專利名稱：不用脫色改進(jìn)磺酸鹽和硫酸鹽表面活性劑顏色的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對(duì)改進(jìn)磺酸鹽或硫酸鹽表面活性劑組合物的顏色，不用脫色步驟，特別是α-硫代脂肪酸烷基酯組合物。
通過(guò)脂肪酸酯磺酸與苛性堿液中和反應(yīng)，制備α-硫代脂肪酸烷基酯的堿的金屬鹽(下文的“酯磺酸鹽”)的方法是公知的。這些酯磺酸鹽主要是用來(lái)在洗滌和清洗劑及產(chǎn)品中用做表面活性劑。
已知的方法制備這些酯磺酸鹽產(chǎn)率很好，但會(huì)形成黑色雜質(zhì)。用來(lái)制備酯磺酸鹽的酯磺酸是通過(guò)對(duì)脂肪酸酯的磺酸化得到的，或通過(guò)脂肪酸的磺酸化和酯化得到，這種方法不常用。為得到高收率的磺酸化產(chǎn)品，需要過(guò)量磺酸化試劑和更長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間和/或更高的反應(yīng)溫度。這些條件能導(dǎo)致不希望的副反應(yīng)，包括形成黑色雜質(zhì)。美國(guó)專利U.S.3，485，856和“The Journal of the American oil Chemists Society”，52(1975)，PP.323-329公開了這些磺酸化方法的實(shí)例。
由于美觀和其它的原因，黑色的酯磺酸鹽組合物不適于直接用于洗滌或清洗劑及產(chǎn)品。因此，黑色酯磺酸鹽產(chǎn)物至今仍通過(guò)脫色的方式使其顏色變淺。黑色產(chǎn)物典型的是在中和反應(yīng)前和/或中和反應(yīng)后用水溶性脫色試劑處理，如過(guò)氧化氫或次氯酸鹽。這些脫色方法公開在美國(guó)專利U.S.3，159，657;3，452，064;4，547，318和4，617，900中。
脫色工藝中有一些本身固有的問(wèn)題，特別是操作困難和酯基團(tuán)水解問(wèn)題。至今這些問(wèn)題和其它的一些問(wèn)題仍通過(guò)對(duì)脫色方法的優(yōu)化來(lái)處理，或者通過(guò)改變酯磺酸化方法本身以獲得顏色淺的酯磺酸鹽，這樣可以用更溫和的脫色條件。這些方法在美國(guó)專利U.S.3，997，576，;4，080，372;4，547，318和4，617，900中有描述。然而，這些文獻(xiàn)中沒(méi)有一篇公開一個(gè)完全令人滿意的制備酯磺酸鹽表面活性劑的方法。
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以改進(jìn)黑色酯磺酸鹽組合物的顏色而不需要脫色。特別是，發(fā)現(xiàn)黑色雜質(zhì)可以通過(guò)已知的分離方法，從含有顯著溶解于適當(dāng)溶劑中的酯磺酸鹽的溶液中將其分離?？梢杂靡环N吸附材料提高從溶液中對(duì)黑色雜質(zhì)的分離。移去黑色雜質(zhì)后，酯磺酸鹽可從溶劑中回收，產(chǎn)生一種改進(jìn)的、即顏色更淺的產(chǎn)品。這一方法還可以改進(jìn)酯磺酸鹽顆粒表面活性劑的物理性能(相對(duì)于由水糊狀表面活性劑干燥所得到的產(chǎn)物而言)及表面活性劑的氣味。
本發(fā)明的方法也可應(yīng)用于其它硫酸(磺酸)鹽表面活性劑，所述表面活性劑的制備在硫酸鹽化或磺化反應(yīng)中和/或反應(yīng)后可能導(dǎo)致形成黑色雜質(zhì)。這些表面活性劑包括但不限于烷基苯磺酸鹽、直鏈烷烴磺酸鹽、α-鏈烯磺酸鹽、脂肪醇硫酸酯(也就是烷基硫酸酯)和烷基醚硫酸鹽。
本發(fā)明涉及一種新的改進(jìn)磺酸鹽或硫酸鹽(下文稱硫酸(磺酸鹽)表面活性劑組合物的顏色的方法，所述的表面活性劑組合物包括(ⅰ)一種硫酸(磺酸)鹽表面活性劑，優(yōu)先選自烷基苯磺酸鹽、直鏈烷烴磺酸鹽、α-鏈烯磺酸鹽、酯磺酸鹽、脂肪醇硫酸酯、烷基醚硫酸鹽和它們的混合物;以及(ⅱ)在制備所說(shuō)的硫酸(磺酸)鹽表面活性劑過(guò)程中形成的黑色雜質(zhì);
