CN102503866A - 制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，包括以下工艺步骤：（1）将脂肪酸酯在磺化反应器中进行磺化，得到粗制的磺酸；（2）将粗制的磺酸在老化釜中进行老化，得到α-脂肪酸甲酯磺酸；（3）将α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的管式回路反应器中进行漂白；（4）将α-脂肪酸甲酯磺酸在反应釜中进一步漂白再酯化，得到色泽≤57Hazen的α-脂肪酸甲酯磺酸；（5）将α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的反应器中进行中和反应，得到pH值为4～6.5的α-脂肪酸甲酯磺酸；（6）将α-脂肪酸甲酯磺酸在低温真空闪蒸器中脱醇；再在高温真空闪蒸器中脱水干燥，得到脂肪酸甲酯磺酸钠产品。本发明可有效控制二钠盐和产品的色泽，工艺安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，属于化学技术领域。
背景技术
众所周知，脂肪酸甲酯磺酸钠(简称MES)是以天然动植物油脂为原料，经深度加工制得的性能优良的脂肪酸系阴离子表面活性剂。它具有良好的去污性、钙皂分散性、乳化性、增溶性和生物降解性，以及水解稳定性、对硬水不敏感性、低刺激性、低毒性。MES与烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇硫酸钠(AS)等有较好的配伍性，并能改善它们的去污力，因而开发应用前景广阔。
MES是去污力极强的表面活性剂，在低温、硬水等情况下优于LAS和AS的洗涤性能。在MES系列产品中，以C原子数为16～18的MES去污效果最好。
但MES因其生产工艺流程较长，技术难度较大，特别是在二钠盐及色泽的有效控制、装置的安全性等方面仍有待进一步研究探索和改进，因而MES在国际上能真正实现产业化的仍极少。
早在二十世纪二十年代就有人进行MES的研究，MES生产技术的研究报导很多，文献表明在MES生产中目前就关键工段漂白再酯化而言有两种工艺路线：酸性漂白和中性(碱性)漂白工艺路线。由于酸性漂白效果较中性(碱性)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、中和制备MES的技术路线即酸性漂白工艺路线。美国剑米索恩公司的专利ZL00133161.2采用较高温度即91℃至110℃的温度范围内进行再酯化、酸漂白的工艺路线。而浙江赞成科技有限公司的专利申请CN101054354A中采用低温即40℃至70℃预漂白与产品的二次漂白结合并在漂白和中和后增设了有一定停留时间的大贮罐，用于调整色泽、pH等工艺路线。但前者存在安全隐患(早在九十年代我国无锡、成都和大连都曾先后从美国引进MES生产技术和装置，但均因安全等因素未能正常生产)，后者漂白效果差(二钠盐(100％a.m在5～10％左右)，生产不连续、产品质量不稳定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，可有效控制二钠盐和产品的色泽，工艺安全性高，操作简单，并可实现工业化连续生产。
按照本发明提供的技术方案，一种制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，特征是，包括以下工艺步骤：
(1)磺化：将脂肪酸酯在磺化反应器中进行磺化，得到粗制的磺酸，SO3气体与酯的摩尔比为1.3～1.5∶1，磺化反应温度为75～95℃，磺化反应时间为10～25s；
(2)老化：将粗制的磺酸在老化釜中进行老化，得到α-脂肪酸甲酯磺酸，老化温度为75～95℃，反应时间为40～80min；
(3)漂白：将α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的管式回路反应器中与漂白剂、再酯化剂进行漂白；所述再酯化剂的用量为脂肪酸酯重量的15～35％，漂白剂的用量为脂肪酸酯重量的0.5～5％，漂白的温度为50～80℃，循环比为5～25∶1；
(4)漂白再酯化反应：将经漂白再酯化处理后的α-脂肪酸甲酯磺酸在反应釜中进行进一步漂白再酯化，得到色泽≤57Hazen的α-脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反应的温度为70～90℃，压力为0.05～0.20MPa，漂白再酯化时间为1.5～5.5小时；
(5)中和：将步骤(4)得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的反应器中进行中和反应，反应时间为0.5～1.5小时，反应温度为45～65℃，得到pH值为4～6.5的α-脂肪酸甲酯磺酸，中和试剂为质量百分浓度为27％～50％的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水溶液；
(6)将经中和处理后得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在低温真空闪蒸器中进行脱醇，脱醇温度为50～90℃，真空度为0.06～0.08MPa，处理时间为10～30秒；再在高温真空闪蒸器中进行脱水干燥，脱水干燥温度为90～120℃，真空度为0.08～0.095MPa，处理时间为10～30秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸钠产品。
所述脂肪酸酯为月桂酸酯、豆蔻酸酯、棕榈酸酯、硬脂肪酸酯中的一种或多种。
所述漂白剂为双氧水、过硼酸钠或过碳酸钠。
所述再酯化剂为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、甘油中的一种或多种。
所得到的脂肪酸甲酯磺酸钠产品中二钠盐含量≤1.3％(100％a.m)，色泽(5％a.m)≤100Hazen。
