專利名稱：制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，屬于化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，脂肪酸甲酯磺酸鈉(簡(jiǎn)稱MES)是以天然動(dòng)植物油脂為原料，經(jīng)深度加工制得的性能優(yōu)良的脂肪酸系陰離子表面活性劑。它具有良好的去污性、鈣皂分散性、乳化性、增溶性和生物降解性，以及水解穩(wěn)定性、對(duì)硬水不敏感性、低刺激性、低毒性。MES與烷基苯磺酸鈉(LAS)、脂肪醇硫酸鈉(AS)等有較好的配伍性，并能改善它們的去污力，因而開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景廣闊。MES是去污力極強(qiáng)的表面活性劑，在低溫、硬水等情況下優(yōu)于LAS和AS的洗滌性能。在MES系列產(chǎn)品中，以C原子數(shù)為16 18的MES去污效果最好。但MES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)二十年代就有人進(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)表明在MES生產(chǎn)中目前就關(guān)鍵工段漂白再酯化而言有兩種工藝路線酸性漂白和中性 (堿性)漂白工藝路線。由于酸性漂白效果較中性(堿性)漂白好，因此，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)路線即酸性漂白工藝路線。美國(guó)劍米索恩公司的專利ZL00133161.2采用較高溫度即91°C至110°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行再酯化、酸漂白的工藝路線。而浙江贊成科技有限公司的專利申請(qǐng)CN1010M354A中采用低溫即40°C至70°C預(yù)漂白與產(chǎn)品的二次漂白結(jié)合并在漂白和中和后增設(shè)了有一定停留時(shí)間的大貯罐，用于調(diào)整色澤、PH等工藝路線。但前者存在安全隱患(早在九十年代我國(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，但均因安全等因素未能正常生產(chǎn))，后者漂白效果差(二鈉鹽(100% a. m在5 10%左右)，生產(chǎn)不連續(xù)、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，可有效控制二鈉鹽和產(chǎn)品的色澤，工藝安全性高，操作簡(jiǎn)單，并可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，特征是，包括以下工藝步驟(1)磺化將脂肪酸酯在磺化反應(yīng)器中進(jìn)行磺化，得到粗制的磺酸，SO3氣體與酯的摩爾比為1.3 1.5 1，磺化反應(yīng)溫度為75 95°C，磺化反應(yīng)時(shí)間為10 25s;(2)老化將粗制的磺酸在老化釜中進(jìn)行老化，得到α-脂肪酸甲酯磺酸，老化溫度為75 95°C，反應(yīng)時(shí)間為40 80min ；
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(3)漂白將α-脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的管式回路反應(yīng)器中與漂白劑、再酯化劑進(jìn)行漂白；所述再酯化劑的用量為脂肪酸酯重量的15 35%，漂白劑的用量為脂肪酸酯重量的0.5 5%，漂白的溫度為50 80°C，循環(huán)比為5 25 1 ；(4)漂白再酯化反應(yīng)將經(jīng)漂白再酯化處理后的α-脂肪酸甲酯磺酸在反應(yīng)釜中進(jìn)行進(jìn)一步漂白再酯化，得到色澤< 57HaZen的α -脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反應(yīng)的溫度為70 90°C，壓力為0. 05 0. 20MPa，漂白再酯化時(shí)間為1. 5 5. 5小時(shí)；(5)中和將步驟(4)得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的反應(yīng)器中進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0. 5 1. 5小時(shí)，反應(yīng)溫度為45 65°C，得到pH值為4 6. 5 的α -脂肪酸甲酯磺酸，中和試劑為質(zhì)量百分濃度為27% 50%的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水溶液；(6)將經(jīng)中和處理后得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在低溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫醇， 脫醇溫度為50 90°C，真空度為0. 06 0. 08MPa,處理時(shí)間為10 30秒；再在高溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫水干燥，脫水干燥溫度為90 120°C，真空度為0. 08 0. 095MPa，處理時(shí)間為10 30秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品。所述脂肪酸酯為月桂酸酯、豆蔻酸酯、棕櫚酸酯、硬脂肪酸酯中的一種或多種。所述漂白劑為雙氧水、過(guò)硼酸鈉或過(guò)碳酸鈉。