CN105541669A - 一种生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，取2-乙基己基醇和液态磺化剂自微反应器的不同入口分别注入微反应器中进行混合及磺化反应，控制反应温度5-50℃，反应物在微反应器中停留0.5毫秒-5秒，而后反应产物进入与微反应器相连的微混合器中与中和剂进行中和，中和后老化0-30分钟，即得透明淡黄色的2-乙基己基醇硫酸酯盐液体。该方法采用液液相反应合成2-乙基己基醇硫酸酯盐，不仅能获得高产量，而且产品收率为100%，无任何废气和废液需要进行后续处理，简化了生产工艺，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法。
背景技术
2-乙基己基醇硫酸钠，别名异辛醇硫酸钠，依他硫酸钠，是一种阴离子表面活性剂，广泛应用在强碱性溶液中，具有出色的溶解性、稳定性和渗透性，用于制造印染前处理抗浓碱精炼剂和丝光渗透剂以及电镀镍中的低泡湿润剂。
目前，市售2-乙基己基醇硫酸钠，普遍使用传统釜式反应器合成，为降低反应激烈程度避免反应釜内结焦，提高产物得率，通常采用固态的氨基磺酸进行反应。其合成过程为：在釜中往有机物料2-乙基己基醇中分批加入氨基磺酸，并在催化剂如尿素存在情况下保持一定温度，搅拌反应1-3小时，得到2-乙基己基醇硫酸铵，然后加入氢氧化钠生成2-乙基己基醇硫酸钠和氨气，通过加热保持低压方式脱去多余氨气。最后再对产品进一步的漂白脱色，而后添加水稀释成固含约40%的市售产品。釜式反应器合成工艺流程多生产时间长，釜式反应器传质传热慢能耗高，产生的副产物氨气污染环境。
有文献报道使用实验室气相降膜式反应器设备进行磺化，即SO3/空气混合气从反应器顶端流入，有机物料2-乙基己基醇在反应管内壁成膜并而流下到反应器底部，经过旋风分离器分离废气和2-乙基己基醇硫酸酯，废气经过碱洗塔吸收脱去，2-乙基己基醇硫酸酯至反应均质泵与氢氧化钠水溶液中和，得到成品2-乙基己基醇硫酸钠。直接气相磺化制备减少副产物和催化助剂，反应时间短等优点。但反应过程中，往往由于有机物料在大流量的SO3/空气混合气带走一部分到废气中，在实施工业化后需要静电除雾器脱处有机酸雾，造成原料损失，降低产品收率，增加设备投资。而且目前气相降膜磺化生产工艺，需要的气相空气需要经过干燥才能用于SO3气体的稀释混合，为得到需要干燥空气量，要付出较大的电能消耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，该方法采用液液相反应合成2-乙基己基醇硫酸酯盐，不仅能获得高产量，而且产品收率为100%，无任何废气和废液需要进行后续处理，简化了生产工艺，提高生产效率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，取2-乙基己基醇和液态磺化剂自微反应器的不同入口分别注入微反应器中进行混合及磺化反应，控制反应温度5-50℃，反应物在微反应器中停留0.5毫秒(ms)-5秒(s)，而后反应产物进入与微反应器相连的微混合器中与中和剂进行中和，中和后老化0-30分钟，即得透明淡黄色的2-乙基己基醇硫酸酯盐液体。
微反应器是一种借助于特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构元件。其内部通常微反应层室或微通道等三维结构，具有高表比面积及高传质性能，流体在这些三维结构中流动，不同的原料在这些三维结构中发生所要求的反应，反应速度快。
本发明中要求所采用的微反应器中的微反应层室或微通道的三维尺寸为1-2000um。
本发明对微反应器的内部立体结构类型没有特别要求，可采用目前已有的微反应器，如交叉趾型微反应器、足趾型微反应器等。微反应器通道材质为不锈钢，聚四氟乙烯，玻璃或陶瓷均可。而在本发明中所述微反应器中的通道宽度范围为10um-1mm，深度范围10um-2mm。所述的微混合器通道宽度范围10um-1mm，深度范围10um-300mm。
