CS268340B1 - Způsob přípravy kapalných tenzidů na bázi soli kyseliny sulfojantarové za tlaku - Google Patents

Abstract

Řešeni představuje způsob přípravy kapalných tenzidů na bázi soli kyseliny sulfojantarové za tlaku spořívají­ cí v tom, že po dosaženi stupně konverze 85 až 100 X se přidá 60 až 120 X nolárnlch vodného roztoku formaIdehydu, vztaženo na molárn! obsah přidávané bá­ ze k potlačen! hydrolytIekých účinků této báze. Dosažen! stupně konverze se urči vymizením zákalu vzorku samotného produktu ochlazeného na teplotu 15 až 75 C nebo zákalu jeho vodného roztoku o koncentraci 0,5 až 15 X hmotnostních v procházejícím bílém světle.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy kapalných tenzidů na bázi soli kyseliny sulfojantarové za tlaku.

Soli dikarbonových kyselin jako ftalové, maleinové íi jantarové mohou vázáním vhodných skupin jak na karboxyly, tak i na dvojnou vazbu vytvářet amfofílní strukturu nutnou pro dosaženi povrchové aktivity. Při průmyslovém využiti povrchové aktivních látek nešly největší rozšířeni tenzidy na bázi solí sulfoesterú butandíové kyseliny, kte,,,_;ré se obvykle nazývají sulfojantaraný.

Pří přípravě su l fojantaranů se obvykle vychází z maleátú. Esterifikace maleinanhydridu jedním alkylem za otevření .furanového kruhu probíhá snadno a v podstatě kvantitativně. Vzniklé monoestery maleinové kyseliny jsou po neutralizací volného karboxylu dobře misiťélné s vodou, takže ani adice hydrogensířičitanů z vodného roztoku nečiní žádné potíže. Naopak při přípravě diesterů maleinové kyseliny je nutné pro dosažení vysokého stupně konverze posunout reakční rovnováhu oddestilováním vzniklé vody. Oiestery maleinové kyseliny jsou nepatrné rozpustné ve vodě, takže i jejich sulfitace vodným roztokem hydrogensiříči tanu probíhá neochotně a úhrnná rychlost reakce je řízena především přestupem hmoty mezi esterovou a vodnou vrstvou. Pro zlepšení vzájemné mísitelnosti esterové vrstvy a prakticky nasyceným vodným roztokem sulfi tujícího hydrogensiřičitanu se k sulfitační směsi přidávají nízké alkoholy. Zpravidla se sulfituje za refluxu směsi vody s organickým rozpouštědlem. Reflux umožňuje i regulaci teploty, protože sulfitace je zřetelně exotermní. Vzhledem k vysokým výparným teplům, zejména vody, vyžaduje však po většinu doby vypaření, kondenzace a chlazení značně energetické náklady. Proto se někdy sulfitace vede za tlakového uspořádání. To umožňuje zvýšit reakční rychlost použitím vyšší teploty, než je bod varu. Organická rozpouštědla’však za těchto podmínek mohou se vzduchem vytvářet výbušné směsí a jejich tenze významně zvyšuje celkový tlak. Vzhledem k uvedeným podmínkám má závislost reakční rychlosti na čase průběh, který je typický pro autokatalytické reakce. Z počátku je reakční rychlost velmi malá, obsah tenzidů, který může přispět k emulgováni obou vrstev je prakticky nulový. Se zvyšujícím se stupněm konverze se misítelnost zvyšuje, a tím rychle narůstá celková reakční rychlost. Zároveň se zvyšuje teplota, což opět vede k nárůstu reakční rychlosti. Aby bylo možné udržet teplotu a tlak v požadovaných mezích, zvyšuji se nároky na teplosměnné plochy aparatury a je i nutné dimenzování na vyšší tlak.

