JP2001002633A

JP2001002633A - α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の製造方法およびスルホン化装置

Info

Publication number: JP2001002633A
Application number: JP17168399A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Tano; 哲雄田野; Masahisa Yoshiya; 昌久吉屋; Hiroshi Nishio; 拓西尾; Seiji Matoba; 誠二的場; Yozo Miyawaki; 洋三宮脇
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2001-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】着色抑制剤存在下で薄膜反応を行うことがで
きるα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の製造方法と
スルホン化装置を提供する。【解決手段】反応管１２の下方から脂肪酸アルキルエ
ステルを含む原料液相とスルホン化ガスを導入し、該ス
ルホン化ガスの上昇によって、前記原料液相を前記反応
管の内壁にそって環状液膜状に上昇させるとともに、前
記スルホン化ガスと接触させてスルホン化する工程を含
むα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の製造方法にお
いて、反応管１２の下方に設けられた導入部１６に、原
料液相とスルホン化ガスを下降方向に導入し、この導入
部１６の底面７ａに衝突させることによって進行方向を
反転させて、前記反応管１２に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、α−スルホ脂肪酸
アルキルエステル塩の製造方法とスルホン化装置に関
し、特に着色を抑制しつつ、効率よくα−スルホ脂肪酸
アルキルエステル塩を得ることができるものである。

【０００２】

【従来の技術】α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩は
界面活性剤として用いられ、特に洗浄力が高く、生分解
性が良好で、環境に対する影響が少ないため、洗浄剤材
料としての性能が高く評価されている。α−スルホ脂肪
酸アルキルエステル塩は、脂肪酸アルキルエステルをス
ルホン化ガスでスルホン化してα−スルホ脂肪酸アルキ
ルエステルを製造し、これを中和して得られる。しかし
ながら、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の製造に
おいては、脂肪酸アルキルエステルのスルホン化の際に
α−スルホ脂肪酸アルキルエステルが着色しやすいとい
う問題があった。このため、本出願人は、種々の着色抑
制剤の存在下でスルホン化して着色を抑制する方法を、
特願平０８−２４４３３号、特願平０８−３３６０７７
号、特願平０８−３４０１４９号、特願平０８−３４０
１４８号、特願平０８−３４０１４７号、特願平０８−
３４２２４４号、特開平０９−２１６８６１号公報、特
開平０９−２１６８６２号公報、特開平０９−２１６８
６３号公報などにおいて提案している。

【０００３】これらの中では特開平０９−２１６８６３
号公報に示されている一価の金属イオンを有し、かつ平
均粒径２５０μｍ以下の無機硫酸塩は、着色抑制効果が
高く、安価なものが多く、さらに洗浄剤に配合される成
分なので、最終的にα−スルホ脂肪酸アルキルエステル
塩（製品）から除去する必要がないため好適である。ま
た、特願平８−３４０１４９号公報に開示されている有
機酸塩も好適である。