所說(shuō)方法包括以下各步(1)形成一種溶液，包括(a)所說(shuō)的表面活性劑組合物，包括所說(shuō)的硫酸(磺酸)鹽表面活性劑和所說(shuō)的黑色雜質(zhì);和(b)一種合適的溶劑，優(yōu)選C1-C8的醇，其量為足以完全溶解所說(shuō)的磺酸鹽和硫酸鹽表面活性劑;
(2)從所說(shuō)溶液中分離黑色雜質(zhì);接著(3)從所說(shuō)溶液中回收所說(shuō)的硫酸(磺酸)鹽表面活性劑，其中步驟(1)中所說(shuō)溶液中的水的總量足夠低，以避免影響黑色雜質(zhì)從所說(shuō)溶液中分離的效果。
本發(fā)明對(duì)改進(jìn)酯磺酸鹽組合物的顏色是特別重要的，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了使其它磺酸鹽表面活性劑和硫酸鹽表面活性劑含低水平黑色雜質(zhì)的方法。因此以下的公開內(nèi)容針對(duì)的是改進(jìn)酯磺酸鹽組合物的顏色。
本發(fā)明對(duì)改進(jìn)其顏色的酯磺酸鹽組合物中包含具有以下優(yōu)選通式(I)的酯磺酸鹽其中R1是C4-C22的直鏈或支鏈烷基，R2是C1-C8的烷基，X是一種可溶于水的成鹽陽(yáng)離子。
特別有用的酯磺酸鹽其中R2是-CH3，也就是甲基酯磺酸鹽，特別是R1是C10-C16的甲基酯磺酸鹽。
陽(yáng)離子X是從用于中和酯磺酸以形成酯磺酸鹽的試劑中得到。合適的X陽(yáng)離子是一價(jià)陽(yáng)離子，包括堿金屬如鈉、鉀和鋰;取代或未被取代的銨;由低鏈烷醇胺，如單乙醇胺，二乙醇胺和三乙醇胺衍生的陽(yáng)離子;以及它們的混合物。特別適用的陽(yáng)離子是鈉、鉀、鋰和那些低烷醇胺得到的陽(yáng)離子。還可期料到用于中和反應(yīng)的試劑可提供高于一價(jià)的陽(yáng)離子，例如堿土金屬鎂和鈣。在這種情況，通式(I)將變型以反映更多摩爾數(shù)的酯磺酸與鹽(酯磺酸鹽)中的陽(yáng)離子相連，其數(shù)目等于陽(yáng)離子的價(jià)數(shù)。
用于制備酯磺酸鹽的酯磺酸，可以通過(guò)磺化然后酯化天然或合成的脂肪酸得到，或通過(guò)磺化合成的脂肪酸酯得到。由于商業(yè)的原因，優(yōu)選由磺化脂肪酸酯制備酯磺酸。
合適的脂肪酸酯的實(shí)例包括但不限于甲基月桂酸酯、乙基月桂酸酯、丙基月桂酸酯、甲基棕櫚酸酯、乙基棕櫚酸酯、甲基硬脂酸酯、乙基硬脂酸酯、甲基氫化動(dòng)物脂肪酸酯、乙基氫化動(dòng)物脂肪酸酯、甲基氫化椰子脂肪酸酯、乙基氫化椰子脂肪酸酯、甲基氫化棕櫚脂肪酸酯和它們的混合物。優(yōu)選氫化動(dòng)物脂肪酸甲基酯、氫化棕櫚油脂肪酸甲基酯和它們的混合物。
脂肪酸酯可以用已知的方法磺化為磺基脂肪酸酯，例如，用薄層或分批磺化法。合適的磺化試劑包括無(wú)水SO3，SO3稀釋于氮?dú)饣蚋稍锟諝?，及類似物。例如，C8-C20的羧酸直鏈烷基酯可用氣體SO3磺化，參見“The Journal of the American oil Chemists Cociety”，52(1975)，PP.323-329。
脂肪酸或脂肪酸酯磺化時(shí)在酯磺酸產(chǎn)物中生成黑色雜質(zhì)。用試劑中和酯磺酸以提供水溶性陽(yáng)離子X，導(dǎo)致生成包含黑色雜質(zhì)的酯磺酸鹽而本發(fā)明的技術(shù)方案，這些黑色雜質(zhì)可以從酯磺酸鹽中分離以提供一種更輕顏色的產(chǎn)品。
本方法包括黑色酯磺酸鹽產(chǎn)物溶于適當(dāng)溶劑形成溶液。合適的溶劑包括那些在適當(dāng)溫度和壓力可以大量溶解酯磺酸鹽的溶劑。混合溶劑當(dāng)其要在合適條件下可以大量溶解酯磺酸鹽時(shí)也可使用。處理酯磺酸鹽特別合適的溶劑是C1-C8的醇和它們的低級(jí)酯。C1-C8的醇優(yōu)選使用，因此，下面將依次描述低級(jí)醇作為溶劑的處理步驟。然而，應(yīng)理解以上所定義的寬的溶劑范圍在本方法中都可應(yīng)用。更優(yōu)選甲醇、乙醇和它們的混合物，最優(yōu)選甲醇。
