量≥70％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于在再酯化和預(yù)漂白步驟中，在再酯化同時(shí)，進(jìn)行預(yù)漂白，加入再酯化劑5-20％，漂白劑0.5-2.0％，改良劑0.1-2.0％，在較低壓力或常壓下進(jìn)行再酯化和預(yù)漂白，預(yù)漂白的溫度為40-70℃，時(shí)間為60-180min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于所述的再酯化劑是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和甘油或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于所述的再酯化劑是甲醇、甘油或其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于在中和步驟中，中和時(shí)控制pH值在5.5±1.5，溫度控制在40-60℃，中和后脂肪酸甲酯磺酸鈉含量可達(dá)70％以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于在中和時(shí)可再次加入改良劑0.1-3.0％，并調(diào)整pH值為6.0±0.5后，再加入0.1-2.0％的H2O2進(jìn)行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值為6.0±0.5，平均停留時(shí)間為60-180min。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于所述的改良劑是有機(jī)多元膦酸、氨羧酸和多羥羧及其鹽單體，或其復(fù)合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于所述的改良劑是羥基乙叉二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、乙烯多胺多亞烷基膦酸、檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和羥乙酸及其鹽單體，或其復(fù)合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于在預(yù)漂白后及二次漂白后設(shè)置適當(dāng)大小的暫存罐，保留適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)余量，使前后工藝相對(duì)斷開(kāi)，減少前后工藝的相互影響。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，采用脂肪酸甲酯磺酸為原料，在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進(jìn)行反應(yīng)，包括再酯化、預(yù)漂白、中和和二次漂白步驟，所制備的產(chǎn)品二鈉鹽含量≤5.0％、色澤(5％a.m)≤50Klett，中和系統(tǒng)MES含量≥70％。本發(fā)明以較少的甲醇用量，較低的操作溫度及壓力，添加改良劑，嚴(yán)格控制pH值，使預(yù)漂白和二次漂白有機(jī)結(jié)合，因此生產(chǎn)的安全性、可操作性和可控性得到大大提高。
文檔編號(hào)B01F17/08GK101054354SQ20071011112
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者方銀軍, 鄒歡金, 黃亞茹, 祝紅元, 胡劍品, 孫明和, 任國(guó)曉, 汪家眾, 馮晚靜 申請(qǐng)人:浙江贊成科技有限公司