【０００４】一方、脂肪酸アルキルエステルなどの有機
化合物原料を効率よくスルホン化する方法として、薄膜
式の反応方法が提案されている。例えば、特公昭４７−
３７４０７号公報、特公昭５１−１５０１８号公報、特
公昭５５−３０７０４号公報には、以下のような垂直上
昇薄膜管型反応装置によるスルホン化方法が開示されて
いる。すなわち、円筒型の反応管の下方からスルホン化
ガスと原料液層を上昇方向に供給し、前記スルホン化ガ
スの上昇によって、前記反応管の内壁沿いに上昇する原
料液層からなる環状液膜を発生させ、この環状液膜と前
記スルホン化ガスを接触させてスルホン化する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、α−ス
ルホ脂肪酸アルキルエステル塩の製造においては、上述
の着色抑制剤は、原料の脂肪酸アルキルエステルを加熱
してなる液相にはほとんど溶解しないため、着色抑制剤
粒子を分散させた原料液相（固液混合相）をスルホン化
ガスと接触させなくてはならない。このため、反応方式
が限定されるという問題があった。つまり、上述のよう
な垂直上昇薄膜反応装置を用いると、着色抑制剤粒子の
沈降などが発生し、着色抑制剤を均一に分散させた原料
液相を薄膜化することができないため、反応方式が槽型
反応に限定されていた。したがって、反応時間の短縮化
に限界があり、連続反応の適用も困難で、製造効率の向
上が望まれていた。よって、本発明においては、従来よ
り製造効率を向上させることができるα−スルホ脂肪酸
アルキルエステル塩の製造方法とスルホン化装置を提供
することを課題とする。また、着色抑制剤存在下で薄膜
反応を行うことができるα−スルホ脂肪酸アルキルエス
テル塩の製造方法とスルホン化装置を提供することを課
題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、反応管の下方から脂肪酸アルキ
ルエステルを含む原料液相とスルホン化ガスを導入し、
該スルホン化ガスの上昇によって、前記原料液相を前記
反応管の内壁にそって環状液膜状に上昇させるととも
に、前記スルホン化ガスと接触させてスルホン化する工
程を含むα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の製造方
法において、反応管の下方に設けられた導入部に、原料
液相とスルホン化ガスを下降方向に導入し、該導入部の
底面に衝突させることによって進行方向を反転させて、
前記反応管に供給することを特徴とするα−スルホ脂肪
酸アルキルエステル塩の製造方法を提案する。この製造
方法においては、着色抑制剤の粒子が分散している原料
液相をスルホン化することによって、着色を抑制し、白
色に近い淡色のα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩を
製造することができる。また、本発明においては、反応
管の下方から原料液相とスルホン化ガスを導入し、該ス
ルホン化ガスの上昇によって、前記原料液相を前記反応
管の内壁にそって環状液膜状に上昇させるとともに、前
記スルホン化ガスと接触させてスルホン化するスルホン
化装置において、反応管の下方に設けられた導入部に、
原料液相とスルホン化ガスを下降方向に導入し、該導入
部の底面に衝突させることによって進行方向を反転させ
て、前記反応管に供給するようになっていることを特徴
とするスルホン化装置を用いると好ましい。このスルホ
ン化装置においては、原料液相中に着色抑制剤の粒子を
分散させる撹拌槽を備え、該撹拌槽から前記導入部に当
該着色抑制剤の粒子を分散させた原料液相を供給するよ
うになっていると好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明においては、好ましくは下
記の一般式（Ｉ）Ｒ¹ＣＨ₂ＣＯＯＲ² …（Ｉ）（式中、Ｒ¹は炭素数6〜24の直鎖ないし分岐アルキル基
またはアルケニル基を表し、Ｒ²は炭素数1〜6の直鎖な
いし分岐アルキル基を表す）で示される脂肪酸アルキル
エステルを原料として用いる。脂肪酸アルキルエステル
は、牛脂、魚油ラノリンなどから誘導される動物系油
脂；ヤシ油、パ−ム油、大豆油などから誘導される植物
系油脂；α−オレフィンのオキソ法から誘導される合成
脂肪酸アルキルエステルなどのいずれでもよく、特に限
定はされない。

【０００８】具体的には、ラウリン酸メチル、エチルま
たはプロピル；ミリスチン酸メチル、エチルまたはプロ
ピル；パルミチン酸メチル、エチルまたはプロピル；ス
テアリン酸メチル、エチルまたはプロピル；硬化牛脂脂
肪酸メチル、エチルまたはプロピル；硬化魚油脂肪酸メ
チル、エチルまたはプロピル；ヤシ油脂肪酸メチル、エ
チルまたはプロピル；パ−ム油脂肪酸メチル、エチルま
たはプロピル；パ−ム核油脂肪酸メチル、エチルまたは
プロピルなどを例示することができ、これらは単独、あ
るいは２種以上混合して用いることができる。また、ヨ
ウ素価が低い方が着色しにくいため、好ましくはそのヨ
ウ素価が１．０以下、好ましくは０．５以下、さらに好
ましくは０．２以下のものを用いる。特に０．２以下の
ものを用いると、０．２をこえるものを用いた場合と比
較して、色調改善効果が大きい。