相對(duì)于酯磺酸鹽，需要充足量的低級(jí)醇在實(shí)際溫度和壓力下溶解酯磺酸鹽。在酯磺酸鹽與黑色雜質(zhì)分離之前，為了達(dá)到最好效果，要選擇使其大量溶解的濃度和操作條件，最好能全部溶解。合適的溶解條件選擇是所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的，盡管如此，在溫度范圍為10℃到110℃，低級(jí)醇與酯磺酸鹽的重量比一般為10∶1到0.75∶1，優(yōu)選5∶1到0.75∶1，更優(yōu)選3∶1到0.75∶1，最優(yōu)選2∶1到1∶1。低級(jí)醇與酯磺酸鹽的比例可以更高(大于10∶1)，但可能不會(huì)有更高的效率。溶解酯磺酸鹽所需低級(jí)醇的量在酯磺酸中和生成酯磺酸鹽之前過(guò)程中或其后的時(shí)刻以多大量或全部加入，這里將進(jìn)一步討論。部分或全部低級(jí)醇在中和反應(yīng)過(guò)程中加入有利，優(yōu)選全部低級(jí)醇在中和反應(yīng)步驟中加入。
溶液中水量必須足夠少以防止影響從溶液中分離黑色雜質(zhì)的效率。在不是為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定的情況下，相對(duì)于低級(jí)醇和酯磺酸鹽，理論上過(guò)多的水將形成一個(gè)分離的酯磺酸鹽/水相，這樣使從低級(jí)醇溶劑相中的黑色雜質(zhì)分離困難。從理論上進(jìn)一步來(lái)講，過(guò)多的水存在，酯磺酸鹽將起表面活性劑的作用，至少使用部分黑色雜質(zhì)溶解。
理論上有一部分黑色雜質(zhì)溶于或懸浮于低級(jí)醇和/或溶液。可以認(rèn)為這些溶解的或懸浮的雜質(zhì)可用吸附劑分離，如用活性炭。沒(méi)有溶解或懸浮于低級(jí)醇和/或溶液的那部分黑色雜質(zhì)，可以用本文描述的其它分離方法從溶液中分離。對(duì)于給定量的酯磺酸選擇合適的低級(jí)醇與水的比例被認(rèn)為屬于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的實(shí)驗(yàn)室技能以內(nèi)的范疇。優(yōu)選的醇與水的比例至少為3∶1，更優(yōu)選10∶1，再更優(yōu)選30∶1。最優(yōu)選的是溶液中基本無(wú)水以達(dá)到對(duì)黑色雜質(zhì)的更有效的分離。
最好在制備酯磺酸鹽時(shí)的中和反應(yīng)中在酯磺酸產(chǎn)物中產(chǎn)生最小量水。這樣，有效分離黑色雜質(zhì)所需醇∶水的比值就能獲得，而不需要大量過(guò)量的醇或在溶于低級(jí)醇前對(duì)酯磺酸鹽進(jìn)行分離的脫水處理。按照優(yōu)選的實(shí)施例，中和反應(yīng)是在中和試劑溶于低級(jí)醇溶劑形成的無(wú)水溶液作用下完成的。具體溶劑醇的選擇決定于想要的酯，因?yàn)樵谥泻头磻?yīng)中可能出現(xiàn)酯基轉(zhuǎn)移作用。例如，如果想要的是甲基酯磺酸鹽，應(yīng)選用甲醇作為醇溶劑。
對(duì)于特別優(yōu)選的實(shí)施例，中和反應(yīng)是把酯磺酸加到醇鹽的醇溶液中完成的，所說(shuō)的醇鹽結(jié)構(gòu)式為R3OX，其中R3是C1-C8的烷基，X是如前所定義的水溶性成鹽的陽(yáng)離子。(見日本公開特許公報(bào)NO.290842/1990)。醇鹽的醇溶液也可以加入到酯磺酸中或象在內(nèi)混合器里一樣將兩種溶液同時(shí)混合。醇鹽溶液可以用已知方法制備，例如，將堿金屬或堿土金屬的C1-C8醇鹽溶于相應(yīng)的醇中，直接提供一個(gè)基本無(wú)水的中和反應(yīng)體系。也可以將固體堿金屬或堿土金屬的氫氧化物溶于醇中來(lái)形成醇鹽溶液，但這種方法制備的醇鹽溶液很少采用，因?yàn)槊可梢荒柎见}就生成一摩爾水。如果采用后一種方法，由制備醇鹽所形成的水可用任意已知方法除去，以提供一個(gè)實(shí)質(zhì)上無(wú)水的中和體系。
在外選的無(wú)水中和反應(yīng)中可用充足的低級(jí)醇溶解中和產(chǎn)物酯磺酸鹽。在分離黑色雜質(zhì)前，可在中和反應(yīng)后迫加溶劑以溶解酯磺酸鹽。
這些補(bǔ)加的溶劑可以是以上所定義的任何溶劑，形成包含酯磺酸鹽表面活性劑和低級(jí)醇溶劑的溶液。