Při jiném způsobu tlakové sulfitace se.vyloučí organická rozpouštědla a reakční rychlost se zvýší katalytickým přídavkem bázíckých látek typu hydroxidů alkalických kovů či amonia, eventálně organických bázíckých aminů. Estery kyseliny maleinové a sulfojantarové podléhají ovšem v alkalickém prostředí rychle hydrolýze, což vede k poklesu obsahu povrchově aktivních látek a často í ke zhoršeným Teologickým vlastnostem ten. židu. Po většinu doby sulfitace je negativní účinek báze potlačen přítomnosti hydrogensiřičitanu. Jeho obsah je ovšem na konci sulfitace prakticky nulový·. Na konci sulfitace se tedy integrují negativní vlivy vysoké teploty a vyššího pH. Pro indikací konce sulfitace je pak nutné z tlakového systému odebírat vzorky sulfitační směsi, což se obvykle řeši pomocí čerpadla. V prostředí povrchově aktivní látky', oxidu siřičitého a vysoké teploty jsou na materiál čerpadla kladeny velmi vysoké nároky.

Uvedené nevýhody tlakové sulfitace esterů maleinové kyseliny s 5 až 12 atomy uhlíku v alkylovém řetězci esterifi kuj i čího alkoholu za katalýzy amonikaku a nebo aminu se odstraní nebo sníží postupem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se hydrolytické účinky báze po dosažení stupně konverze maleátu na sulfojantaran 85 X až 100 X potlačí přídavkem 60 až 120 X molárních formaldehydu ve formě vodného roztoku. Procenta formaldehydu se vztahuji k množství přidávané báze.

Přidávaný formaldehyd reaguje s amoniakem na sloučeniny typu formamid, případně až hexamethylentetramin. Tyto adukty již nemají alkalický charakter a mohou dokonce přispívat 1 ke ztekucenl výsledného produktu. Nepatrný přebytek formaIdehydu neznehodnocuje produkt, nebot formaldehyd se běžně používá k zamezeni bakteriálního rozkladu tenCS 268 340 B1 židů. Největší výhodou včasného přídavku formalínu je zamezeni*hydrolýzy požadovaných esterů, nebo 1 výchozích esterů kyseliny maleinové. Ve svýeh důsledcích vede k dosažení vyšších stupňů konverze, snížení spotřeby ztekucuj1c1ch látek a zlepšeni vzhledu organoleptických vlastností komerčních produktů.

Jak bylo uvedeno, postupuje za vysoké teploty hydrolýza esterů volnou bází velmi rychle. Důležitou podmínkou tedy je í rychlost stanovení požadovaného stupně konverze. Při postupu podle vynálezu se požadovaný vysoký stupeň konverze stanoví vymizením zákalu samotného vzorku, který se ochladí.na teplotu 15 až 75 °C. Při této teplotě již zřetelně vynikne zákal způsobený přítomnosti nezreagovaných aaleátú. Vzhledea k malé rozpustnosti maleátů ve vodě lze také indikovat vymizeni zákalu u vodných roztoků sulfitaíní směsi, přičemž vhodná koncentrace roztoku posuzovaného produktu ve vodě je pod 20 X hmot. Pro nalezeni požadovaného stupně konverze v uvedeném rozsahu postačí pozorovat posuzované, postupně odebírané vzorky v procházejícím běžném bílém světle z přírodního nebo umělého zdroje.

Přiklad 1

Do laboratorního autoklávu bylo předloženo 90 dilů hmot, dioktyImaleátu, který byl připraven esterifikaci 26 dílů hmot, malelnanhydridu 75 díly oktanolu. Během esterifikace byla část oktanolu oddestilována společně se vznikající vodou. K maleátu bylo v autoklávu přidáno 90 dílů hmot, vody, 7 dilů hmot. 25 X vodného roztoku amoniaku a 26 dilú hmot, dvojsiřič i tanu sodného. Autokláv byl uzavřen a postupně vyhříván až na 95 °C. Po přeruieni ohřevu narůstala teplota až na 115 °C. Při této teplotě byl postupně skleněným vzorkovačem odebírán vzorek produktu. Jakmile ochlazený produkt zůstával homogenní a čirý, bylo z tlakové odměrky, která byla vrchem propojena s autoklávem tak, aby tlaky byly vyrovnány, přidáno 6 hmot, dílů 35 X formalinu. Kontrolní analýzou byl nalezen stupeň konverze 94 X. Rezultoval čirý homogenní produkt s viskozitou 200 mPa.s o obsahu 50 X dioktylsulfojanta ránu sodného.

Pokud nebyl po vyčiření vzorku přidán formalin, rezultoval gelovitý až prakticky tuhý produkt. Pokud byl konec sulfitace indikován až poklesem teploty, opět vznikaly gelovité produkty.