【０００９】着色抑制剤としては、上述のように一価の
金属イオンを有し、かつ平均粒径２５０μｍ以下の無機
硫酸塩、または有機酸塩が好適である。無機硫酸塩は、
一価の金属イオンを有する粉末状の無水塩であれば特に
限定されず、例えば硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫
酸リチウムなどが例示される。無機硫酸塩の平均粒径は
２５０μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下とされる。
２５０μｍ以下とすることによって、原料との接触面積
が大きくなり、分散性が向上する。また、有機酸塩とし
ては蟻酸ナトリウム、蟻酸カリウム、酢酸ナトリウムな
どが好ましい。有機酸塩の平均粒径も、原料との接触面
積と分散性の向上の観点から、２５０μｍ以下、好まし
くは１００μｍ以下とされる。着色抑制剤の添加量は、
原料の脂肪酸アルキルエステルに対して０．１〜３０重
量％、好ましくは０．１〜２０重量％、さらに好ましく
は３〜２０重量％である。０．１重量％未満の場合は添
加効果が得られない。

【００１０】スルホン化ガスはＳＯ₃ガス、発煙硫酸な
どが例示できるが、好ましくはＳＯ₃ガスが用いられ
る。脱湿した空気または窒素などの不活性ガスで濃度１
〜３０容量％に希釈したＳＯ₃ガスを用いると好まし
い。ＳＯ₃は原料の脂肪酸アルキルエステルに対して
１．０〜２．０倍モル、好ましくは１．０〜１．７倍モ
ル、さらに好ましくは１．０５〜１．５倍モル用いられ
る。１．０倍モル未満では反応が十分に施行せず、２倍
モルをこえると反応が過剰になって副生物や着色の原因
となる場合がある。

【００１１】図１は本発明のスルホン化装置の一例を示
した概略構成図である。以下、スルホン化反応の操作例
とともに説明する。すなわち、撹拌槽１に原料の脂肪酸
アルキルエステルと着色抑制剤粒子を仕込み、脂肪酸ア
ルキルエステルの融点以上の反応温度に加熱して脂肪酸
アルキルエステルを液状にするとともに、撹拌によって
着色抑制剤粒子を均一に分散させた原料液相（固液混合
相）とする。前記反応温度は脂肪酸アルキルエステルが
流動性を有する温度とされる。一般に、脂肪酸アルキル
エステルの融点以上、好ましくは１１０℃以上とされ
る。反応温度の上限値は実質的に１５０℃とされる。１
１０℃以上に設定することによって短時間で原料反応率
が上昇するため、後述する熟成工程を省略することがで
きる場合がある。

【００１２】ついで、前記固液混合相を、ポンプ２の作
用によって、撹拌槽１の底に設けられた抜き出し管３か
ら抜き出し、一部を循環管４から再び撹拌槽１の上方か
らもどして循環させるとともに、残りを供給管５からス
ルホン化装置の導入部６に設けられた原料導入管８に供
給する。循環管４によって固液混合相を循環させること
によって、より原料中に均等に着色抑制剤粒子を分散さ
せ、固液混合相の組成を一定に保つという効果が得られ
る。抜き出し管３内、循環管４内および原料導入管８内
における固液混合相（原料液相）の管内流速は０．７ｍ
／秒以上、実質的には０．７〜１．２ｍ／秒とされる。
０．７ｍ／秒未満の場合は、管内で着色抑制剤粒子が沈
降するなどして、固液混合相の組成が安定しないことが
ある。そして、このとき導入部６には、上述のように固
液混合相を導入するのと同時に、そのスルホン化ガス導
入管９からスルホン化ガスを導入する。

【００１３】この例において、スルホン化ガスは、Ｓ０
₃濃度が８容量％になるように窒素ガスで希釈したもの
を用い、その供給速度は０．３ｍ³／分に設定してい
る。また、原料導入管８からの固液混合層の供給速度
は、原料換算で１２７．６ｇ／分に設定している。この
例において、時間あたりの原料の供給容積に対するスル
ホン化ガスの供給容積比は２３５０倍となる。この比率
は５０倍以上、好ましくは２００〜１０，０００倍に設
定される。５０倍未満であると、固液混合相を環状液膜
状にして反応管１２内を上昇させることができなくなる
場合がある。