當(dāng)然，酯磺酸鹽也可以用任何已知方法中和酯磺酸制備，包括常規(guī)所用5-50%苛性堿水溶液中和方法。在進(jìn)行黑色雜質(zhì)分離前，任何殘留在酯磺酸產(chǎn)物中的水必須除去，可用已知方法如干燥法。
當(dāng)中和反應(yīng)中有水存在時(shí)，優(yōu)選至少一部分用于充分溶解酯磺酸鹽的醇在中和反應(yīng)前與酯磺酸混合。對(duì)于酯磺酸與醇的預(yù)混合，文獻(xiàn)已有報(bào)導(dǎo)(舉例來(lái)說(shuō)，見U.S.4，404，143，SeKiguchi等，1983年9月13日，這里引入做為參考)相對(duì)于沒(méi)有與醇預(yù)混合的體系，在中和反應(yīng)中形成的脂肪酸二鹽的量減少。另外，預(yù)混合抑制了酯磺酸鹽/水相的形成，這樣使混合更充分并促進(jìn)了中和反應(yīng)。
本發(fā)明的方法下一步是從溶于醇的酯磺酸鹽溶液中將黑色雜質(zhì)分離?？捎贸Ｒ?guī)方法達(dá)到分離，如沉降/澄清、離心法、過(guò)濾、吸附或它們的組合方法。使用某一分離方法或方法組取決于一系列因素，例如黑色雜質(zhì)不溶于溶劑的總量和比例，這是相對(duì)于溶解和懸浮于溶劑的雜質(zhì)而言的，以及水相對(duì)于溶劑和酯磺酸鹽表面活性劑量的總量和比例。
澄清法可以簡(jiǎn)單地通過(guò)地心引力實(shí)現(xiàn);在工業(yè)規(guī)模中使用常規(guī)設(shè)備，例如例如旋轉(zhuǎn)犁或耙，可用來(lái)輔助分離。離心法可以是分批法或連續(xù)法，包括從沉積黑色雜質(zhì)上層潷出清液。
過(guò)濾法可用常規(guī)過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)。例如，在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模、通過(guò)濾紙、硅藻土或吸附劑過(guò)濾都適用。工業(yè)規(guī)模，合適的過(guò)濾設(shè)備包括板架或葉罩結(jié)構(gòu)、或旋轉(zhuǎn)圓桶或圓盤型壓力過(guò)濾裝置;旋轉(zhuǎn)圓桶或圓盤型真空或抽濾器;流線式過(guò)濾器;澄清式過(guò)濾器;等等。
優(yōu)選實(shí)施例中溶液用吸附材料處理，如活性炭、活性氧化鋁或硅膠。這些吸附材料對(duì)如上面討論的理論上溶解或懸浮于醇和/或溶液那部分黑色雜質(zhì)的分離特別有效。優(yōu)選活性炭作為吸附劑。
當(dāng)使用吸附過(guò)濾器分離時(shí)，吸附作用在過(guò)濾過(guò)程中起作用。對(duì)于無(wú)吸附劑方法，吸附劑處理在黑色雜質(zhì)分離前或優(yōu)選在分離后進(jìn)進(jìn)處理。例如，溶液可以與合適量的吸附劑顆粒混合，這些黑色雜質(zhì)吸附在顆粒上，然后通過(guò)如離心法和/或無(wú)吸附劑過(guò)濾法將吸附劑顆粒分離。吸附處理也可，并最優(yōu)選，經(jīng)如離心和/或無(wú)吸附劑過(guò)濾的方法初步分離了黑色雜質(zhì)的液體通過(guò)一個(gè)吸附床處理。另一方面，該液體可以與新活化的吸附劑顆粒混合，這樣黑色雜質(zhì)吸附劑在顆粒上，然后用上面描述的任何合適的方法將用過(guò)的吸附劑顆粒分離。
優(yōu)選的是，將溶解酯磺酸鹽所需溫度(在形成酯磺酸鹽組合物的溶液步驟中)保持分離全過(guò)程并保持到最終產(chǎn)品回收步驟。低級(jí)醇可以按需要補(bǔ)加以溶解在分離過(guò)程中沉淀的酯磺酸鹽。
在商業(yè)應(yīng)用中，酯磺酸鹽的溶解和雜質(zhì)分離步驟優(yōu)選在適當(dāng)加壓、密封的設(shè)備或設(shè)備系統(tǒng)中進(jìn)行，以避免溶劑在所選的溫度蒸發(fā)。這樣的蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致不希望的蒸發(fā)引起的冷卻并使溶劑蒸汽進(jìn)入環(huán)境。