本发明所述2-乙基己基醇与磺化剂摩尔比为1﹕0.8-2，优选1﹕0.9-1.2。在本发明中通过控制2-乙基己基醇与磺化剂各自的流量达到控制二者的摩尔比，所述液相磺化剂为浓硫酸、氯磺酸或液态三氧化硫。所述浓硫酸的质量百分浓度为70%-100%，即发烟硫酸。所述氯磺酸的质量百分浓度为90%-100%。若反应中磺化剂使用液体三氧化硫，那么2-乙基己基醇应与惰性有机溶剂预先混合后再与液体三氧化硫反应，这样可以避免使用二氯乙烷、吡啶等毒性有机溶剂稀释液体三氧化硫，提高生产安全性。所述惰性有机溶剂的质量分数为0-20%。所述的惰性有机溶剂为具有饱和碳链的碳氢化合物，分子量在100-500范围之内，如液体石蜡或白矿油等饱和烃类物质。
所述中和剂为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，或两者混合物。本发明优选氢氧化钠水溶液。
所述2-乙基己基醇采用工业级2-乙基己基醇，为减少副产物与磺化剂发生着色反应，一般要求碘值≤0.5，水分≤0.1%，羰值≤0.3。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明采用微反应器进行2-乙基己基醇硫酸酯盐合成，由于微反应器具有1-2000um的微反应室或微通道等三维结构，表比面积高，传质性能好，2-乙基己基醇和液态磺化剂能够在微反应器的三维结构中充分混合并完成反应，原料反应达到100%。微反应在密闭空间内连续进行，瞬间持有量小，降低了反应激烈程度，而且热量能够及时移走。本发明自动化控制程度高，可采用高压输送定量泵，精确控制反应流量，精确控制反应。
(2)本发明中将磺化温度控制为5-50℃，在此范围内能获得较好的色泽的产品及磺化反应率，并能防止温度过高，酸酯不易发生可逆分解，保证反应物的得率。
(3)由于产品收率为100%，原料利用高，无副产物产生，无废气和废液，无需进行后续处理，简化了生产流程，提高了工作效率。
(4)大生产中可在反应器中以多个微通道并列存在进行平行操作，由此增加微通道数量获得高产量，并不受到工业化上放大效应的影响。
具体实施方式
实施例1
采用工业级2-乙基己基醇，为减少副产物与磺化剂发生着色反应，要求碘值≤0.5，水分≤0.1%，羰值≤0.3。
将磺化剂98%浓硫酸和有机物料2-乙基己基醇，分别通过高压泵以1.3g/min和1.3g/min的流量自不同的入口注入矩形交叉趾型玻璃结构微反应器中，2-乙基己基醇和磺化剂之间的摩尔比为1﹕1.3。矩形交叉趾型玻璃结构微反应器内的反应温度控制在30℃，通道宽度为0.05mm，深度0.15mm，长度为20mm，停留时间约为1.8ms，得到2-乙基己基醇硫酸酯。2-乙基己基醇硫酸酯与中和剂10%液体氢氧化钠水溶液，分别以流量为2g/min进入内交叉指型玻璃结构微反应器的微混合器中进行中和反应，其通道尺寸为宽度45um，深度45um，长度为200um，停留时间为约为25-30ms，得到透明淡黄色的2-乙基己基醇硫酸酯钠液体。
实施例2
采用工业级2-乙基己基醇，为减少副产物与磺化剂发生着色反应，要求碘值≤0.5,水分≤0.1%，羰值≤0.3。
将磺化剂99%氯磺酸和有机物料2-乙基己基醇，分别通过高压泵以1.5g/min和1.3g/min的流量自不同的入口注入矩形交叉趾型玻璃结构微反应器中，2-乙基己基醇和磺化剂之间的摩尔比为1﹕1.1。矩形交叉趾型玻璃结构微反应器内的反应温度控制在30℃，通道宽度为0.05mm，深度0.15mm，长度为20mm，停留时间约为1.7ms，得到2-乙基己基醇硫酸酯。2-乙基己基醇硫酸酯与中和剂10%液体氢氧化钠水溶液分别以流量为4g/min进入内交叉指型玻璃结构微反应器的微混合器中进行中和反应，其通道尺寸为宽度45um，深度45um,长度为200um.，停留时间为约为20-25ms，得到透明淡黄色的2-乙基己基醇硫酸酯钠液体。
实施例3
采用工业级2-乙基己基醇，为减少副产物与磺化剂发生着色反应，要求碘值≤0.5，水分≤0.1%，羰值≤0.3。