所述再酯化劑為甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、甘油中的一種或多種。所得到的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品中二鈉鹽含量彡1.3% (100% a.m)，色澤(5% a. m) ^ IOOHazen0本發(fā)明所述的脂肪酸甲酯磺酸鈉的制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明可有效控制二鈉鹽和產(chǎn)品的色澤，工藝安全性高，耗N2量少，操作簡(jiǎn)單， 并可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)；(2)采用本發(fā)明所述方法制得的中間產(chǎn)物α -脂肪酸甲酯磺酸的色澤能達(dá)到(5% a. m) ^ 57Hazen ；(3)本發(fā)明漂白再酯化的溫度為70 90°C，漂白再酯化在高溫區(qū)進(jìn)行，溫度為再酯化的最適溫度，從而使得MES關(guān)鍵指標(biāo)(即用此酸中和后的產(chǎn)品中)二鈉鹽含量低于國(guó)內(nèi)外同行，達(dá)到(100% a. m) <1.3%，屬于目前國(guó)際領(lǐng)先水平，從而使得幾十年來(lái)長(zhǎng)期困擾 MES工業(yè)化大生產(chǎn)的二鈉鹽和色澤問(wèn)題得以從根本上解決；(4)根據(jù)老化度的分析和檢測(cè)結(jié)果，調(diào)整老化時(shí)間，使得中間體盡量轉(zhuǎn)化為α -脂肪酸甲酯磺酸，老化轉(zhuǎn)化率可達(dá)85%以上，從而減少產(chǎn)生二鈉鹽的中間體；(5)本發(fā)明漂白再酯化過(guò)程中α-脂肪酸甲酯磺酸轉(zhuǎn)化成羧酸的程度較低，羧酸
含量< ；(6)本發(fā)明采用連續(xù)化生產(chǎn)，因此本發(fā)明生產(chǎn)得到的MES質(zhì)量十分穩(wěn)定，在2噸/ 小時(shí)的MES磺化裝置上安全運(yùn)行48小時(shí)，生產(chǎn)質(zhì)量百分濃度為35%的MES196噸，無(wú)頭尾料，所有產(chǎn)品全部達(dá)到QB/T 4081-2010優(yōu)質(zhì)品標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明所述的循環(huán)比是指對(duì)于某一類化學(xué)反應(yīng)，若一次反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率過(guò)大，會(huì)得到過(guò)多不需要的副產(chǎn)物，故寧可一次反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較低，把產(chǎn)品分離后再把未反應(yīng)的原料循環(huán)回到反應(yīng)器中再進(jìn)行反應(yīng)；循環(huán)的原料量與一次反應(yīng)轉(zhuǎn)化的原料量之比稱為循環(huán)比。 采用這種方法可以使原料的更大部分轉(zhuǎn)化為所需的產(chǎn)品。實(shí)施例一一種制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，包括以下工藝步驟(1)磺化將脂肪酸酯在磺化反應(yīng)器中進(jìn)行磺化，得到粗制的磺酸，SO3氣體與酯的摩爾比為1.3 1，磺化反應(yīng)溫度為85°C，磺化反應(yīng)時(shí)間為15s;所述脂肪酸酯為棕櫚酸酯；(2)老化將粗制的磺酸在老化釜中進(jìn)行老化，得到老化度> 85%的α -脂肪酸甲酯磺酸，老化溫度為85°C，反應(yīng)時(shí)間為70min ；老化度是指老化后實(shí)際得到的α -脂肪酸甲酯磺酸與按脂肪酸酯原料量計(jì)算得到的理論α-脂肪酸甲酯磺酸的質(zhì)量百分比；(3)漂白將α-脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的管式回路反應(yīng)器中與雙氧水、甲醇和甘油進(jìn)行漂白；所述甲醇的用量為脂肪酸酯重量的20%，甘油的用量為脂肪酸酯重量的5%，雙氧水的用量為脂肪酸酯重量的2. 5%，漂白的溫度為50°C，循環(huán)比為 25 1 ；(4)漂白再酯化反應(yīng)將經(jīng)漂白再酯化處理后的α -脂肪酸甲酯磺酸在反應(yīng)釜中進(jìn)行進(jìn)一步漂白再酯化，得到色澤< 57HaZen的α -脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反應(yīng)的溫度為85°C，壓力為0. 05MPa，漂白再酯化時(shí)間為200分鐘；(5)中和將步驟(4)得到的α -脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的反應(yīng)器中進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0. 5小時(shí)，反應(yīng)溫度為65°C，得到pH值為4的α -脂肪酸甲酯磺酸，中和試劑為質(zhì)量百分濃度為48%的氫氧化鈉溶液；(6)將經(jīng)中和處理后得到的α -脂肪酸甲酯磺酸在低溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫醇， 脫醇溫度為50°C，真空度為0. 06MPa，處理時(shí)間為30秒；再在高溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫水干燥，脫水干燥溫度為90°C，真空度為0. 