將黑色雜質(zhì)從溶液中分離后，可用已知的方法將顏色改進(jìn)了酯磺酸鹽產(chǎn)品從溶液中回收?；厥辗椒ò?，例如，將酯磺酸鹽從溶液中沉淀出來(lái)，從溶液中將低級(jí)醇溶劑蒸發(fā)出來(lái)或?qū)煞椒?lián)合使用。沉淀法可以通過(guò)降低溶液的溫度達(dá)到，由此降低了酯磺酸鹽在低級(jí)醇中的溶解度。沉淀的酯磺酸鹽可以用已知方法回收，例如，過(guò)濾后采用蒸發(fā)除去殘余溶劑。蒸發(fā)可以在常壓或減壓下加熱或不加熱下進(jìn)行，產(chǎn)生的固態(tài)或熔化態(tài)的酯磺酸鹽可用已知的方法制成想要的形態(tài)，如粉狀、片狀、小塊狀或粒狀。
工業(yè)規(guī)模中，低級(jí)醇和可能存在的水可以通過(guò)加熱溶液閃蒸或蒸發(fā)的方式除去醇(和水，如果存在的話)。這一步可以用任何合適的方法作到，包括常規(guī)技術(shù)，例如噴霧干燥、常壓閃蒸干燥、真空閃蒸干燥、輥干燥、液膜蒸發(fā)或它們聯(lián)合操作。噴霧干燥可直接生產(chǎn)粉狀或粒狀酯磺酸鹽產(chǎn)物。其它方法生產(chǎn)的酯磺酸鹽產(chǎn)物呈塊狀、條狀或大顆粒狀，可以進(jìn)一步用已知方法制成想要的形狀，例如，磨成粒狀，閃蒸然后切碎或磨成粒狀。為回收酯磺酸鹽除去的醇經(jīng)冷凝、回收和再循環(huán)以便在所描述的加醇步驟中再使用。當(dāng)酯磺酸鹽經(jīng)對(duì)沉淀的(重結(jié)晶)酯磺酸鹽過(guò)濾回收時(shí)，經(jīng)過(guò)濾得到的液體含有低級(jí)醇和一些溶解的酯磺酸鹽，這些液體可循環(huán)至前面的任何步驟中，由其可以返回到新制的、黑色的酯磺酸鹽溶于低級(jí)醇形成溶液的步驟。
本技術(shù)方案的結(jié)果是得到了顏色改進(jìn)即顏色更淺的酯磺酸鹽。對(duì)溶液進(jìn)行了有效的吸附處理的方法，最后產(chǎn)物接近白色并可直接應(yīng)用于清洗和洗滌劑和產(chǎn)品。最終產(chǎn)物也可以在分離黑色雜質(zhì)后用水調(diào)成清亮的糊狀物。有效的吸附處理還可以進(jìn)一步改進(jìn)表面活性劑的氣味。
通過(guò)本發(fā)明的方法也可以改進(jìn)顆粒產(chǎn)物的物理性能，相對(duì)于那些經(jīng)干燥普通水溶液體系制備的產(chǎn)物而言。在分離的溶液中水相對(duì)于醇的量被認(rèn)為對(duì)最終的淺色酯磺酸鹽產(chǎn)物的物理性質(zhì)影響很大。當(dāng)水∶醇的比例增加時(shí)，除去由醇和水組成的溶劑愈加困難。因此，當(dāng)在溶液中有水時(shí)，加熱除去溶劑是優(yōu)選的以改進(jìn)物理性質(zhì)。
本發(fā)明的方法進(jìn)一步使原料和磺化工藝條件的選擇有了更大的彈性。例如，可以使用含雜質(zhì)質(zhì)量較高的原料，所述雜質(zhì)能導(dǎo)致生成黑色雜質(zhì)，或可以使用能使生成酯磺酸鹽的轉(zhuǎn)化率更高的工藝條件，在這里可以不考慮脫色的問(wèn)題。在現(xiàn)有技術(shù)里可以形成黑色雜質(zhì)的雜質(zhì)是已知的，包括甘油，甘油酯(單、雙或三)和不飽和脂肪酸酯。在避免脫色的同時(shí)，本方法還可以避免形成敏化劑、如D.Connor等公開的;Identification of Certain Sultonesas the Sensitizers in and Alkyl Ethoxy Sulfate，“Fette Seifen Anstrichmittel”77，25-29(1975)。
本發(fā)明的方法制得的酯磺酸鹽在清洗和洗滌劑和產(chǎn)品中可用做活性組分，可以單獨(dú)使用或與其它表面活性劑混合使用。例如，在洗滌劑組合物中適用的輔助表面活性劑包括陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑或兩性表面活性劑。按常規(guī)用于洗滌劑配方中的其它組分也可使用。這些組分包括那些普遍使用的如助洗劑、酶、脫色劑和活化劑、除污劑、螯合劑、除污和抗再沉積劑、分散劑、增亮劑、抑泡劑等。
本發(fā)明用下面的非限定性實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明，所有的份數(shù)和百分?jǐn)?shù)以重量計(jì)除非另外設(shè)置。所有色度測(cè)量將由亨特色度計(jì)給出L，a，b值。
