CN1528729A - 一种制备醚羧酸盐的工艺 - Google Patents

Abstract

一种制备醚羧酸盐的工艺是将羧甲基化剂氯乙酸溶于部分原料烷基醚中，配成氯乙酸的烷基醚溶液进行羧甲基化反应，得到高品位的醚羧酸盐产品，且可省去氯乙酸钠干粉的制备过程，不存在粉尘污染，且无需在反应体系中引入除反应原料之外的其它物质，操作方便经济实用。

Description

一种制备醚羧酸盐的工艺

技术领域：

本发明属于一种醚羧酸盐的制备方法，具体地说是涉及一种用羧甲基化法制取高品位醚羧酸盐型阴离子表面活性剂的工艺。

背景技术：

醚羧酸盐是一类多功能性产品，其羧甲基化度越高功能性越明显。目前，世界上生产醚羧酸盐的主要技术路线是羧甲基化法，既采用脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷醇酰胺聚氧乙烯醚及其它聚氧乙烯/聚氧丙烯醚等分子中含羟基的有机烷基醚为原料，以氯乙酸及其盐为羧甲基化剂，在一定温度和碱性条件下对烷基醚进行羧甲基化反应，反应原理是Williamson合成法。该法合成醚羧酸盐过程中，氯乙酸盐的水解副反应不可避免，为了得到转化率(或称：羧甲基化度)大于90％的高品位产品，羧甲基化剂一般过量使用，其用量一般为理论量的1.2-1.5倍。因此，该合成法工艺优化的目标应为：抑制氯乙酸盐的水解副反应，采用尽量少的羧甲基化剂，得到羧甲基化度较高的高品位醚羧酸盐产品。发达国家已取得了一些相关的研究成果，如德国Hüls公司1974年的专利Ger Offen2418444是使用固体氢氧化钠或氢氧化钠水溶液与烷基醚混合脱水，再以氯乙酸钠为羧甲基化剂制备醚羧酸盐；氯乙酸钠是干燥的固体粉末，在制备和使用过程中极易产生粉尘污染。另外，羧甲基化反应是真空操作，粉末加料会造成物料损失和管路堵塞。由于该工艺存在以上粉尘污染和物料损失问题，1982年该公司的专利EP0106018中，将羧甲基化剂改为氯乙酸水溶液或低碳醇溶液，该工艺虽消除了粉尘污染，但反应体系中引入了水或低碳醇，对抑制副反应不利。1989年美国P&G公司专利EP0399751中，将羧甲基化反应常用的氢氧化钠改为叔丁醇钠，采用氯乙酸钠为羧甲基化剂，据称可以减少氯乙酸钠的水解副反应，但叔丁醇钠成本较高，同时存在氯乙酸钠粉尘污染。

发明内容：

本发明是提供一种低成本、无污染的羧甲基化法制取高品位醚羧酸盐的工艺技术。

本发明是采用将羧甲基化剂氯乙酸溶于部分原料烷基醚中，配成氯乙酸的烷基醚溶液进行羧甲基化反应，羧甲基化剂的投料量是理论量的1.1-1.3倍即可最终得到高品位的醚羧酸盐产品，且可省去氯乙酸钠干粉的制备过程，不存在粉尘污染，且无需在反应体系中引入除反应原料之外的其它物质，操作方便经济实用。

本发明的工艺步骤如下：

1、按原料摩尔比烷基醚/氯乙酸/氢氧化钠＝1∶1.1-1.3∶2.2-2.6备料，将烷基醚分为两部分，一部分用于配制氯乙酸的烷基醚溶液，一部分直接用于反应；

2、配制氯乙酸的烷基醚溶液：将计量好的氯乙酸加入到上述部分烷基醚中，搅拌溶解，配成重量百分含量40-60％的氯乙酸的烷基醚溶液封存备用；

3、将另一部分烷基醚直接加入反应器中，搅拌下加入氢氧化钠或其水溶液，在100-130℃和真空条件下脱水生成醚钠化合物；

4、将醚钠化合物降温至40-90℃的羧甲基化反应温度，并保持反应体系的真空状态，缓缓加入氯乙酸的烷基醚溶液，氯乙酸的烷基醚溶液加完后继续反应1-3小时，取样检测羧甲基化度，最终得到高品位的醚羧酸盐产品。

