DE3126175C2

DE3126175C2 - Verfahren zur Herstellung eines geruchlosen, wäßrigen Alkyläthersulfatkonzentrats

Info

Publication number: DE3126175C2
Application number: DE3126175A
Authority: DE
Inventors: Hideo Tokio/Tokyo Ando; Akira Yachiyo Chiba Hayashi; Kyozo Narashino Chiba Kitano
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1986-02-13
Also published as: US4411815A; JPS5716097A; DE3126175A1; JPS6232743B2

Abstract

Beschrieben wird die Herstellung eines geruchlosen Polyoxyethylenalkyläthersulfatkonzentrats einer Konzentration von mindestens etwa 85 Gew.% durch Wärmebehandlung einer wäßrigen Polyoxyethylenalkyläthersulfatlösung einer Konzentration von etwa 60 bis 80 Gew.% unter vermindertem Druck bei einer Temperatur von 50 ° bis 130 ° C.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß man eine etwa 60- bis 80gew.-%ige wäßrige Lösung eines Alkyläthersulfats unter einem Druck von 665 bis 26 600 Pa bei einer Temperatur von 50 bis 130° C einer Wärmebehandlung unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 70 bis 120° C durchführt.

-" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geruchlosen, wäßrigen Alkyläthersulfatkonzentrats durch Konzentrierung einer wäßrigen Lösung eines Alkyläthersulfats der allgemeinen Formel RO(CH₂CH₂O)_nSO₃M, worin bedeuten: R einen Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, π eine Durchschnittszahl für die addierten Mole Ethylenoxid von etwa 2 bis 10 und M ein ein wasserlösliches Salz lieferndes Kation. Zur Herstellung hochkonzentrierter wäßriger Alkyläthersulfatlösungen ist es bekannt, niedrigkonzentrierte

-'< wäßrige Alkyläthersulfatlösungen mit Hilfe eines Rotationsdünnschichtverdampfers einzuengen (vgl. JP-OS 29 304/1978) oder überschüssiges Alkali enthaltendes Alkyläthersulfat mit einem Nichtneutraltsationsmittel zu vermischen (vgl. JP-OS 64 564/1980).

Im Hinblick darauf, daß Alkyläthersulfate riechbare Bestandteile, z. B. als solche riechende Alkohole, in geringer Menge bei der Sulfatierung als Nebenprodukt gebildete zyklische Äther enthalten, wurde gemäß den Lehren der US-PS 38 93 940 ein Verfahren zum Entfernen nicht umgesetzter Alkohole durch Zusatz mehrwertiger Alkohole oder von Alkoholethoxylaten zu dem Alkyläthersulfat und Behandeln des erhaltenen Gemlschs bei vermindertem Druck entwickelt. Die Alkyläthersulfatkonzentratlon ist in diesem Fall jedoch nicht hoch, sie Hegt insbesondere in der Größenordnung von 27%.
Selbstverständlich gilt auch für wäßrige Alkyläthersulfatlösungen, daß sie aus Gründen einer weiteren

•^ Einsetzbarkeit, eines günstigeren Transports und einer besseren Lagerfähigkeit möglichst stark konzentriert sein sollen. Mit zunehmender Konzentration der Alkyläthersulfatlösung steigen aber auch die Mengen an Alkyläthersulfathydrolyseprodukten oder zyklischen Äthern. Weiterhin nimmt bei der Konzentration wäßriger Alkyläthersulfatlösungen deren Viskosität rasch zu. Infolgedessen wird es als schwierig angesehen, bei Alkyläthersulfatkonzentraten die riechenden Bestandteile wirksam entfernen zu können, weswegen einer Desodorierung solcher

ν Konzentrate bislang auch noch keine größere Beachtung geschenkt wurde.

Wäßrige Alkyläthersulfatlösungen oder pastöse Gemische sind so stark viskos, daß sie bei Konzentrationen über 40 Ge-v.-% fast gelleren und Ihre Viskosität verlieren. Bei welter steigender Konzentration (über 50 Gew.-96) wird die Lösung - obwohl sie nach wie vor stark viskos Ist - wieder fließfähig. Die geringste Fließfähigkeit weist das betreffende Konzentrat bei einer Konzentration von etwa 70 Gew.-% auf. Danach steigt die Viskosität

■ι? der Lösung wieder.