實(shí) 施 例實(shí)施例1酯磺酸用常規(guī)棕櫚硬脂酸甲基脂的磺化來(lái)制備。甲基酯的酸部分基本由碘值為0.28的飽和脂肪酸組成，以下為鏈長(zhǎng)分布(重量百分比)C12-0.23C14-1.55C15-0.08C16-66.75C17-0.15C18-31.28C20-0.19磺酸化反應(yīng)是在環(huán)狀降膜式反應(yīng)器中進(jìn)行，溫度為80℃到95℃，用三氧化硫與空氣混合物反應(yīng)(SO3含量3-4%體積百分比;SO3過(guò)量15-30摩爾百分比)?；撬峄募谆ニ峄旌衔镌跍囟葹?0℃-90℃下，在一封閉的容器中蒸煮35到40分鐘。蒸煮后磺酸化率達(dá)95%。
部分經(jīng)磺酸化的甲基酯酸混合物冷卻到約20℃并磨成粉末。這些粉末的色度指數(shù)為L(zhǎng)＝14.9，a＝0，b＝0.8。樣品的揮發(fā)物百分?jǐn)?shù)為2-3%(經(jīng)Cenco干燥;一般易附帶的為水份)。
經(jīng)高剪切混合，500g酸混合物在45℃-55℃與100g甲醇混合，加入25%W/W的CH3ONa甲醇溶液中和。(更優(yōu)選，酸混合物可直接加入到25%W/W的CH3ONa甲醇溶液中。)中和產(chǎn)物中揮發(fā)物含量經(jīng)測(cè)定為32%(經(jīng)Cenco干燥季銨氯化物)，揮發(fā)物包括甲醇和易附帶的水份。部分中和產(chǎn)物經(jīng)空氣干燥到揮發(fā)物含量為7%(Cenco)并磨成粒末。該干樣色度為L(zhǎng)＝28.8;a＝2.5，b＝7.1。第二部分中和產(chǎn)物(73.59;Cenco揮發(fā)物32%)溶于176.5g甲醇中。溶液中加入2g活性炭(脫色活性炭，Aldrich Chemical Co.，Catalog＃16，155-1)，然后在40℃到50℃攪拌60分鐘。該溶液經(jīng)直徑為15cm Whatman＃41濾紙真空過(guò)濾，濾紙上另加2g活性炭。濾液經(jīng)同樣的過(guò)濾裝置第二次過(guò)濾。濾液空氣干燥到揮發(fā)物含量為10.4%(Cenco)并磨成粉末。粉末的色度為L(zhǎng)＝81.5，a＝-0.7，b＝13.6。
實(shí)施例2(比較例)磺酸化的甲基酯酸混合物仍用實(shí)施例1庫(kù)存的棕櫚硬脂脂肪酸甲酯，完全用同樣的磺酸化條件?；撬峄柞ニ岬哪ニ榉勰悠返纳葹長(zhǎng)＝19.8，a＝0.7，b＝1.4。
接著蒸煮該酸混合物，加入20%(W/W磺酸化的酯酸)的甲醇和8%(W/W磺酸化的酯酸)過(guò)氧化氫溶液(50%H2O2水溶液)并與酸混合物混合。該混合物在70℃再蒸煮50分鐘，進(jìn)行輕微的混合或再混合。經(jīng)脫色的酸混合物與12.5%的氫氧化鈉水溶液在63℃中和形成水糊狀物(55-57%的水份)。從糊狀物中將水蒸發(fā)(板狀熱交換器，出口糊溫度為295-305°F，閃蒸到大氣中)，然后冷卻得到脫色的酯磺酸鹽薄片，含水份3-5%(Cenco分析)。薄片磨成粉末后色度為L(zhǎng)＝90.7，a＝-3.1，b＝10.8。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)磺酸鹽或硫酸鹽表面活性劑組合物顏色的方法，所說(shuō)的表面活性劑組合物包括(i)一種磺酸鹽或硫酸鹽表面活性劑，和(ii)在制備所說(shuō)的表面活性劑時(shí)形成的黑色雜質(zhì)；所說(shuō)的方法包括以下步驟(1)形成一種溶液，該溶液包括(a)所說(shuō)的表面活性劑組合物，包括所說(shuō)的磺酸鹽和硫酸鹽表面活性劑和所說(shuō)的黑色雜質(zhì)；和(b)一種溶劑，其用量能夠完全溶解所說(shuō)的磺酸鹽和硫酸鹽表面活性劑；(2)從所說(shuō)溶液中分離黑色雜質(zhì)；接著(3)從所說(shuō)溶液中回收所說(shuō)的磺酸鹽和硫酸鹽表面活性劑，其中步驟(1)形成的溶液中存在的水量應(yīng)足夠低以避免影響步驟(2)分離黑色雜質(zhì)的效果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所說(shuō)的磺酸鹽和硫酸鹽表面活性劑選自以下一組化合物，包括酯磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、直鏈烷烴磺酸鹽、α-鏈烯磺酸鹽、脂肪醇硫酸酯、烷基醚硫酸鹽和它們的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(1)中所說(shuō)溶劑是C1-C8的醇。