08MPa，處理時(shí)間為30秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品，所得到的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品中二鈉鹽的含量為1.3% (100% a.m)，色澤 (5% a.m)為96HaZen，脂肪酸甲酯磺酸鈉的含量為35. 07%，石油醚可溶物(100% a.m)的含量為1.5%，pH值(1%水溶液)為5. 66，總的固含量為39. 51%，硫酸鹽(100% a.m)的含量為2. 08%，游離氧ppm為1888。實(shí)施例二 一種制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，包括以下工藝步驟(1)磺化將脂肪酸酯在磺化反應(yīng)器中進(jìn)行磺化，得到粗制的磺酸，SO3氣體與酯的摩爾比為1.3 1，磺化反應(yīng)溫度為75°C，磺化反應(yīng)時(shí)間為IOs;所述脂肪酸酯為月桂酸酯；(2)老化將粗制的磺酸在老化釜中進(jìn)行老化，得到老化度> 85%的α -脂肪酸甲酯磺酸，老化溫度為75°C，反應(yīng)時(shí)間為40min ；(3)漂白將α-脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的管式回路反應(yīng)器中與過(guò)硼酸鈉、丙醇進(jìn)行漂白；所述丙醇的用量為脂肪酸酯重量的35%，過(guò)硼酸鈉的用量為脂肪酸酯重量的5%，漂白的溫度為80°C，循環(huán)比為25 1 ；(4)漂白再酯化反應(yīng)將經(jīng)漂白再酯化處理后的α -脂肪酸甲酯磺酸在反應(yīng)釜中進(jìn)行進(jìn)一步漂白再酯化，得到色澤< 57HaZen的α -脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反應(yīng)的溫度為90°C，壓力為0. 20MPa，漂白再酯化時(shí)間為1. 5小時(shí)；
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(5)中和將步驟(4)得到的α -脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的反應(yīng)器中進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為1. 5小時(shí)，反應(yīng)溫度為45°C，得到pH值為6. 5的α -脂肪酸甲酯磺酸，中和試劑為質(zhì)量百分濃度為50%的氫氧化鉀溶液；(6)將經(jīng)中和處理后得到的α -脂肪酸甲酯磺酸在低溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫醇， 脫醇溫度為90°C，真空度為0. 08MPa，處理時(shí)間為10秒；再在高溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫水干燥，脫水干燥溫度為120°C，真空度為0. 095MPa，處理時(shí)間為10秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品，所得到的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品中二鈉鹽含量為1.2% (100% a.m)，色澤 (5% a.m)為60HaZen，脂肪酸甲酯磺酸鈉的含量為35%。實(shí)施例三一種制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，包括以下工藝步驟(1)磺化將脂肪酸酯在磺化反應(yīng)器中進(jìn)行磺化，得到粗制的磺酸，SO3氣體與酯的摩爾比為1.4 1，磺化反應(yīng)溫度為95°C，磺化反應(yīng)時(shí)間為20s;所述脂肪酸酯為硬脂肪酸(2)老化將粗制的磺酸在老化釜中進(jìn)行老化，得到老化度> 85%的α -脂肪酸甲酯磺酸，老化溫度為95°C，反應(yīng)時(shí)間為SOmin ；(3)漂白將α -脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的管式回路反應(yīng)器中與雙氧水、甲醇、乙醇和甘油進(jìn)行漂白；所述甲醇的用量為脂肪酸酯重量的10%，乙醇的用量為脂肪酸酯重量的5%，甘油的用量為脂肪酸酯重量的5%，雙氧水的用量為脂肪酸酯重量的 3.5%，漂白的溫度為601，循環(huán)比為15 1 ；(4)漂白再酯化反應(yīng)將經(jīng)漂白再酯化處理后的α -脂肪酸甲酯磺酸在反應(yīng)釜中進(jìn)行進(jìn)一步漂白再酯化，得到色澤< 57HaZen的α -脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反應(yīng)的溫度為80°C，壓力為0. OlMPa，漂白再酯化時(shí)間為2小時(shí)；(5)中和將步驟(4)得到的α -脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的反應(yīng)器中進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)，反應(yīng)溫度為50°C，得到pH值為5的α -脂肪酸甲酯磺酸，中和試劑為質(zhì)量百分濃度為40%的氨水溶液；(6)將經(jīng)中和處理后得到的α -脂肪酸甲酯磺酸在低溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫醇， 脫醇溫度為70°C，真空度為0. 07MPa，處理時(shí)間為20秒；再在高溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫水干燥，脫水干燥溫度為100°C，真空度為0. 09MPa,處理時(shí)間為20秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品，所得到的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品中二鈉鹽含量為1.25% (100% a. m)，色澤(5% a.m)為SOHazen，脂肪酸甲酯磺酸鈉的含量為35%。