【００１４】すなわち、図１、図２に示したように、導
入部６は、その上部が開口した略管状有底の本体７の側
面に原料導入管８とスルホン化ガス導入管９が設けられ
て概略構成されている。そして、前記本体７の上部の開
口部は、円管状で、かつその軸方向が鉛直方向になるよ
うに配置された反応管１２の下端に接続され、この反応
管１２内に開口している。また、前記原料導入管８と前
記スルホン化ガス導入管９は、それぞれくの字型に屈曲
され、水平方向に導入した固液混合相またはスルホン化
ガスを、本体７内において、底面７ａに向かって鉛直方
向（下降方向）に導くようになっている。そして、上述
のように原料導入管８とスルホン化ガス導入管９から本
体７内に供給された固液混合相とスルホン化ガスは、底
面７ａに衝突し、一瞬混合されるとともに反転して上昇
し、本体７の上方の出口７ｂから反応管１２に供給され
る。この本体７には、その側面と底面７ａを覆うジャケ
ット１０が設けられ、ジャケット１０内に冷水を循環さ
せることにより、脂肪酸アルキルエステルとスルホン化
ガスの混合によって発生する急激な発熱を冷却するよう
になっている。

【００１５】また、本体７はフェルール７ｃによって上
部部材と下部部材が一体化されてなり、洗浄などの際に
はフェルール７ｃを取り外して分解できるようになって
いる。さらに、本体７の底面には抜き出し管１１が設け
られている。この抜き出し管１１にはバルブが設けら
れ、反応時には閉じた状態とされているが、必要に応じ
て開放して本体７に残留する原料などを抜き出せるよう
になっている。

【００１６】この例において、導入部６はＳＵＳ３１６
などのステンレス製の容量１００ｍｌのもので、本体７
の内径は約３７ｍｍ、高さは約７０ｍｍである。また、
本体７の上方は、底面７ａからの高さが約１４０ｍｍの
位置から縮径され、出口７ｂの内径は約１３．８ｍｍに
なっている。原料導入管８の外径、内径はそれぞれ３ｍ
ｍ、２ｍｍである。また、底面７ａと、原料導入管８の
下端との距離は約２０ｍｍである。

【００１７】また、スルホン化ガス導入管９の外径、内
径は、それぞれ１０．５ｍｍ、８．１ｍｍである。ま
た、底面７ａとスルホン化ガス導入管９の下端との距離
は約２０ｍｍである。これらの設計条件は、反応管１２
内のガス速度が１０ｍ／秒以上、好ましくは２０〜１０
０ｍ／秒となるように、スルホン化ガスの供給量ととも
に調製して設定される。１０ｍ／秒未満であると、固液
混合相を、環状液膜状にして反応管１２内を上昇させる
ことができなくなる場合がある。

【００１８】また、反応管１２は、図１に示したよう
に、複数本並列され、かつ相互に接続管１４によって接
続されている。この例において、反応管１２の外径、内
径は、それぞれ１５ｍｍ、１３．８ｍｍである。また、
この反応管１２は接続管１４を介して４本直列に接続さ
れている。また、反応管１２は、１本の長さが１ｍの反
応管を２本接続した２段構造となっており、ひとつの反
応管１２の長さは２ｍである。接続管１４の内径と長さ
は、それぞれ１３．８ｍｍ、１ｍである。したがって、
反応管１２と接続管１４からなる反応管の全長は１１ｍ
である。また、反応管１２の周囲にはジャケット１３が
設けられており、これに温水や加熱したオイルなどを流
して反応管１２内の反応温度を維持できるようになって
いる。

【００１９】そして、上述のように導入部６から反応管
１２に供給された固液混合相は、同時に供給されるスル
ホン化ガスの上昇によって加速されるとともに、大量の
スルホン化ガスによって、反応管１２の内壁に押しつけ
られることによって、図３に示したように反応管１２の
内壁にそう環状液膜となって上昇する。このとき、環状
液膜の表面は、接触するスルホン化ガスの流れによって
波状となる。

