烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3反应制备脂肪醇醚磺酸盐的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3反应制备脂肪醇醚磺酸盐的工艺，步骤如下：SO3/干燥空气混合气体经过滤后进入膜式磺化器顶部，同时烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚也从磺化器顶部进入，磺化器夹套通循环水以除去反应放热，磺化产物从磺化器底部离开，即完成磺化反应；该磺化产物为磺酸和磺内酯的混合物；然后用碱溶液中和磺化产物，磺酸与碱反应生成相应的磺酸盐，最后进行水解，此时磺内酯与碱反应，得到脂肪醇醚磺酸盐。本发明专利技术的原料易得，制备工艺简单，转化率高，所得产物无需提纯，可利用现有大型磺化装置进行工业化生产，安全环保。安全环保。安全环保。

【技术实现步骤摘要】
烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3反应制备脂肪醇醚磺酸盐的工艺


[0001]本专利技术涉及一种烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与三氧化硫气体反应制备阴离子表面活性剂脂肪醇醚磺酸盐的工艺，属于阴离子表面活性剂制备领域。

技术介绍

[0002]表面活性剂有着“工业味精”的美称，广泛应用于民用洗涤、个人护理、矿物浮选、工业清洗、油田开采等领域。对于某些高温、高矿化度环境，如石油开采、工业清洗等领域，对表面活性剂提出了更苛刻的要求。传统阴离子表面活性剂，如烷基苯磺酸盐（LAS）、α
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烯基磺酸盐（AOS）具有良好的耐温性能，但是耐硬水能力差；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES），作为日化行业用量最大的阴离子表面活性剂之一，具有良好的抗硬水能力，但是分子中的硫酸酯键高温下不稳定，易分解，在高温环境中使用受到限制。因此，开发既耐盐又耐高温的阴离子表面活性剂具有重要的意义。
[0003]脂肪醇醚磺酸盐是一类分子中同时含有EO基团和磺酸基两种亲水基团的阴
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非离子表面活性剂，兼具了阴离子表面活性剂耐温和非离子表面活性剂耐盐的特点，在高温（＞100℃）、高盐（NaCl浓度＞200g/L）等极端环境中具有极大的应用前景。该类表面活性剂分子结构可调控性强，通过对结构的调整可以满足不同环境的需求。
[0004] 脂肪醇醚磺酸盐的合成方法主要有硫酸酯基团转化法、磺烷基化法、烯烃加成法以及亚硫酸盐磺化法等。美国专利US4226807提出了以烷基醇聚氧乙烯醚为原料，KOH为催化剂，在180℃
‑<br/>190℃真空环境下与羟乙基磺酸钠反应得到产物烷基醇醚磺酸盐。反应过程中要通入N2等惰性气体来脱除副产物水，在反应过程中会产生泡沫，转化率只有70
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80%，并且反应难控制。李瑞冬（Streck法合成烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐过程中磺化条件的研究．西安石油大学学报(自然科学版)，2010）以辛基酚聚氧乙烯醚为原料, 首先和氯化亚砜反应得到中间体，分别以亚硫酸钠、亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合物、亚硫酸钾为磺化剂合成了辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐，最终产率只有82.6%。在合成过程中产生了酸性废气HCl和SO2，污染环境，并对设备具有腐蚀性，实现工业化生产有一定难度。中国专利（公开号CN101979426A）以脂肪醇（烷基酚）聚氧乙烯醚为原料，先经过烯丙基化得到烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚中间体，选用亚硫酸钠和亚硫酸氢钠（1：2）为磺化剂，最终产品收率为90.7%。反应结束后会残留大量的无机盐，需用有机溶剂进行去除。
[0005]中国专利CN112680208A公开了“一种油醇醚磺酸盐/硫酸盐的制备工艺”，原料分子中含有端位醇羟基和内烯烃双键，分别对应着硫酸化反应和磺化反应，并且双键的磺化是内烯烃双键的磺化；其磺化中间体主要为β
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磺内酯；另外，油醇聚氧乙烯醚的原料油醇国内资源相对较少，基本上依赖于进口，价格较高。
[0006]针对上述技术存在的不足，本专利技术提供了一种新的脂肪醇醚磺酸盐的制备工艺。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在提供一种烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3反应制备脂肪醇醚磺酸盐的工艺。本专利技术制备的脂肪醇醚磺酸盐分子中同时含有EO基团和磺酸基团，具有耐温、耐盐的特点。本专利技术采用的SO3膜式磺化工艺是在分子中引入磺酸基最为经济、高效的一种手段。
[0008]本专利技术以SO3为磺化剂，与烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚反应制备脂肪醇醚磺酸盐，该工艺副反应少，属于典型的“原子经济反应”；且该工艺为连续性生产，可利用现有工业化磺化装置进行生产，产物纯度高，产物无需提纯，生产效率高，成本低。与已有专利申请CN112680208A相比，本专利技术采用的原料是烯丙基封端的脂肪醇聚氧乙烯醚，发生反应的是位于端位的双键。从反应上来讲，两者不同，前期技术方案是磺化/硫酸化两个反应都有，且双键的磺化是内烯烃磺化，而本申请是端位烯烃的磺化，磺化中间体先是β
