專利名稱：一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種制備磺酸鹽的工藝，具體地說涉及一種用脂肪醇與二芳烴制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝。
背景技術(shù)：
目前三次采油最常用的表面活性劑主要是石油磺酸鹽和重烷基苯磺酸鹽，二者均為復(fù)雜的混合物，產(chǎn)品組成受到原料來源、工藝等因素的影響，性能穩(wěn)定性差，且耐溫抗鹽性差，與非離子表面活性劑復(fù)配后可以提高耐鹽性，但復(fù)合驅(qū)色譜分離現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致驅(qū)油效率下降。因此，需要開發(fā)適用于三次采油的新型結(jié)構(gòu)的磺酸鹽型陰離子表面活性劑。烷基二芳烴磺酸鹽一般是由鹵代烴或烯烴、脂肪醇等烷基化劑與二芳烴進(jìn)行烷基化反應(yīng)合成烷基二芳烴，再與磺化劑進(jìn)行磺化，之后用堿中和得到的磺酸鹽型陰離子表面活性劑。其中，制備烷基二芳烴中間體時烷基化劑和和催化劑的選擇極其重要，這是影響烷基二芳烴磺酸鹽表面活性劑產(chǎn)品質(zhì)量與成本的主要因素。相關(guān)文獻(xiàn)報道主要有①以α-烯烴為烷基化劑與二苯甲烷在無水AlCl3催化下得到雙烷基二苯甲烷，再與氯磺酸反應(yīng)得到雙烷基二苯甲烷雙磺酸鹽(于濤，胡龍江等，大慶石油學(xué)院學(xué)報，2004，28 (I) 35-38)；②由1-鹵代烷與1，2-二苯乙烷在無水AlCl3催化下得到烷基二苯乙烷，再用發(fā)煙硫酸進(jìn)行磺化得到雙烷基二苯乙烷磺酸鹽(崔迎軍，河北工業(yè)大學(xué)碩士論文，2007年)。另外，由長鏈脂肪酰氯與二芳烴在催化劑作用下先進(jìn)行?；磻?yīng)生成雙?；郊淄椋?jīng)克萊門森還原成雙烷基二芳烴，再經(jīng)磺化、中和可以制成雙直鏈烷基二芳烴雙磺酸鹽Gemini表面活性劑，但該工藝過于復(fù)雜，不易實現(xiàn)工業(yè)化，不屬于本發(fā)明探討的范圍。現(xiàn)有的烷基二芳烴磺酸鹽制備工藝中存在以下問題
(I)采用鹵代烴為原料合成烷基二芳烴時，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生HC1，對人和環(huán)境安全性差，對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。(2)采用烯烴為原料合成烷基二芳烴時，烯烴來源于不可再生的石油資源，不符合綠色、循環(huán)經(jīng)濟的基本國策，再則，目前國內(nèi)的烯烴主要由國外進(jìn)口，價格高，來源受限，因此，從國家能源安全的角度考慮，烯烴不適于用作三次采油的主要原料。(3)烷基化反應(yīng)中常用的催化劑主要是濃硫酸、氫氟酸和三氯化鋁等酸性催化劑，對環(huán)境的危害嚴(yán)重，不易與原料和產(chǎn)物分離，腐蝕設(shè)備。(4)以鹵代烷、α -烯烴作烷基化劑時，產(chǎn)物組成復(fù)雜，烷基化產(chǎn)物中多取代物含量和聚合物含量較高，需在高溫高真空下蒸餾出單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴，能耗高，設(shè)備投資大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡便、易于實現(xiàn)工業(yè)化、對人及環(huán)境安全，能耗低的制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝。本發(fā)明是一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，具體操作步驟如下(1)在反應(yīng)器中加入催化劑、二芳烴、脂肪醇，催化劑用量是脂肪醇和二芳烴總質(zhì)量的5% 50%，二芳烴和脂肪醇的摩爾比為O. 2 5:1，在100°C 200°C反應(yīng)10 200min后，熱抽濾反應(yīng)液，對濾液進(jìn)行減壓蒸餾以除去未反應(yīng)的二芳烴和脂肪醇，釜底物為單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物，該中間產(chǎn)物可以直接用于磺化，也可以在高溫高真空度下對釜底物進(jìn)行減壓蒸餾得到單烷基二芳烴后再進(jìn)行磺化；
(2)在反應(yīng)器中加入單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴、烷烴，啟動攪拌，加熱至30°C 50°C時加入發(fā)煙硫酸，發(fā)煙硫酸與單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴的摩爾比為I 1. 1: 1，反應(yīng)時間30 60min，再加入堿的水溶液進(jìn)行中和至PH 6 8，堿的水溶液的質(zhì)量濃度為20 50%，蒸去溶劑得到烷基二芳烴單磺酸鹽；