Přiklad 2

Do tlakového duplikátorového reaktoru bylo nasazeno 1 600 dilů hmot, di/2-ethylhexyl/maleátu, 1 500 dilů hmot, vody, 400 dilů hmot. 50 X vodného roztoku di/2-ethylh exy l/sul f o j í nt a ranu^!ifodného jako recykl a ‘50 dilů hmot. 25X vodného roztorku amoniaku. K vodné disperzi bylo přidáno 450 dilů hmot, pevného dvojsiřičitanu sodného. Reaktor byl uzavřen a vyhřát na 98 °C parou. Při této teplotě byl přived páry jako topného média uzavřen. Diky exothermnimu průběhu stoupla teplota až na 120 °C, ačkoliv od 105 °C byl reaktor chlazen vodou. Po natlakováni reaktoru byly odebírány vzorky obsahu reaktoru uzavtratelným vzorkovačem zhotoveným z titanu. Jakmile zůstával odebraný vzorek čirý 1 po ochlazeni, bylo k sulfitačni směsi přidáno 40 dilů hmot. 40X vodného roztoku formaldehydu. Tlaková odměrka formalinu byla propojena se sulfitaínim reaktorem tak, aby v obou nádobách byl stejný tlak. Resultoval čirý homogenní roztok s obsahem 51 X aktivní látky. Pokud po vyčiření vzorku nebyl přidán formalin, resultoval dělicí se viskózni produkt. Pokud byl konec sulfitace indikován poklesem teploty a pak teprve byl přidán formalin, opět vznikaly kalné gelovité produkty.

Příklad 3

Do laboratorního autoklávu bylo předloženo 100 dílů hmot, maleátu, který byl při

CS 268 340 B1 3 praven esterifikaci maleinanhydridu, směsi lineárních alkoholů se 6 aí 10 atomy uh l i ku v uhlovodíkovém řetězci. K maleátu bylo v autoklávu přidáno 120 dílů hmot, vody, 10 dílů hmot. 25X vodného roztoku amoniaku a 30 dilů hmot, dvojsiřičitanu draselného. Autokláv byl uzavřen a zahříván až na 100 °C, kdy za přetlaku 50 kPa bylo zahříváni přerušeno. Po přerušeni ohřevu stoupala samovolně teplota až na 125 °C, ačkoliv od teploty 105 °C byl obsah autoklávu chlazen vnitřními hady. Po dosaženi teploty 120 °C byl skleněným vzorkovačem postupně odebírán vzorek produktu. Stupen konverze byl kontrolován zákalem 5 % vodného roztoku. Po vyčiřeni roztoku bylo z tlakové odměrky přidáno 8 dilů hmot. 36X formalinu. Rezultoval čirý homogenní produkt s vískozitou 100 mPa.s při obsahu 40 X povrchově aktivní látky stanovené dvoufázovou titrací.

Pokud k produktu nebyl přidán formalin, rezultoval gelovitý výrobek s prakticky neměřitelnou vískozitou. Pokud byl formalin přidán až po ochlazeni vzorku a vyrovnáni tlaku uvnitř autoklávu s atmosférickým, vznikl kalný a rozdělující se produkt. Produkt se stejně nevhodnými Teologickými vlastnostmi vznikl i tehdy, jestliže okamžik přidání formalinu byl indikován až poklesem teploty.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob přípravy kapalných tenzidú na bázi solí kyseliny sulfojantarové s 5 až 12 atomy uhlíku v alkylovém řetězci esterifi kuj1c1 ho alkoholu za tlaku, sulfitaci maleátu ve vodném prostředí za katalýzy amoniakem a nebo aminem, vyznačujíc! se tim, že po dosaženi stupně konverze 85 až 100 X se přidá 60 až 120 X molárnich vodného roztoku formaldehydu vztaženo na molární obsah přidávané báze k potlačení hydrolytických účinků báze, přičemž dosažení stupně konverze se urči vymizením zákalu vzorku samotného produktu ochlazeného na teplotu 15 až 75 °C a nebo zákalu jeho vodného roztoku o koncentraci 0,5 a i 15 X hmotnostních v procházejícím bílém světle.