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中表面活性劑是有以下通式(I)的酯磺酸鹽其中R1是C4-C22的直鏈或支鏈烷基，R2是C1-C8的烷基，和X是一種水溶性的成鹽陽(yáng)離子。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中R2是-CH3。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(1)的溶液中C1-C8的醇與水的重量比至少為3∶1。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中步驟(1)的溶液中C1-C8的醇與水所說(shuō)的重量比至少為10∶1。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中步驟(1)的溶液中C1-C8的醇與水所說(shuō)的重量比至少為30∶1。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中步驟(1)的溶液中無(wú)水。
10.如權(quán)利要求6、7、8或9所述的方法，其中步驟(1)的溶液中C1-C8的醇與表面活性劑的重量比為從10∶1到0.75∶1。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中C1-C8的醇與表面活性劑的重量比從3∶1到0.75∶1。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中C1-C8的醇與表面活性劑的重量比從2∶1到1∶1。
13.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(2)包括離心所說(shuō)溶液。
14.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(2)包括過(guò)濾所說(shuō)溶液。
15.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(2)包括將吸附劑顆粒與溶液混合，這樣黑色雜質(zhì)吸附在所說(shuō)吸附劑顆粒上，然后從溶液中分離所說(shuō)的吸附劑顆粒。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中分離所說(shuō)的吸附劑顆粒包括離心所說(shuō)的溶液。
17.如權(quán)利要求15或16所述的方法，其中分離所說(shuō)的吸附劑顆粒包括過(guò)濾所說(shuō)的溶液。
18.如權(quán)利要求13或14所述的方法，其中步驟(2)還包括使所說(shuō)溶液經(jīng)過(guò)一個(gè)吸附劑床。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所說(shuō)的吸附劑床是活性炭床。
20.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(2)中，所說(shuō)的溶液經(jīng)過(guò)一個(gè)吸附劑床分離所說(shuō)的黑色雜質(zhì)。
21.如權(quán)利要求15或20所述的方法，其中所說(shuō)的吸附劑是活性炭。
22.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(3)包括從所說(shuō)溶液中蒸發(fā)C1-C8的醇。