【００２０】例えば、この例において、環状液膜の平均
厚さと環状液膜の流速との関係と、それぞれの反応管１
２内の滞留時間は以下のようになる。なお、滞留時間は
反応管の全長が１１ｍの場合の値である。これらの値
は、固液混合相（原料液相）とスルホン化ガスの供給速
度や原料とスルホン化ガスの供給比率などによって調整
することができる。平均厚さ(ｍｍ) 流速 (ｃｍ／秒) 滞留時間(秒) １４．９２２４０．５９．８１１２０．１４９．１２２

【００２１】環状液膜の厚さは好ましくは１ｍｍ以下、
より好ましくは０．８〜０．１ｍｍとされる。１ｍｍを
こえるとスルホン化ガスとの接触面積が低下するため不
都合である。また、環状液膜の流速は反応管の内径など
によって調整されるため、特に限定しないが、５ｃｍ／
秒以上、好ましくは１０〜５０ｃｍ／秒とされる。ま
た、滞留時間は１５〜３００秒程度である。

【００２２】ついで、最後の反応管１２を経た固液反応
層とスルホン化ガスは、回収部導入管１５から回収部１
６に導かれる。そして、この回収部１６にそれぞれ設け
られたスルホン化物排出管１７と排ガス排出管１８か
ら、スルホン化物と排ガスが回収される。

【００２３】このように本発明においては、導入部６に
おいて、原料導入管８とスルホン化ガス導入管９から下
降方向に導入された固液混合相とスルホン化ガスが、本
体７の底面７ａに衝突し、その進行方向が反転させられ
ることによって加速される。その結果、原料中に着色抑
制剤の粒子が分散した固液混合相の組成を保ったまま
で、反応管１２の内壁に沿う環状液膜が発生し、反応管
１２内を上昇する。そして、前記環状液膜がスルホン化
ガスと効率よく接触し、かつ、この環状液膜中に略均一
分散する着色抑制剤の作用によって着色を抑制しながら
薄膜反応が進行する。また、このような着色抑制剤の分
散効果の他に、従来の反応管の下方から原料液相とスル
ホン化ガスを上昇方向に導入する方法と比較して気液の
混合撹拌効果が強いという作用が得られる。このように
薄膜式の反応方式の適用が可能なため、反応時間の短縮
化と、連続反応方式の適用が可能となり、製造効率を向
上させることができる。

【００２４】ところで、脂肪酸アルキルエステルのスル
ホン化メカニズムについては、Smith and Stirton：JAO
CS ｖｏｌ．４４,Ｐ．４０５（１９６７）およびSchmi
d, Baumann, Stein, Dolhaine： Proceeding of the W
orld Surfactants Congress Munchen, ｖｏｌ．２,
Ｐ．１０５, Gelnhausen, Kurle（１９８４）およびH.Y
oshimura:油化学(JJOCS)，４１巻，１０頁（１９９
２）に示されるように、以下の反応スキームによって進
行する。

【００２５】

【化１】

【００２６】この反応スキームに示されているように、
脂肪酸アルキルエステルをスルホン化すると、はじめに
アルコキシ基にＳＯ₃が挿入する反応がおこり、ＳＯ₃一
分子付加体が生成する。そして、つぎの段階で、さらに
ＳＯ₃と反応してα位にスルホン基が導入され、ＳＯ₃二
分子付加体が生成する。そして、最後に、アルコキシ基
に挿入したＳＯ₃が脱離してα−スルホ脂肪酸アルキル
エステルが生成する。この反応速度は、反応条件によっ
ては遅いことがあるため、必要に応じて上述のように脂
肪酸アルキルエステルとスルホン化ガスとを接触させた
スルホン化物を所定温度で保持する熟成工程を設けて反
応をさらに進行させる。

【００２７】熟成工程の温度は７０〜１００℃が適当で
ある。７０℃より低いと反応が速やかに進行せず、１０
０℃をこえると着色しやすくなることがある。反応時間
は１〜１２０分とされる。また、脂肪酸アルキルエステ
ルのスルホン化においては、スルホン化ガスとの接触時
においても着色は進行するが、特に熟成工程の際に進行
しやすい場合がある。このため、スルホン化装置導入前
の原料に着色抑制剤を添加せずに、スルホン化ガスと接
触させた後のスルホン化物に着色抑制剤を添加して熟成
を行うこともできる。