本发明所述烷基醚是指脂肪醇、烷基酚、烷醇酰胺、脂肪胺的聚氧乙烯醚，脂肪醇、烷基酚、烷醇酰胺、脂肪胺的聚氧丙烯醚或聚氧乙烯和聚氧丙烯醚嵌段聚醚的一种或几种。

所述羧甲基化度是指烷基醚被羧甲基化为烷基醚羧酸盐的转化率，羧甲基化度越高，产品的质量品质越好。

所述醚钠化合物是指烷基醚分子中的羟基与氢氧化钠脱水缩合形成的羟碱金属盐化合物。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明所述新工艺无需制备氯乙酸钠干粉，可省去一个反应制备步骤，操作方便、经济实用，避免了使用氯乙酸钠进行羧甲基化反应造成的粉尘污染和物料损失。

2、本发明直接使用氯乙酸的烷基醚溶液进行羧甲基化反应，二者都是反应原料，避免了将其它溶剂或杂质引入反应体系。同时羧甲基化剂为新生态的氯乙酸盐，反应传质优越，羧甲基化度达95％以上，产品中的氯乙酸盐残留量能有效控制在20ppm以下。

3、本发明避免了使用氯乙酸的水溶液或低碳醇溶液进行羧甲基化反应造成的水解副反应或醇解副反应加剧，以及生产过程中的防爆问题。

具体实施方式：

实施例1：

将氯乙酸113.5克溶于163克椰油醇聚氧乙烯醚(平均分子量603，以下简称椰油醇醚)中，装入恒压滴液漏斗中封存备用。1升四口玻璃烧瓶反应器中加入上述椰油醇醚440克，安装搅拌器、温度计、蒸馏头、冷凝管、接受瓶，调温电热套加热，搅拌下加入240克重量百分含量40％的苛性碱水溶液。将装有氯乙酸椰油醇醚溶液的恒压漏斗安装在反应器上，系统抽真空并升温至100℃脱水1小时。反应液降温至80-82℃开始滴加氯乙酸的椰油醇醚溶液，保持反应温度在80-90℃。滴加完毕后继续反应3小时，取样检测椰油醇醚的羧甲基化度为96.2％，产品可广泛应用于化妆品、家庭洗涤用品、个人保护用品、工业清洗、纺织、印染、化纤、金属处理、造纸、化工、石油等相关领域，尤其适用于多功能性产品的配制。

实施例2：

椰油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚(以下简称酰胺醚)522克(1摩尔)分成两部分，其中102克用于溶解104克氯乙酸配成氯乙酸的酰胺醚溶液装入恒压滴液漏斗中封存备用。另一部分420克直接加入1升四口玻璃烧瓶反应器中，反应器安装搅拌器、温度计、蒸馏头、冷凝管、接受瓶，调温电热套加热，搅拌下加入176克重量百分含量50％的苛性碱水溶液。将装有氯乙酸酰胺醚溶液的恒压漏斗安装在反应器上，系统抽真空并升温至130℃脱水2小时。反应液降温至40-42℃开始滴加氯乙酸的酰胺醚溶液，保持反应温度在40-50℃。滴加完毕后继续反应1小时，取样检测酰胺醚的羧甲基化度为95.6％，产品可用于化妆品、家庭日用品和个人保护用品，特别适用于多功能性产品的配制。