Bei der erfindungsgemäß durchgeführten Wärmebehandlung hochkonzentrierter Alkyläthersulfatlösungen unter vermindertem Druck wird davon ausgegangen, daß sich in einem Bereich, in dem die Lösung trotz ihrer hohen Konzentration fließfähig 1st, sogenannte reversible Mizellen (reversed micelle) bilden. Diese reversiblen Mizellen bestehen aus einer fortlaufenden Phase aus Alkyläthersulfat und einer Dispersionsphase aus Wasser.

^V) Ferner wird hierbei auch noch davon ausgegangen, daß sich die riechenden Komponenten in der fortlaufenden Phase lösen und infolgedessen der darin herrschende Dampfdruck (im Falle dieser reversiblen Mizellen) vergleichsweise hoch ist.

Erfindungsgemäß Ist es gelungen, auf direktem Wege hochkonzentrierte wäßrige Alkyläthersulfatlösungen gleichzeitig zu desodorieren und noch stärker zu konzentrieren.

v^; Gegenstand der Erfindung 1st somit ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine etwa 60- bis 8Ogew.-961ge wäßrige Lösung eines Alkyläthersulfats unter einem Druck von 665 bis 26 600 Pa bei einer Temperatur von 50 bis 13O⁰C einer Wärmebehandlung unterwirft.

Die erfindungsgemäß zu behandelnden Alkyläthersulfate der allgemeinen Formel RO(CH₂CH₂O)_nSO₃M liegen üblicherweise als Natrium-, r.alium- oder Magnesium- oder Mono-, Dl- oder Triethanolamlr.salze von Polyox-

«> yethylenalkyläthersulfatgemlschen vor, wobei die Anzahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe und die durchschnittliche Molzahl an addiertem Ethylenoxid voneinander verschieden sind. In typischer Welse handelt es sich hierbei um Alkyläthersulfate, wie sie als oberflächenaktive Mittel oder Netzmittel zum Einsatz gelangen.

Wie bereits erwähnt, geht man erfindungsgemäß von Alkyläthersulfatlösungen einer bevorzugten Konzentration von etwa 60 bis 80 Gew.-% aus. Wenn die Konzentration bei etwa 60% oder darunter Hegt, ist die Viskosl-

''5 tat so hoch, daß der Desodorterungsgrad beeinträchtigt wird. Dies gilt auch bei einer Konzentration von etwa 80% oder darüber. Die bei solchen Konzentrationen wieder hohe Viskosität dürfte auch der Grund dafür sein, daß bei Durchführung üblicher Maßnahmen keine stärker konzentrierten als 80%igen wäßrigen Alkyläthersulfatlösungen herstellbar sind. Etwa 60- bis 80gew.-%lge wäßrige Alkyläthersulfatlösungen erhält man beispielsweise

gemäß der JP-OS 64 564/1980 durch Vermischen von überschüssiges Alkali enthaltendem Polyoxyethylenalkyläthersulfat mit einem nicht neutralisierten Polyoxyethylenalkyläthersulfat bei einer Temperatur von 30° bis 60° C in Gegenwart oder Abwesenheit einer geringen Menge Zitronensäure oder eines Zitrats. Die erfindungsgemäß als Ausgangsmaterial einzusetzenden wäßrigen Alkyläthersultatlösungen können jedoch auch nach anderen als dem geschilderten Verfahren hergestellt werden, solange sie nur eine Konzentration von etwa 60 bis 80 -s Gew.-* aufweisen.

Die erfindungsgemäß durchgeführte Desodorierungsbehandlung erfolgt bei einer Temperatur von vorzugsweise 70 bis 120° C. Wenn die Temperatur 50° C unterschreitet, ist die Lösung zu viskos, um eine wirksame Desodorierung zu gewährleisten. Wenn dagegen die Temperatur 130° C übersteigt, kommt es zu unerwünschten Nebenwirkungen, z. B. einer Hydrolyse und Verfärbung des Alkyläthersulfats (Qualitätseinbuße) und gleichzei- w tig zu einer stärkeren Geruchsbildung. Der Druck während der Desodorierung Hegt im Bereich von 665 bis 26 600 Pa. Im Hinblick darauf, daß der Desodorierungstemperatur Grenzen gesetzt sind, erreicht man mit sinkendem Druck bessere Ergebnisse. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, ist auch der Dampfdruck niedriger. Folglich sollte die tatsächliche Untergrenze des Drucks bei der Desodorierungsbehandlung 665 Pa betragen.