【００２８】また、熟成工程の後に必要に応じて、残存
するＳＯ₃二分子付加体を低級アルコールでエステル化
するエステル化工程を設けて、アルコキシ基に挿入して
いるＳＯ₃の脱離を促進することにより、純度を向上さ
せることができる。エステル化工程に用いる低級アルコ
ールは、原料の脂肪酸アルキルエステルのアルコール残
基の炭素数と等しい炭素数１〜６のものが好ましいが、
特に限定されることはない。低級アルコールは、反応液
中の二分子付加体に対して０．５〜５．０倍モル、好ま
しくは０．８〜２．０倍モル用いられる。反応温度は５
０〜１００℃、好ましくは５０〜９０℃、反応時間は５
〜１２０分とされる。

【００２９】ついで、このようにして得られたα−スル
ホ脂肪酸アルキルエステルを、アルカリによって中和し
てα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩とする。中和工
程は、α−スルホ脂肪酸アルキルエステルとアルカリと
の中和液のｐＨが、酸性あるいは弱いアルカリ性の範囲
（ｐＨ４〜９）で行われると好ましい。強アルカリ性の
場合、エステル結合が切断されやすくなる可能性があ
る。アルカリは、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金
属、アンモニア、エタノールアミンの水溶液が用いられ
る。アルカリ水溶液の濃度は２〜５０重量％程度とされ
る。中和温度は３０〜１４０℃、中和時間は１０〜６０
分間とされる。また、中和液（スラリー）中の活性剤濃
度（有効成分濃度(ＡＩ濃度)）は６０〜８０重量％、好
ましくは６２〜７５重量％とされる。活性剤濃度とは、
α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩と、副生物である
α−スルホ脂肪酸ジアルカリ塩との合計濃度である。こ
の範囲外の場合は、スラリーの粘度が著しく上昇する
か、スラリーの粘度が低い範囲は活性剤濃度が著しく低
くなる。スラリーの粘度が高くなるとポンプ輸送などの
ハンドリングが困難となる場合があり、活性剤濃度が低
いと製造効率が低下するため不都合である。

【００３０】また、必要に応じて、中和工程の前あるい
は後に、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の色調を
白色に近い色に改善するための処理を行うことができ
る。色調を改善する処理とは、例えば過酸化水素などの
漂白剤を用いた漂白処理などがあげられ、好ましくは中
和工程後に行われる。

【００３１】そして、この工程の後、常法によって、α
−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩のスラリーから、α
−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩を粉状、粒子状など
に成形して製品を得る。

【００３２】本発明の実施の態様をまとめると以下のよ
うになる。 (1) 脂肪酸アルキルエステルは、そのヨウ素価が１．
０以下、好ましくは０．５以下、さらに好ましくは０．
２以下のものを用いる。 (2) 着色抑制剤は、一価の金属イオンを有し、かつ平
均粒径２５０μｍ以下の無機硫酸塩、または有機酸塩が
好適である。無機硫酸塩は、硫酸ナトリウム、硫酸カリ
ウム、硫酸リチウムなどが例示される。有機酸塩は、蟻
酸ナトリウム、蟻酸カリウム、酢酸ナトリウムなどが好
ましい。 (3) 脂肪酸アルキルエステルとスルホン化ガスとを接
触させる際の反応温度は脂肪酸アルキルエステルの融点
以上、好ましくは１１０℃以上とされる。反応温度の上
限値は実質的に１５０℃とされる。 (4) スルホン化装置への時間あたりの原料液層の供給
容積に対するスルホン化ガスの供給容積比は比率は５０
倍以上、好ましくは２００〜１０，０００倍に設定され
る。 (5) 反応管内のガス速度は１０ｍ／秒以上、好ましく
は２０〜１００ｍ／秒とされる。 (6) 環状液膜の厚さは好ましくは１ｍｍ以下、より好
ましくは０．８〜０．１ｍｍとされる。また、環状液膜
の流速は５ｃｍ／秒以上、好ましくは１０〜５０ｃｍ／
秒とされる。また、滞留時間は１５〜３００秒程度であ
る。