權(quán)利要求
1.一種制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征是，包括以下工藝步驟(1)磺化將脂肪酸酯在磺化反應(yīng)器中進(jìn)行磺化，得到粗制的磺酸，SO3氣體與酯的摩爾比為1. 3 1. 5:1，磺化反應(yīng)溫度為75 95°C，磺化反應(yīng)時(shí)間為10 25s ；(2)老化將粗制的磺酸在老化釜中進(jìn)行老化，得到α-脂肪酸甲酯磺酸，老化溫度為 75 95°C，反應(yīng)時(shí)間為4(T80min ；(3)漂白將α-脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的管式回路反應(yīng)器中與漂白齊U、 再酯化劑進(jìn)行漂白；所述再酯化劑的用量為脂肪酸酯重量的15 35%，漂白劑的用量為脂肪酸酯重量的0. 5 5%，漂白的溫度為50 80°C，循環(huán)比為5 25:1 ；(4)漂白再酯化反應(yīng)將經(jīng)漂白再酯化處理后的α-脂肪酸甲酯磺酸在反應(yīng)釜中進(jìn)行進(jìn)一步漂白再酯化，得到色澤< 57HaZen的α -脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反應(yīng)的溫度為70 90°C，壓力為0. 05 0. 20MPa，漂白再酯化時(shí)間為1. 5 5. 5小時(shí)；(5)中和將步驟(4)得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的反應(yīng)器中進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0. 5 1. 5小時(shí)，反應(yīng)溫度為45 65°C，得到ρΗ值為4 6. 5的 α -脂肪酸甲酯磺酸，中和試劑為質(zhì)量百分濃度為27% 50%的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水溶液；(6)將經(jīng)中和處理后得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在低溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫醇，脫醇溫度為5(T90°C，真空度為0. 06、. 08MPa，處理時(shí)間為10 30秒；再在高溫真空閃蒸器中進(jìn)行脫水干燥，脫水干燥溫度為9(T120°C，真空度為0. 08 0. 095MPa，處理時(shí)間為10 30秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征是所述脂肪酸酯為月桂酸酯、豆蔻酸酯、棕櫚酸酯、硬脂肪酸酯中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1所述的制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征是所述漂白劑為雙氧水、過(guò)硼酸鈉或過(guò)碳酸鈉。
4.如權(quán)利要求1所述的制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征是所述再酯化劑為甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、甘油中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征是 所得到的脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品中二鈉鹽含量彡1.3% (^^/吼！^，色澤巧 ^.!!!) ( 100 Hazen0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備低二鈉鹽含量的脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，包括以下工藝步驟(1)將脂肪酸酯在磺化反應(yīng)器中進(jìn)行磺化，得到粗制的磺酸；(2)將粗制的磺酸在老化釜中進(jìn)行老化，得到α-脂肪酸甲酯磺酸；(3)將α-脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的管式回路反應(yīng)器中進(jìn)行漂白；(4)將α-脂肪酸甲酯磺酸在反應(yīng)釜中進(jìn)一步漂白再酯化，得到色澤≤57Hazen的α-脂肪酸甲酯磺酸；(5)將α-脂肪酸甲酯磺酸在帶有閉路循環(huán)回路的反應(yīng)器中進(jìn)行中和反應(yīng)，得到pH值為4～6.5的α-脂肪酸甲酯磺酸；(6)將α-脂肪酸甲酯磺酸在低溫真空閃蒸器中脫醇；再在高溫真空閃蒸器中脫水干燥，得到脂肪酸甲酯磺酸鈉產(chǎn)品。本發(fā)明可有效控制二鈉鹽和產(chǎn)品的色澤，工藝安全性高。
文檔編號(hào)C07C309/62GK102503866SQ201110299488
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者毛錦生, 金葉 申請(qǐng)人:無(wú)錫青蘋(píng)果工程勘察設(shè)計(jì)院