将磺化剂液体三氧化硫和含有10%质量分数的液体石蜡的有机物料2-乙基己基醇，分别通过高压泵以0.8g/min和1.4g/min的流量自不同的入口注入矩形交叉趾型玻璃结构微反应器中，2-乙基己基醇和磺化剂之间的摩尔比为1﹕1。矩形交叉趾型玻璃结构微反应器中的反应温度控制在30℃，通道宽度为0.05mm，深度0.15mm，长度为20mm，停留时间约为1.8ms，得到2-乙基己基醇硫酸酯。2-乙基己基醇硫酸酯与中和剂为10%液体氢氧化钠水溶液分别以流量为2g/min再进入内交叉指型玻璃结构微反应器的微混合器中进行中和反应，其通道尺寸为宽度45um，深度45um，长度为200um，停留时间为约为25-30ms，得到透明淡黄色的2-乙基己基醇硫酸酯钠液体。另用简单的油水分离装置回收上层的液体石蜡，干燥后循环使用。
实施例4
与实施例1不同的是反应温度为40℃。
实施例5
与实施例2不同的是反应温度为50℃。
实施例6
与实施例1不同的是反应温度为5℃，中和后老化10分钟。
实施例7
与实施例3不同的是，有机物料2-乙基己基醇中含有20%质量分数的液体石蜡，反应温度为10℃，中和后老化30分钟。
实施例8
与实施例1不同的是反应温度为20℃，中和后老化5分钟。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不是限制。因此凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，取2-乙基己基醇和液态磺化剂自微反应器的不同入口分别注入微反应器中进行混合及磺化反应，控制反应温度5-50℃，反应物在微反应器中停留0.5毫秒-5秒，而后反应产物进入与微反应器相连的微混合器中与中和剂进行中和，中和后老化0-30分钟，即得透明淡黄色的2-乙基己基醇硫酸酯盐液体。
2.根据权利要求1所述的生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，所述的微反应器中的微反应层室或微通道的三维尺寸为1-2000um。
3.据权利要求1或2所述的生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，所述微反应器为交叉趾型微反应器或足趾型微反应器。
4.根据权利要求3所述的生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，所述微反应器通道材质为不锈钢，聚四氟乙烯或玻璃或陶瓷。
5.根据权利要求1或2所述的生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，所述微反应器中的通道宽度范围为10um-1mm，深度范围10um-2mm；所述的微混合器通道宽度范围10um-1mm，深度范围10um-300mm。
6.根据权利要求1所述的生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，所述2-乙基己基醇与磺化剂摩尔比为1﹕0.8-2。
7.根据权利要求1或2或6所述的生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，所述的液相磺化剂为浓硫酸、氯磺酸或液态三氧化硫；所述浓硫酸的质量百分浓度为70%-100%；所述氯磺酸的质量百分浓度为90%-100%。
8.根据权利要求7所述的生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，若反应中磺化剂使用液体三氧化硫，所述2-乙基己基醇与惰性有机溶剂预先混合后再与液体三氧化硫反应；所述惰性有机溶剂的质量分数为0-20%。
9.据权利要求8所述的生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，所述的惰性类有机溶剂为分子量在100-500范围之内的具有饱和碳链的碳氢化合物。
10.据权利要求1所述的生产2-乙基己基醇硫酸酯盐的方法，其特征是，所述2-乙基己基醇采用工业级2-乙基己基醇，碘值≤0.5，水分≤0.1%，羰值≤0.3；所述中和剂为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，或两者混合物。
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