气雾相式三氧化硫磺化甲酯制备脂肪酸酯磺酸盐的方法技术

本发明专利技术公开了一种气雾相式三氧化硫磺化甲酯制备脂肪酸酯磺酸盐的方法，它依次包括磺化和漂白、中和步骤。整个工艺流程在闭路循环系统内进行，省却了现有技术的再酯化和老化步骤，且磺化步骤采用的是雾相甲酯和气相三氧化硫接触混合反应的方法，而在漂白、中和步骤，是采用的一步法反应而制备产生成品，本发明专利技术具有工艺流程短，工艺性能安全可靠，磺化反应速度快，成品中不存在有害物质，产成品纯度高，物料消耗低，无环境污染等特点。是目前一种低耗、高效、优质制备脂肪酸酯磺酸盐的新方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于脂肪酸酯磺酸盐的制备技术，涉及一种用三氧化硫直接磺化技术制备脂肪酸酯磺酸盐的方法，具体涉及一种将甲酯经雾化成微细颗粒，与稀释的三氧化硫气体反应磺化，而制备脂肪酸酯磺酸盐的方法。脂肪酸酯磺酸盐(Metkgl Estet Sulphonates)在商业上简称MES，主要用以替代三聚磷酸钠和烷基苯磺酸钠而生产无磷无苯的洗涤剂，其次是用于化妆品、涂料、染料、润滑油、塑料、橡胶等行业用作乳化剂、润湿剂和抑制剂等。用脂肪酸酯磺酸盐生产的洗衣粉，它与现有的洗衣粉相比较，具有免却环境污染，洗涤效果明显提高，防免洗涤织物的脆化折裂，不会伤害人体皮肤，且能提高皮肤活性的特点。因而，其商业前景非常远大。现有技术的脂肪酸酯磺酸盐的合成方法，主要有脂肪酸酯的磺化及磺基脂肪酸的酯化工艺，目前采用的是脂肪酸酯的磺化法。脂肪酸酯的合成通常是脂肪酸用过量醇在碱性催化剂存在下反应。德国汉高公司提出的脂肪酸连续逆流酯化工艺采用不同压力分段酯化，酯化装置采用泡罩塔，热能利用率高，可大幅度降低能耗。也可以通过酯交换注制得脂肪酸酯，先使油脂中脂肪酸与低碳醇直接酯化(预酯化)，然后在碱性催化剂存在下，使油脂与低碳醇进行醇解。汉高公司用此法制得的酯，动力消耗低，副产物少，产品活性物含量高，但所得甲酯需经蒸馏和氢化，使碘值降到0.5以下用于磺化。意大利Ballestrs所用的酯化法不需经过甲酯蒸馏即可进行磺化。此外，磺酸的酯化是先将脂肪酸磺化成a-磺基脂肪酸，再将它与低碳醇酯化，但不如脂肪酸酯的磺化反应容易控制，因此影响产品收率和色泽。现有技术的脂肪酸磺化常用磺化剂有气体或液体三氧化硫、氯磺酸、硫酸等。可采用有溶剂或无溶剂存在下的磺化反应。美国Armour公司在有溶剂存在下磺化或用降膜式磺化器无溶剂磺化氢化脂肪酸。日本狮子公司采用分段连续降膜磺化工艺，先在较低温度下磺化，然后在较高温度下磺化。磺化物色泽一般较深，必须进行漂白处理。通常用含氧酸、次氯酸盐、过氧化物等漂白。漂白工序可在磺酸老化后，在中和后进行，也可分两步漂白，第一步在中和前加漂白剂，第二步是同中和剂一并加入，或在中和后加漂白剂。中和后酯盐含量一般为80％左右。为提高其酯盐含量，在漂白过程中加适量醇，用高浓度碱液中和，以提高其酯盐含量。综上所述，现有生产脂肪酸脂磺酸盐的方法，其工艺步骤包括，用三氧化硫磺化脂肪酸饱和的甲脂，制取甲酯磺酸；用甲醇与甲酯磺酸作回流反应进行再酯化；用氢氧化钠和双氧水中和漂白，而制备甲酯磺酸盐(即脂肪酸酯磺酸盐MES)，再经过老化处理而制备产成品。在现有技术中，其磺化步骤的磺化方法，是采用的降膜磺化方法(如附附图说明图1所示)，它是将液态甲酯导入具有众多立管的内置容器内，且沿着管壁下流，而在管壁上形成大约1mm厚的甲酯降膜；经干燥空气稀释后的三氧化硫导入众多立管的内置容器内，而对降膜状甲酯进行磺化。现有的这种磺化工艺，显然存在着由于气液两者反应表面积小，导致所需反应温度较高(约为80～90℃)，反应速度较慢(大约需要5～数10秒)，而对单位时间内的产出量产生影响，且其管路极易堵塞等不足。而从整个制备方法来看，现有的制备技术还存在着如下不足，由于采用的是非闭路系统生产技术，无疑其物料消耗相对较高，且存在环保问题；由于再酯化工艺步骤的存在，足以说明其二钠盐(即脂肪酸磺酸盐)含量较多，而尽管作了再酯化处理，但在产成品中不可避免地存在着二钠盐，严重影响着产成品(MES)的质量。由于二钠盐的水溶性差，影响洗涤效果，故而二钠盐在产成品中的含量，是衡量产成品质量的重要指标。而且由于存在着的甲醇极易生成甲醚，而易燃易爆的甲醚，加大了工艺操作的难度，以致爆炸事故屡有发生。