本发明所述的脂肪酸甲酯磺酸钠的制备方法具有以下优点：
(1)本发明可有效控制二钠盐和产品的色泽，工艺安全性高，耗N2量少，操作简单，并可实现工业化连续生产；
(2)采用本发明所述方法制得的中间产物α-脂肪酸甲酯磺酸的色泽能达到(5％a.m)≤57Hazen；
(3)本发明漂白再酯化的温度为70～90℃，漂白再酯化在高温区进行，温度为再酯化的最适温度，从而使得MES关键指标(即用此酸中和后的产品中)二钠盐含量低于国内外同行，达到(100％a.m)≤1.3％，属于目前国际领先水平，从而使得几十年来长期困扰MES工业化大生产的二钠盐和色泽问题得以从根本上解决；
(4)根据老化度的分析和检测结果，调整老化时间，使得中间体尽量转化为α-脂肪酸甲酯磺酸，老化转化率可达85％以上，从而减少产生二钠盐的中间体；
(5)本发明漂白再酯化过程中α-脂肪酸甲酯磺酸转化成羧酸的程度较低，羧酸含量≤1％；
(6)本发明采用连续化生产，因此本发明生产得到的MES质量十分稳定，在2吨/小时的MES磺化装置上安全运行48小时，生产质量百分浓度为35％的MES196吨，无头尾料，所有产品全部达到QB/T 4081-2010优质品标准。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明所述的循环比是指：对于某一类化学反应，若一次反应的转化率过大，会得到过多不需要的副产物，故宁可一次反应的转化率较低，把产品分离后再把未反应的原料循环回到反应器中再进行反应；循环的原料量与一次反应转化的原料量之比称为循环比。采用这种方法可以使原料的更大部分转化为所需的产品。
实施例一：一种制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，包括以下工艺步骤：
(1)磺化：将脂肪酸酯在磺化反应器中进行磺化，得到粗制的磺酸，SO3气体与酯的摩尔比为1.3∶1，磺化反应温度为85℃，磺化反应时间为15s；所述脂肪酸酯为棕榈酸酯；
(2)老化：将粗制的磺酸在老化釜中进行老化，得到老化度≥85％的α-脂肪酸甲酯磺酸，老化温度为85℃，反应时间为70min；老化度是指老化后实际得到的α-脂肪酸甲酯磺酸与按脂肪酸酯原料量计算得到的理论α-脂肪酸甲酯磺酸的质量百分比；
(3)漂白：将α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的管式回路反应器中与双氧水、甲醇和甘油进行漂白；所述甲醇的用量为脂肪酸酯重量的20％，甘油的用量为脂肪酸酯重量的5％，双氧水的用量为脂肪酸酯重量的2.5％，漂白的温度为50℃，循环比为25∶1；
(4)漂白再酯化反应：将经漂白再酯化处理后的α-脂肪酸甲酯磺酸在反应釜中进行进一步漂白再酯化，得到色泽≤57Hazen的α-脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反应的温度为85℃，压力为0.05MPa，漂白再酯化时间为200分钟；
(5)中和：将步骤(4)得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的反应器中进行中和反应，反应时间为0.5小时，反应温度为65℃，得到pH值为4的α-脂肪酸甲酯磺酸，中和试剂为质量百分浓度为48％的氢氧化钠溶液；
(6)将经中和处理后得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在低温真空闪蒸器中进行脱醇，脱醇温度为50℃，真空度为0.06MPa，处理时间为30秒；再在高温真空闪蒸器中进行脱水干燥，脱水干燥温度为90℃，真空度为0.08MPa，处理时间为30秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸钠产品，所得到的脂肪酸甲酯磺酸钠产品中二钠盐的含量为1.3％(100％a.m)，色泽(5％a.m)为96Hazen，脂肪酸甲酯磺酸钠的含量为35.07％，石油醚可溶物(100％a.m)的含量为1.5％，pH值(1％水溶液)为5.66，总的固含量为39.51％，硫酸盐(100％a.m)的含量为2.08％，游离氧ppm为1888。
实施例二：一种制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，包括以下工艺步骤：
(1)磺化：将脂肪酸酯在磺化反应器中进行磺化，得到粗制的磺酸，SO3气体与酯的摩尔比为1.3∶1，磺化反应温度为75℃，磺化反应时间为10s；所述脂肪酸酯为月桂酸酯；
(2)老化：将粗制的磺酸在老化釜中进行老化，得到老化度≥85％的α-脂肪酸甲酯磺酸，老化温度为75℃，反应时间为40min；
(3)漂白：将α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的管式回路反应器中与过硼酸钠、丙醇进行漂白；所述丙醇的用量为脂肪酸酯重量的35％，过硼酸钠的用量为脂肪酸酯重量的5％，漂白的温度为80℃，循环比为25∶1；
(4)漂白再酯化反应：将经漂白再酯化处理后的α-脂肪酸甲酯磺酸在反应釜中进行进一步漂白再酯化，得到色泽≤57Hazen的α-脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反应的温度为90℃，压力为0.20MPa，漂白再酯化时间为1.5小时；
(5)中和：将步骤(4)得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的反应器中进行中和反应，反应时间为1.5小时，反应温度为45℃，得到pH值为6.5的α-脂肪酸甲酯磺酸，中和试剂为质量百分浓度为50％的氢氧化钾溶液；