(3)在反應(yīng)器中加入單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴、溶齊IJ，啟動攪拌，加熱至30°C 80°C時加入磺化劑，磺化劑與單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴的摩爾比為1. 5 3. 0:1，反應(yīng)時間30 90min，再加入堿的水溶液進(jìn)行中和至PH 6 8，堿的水溶液的質(zhì)量濃度為20 50%，蒸去溶劑得到烷基二芳烴單磺酸鹽和烷基二芳烴雙磺酸鹽的混合物或烷基二芳烴雙磺酸鹽。如上所述的脂肪醇為R3-OH, R3為C8 C18的直鏈或支鏈烷基。如上所述的二芳烴為Ar-X1-AnX1為C0 C12的直鏈或支鏈烷基，Ar為芳烴，如苯或萘。如上所述的催化劑是活性白土與硫酸、對甲苯磺酸或氨基磺酸中的一種或幾種組成，并經(jīng)浸潰、焙燒得到的復(fù)合催化劑，其中活性白土為主催化劑，硫酸、對甲苯磺酸或氨基磺酸為助催化劑，助催化劑的用量是主催化劑質(zhì)量的5 30%。如上所述的復(fù)合催化劑的具體制備方法為將活性白土與助催化劑的水溶液在室溫下攪拌6 24h，抽濾，濾餅在150 300°C下干燥至恒重，將干燥后的濾餅研細(xì)，即得到復(fù)合催化劑。如上所述的助催化劑的水溶液的質(zhì)量濃度不作限制，可調(diào)節(jié)加水量，使活性白土全部浸濕且水溶液的液面高于活性白土即可。如上所述的對濾液進(jìn)行減壓蒸餾以除去未反應(yīng)原料的具體條件為在I 2. 5Kpa壓力下對濾液進(jìn)行減壓蒸溜，蒸出< 200°C的前餾分，該餾分可以加至反應(yīng)釜中進(jìn)行回用。如上所述的在高溫高真空度下對釜底物進(jìn)行減壓蒸餾得到單烷基二芳烴的具體條件為在O.1 O. 5 Kpa壓力下對釜底物進(jìn)行減壓蒸溜，收集25(T290°C的餾分。如上所述的烷烴為C6 C2tl烷烴，包括正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、支鏈烷烴、環(huán)烷烴等。如上所述的溶劑為鹵代烴，包括二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷等。如上所述的磺化劑可以是發(fā)煙硫酸、液體三氧化硫或氣體三氧化硫。如上所述的堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨(氨水)等無機堿和單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等有機堿。本發(fā)明制備的烷基二芳烴磺酸鹽的結(jié)構(gòu)簡式如下
權(quán)利要求
1.一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于包括如下步驟(1)在反應(yīng)器中加入催化劑、二芳烴、脂肪醇，催化劑用量是脂肪醇和二芳烴總質(zhì)量的 5% 50%，二芳烴和脂肪醇的摩爾比為O. 2 5:1，在100°C 200°C反應(yīng)10 200min后， 熱抽濾反應(yīng)液，對濾液進(jìn)行減壓蒸餾以除去未反應(yīng)的二芳烴和脂肪醇，釜底物為單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物，在高溫高真空度下對釜底物進(jìn)行減壓蒸餾得到單烷基二芳烴；(2)在反應(yīng)器中加入單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴、烷烴，啟動攪拌，加熱至30°C 50°C時加入發(fā)煙硫酸，發(fā)煙硫酸與單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴的摩爾比為I 1. 1: 1，反應(yīng)時間30 60min，再加入堿的水溶液進(jìn)行中和至PH 6 8，堿的水溶液的質(zhì)量濃度為20 50%，蒸去溶劑得到烷基二芳烴單磺酸鹽；(3)在反應(yīng)器中加入單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴、溶劑，啟動攪拌，加熱至30°C 80°C時加入磺化劑，磺化劑與單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴的摩爾比為1. 5 3. 0:1，反應(yīng)時間30 90min，再加入堿的水溶液進(jìn)行中和至PH 6 8，堿的水溶液的質(zhì)量濃度為20 50%，蒸去溶劑得到烷基二芳烴單磺酸鹽和烷基二芳烴雙磺酸鹽的混合物或烷基二芳烴雙磺酸鹽。