23.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(3)包括從所說(shuō)溶液中沉淀所述酯磺酸鹽。
24.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述酯磺酸鹽是通過(guò)在基本無(wú)水的C1-C8醇介質(zhì)中，用提供所說(shuō)陽(yáng)離子X的試劑中和酯磺酸得到的。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所說(shuō)的試劑是結(jié)構(gòu)式為R3OX的醇鹽，R3是C1-C8的烷基。
26.一種改進(jìn)甲基酯磺酸鹽組合物顏色的方法，所說(shuō)的組合物包括(ⅰ)具有通式(Ⅱ)的甲基酯磺酸鹽其中R1是C4-C22的直鏈或支鏈烷基，R2是C1-C8的烷基，和X是水溶性成鹽陽(yáng)離子，和(ⅱ)在制備所說(shuō)的甲基酯磺酸鹽時(shí)形成的黑色雜質(zhì);所說(shuō)方法包括以下步驟(1)形成一種溶液，包括(a)所說(shuō)的甲基酯磺酸鹽組合物，包括所說(shuō)的甲基酯磺酸鹽和所說(shuō)的黑色雜質(zhì)，和(b)選于甲醇、乙醇和它們的混合物的低級(jí)醇溶劑，其中低級(jí)醇溶劑與甲基酯磺酸鹽的重量比至少為1∶1，和其中步驟(1)中低級(jí)醇與水的重量比至少為3∶1，和(2)從所說(shuō)溶液中分離黑色雜質(zhì)，該步驟可以是離心所說(shuō)溶液，過(guò)濾所說(shuō)溶液，用活性炭處理所說(shuō)的溶液，用活性炭過(guò)濾所說(shuō)溶液，及它們的聯(lián)合處理;然后(3)從所說(shuō)溶液中回收甲基酯磺酸鹽。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所說(shuō)的低級(jí)醇溶劑為甲醇，甲醇與甲基酯磺酸鹽的重量比為從3∶1到0.75∶1。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所說(shuō)的甲醇與水的重量比至少為10∶1。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中步驟2包括過(guò)濾所說(shuō)溶液，然后溶液經(jīng)活性炭過(guò)濾。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中步驟3包括降低所說(shuō)溶液的溫度，以便于沉淀所說(shuō)甲基酯磺酸鹽，然后從溶液中過(guò)濾出沉淀的甲基酯磺酸鹽。
31.如權(quán)利要求28、29或30所述的方法，其中步驟3還包括從所說(shuō)溶液中蒸發(fā)甲醇溶劑，來(lái)回收甲基酯磺酸鹽。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中步驟3還包括從所說(shuō)的濾出的、沉淀的甲基酯磺酸鹽蒸發(fā)殘余的所有甲醇溶劑。
全文摘要
一種改進(jìn)磺酸鹽和硫酸鹽表面活性劑組合物的顏色的方法，不使用脫色步驟，特別是針對(duì)α硫代脂肪酸烷基酯組合物。本方法包括步驟(1)，形成一種含有黑色雜質(zhì)的磺酸鹽和硫酸鹽表面活性劑的溶液，使用合適的溶劑，和步驟(2)從溶液中分離黑色雜質(zhì)。甲基酯磺酸鹽和甲醇溶劑是最優(yōu)選的，用吸附劑特別是活性炭處理溶液，以強(qiáng)化分離黑色雜質(zhì)。然后用已知方法將表面活性劑從溶液中回收，例如，沉淀表面活性劑和/或蒸發(fā)溶劑。按本發(fā)明處理后，磺酸鹽和硫酸鹽表面活性劑的顏色、氣味和物理性質(zhì)得到改進(jìn)。
文檔編號(hào)C07C303/44GK1073937SQ9211107
公開日1993年7月7日 申請(qǐng)日期1992年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月3日
發(fā)明者V·A·汗, M·T·克里登, B·K·威廉斯, K·H·貝克 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布爾公司