(6)将经中和处理后得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在低温真空闪蒸器中进行脱醇，脱醇温度为90℃，真空度为0.08MPa，处理时间为10秒；再在高温真空闪蒸器中进行脱水干燥，脱水干燥温度为120℃，真空度为0.095MPa，处理时间为10秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸钠产品，所得到的脂肪酸甲酯磺酸钠产品中二钠盐含量为1.2％(100％a.m)，色泽(5％a.m)为60Hazen，脂肪酸甲酯磺酸钠的含量为35％。
实施例三：一种制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，包括以下工艺步骤：
(1)磺化：将脂肪酸酯在磺化反应器中进行磺化，得到粗制的磺酸，SO3气体与酯的摩尔比为1.4∶1，磺化反应温度为95℃，磺化反应时间为20s；所述脂肪酸酯为硬脂肪酸酯；
(2)老化：将粗制的磺酸在老化釜中进行老化，得到老化度≥85％的α-脂肪酸甲酯磺酸，老化温度为95℃，反应时间为80min；
(3)漂白：将α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的管式回路反应器中与双氧水、甲醇、乙醇和甘油进行漂白；所述甲醇的用量为脂肪酸酯重量的10％，乙醇的用量为脂肪酸酯重量的5％，甘油的用量为脂肪酸酯重量的5％，双氧水的用量为脂肪酸酯重量的3.5％，漂白的温度为60℃，循环比为15∶1；
(4)漂白再酯化反应：将经漂白再酯化处理后的α-脂肪酸甲酯磺酸在反应釜中进行进一步漂白再酯化，得到色泽≤57Hazen的α-脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反应的温度为80℃，压力为0.01MPa，漂白再酯化时间为2小时；
(5)中和：将步骤(4)得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的反应器中进行中和反应，反应时间为1小时，反应温度为50℃，得到pH值为5的α-脂肪酸甲酯磺酸，中和试剂为质量百分浓度为40％的氨水溶液；
(6)将经中和处理后得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在低温真空闪蒸器中进行脱醇，脱醇温度为70℃，真空度为0.07MPa，处理时间为20秒；再在高温真空闪蒸器中进行脱水干燥，脱水干燥温度为100℃，真空度为0.09MPa，处理时间为20秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸钠产品，所得到的脂肪酸甲酯磺酸钠产品中二钠盐含量为1.25％(100％a.m)，色泽(5％a.m)为80Hazen，脂肪酸甲酯磺酸钠的含量为35％。
Claims (5)
1. 一种制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）磺化：将脂肪酸酯在磺化反应器中进行磺化，得到粗制的磺酸，SO3气体与酯的摩尔比为1.3~1.5:1，磺化反应温度为75~95℃，磺化反应时间为10~25s；
（2）老化：将粗制的磺酸在老化釜中进行老化，得到α-脂肪酸甲酯磺酸，老化温度为75~95℃，反应时间为40~80min；
（3）漂白：将α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的管式回路反应器中与漂白剂、再酯化剂进行漂白；所述再酯化剂的用量为脂肪酸酯重量的15～35%，漂白剂的用量为脂肪酸酯重量的0.5～5%，漂白的温度为50～80℃，循环比为5~25:1；
（4）漂白再酯化反应：将经漂白再酯化处理后的α-脂肪酸甲酯磺酸在反应釜中进行进一步漂白再酯化，得到色泽≤57Hazen的α-脂肪酸甲酯磺酸；所述漂白酯化反应的温度为70～90℃，压力为0.05~0.20MPa，漂白再酯化时间为1.5~5.5小时；
（5）中和：将步骤（4）得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在带有闭路循环回路的反应器中进行中和反应，反应时间为0.5～1.5小时，反应温度为45～65℃，得到pH值为4～6.5的α-脂肪酸甲酯磺酸，中和试剂为质量百分浓度为27%～50%的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水溶液；
（6）将经中和处理后得到的α-脂肪酸甲酯磺酸在低温真空闪蒸器中进行脱醇，脱醇温度为50~90℃，真空度为0.06~0.08MPa，处理时间为10~30秒；再在高温真空闪蒸器中进行脱水干燥，脱水干燥温度为90~120℃，真空度为0.08~0.095MPa，处理时间为10~30秒，得到所述的脂肪酸甲酯磺酸钠产品。
2.如权利要求1所述的制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征是：所述脂肪酸酯为月桂酸酯、豆蔻酸酯、棕榈酸酯、硬脂肪酸酯中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征是：所述漂白剂为双氧水、过硼酸钠或过碳酸钠。
4.如权利要求1所述的制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征是：所述再酯化剂为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、甘油中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的制备低二钠盐含量的脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征是：所得到的脂肪酸甲酯磺酸钠产品中二钠盐含量≤1.3%（100%a.m），色泽（5%a.m）≤100 Hazen。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120620 |