与此同时，现有技术所制备的产成品，由于磺化工艺步骤所存在的严重缺隔，而导致制备成品色泽较深，用户不满意，因而，现有技术对其所制备的色泽较深的成品，必须进行老化处理，而它这种老化处理的方法，是将色泽较深的成品，置入老化罐内，在90℃温度下保温1小时。这就明显地增加了能源消耗，延长了工艺流程，提升了产成品的生产成本。本专利技术的目的在于提供一种甲酯磺化反应表面积有效增大，所需反应温度较低，反应速度较快的，无需作再酯化和老化处理的，整个生产工艺流程短，节约物耗，产成品纯度高的，无环境污染的，以克服现有技术的不足。实现本专利技术的目的所采取的技术方案是仍然依次包括磺化，漂白、中和步骤(其工艺流程请参阅附图2)，其改进点在于，在所说的磺化步骤，是先令甲酯雾化，再令雾相甲酯(颗粒状甲酯)与气相三氧化硫接触混合反应而磺化生成甲酯磺酸，而所说的漂白、中和步骤，是在磺化步骤所制备的磺化生成物甲酯磺酸，与氧化剂双氧水和中和剂氢氧化钠三者同时存在下，在温度60℃-80℃之间，经搅拌而作一步反应。我们发现，所说的甲酯雾化法，可以采用高速离心雾化法，或高压喷射雾化法，或文丘里雾化法，而本专利技术优选的是高压喷射雾化法。我们还发现，所说的雾相甲酯与气相三氧化硫的接触混合方法，两者可以是反方向流动接触混合法，或是同方向流动接触混合法，或是直线旋涡式复合接触混合法，而本专利技术优选的是直线旋涡式复合接触混合法。且所说的直线旋涡式复合接触混合法，又可以是气相三氧化硫流作直线流动，而雾相甲酯流作旋涡流动；也可以是气相三氧化硫流作旋涡流动，而雾相甲酯流作直线流动。而本专利技术优选的是气相三氧化硫流作旋涡流动，雾相甲脂流作直线流动。即雾相甲酯与气相三氧化硫直线旋涡式复合接触混合法。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1，为现有技术的降膜磺化简示图。图中所示，1为立管反应器，2为旋风分离器，3为老化器。图2，为本专利技术的工艺流程简示图。图3，为高速离心雾化装置原理简图。本专利技术的典型实例请参阅附图2。它依次包括磺化和漂白、中和步骤。在磺化步骤。甲脂置入甲脂预热器1，通过向预热器1隔套内注入热水，提升甲脂温度至50℃-60℃；预热熔释的甲脂经由高压泵2加压至100kg/cm2，再经由过滤器3，通过高压喷射雾化器4雾化(即离压喷射雾化法)，生成颗粒在200-150目的颗粒。雾相甲脂从上而下，喷淋入圆柱形磺化反应器5内；由氮气(也可以用其它惰性气体)稀释的浓度为2.5-9％的三氧化硫气体，经由设在圆柱形磺化反应器5切线方向的管路，喷入磺化反应器5内；三氧化硫气体则呈旋涡状流动。这时雾相甲脂与气相三氧化硫进行接触混合磺化反应。据测试，两者的接触表面积可达6万M2，完全磺化反应时间约为3秒钟。甲脂和三氧化硫磺化反应生成的甲脂磺酸，由设在磺化反应器5下部的圆锥形底部，汇集后经质量密度计6(美国生产)，再经液流泵7，导入甲脂磺酸槽8。质量密度计6通过电信号自动控制雾相甲脂和气相三氯化硫两者完全反应所需的进入磺化反应器5的流量。在漂白、中和步骤。进入甲脂磺酸槽8的甲脂磺酸，经由液流泵9导入搅拌式反应槽10，所需加入的漂白剂双氧水和中和剂氢氧化钠。由PH计11控制而适量加入搅拌反应槽10。由于漂白、中和反应为放热反应，而要向搅拌反应槽10的隔套内注入冷水(自来水)，调节控制其反应温度在60℃-80℃之间。通过PH计11的调节，使反应生成物的PH值达到6-7。经过漂白、中和后生成的脂肪酸酯磺酸盐(MES)，经由开关12控制，进入负压状态的脂肪酸酯磺酸盐储槽13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气雾相式三氧化硫磺化甲酯制备脂肪酸酯磺酸盐的方法，它依次包括磺化，漂白、中和步骤，其特征在于，在所说的磺化步骤，是先令甲酯雾化，再令雾相甲酯与气相三氧化硫接触混合反应而磺化；而在所说的漂白、中和步骤，是在磺化步骤所制备的磺化生成物，与氧化剂双氧水和中和剂氢氧化钠三者同时存在下，在温度６０℃－８０℃之间，经搅拌而作同步反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢仁华，谢晓晨，
申请(专利权)人：谢仁华，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]