【００３３】

【実施例】以下、実施例を示してさらに具体的に本発明
について説明する。（実験番号１）原料として、ミリスチン酸メチルとパル
ミチン酸メチルの割合が、重量比で２：８の混合脂肪酸
メチルエステル（ヨウ素価：０．０３）を用い、図１、
２に示したものと同様のスルホン化装置において、８容
量％に希釈した無水硫酸ガス１．２倍モル（対混合脂肪
酸メチルエステル）を、反応温度８０℃で接触させた。
このときの反応管中の原料の環状液膜の平均厚さは０．
３ｍｍ、流速５ｃｍ／秒、滞留時間は６０秒に設定し
た。ついで、得られたスルホン化物を、３００ｍｌ撹拌
器付きガラス製反応器において、８０℃に保ちながら、
原料の反応率が９８％をこえるまで６０分間熟成を行っ
た。そして、得られたα−スルホ脂肪酸メチルエステル
の色調について、その５重量％エタノール溶液を、４０
ｍｍ光路長、Ｎｏ．４２ブルーフィルターを用いてクレ
ット光電光度計で測定した。

【００３４】（実験番号２）原料の混合脂肪酸メチルエ
ステルに対して着色抑制剤として平均粒径５０μｍの無
水硫酸ナトリウムを５重量％添加した固液混合相を用い
た以外は、実験番号１と同様にしてα−スルホ脂肪酸ア
ルキルエステルを製造し、その色調を測定し、結果を表
１に示した。（実験番号３）スルホン化の反応温度を１３０℃に設定
し、スルホン化装置から回収したスルホン化物の原料反
応率が９８％をこえていたため、熟成を行わなかった以
外は、実験番号２と同様にしてα−スルホ脂肪酸アルキ
ルエステルを製造し、その色調を測定した。結果を表１
に示した。（実験番号４）着色抑制剤として平均粒径２００μｍの
ギ酸ナトリウムを、原料に対して３重量％添加した以外
は、実験番号２と同様にして実験を行ってα−スルホ脂
肪酸アルキルエステルを製造し、その色調を測定した。
なお、このときの熟成時間は１０分であった。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１の結果より、図１、２に示したスルホ
ン化装置においては、原料中に着色抑制剤を分散させた
固液混合相をスルホン化ガスと接触させて反応させるこ
とができ、その結果、色調が良好なα−スルホ脂肪酸ア
ルキルエステルが得られることが明らかである。また、
反応温度を１３０℃に設定することにより、熟成工程を
省くことができ、反応温度が８０℃のときと比較して、
色調の劣化は殆どないことがわかった。

【００３７】（実験番号５）着色抑制剤をスルホン化装
置供給前には添加せずに、原料とスルホン化ガスを接触
させたスルホン化物に添加して熟成工程を行った以外
は、実験番号２と同様にして実験を行った。なお、熟成
時間は３０分間であった。また、熟成工程後の原料反応
率は９８．３％、色調は１５００であった。

【００３８】（実験番号６）ヨウ素価０．２３の原料を
用いた以外は実験番号１と同様にして実験を行った。な
お、熟成時間は６０分間であった。また、熟成工程後の
原料反応率は９８．０％、色調は４３５０であった。（実験番号７）ヨウ素価０．２３の原料を用いた以外は
実験番号５と同様にして実験を行った。なお、熟成時間
は４０分間であった。また、熟成工程後の原料反応率は
９８．２％、色調は２２００であった。

【００３９】（実験番号８）原料として、パルミチン酸
メチルとステアリン酸メチルの割合が７：３の混合脂肪
酸メチルエステル（ヨウ素価：０．０６）を用いた以外
は、実験番号１と同様にして実験を行った。なお、熟成
時間は６０分間であった。また、熟成工程後の原料反応
率は９７．９％、色調は３３００であった。（実験番号９）原料として、パルミチン酸メチルとステ
アリン酸メチルの割合が７：３の混合脂肪酸メチルエス
テル（ヨウ素価：０．０６）を用い、着色抑制剤として
平均粒径１５０μｍの硫酸カリウムを用いた以外は、実
験番号５と同様にして実験を行った。なお、熟成時間は
４０分間であった。また、熟成工程後の原料反応率は９
８．１％、色調は１６５０であった。