2.如權(quán)利要求1所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的脂肪醇為R3-OH, R3為C8 C18的直鏈或支鏈烷基。
3.如權(quán)利要求1所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的二芳烴為Ar-X1-Ar, X1為C。 C12的直鏈或支鏈烷基，Ar為芳烴。
4.如權(quán)利要求3所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的芳烴為苯或萘。
5.如權(quán)利要求1所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的催化劑是活性白土與硫酸、對甲苯磺酸或氨基磺酸中的一種或幾種組成，并經(jīng)浸潰、焙燒得到的復(fù)合催化劑，其中活性白土為主催化劑，硫酸、對甲苯磺酸或氨基磺酸為助催化劑，助催化劑的用量是主催化劑質(zhì)量的5 30%。
6.如權(quán)利要求1所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的對濾液進(jìn)行減壓蒸餾以除去未反應(yīng)原料的具體條件為在I 2. 5 KPa壓力下對濾液進(jìn)行減壓蒸溜，蒸出< 200°C的前餾分，該餾分加至反應(yīng)釜中進(jìn)行回用。
7.如權(quán)利要求1所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的在高溫高真空度下對釜底物進(jìn)行減壓蒸餾得到單烷基二芳烴的具體條件為在O.1 O. 5 KPa壓力下對釜底物進(jìn)行減壓蒸溜，收集250 290°C的餾分。
8.如權(quán)利要求1所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的烷烴為 C6 C2tl烷烴。
9.如權(quán)利要求8所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的C6 C20烷烴哦正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、支鏈烷烴或環(huán)烷烴。
10.如權(quán)利要求1所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的溶劑為鹵代烴。
11.如權(quán)利要求1O所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的鹵代烴為二氯甲烷、二氯乙烷或三氯甲烷。
12.如權(quán)利要求1O所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的磺化劑是發(fā)煙硫酸、液體三氧化硫或氣體三氧化硫。
13.如權(quán)利要求1所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的堿是無機堿或有機堿。
14.如權(quán)利要求13所述的一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的無機堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化銨，有機堿是單乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。
全文摘要
一種制備烷基二芳烴磺酸鹽的工藝是在反應(yīng)器中加入催化劑、二芳烴和脂肪醇，反應(yīng)后，熱抽濾反應(yīng)液，對濾液減壓蒸餾得到單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物，在高溫高真空度下再減壓蒸餾得到單烷基二芳烴；在單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴加入烷烴，加熱至30℃～50℃時加入發(fā)煙硫酸反應(yīng)后，再加入堿的水溶液中和至pH6～8，蒸去溶劑得到烷基二芳烴單磺酸鹽；在單烷基二芳烴和雙烷基二芳烴組成的混合物或單烷基二芳烴加入溶劑，加熱至30℃～80℃時加入磺化劑反應(yīng)后，再加入堿的水溶液中和至pH6～8，蒸去溶劑得到烷基二芳烴單磺酸鹽和烷基二芳烴雙磺酸鹽的混合物或烷基二芳烴雙磺酸鹽。本發(fā)明具有工藝簡便、易于實現(xiàn)工業(yè)化、對人及環(huán)境安全的優(yōu)點。
文檔編號C07C309/31GK103044291SQ20131001223
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者牛金平, 邢鳳美, 劉曉臣, 韓亞明, 韓向麗 申請人:中國日用化學(xué)工業(yè)研究院