Vorzugsweise sollte die Desodorierungsbehandlung in möglichst kurzer Zeit durchgeführt werden. Selbst is wenn die Desodorierungsbehandlung tei einer Temperatur von 130° C oder weniger durchgeführt wird, besteht bei längerer Desodorierung die Gefahr einer Hydrolyse und Verfärbung des Alkyläthersulfats unter gleichzeitiger Bildung eines unangenehmen bzw. schlechten Geruchs. Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Desodorierungsbehandlung eignen sich die verschiedensten Vorrichtungen. Am besten geeignet dürften zur Behandlung relativ hoch viskoser Substanzen verwendete Dünnschichtverdampfer sein. -"

Da bei der erfindungsgemäß durchgeführten Desodorierung eine Verdampfung von Wasser stattfindet, wird die wäßrige Alkyläthersulfatlösung weiter konzentriert. Trotzdem ändert sich der Desodorierungsgrad nicht, da die Viskosität langsam steigt. Je nach der Dauer der Desodorierungsbehandlung kann die wäßrige Alkyläthersulfatlösung um mindestens 5 Gew.-96 oder mehr konzentriert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert rasch kaum riechende Konzentrate einer Konzentration von etwa 80 Gew.-% bis zu etwa 90 Gew.-%. Im Vergleich dazu erreicht man bei Durchführung des Neutralisationsverfahrens kaum Konzentrationen von etwa 80 Gew.-%. Darüber hinaus lassen sich erfindungsgemäß auch noch Verbesserungen bezüglich des Viskositäts-Verhaltens, einer Vermeidung der Neutralisationswärme oder einer Vermeidung einer Hydrolyse und Verfärbung erreichen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen. ™

Beispiele
1. Herstellung des Alkyläthersulfats

Durch Addition von Ethylenoxid an einen synthetischen Alkohol mit 12 bis 13 Kohlenstoffatomen und einem 80%igen Anteil an gerader Kette erhält man ein Alkoholethoxylat mit durchschnittlich fünf addierten Molen Ethylenoxid. Dieses Alkoholethoxylat wird mit der l,lfachen molaren Menge Schwefeltrioxid, das mit einem Inertgas verdünnt 1st, mit Hilfe einer Dünnschichtsulfatlerungsvorrichtung sulfatiert. Danach wird das sulfatierte Alkoholethoxylat bei einer Temperatur von 30 bis 50° C mit verschieden konzentrierten Natrium- 4u hydroxidlösungen neutralisiert, wobei wäßrige Alkyläthernatriumsulfatlösungen mit Konzentrationen entsprechend den unterschiedlichen Alkalikonzentrationen erhalten werden.

Die geschilderten Maßnahmen werden wiederholt, wobei wäßrige Alkyläthersulfatlösungen erhalten werden, die sich in der Anzahl der Kohlenstoffatome der jeweiligen Alkylgruppe, in der durchschnittlich addierten Anzahl an Molen Ethylenoxid oder in dem verwendeten Alkall unterscheiden.

Die jeweils erhaltenen wäßrigen Alkyläthersulfatlösungen zeigen die in der folgenden Tabelle I zusammengestellten Eigenschaften.

Tabelle I Art des Alkyläthersulfats

Na	Na	K	TEA⁴)	X	Na	X	Na	Na	Na	Mg	Na
70	63	63	65	25	50	75	85	75	77
15	19	17	17	17	_	17	23	18	20
15	15	15	7	0,1	-	17	30	20	20
X	X	X		X	XX	χ	χ

s Anzahl der Kohlenstoffatome 9-11 12-13 12-13 12-13 12-13 12-13 12-13 12-13 12-13 14-15

der Alkylgruppe

durchschnittlich addierte 8333555555

Anzahl von Molen Ethylenoxid

_l(l Gegenion

Konzentration der wäßrigen
Alkyläthersulfallösung
(in Gew.-%)