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磺内酯，然后重排成γ磺内酯和烯基磺酸，两者涉及的反应机理完全不同；原专利申请中的油醇聚氧乙烯醚的原料油醇依赖于进口，本专利技术涉及的原料来源广泛，成本低于前者。
[0009]本专利技术提供了一种脂肪醇醚磺酸盐的制备工艺，具体步骤如下：SO3/干燥空气混合气体经过滤后进入膜式磺化器顶部，同时烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚也从磺化器顶部进入，磺化器夹套通循环水以除去反应放热，磺化产物（磺酸和磺内酯的混合物）从磺化器底部离开，即完成磺化反应，然后用碱溶液中和磺化产物，磺酸与碱反应生成相应的磺酸盐，最后进行水解（磺内酯与碱反应），得到脂肪醇醚磺酸盐。
[0010]如上所述的烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚结构式如下：
[0011]式中R指烷基，碳链为C8到C
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的一种或任意几种混合物；n=1～10。
[0012]本专利技术中，烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3进行加成反应生成β
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磺内酯，β
‑
磺内酯迅速重排成烯基磺酸和γ
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磺内酯，即离开磺化器的磺化产物是磺酸和磺内酯的混合物，然后用碱中和，烯基磺酸与碱发生中和反应生成相应的盐，最后进行水解，磺内酯与碱反应生成相应的磺酸盐，得到目标产物脂肪醇醚磺酸盐。反应机理如附图3所示。
[0013]上述制备工艺中的产物脂肪醇醚磺酸盐是以下物质的混合物：
[0014]式中，R指烷基，碳链为C8到C
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的一种或任意几种混合物；M为碱金属，包括钠、钾、锂中的一种。
[0015]上述制备工艺中，工艺条件为：SO3/干燥空气混合气体中，SO3与空气的体积比为2.5～4.0∶100，SO3与烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚摩尔比为1.00～1.10：1，磺化器夹套水
温度为20℃～70℃，水解温度为90℃～150℃，水解时间为30min～240min。
[0016]如上所述的SO3/干燥空气混合气体中，SO3是由硫磺燃烧或液态SO3蒸发法制备的。
[0017]如上所述的碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种。
[0018]本专利技术的有益效果：（1）本专利技术的原料易得，制备工艺简单，转化率高，所得产物无需提纯，可利用现有大型磺化装置进行工业化生产，安全环保。
[0019] （2）所得磺酸盐产品可用于同传统阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐、α
‑
烯基磺酸盐的配伍，提高烷基苯磺酸盐、α
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烯基磺酸盐复配体系的耐盐能力；（3）所得脂肪醇醚磺酸盐与阳离子表面活性剂进行配伍，可降低油/水界面张力至超低（&lt;0.01 mN/m）。
附图说明
[0020]图1为原料烯丙基封端脂肪醇聚氧乙醚红外光谱图；图2为实施例2所得产物脂肪醇醚磺酸盐红外光谱图；图3为烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3反应制备脂肪醇醚磺酸盐机理图。
实施方式
[0021]下面通过实施例来进一步说明本专利技术，但不局限于以下实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3反应制备脂肪醇醚磺酸盐的工艺，其特征在于步骤如下：SO3/干燥空气混合气体经过滤后进入膜式磺化器顶部，同时烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚也从磺化器顶部进入，磺化器夹套通循环水以除去反应放热，磺化产物从磺化器底部离开，即完成磺化反应；该磺化产物为磺酸和磺内酯的混合物；然后用碱溶液中和磺化产物，磺酸与碱反应生成相应的磺酸盐，最后进行水解，此时磺内酯与碱反应，得到脂肪醇醚磺酸盐。2.根据权利要求1所述的烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3反应制备脂肪醇醚磺酸盐的工艺，其特征在于：所述的烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚结构式如下：式中R指烷基，碳链为C8到C
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的一种或任意几种混合物；n=1～10。3.根据权利要求1所述的烯丙基封端脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3反应制备脂肪醇醚磺酸盐的工艺，其特征在于：所得的产物脂肪醇醚磺酸盐是以下物质的混合物：式中，R指烷基，碳链为C8到C
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的一种或任意几种混合物；M为碱金属，包括钠、钾、锂中的一种。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓臣，孙永强，李鹏辉，曹圣悌，霍月青，周婧洁，梁慧斌，
申请(专利权)人：中国日用化学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：