JP2009534431A - α−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
RCH2COOR1
ここで、RはC4〜C20(好ましくは、C12〜C18のアルキル基)であり、R1はC1〜C3(好ましくは、C1〜C2)である。
II)は一種の混合酸無水物又は付加生成物であるかもしれないが、スルホン酸塩ではな
い。
SO3が反応し、以下に示した他の中間体(III)を生成する。中間体(III)はスルホン
酸塩でもあり、SO3の付加生成物又は混合酸無水物でもある。
離したSO3を形成する。放出されたSO3は後に、最後のステップにおける脂肪酸メチルエステル(I)または中間体(II)との反応に用いることができる。
中間体(III)を形成させなければならず、その中間体(III)が、必要とされる遊離SO3をゆるやかに形成し、スルホン化反応を完全に行わせる。従って、スルホン化反応で投入される材料のモル比は、およそ1:1.15〜1.35が適切である。
ム(カリウム)塩(V)が含まれる。このような物質の生成を低減するために、二次エ
ステル化を行うことは不可欠であり、アルコールの作用で、再びエステル化反応が生じる。
図1に示されるように、本発明に係る方法のスルホン化ステップは、好ましくは、流下薄膜式スルホン化装置11、気液分離器12及びエージング反応器13、14を用いて構成される。
本発明に係る方法の漂白ステップには、図1で示した反応システムを用いることができる。当該システムは連続式且つ低温下での漂白であり、比較的短い時間で漂白ステップを完成させる。漂白の効果は主に温度、漂白剤の使用量、作用時間等の要素に影響され、これらのなかで温度が最も重要である。当該漂白反応は発熱反応であり、反応が迅速で、且つ発熱量が大きく、コントロールしにくい。初期温度のコントロールも重要で、温度が低ければ、反応の進行が遅く、漂白の効果もよくない。一方、温度が高すぎれば、反応のスタートは速いが、短時間で大量の熱量を取り除くのが難しく、漂白の効果にも影響がある。従って、温度のコントロール、反応熱の速やかな除去が、漂白反応の効果を決定するポイントである。
当該脂肪酸エステルのスルホン化反応メカニズムの特殊性により、ジナトリウム(カリウム)塩の一部生成を防ぐことができず、また、漂白ステップでも一定量のジナトリウム(カリウム)塩が生成する。大量のアルコールの作用の下で二次エステル化することにより、この問題を比較的うまく解決することができる。試験の結果からみて、二次エステル化の効果は、主にメタノールの占める割合及び反応時間によって影響される。反応系自体が強酸性なので、余計な酸性触媒を要さない。当該系においては、漂白ステップを行った際に、一定量の水が生成するので、当該ステップの二次エステル化に一定の影響がある。従って、漂白の際、加える過酸化水素水の量をできるだけ低減することも本ステップの要求である。エステル化のプロセスが、遊離油の量及び製品の色あいに与える影響は明らかではなく、これはエステル化のプロセスでスルホン酸が安定であることを説明している。
本発明では、スルホン化後の中和は、液体の水酸化物を用いてスルホン酸と反応させるものである。例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムで中和する。溶媒は水でもよく、アルコールであってもよい。二次エステル化後の材料混合物には大量のアルコールが含まれるので、後の乾燥及びアルコールの純化を考慮して、中和する際、アルコール系を保持するのが最も合理的である。中和の際、水酸化物のアルコール溶液を用いてもよく、ナトリウム(カリウム)アルコキシド溶液を用いてもよい。本発明では、好ましくは、5%〜50%の水酸化ナトリウム(カリウム)のアルコール溶液が用いられる。中和反応の温度は40℃〜80℃であり、好ましくは40℃〜50℃である。中和後のスルホン酸塩のPH値は7〜8に制御される。
α−スルホ脂肪酸エステル塩は熱された状態で半固体状を呈し、粘度が非常に大きくて流動し難く、比較的高い温度で乾燥すると、ジナトリウム(カリウム)塩の生成量が増え、同時に製品の色あいが濃くなる。
原料
1.脂肪酸メチルエステル 自社製
主な技術的指標
(1) 炭素鎖の分布
C14 2%
C16 81%
C18 17%
(2) 平均分子量 377
(3) ヨウ素数 <0.3
(4) 酸価 <1.0
(5) 鹸化できない成分 <1.0
(6) 鹸化価 198
2.三酸化硫黄 硫黄の燃焼より製造
3.過酸化水素水 工業級33%
4.メタノール 工業級
5.水酸化ナトリウム 工業級98%
図1に示される流下薄膜式スルホン化装置12は、14枚の内径30mm、長さ6000mmのスルホン化パイプからなる。パイプ16からの液体の脂肪酸メチルエステルが、均一に各スルホン化パイプの内壁に分布し、三酸化硫黄―空気の混合気体が各パイプに送られ、気体と液体が一緒にスルホン化パイプに沿って下へと流動し、流動過程で、脂肪酸エステルが三酸化硫黄とスルホン化反応を起こし、スルホン酸混合物が反応器の底部からパイプ17を経て気液分離器12に流入し、余分な気体が高圧静電除霧器および塩基溶液で吸収される。スルホン酸の液体はパイプ18を経てエージング反応器13に流入し、スルホン酸はここで80℃〜90℃で40分間エージングされ、その後、パイプ19を経てもう一方のエージング反応器14に流入し、70℃〜80℃で30〜40分間エージングされる。