Farbton¹)

" Viskosität (50° C, Pas)
Geruch²)

') Absorptionsmessung an einer 10gew.-%Igen wäßrigen Alkyläthersulfatlösung (ausgedrückt als -logT χ 10³). -^{n 2}) Organoleptlsche Bewertung: c : nahezu geruchlos

χ : stark widerwärtiger Geruch xx : sehr stark widerwärtiger Geruch ^!) Die Lösung geliert und läßt sich nicht neutralisieren. ⁴) Trlethanolamlnsalz

2. Desodorlerungsbehandlung

Die wäßrigen Alkyläthersulfatlösungen der in Tabelle I aufgeführten Eigenschaften werden mit einer Geschwindigkeit von 40 kg/h einem Dünnschichtverdampfer einer Verdampfungsfläche von 0,1 m² zugeführt J'i und zur Desodorierung eingeengt. Die Behandlungsbedingungen während der Desodorierung und die Eigenschaften der erhaltenen Produkte ergeben sich aus der folgenden Tabelle II.

Tabelle II	1	2	3²)	4	5	6	7³)	8	9	10	11
35 Versuch Nr.	A 30	A 120	A 150	B 100	C 100	D 100	E 100	G 100	H 100	I 100	J - 120
Art des Alkyläthersulfats Behandlunp.s-

18	22
0,5	1
O	O
O	O

temperatur (° C)

Behandlungsdruck 9310 19950 26600 6650 9310 6650 13300 13300 13300 6650 9310 (in Pa)

Konzentration des 79 88 90 85 85 86 - 90 95 93 96

Produkts (Gew.-96)

Farbton¹) 15 15 21 19 18 18 - 17 24

Viskosität 20 0,7 0,4 25 23 13 - 0,3 0,5
(70° C, Pas)

5n Geruch¹) xo χ οοο- ο χ

Gesamtwertung xo χ οοοχ ο χ

') Bezüglich der Beurteilung des Farbtons und des Geruchs vgl. Tabelle I

²) Die Behandlungstemperatur Ist so hoch, daß ein Teil (etwa 3%) des Alkyläthersulfats zersetzt wird.
³) Es kommt zu einer so starken Blasenbildung, daß eine desodorierende Konzentration nicht möglich Ist.

Aus den Tabellen I und II geht hervor, daß sich durch Wärmebehandlung wäßriger Alkyläthersulfatlösungen einer Konzentration von 63 bis 77 Gew.-% bei Drucken von 665 bis 19 950 Pa die betreffenden wäßrigen Lösungen sowohl desodorieren als auch auf 85 bis 96 Gew.-% konzentrieren lassen (vgl. Versuche Nr. 2, 4-6, 8, 10

^(ll) und 11). Im Gegensatz dazu kommt es bei der Wärmebehandlung einer niedrigkonzentrierten wäßrigen Alkyläthersulfatlösung bei vermindertem Druck ('.'ersuch Nr. 7) zu einer heftigen Blasenbildung, so daß die Verfahrensdurchführung Schwierigkelten bereitet. Wird dagegen eine hochkonzentrierte wäßilge Alkyläthersulfatlösung erfindungsgemäß behandelt (Versuch Nr. 9), erreicht man zwar eine noch stärkere Konzentrierung der wäßrigen Lösung, jedoch keine Desodorierung. Es sei noch darauf hingewiesen, daß man keine Desodorierung erreicht,

''5 wenn die Wärmebehandlungstemperatur niedrig (Versuch Nr. 1) oder hoch (Versuch Nr. 3) ist, auch wenn die Konzentration der wäßrigen Alkyläthersulfatlösung Innerhalb der angegebenen Grenzen liegt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines geruchlosen, wäßrigen Alkyläthersulfatkonzentrats durch Konzentrierung einer wäßrigen Lösung eines Alkyläthersulfats der allgemeinen Formel RO(CH₂CH₂O)_nSO₃M, worin bedeuten:

R einen Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen;

η eine Durchschnittszahl für die addierten Mole Ethylenoxid von etwa 2 bis 10 und

M ein ein wasserlösliches Salz lieferndes Kation,