【００４０】実験番号１と実験番号５、実験番号６と実
験番号７、実験番号８と実験番号９をそれぞれ比較する
と、着色抑制剤によって色調が大きく改善されることが
明らかである。また、実験番号２と実験番号５を比較す
ると、着色抑制剤の存在下にスルホン化ガスと接触させ
ることによって、着色抑制効果を向上させることができ
ることがわかる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、原料液相とスルホン化ガスを、反応管の下方に設け
られた導入部に、それぞれ下降方向に導入し、この導入
部の底面に衝突させ、進行方向を反転させて加速して前
記反応管に供給する。その結果、原料中に着色抑制剤の
固体粒子が分散した固液混合相（原料液相）の組成を保
ったままで、反応管の内壁に沿う環状液膜状として、反
応管内を上昇させることができる。その結果、前記環状
液膜とスルホン化ガスを効率よく接触させ、かつ、この
環状液膜中に略均一分散する着色抑制剤の作用によっ
て、着色を抑制しながら薄膜反応を進行させることがで
きる。このため、反応時間の短縮化や連続反応方式の適
用により、製造効率を向上させることができ、かつ良好
な色調のα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩を製造す
ることができる。また、着色抑制剤の分散効果の他に、
従来の反応管の下方から原料液相とスルホン化ガスをい
ずれも上昇方向に導入する方法と比較して気液の混合撹
拌の効果が強いという作用が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスルホン化装置の一例を示した概略
構成図である。

【図２】図１に示した導入部の構造を示した拡大図で
ある。

【図３】図１に示した装置において、反応管内の状態
を示した説明図である。

【符号の説明】

１…撹拌槽、２…ポンプ、３…抜き出し管、４…循環
管、５…供給管、６…導入部、７…本体、７ａ…底面、
７ｂ…出口、８…原料導入管、９…スルホン化ガス導入
管、１０…ジャケット、１２…反応管、１３…ジャケッ
ト、１４…接続管、１５…回収部導入管、１６…回収
部、１７…スルホン化物排出管、１８…排ガス排出管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西尾拓東京都墨田区本所一丁目３番７号ライオン株式会社内 (72)発明者的場誠二東京都墨田区本所一丁目３番７号ライオン株式会社内 (72)発明者宮脇洋三東京都墨田区本所一丁目３番７号ライオン株式会社内Ｆターム(参考） 4H003 AB21 CA16 FA03 4H006 AA02 AA04 AC61 AD40 BA02 BA32 BA36 BC10 BC18 BC40 BD21 BD80

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応管の下方から脂肪酸アルキルエステ
ルを含む原料液相とスルホン化ガスを導入し、該スルホ
ン化ガスの上昇によって、前記原料液相を前記反応管の
内壁にそって環状液膜状に上昇させるとともに、前記ス
ルホン化ガスと接触させてスルホン化する工程を含むα
−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の製造方法におい
て、反応管の下方に設けられた導入部に、原料液相とスルホ
ン化ガスを下降方向に導入し、該導入部の底面に衝突さ
せることによって進行方向を反転させて、前記反応管に
供給することを特徴とするα−スルホ脂肪酸アルキルエ
ステル塩の製造方法。
【請求項２】着色抑制剤の粒子が分散している原料液
相をスルホン化することを特徴とする請求項１記載のα
−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の製造方法。
【請求項３】反応管の下方から原料液相とスルホン化
ガスを導入し、該スルホン化ガスの上昇によって、前記
原料液相を前記反応管の内壁にそって環状液膜状に上昇
させるとともに、前記スルホン化ガスと接触させてスル
ホン化するスルホン化装置において、反応管の下方に設けられた導入部に、原料液相とスルホ
ン化ガスを下降方向に導入し、該導入部の底面に衝突さ
せることによって進行方向を反転させて、前記反応管に
供給するようになっていることを特徴とするスルホン化
装置。
【請求項４】請求項３記載のスルホン化装置におい
て、原料液相中に着色抑制剤の粒子を分散させる撹拌槽
を備え、該撹拌槽から前記導入部に当該着色抑制剤の粒
子を分散させた原料液相を供給するようになっているこ
とを特徴とするスルホン化装置。