本実施例で使用したスルホン酸、試作設備及び工程は実施例1と同じである。過酸化水素水を漂白剤として液体混合ポンプで連続的に漂白し、反応温度の漂白効果に対する影響について試験した。
本実施例で使用したスルホン酸、試作設備及び工程は実施例1と同じである。過酸化水素水を漂白剤として液体混合ポンプで連続的に漂白し、過酸化水素水の濃度が漂白の効果に与える影響について試験した。
本実施例で使用したスルホン酸、試作設備及び工程は実施例1と同じである。過酸化水素水を漂白剤として液体混合ポンプで連続的に漂白し、過酸化水素水の用量が漂白の効果に与える影響について試験した。
本実施例で使用したスルホン酸、試作設備及び工程は実施例1と同じである。過酸化水素水を漂白剤として液体混合ポンプで連続的に漂白し、反応温度がジナトリウム塩の含有量に与える影響について試験した。
本実施例で使用したスルホン酸、試作設備及び工程は実施例1と同じである。二次エステル化するときのアルコールの用量がジナトリウム塩の含有量に与える影響について試験した。
本実施例で使用したスルホン酸、試作設備及び工程は実施例1と同じである。二次エステル化するときのエステル化時間がジナトリウム塩の含有量に与える影響について試験した。
本実施例で使用したスルホン酸、試作設備及び工程は実施例1と同じである。塩基で中和するときの反応温度がジナトリウム塩の含有量に与える影響について試験した。
本実施例で使用したスルホン酸、試作設備及び工程は実施例1と同じである。塩基で中和するときの塩基濃度がジナトリウム塩の含有量に与える影響について試験した。
Claims (10)
- α−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法であって、
(1)脂肪酸エステルを三酸化硫黄でスルホン化することによりスルホン酸を得るステップと、
(2)過酸化水素水を漂白剤としてステップ(1)で得たスルホン酸を漂白するステップと、
(3)アルコールをエステル化剤としてステップ(2)の生成物を二次エステル化するステップと、
(4)ステップ(3)の生成物を塩基溶液で中和するステップと、
(5)ステップ(4)の生成物を乾燥して粉末状製品を得るステップとを備えることを特徴とする製造方法。 - 請求項1に記載のα−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法において、
前記脂肪酸エステルと前記三酸化硫黄のモル比が1:1.15〜1:1.35であることを特徴とする製造方法。 - 請求項2に記載のα−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法において、
前記脂肪酸エステルが脂肪酸メチルエステルであり、且つ75℃〜85℃でスルホン化することを特徴とする製造方法。 - 請求項1に記載のα−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法において、
前記スルホン酸を濃度25%〜50wt%の過酸化酸素水で漂白し、且つ過酸化酸素水の用量がスルホン酸の重量の3%〜20%であることを特徴とする製造方法。 - 請求項1乃至請求項4の何れかに記載のα−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法において、
前記漂白作業が50℃〜150℃で行われることを特徴とする製造方法。 - 請求項1乃至請求項4の何れかに記載のα−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法において、
前記二次エステル化で使用するアルコールがC1〜C3のアルコールであり、且つ加えたアルコールの量が、漂白後のスルホン酸の総重量の75%〜200%であることを特徴とする製造方法。 - 請求項1乃至請求項4の何れかに記載のα−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法において、
前記塩基溶液が、水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウムの水溶液、又はアルコール溶液であり、且つ塩基濃度が5%〜50wt%であることを特徴とする製造方法。 - 請求項1乃至請求項4の何れかに記載のα−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法において、
回転子削膜混合器により反応物を混合することを特徴とする製造方法。 - 請求項1乃至請求項4の何れかに記載のα−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法において、
空冷により反応温度をコントロールすることを特徴とする製造方法。 - 請求項1乃至請求項4の何れかに記載のα−スルホ脂肪酸エステル塩界面活性剤の製造方法において、
回転薄膜蒸発器で乾燥し、且つ乾燥条件が、真空圧力50〜200mmHg、温度50℃〜90℃であることを特徴とする製造方法。
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