实施例3：

壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10，平均分子量660，以下简称酚醚)330公斤分成二份，其中50公斤加入配料罐中用于溶解59公斤氯乙酸，配制氯乙酸的酚醚溶液封存备用。另外280公斤加入容积为1M3的羧甲基化反应釜中，搅拌下加入125公斤重量百分含量40％的苛性碱水溶液。系统抽真空并升温至110℃脱水3小时。反应液降温至70-72℃开始滴加氯乙酸的酚醚溶液，保持反应温度在70-80℃。滴加完毕后继续反应2小时，取样检测酚醚的羧甲基化度为97.8％，产品可用于日化、纺织、工业清洗、原油降粘和石油开采等领域，尤其适用于多功能性产品的配制。

实施例4：

将氯乙酸123克溶于83克月桂醇聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段聚醚(平均分子量513，以下简称月桂醇醚)中，装入恒压滴液漏斗中封存备用。1升四口玻璃烧瓶反应器中加入上述月桂醇醚430克，安装搅拌器、温度计、蒸馏头、冷凝管、接受瓶，调温电热套加热，搅拌下加入208克重量百分含量50％的苛性碱水溶液。将装有氯乙酸月桂醇醚溶液的恒压漏斗安装在反应器上，系统抽真空并升温至120℃脱水1小时。反应液降温至50-52℃开始滴加氯乙酸的月桂醇醚溶液，保持反应温度在50-60℃。滴加完毕后继续反应1小时，取样检测月桂醇醚的羧甲基化度为98.2％，产品可广泛应用于化妆品、家庭洗涤用品、工业清洗、造纸、化工、石油等相关领域，尤其适用于多功能性产品的配制。

实施例5：

将氯乙酸113.5克溶于113克椰油胺聚氧乙烯醚(平均分子量713，以下简称椰油胺醚)中，装入恒压滴液漏斗中封存备用。1升四口玻璃烧瓶反应器中加入上述椰油胺醚600克，安装搅拌器、温度计、蒸馏头、冷凝管、接受瓶，调温电热套加热，搅拌下加入240克重量百分含量40％的苛性碱水溶液。将装有氯乙酸椰油胺醚溶液的恒压漏斗安装在反应器上，系统抽真空并升温至110℃脱水1小时。反应液降温至60-62℃开始滴加氯乙酸的椰油胺醚溶液，保持反应温度在60-70℃。滴加完毕后继续反应1小时，取样检测椰油胺醚的羧甲基化度为97.5％，产品可广泛应用于化妆品、家庭洗涤用品、个人保护用品、工业清洗、纺织、印染、化纤、金属处理、造纸、化工、石油等相关领域，尤其适用于多功能性产品的配制。

Claims (2)

1.一种制备醚羧酸盐的工艺，其特征在于包括如下步骤：

(1)、按原料摩尔比烷基醚/氯乙酸/氢氧化钠＝1∶1.1-1.3∶2.2-2.6备料，将烷基醚分为两部分，一部分用于配制氯乙酸的烷基醚溶液，一部分直接用于反应；

(2)、配制氯乙酸的烷基醚溶液：将计量好的氯乙酸加入到上述部分烷基醚中，搅拌溶解，配成重量百分含量40-60％的氯乙酸的烷基醚溶液封存备用；

(3)、将另一部分烷基醚直接加入反应器中，搅拌下加入氢氧化钠或其水溶液，在100-130℃和真空条件下脱水生成醚钠化合物；

(4)、将醚钠化合物降温至40-90℃的羧甲基化反应温度，并保持反应体系的真空状态，缓缓加入氯乙酸的烷基醚溶液，氯乙酸的烷基醚溶液加完后继续反应1-3小时，取样检测羧甲基化度，最终得到高品位的醚羧酸盐产品。

2.如权利要求1所述的一种制备醚羧酸盐的工艺，其特征在于所述烷基醚是脂肪醇、烷基酚、烷醇酰胺、脂肪胺的聚氧乙烯醚，脂肪醇、烷基酚、烷醇酰胺、脂肪胺的聚氧丙烯醚或聚氧乙烯和聚氧丙烯醚嵌段聚醚的一种或几种。