琥珀酸二正辛酯磺酸鈉製備方法
2023-05-11 21:12:46
專利名稱：琥珀酸二正辛酯磺酸鈉製備方法
技術領域：
本發明涉及一種陰離子表面活性劑的製備方法，特別是一種琥珀酸二正辛酯磺酸鈉(又名丁二酸二正辛酯磺酸鈉)的製備方法。
琥珀酸二正辛酯磺酸鈉，屬於一種陰離子表面活性劑，它具有臨界膠束濃度低，能顯著降低表面張力，表面活性好，滲透速度快，潤溼、乳化、起泡性能好等性能，廣泛應用於日用化工、塗料、印染、石棉、農藥、礦山、造紙、合成革、感光工業等，可作乳化劑、潤溼劑、滲透劑、分散劑和玻璃防霧劑、有關琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的製備方法，國內外已有所報導，如文獻1，Ger.Offen 1，912，531(cl.C07c)，09，Apr.，1970；文獻2，「固體超強酸催化合成琥珀酸酯磺酸鈉」，化學世界，1990年8期，p347。上述文獻公開的製備過程為用順丁烯二酸酐(簡稱順酐)在硫酸或對甲苯磺酸或固體酸催化下與過量正辛醇(1-辛醇)進行酯化反應，酯化時間90～120min，酯化溫度140℃～220℃。酯化產物經由稀鹼中和、水洗，蒸水、蒸醇、再減壓蒸餾得順丁烯二酸二正辛酯，該雙酯在外加磺化催化劑作用下用磺化劑亞硫酸氫鈉在常壓下與其反應；或者酯化產物經過濾除去固體酸催化劑、蒸醇後，在磺化催化劑作用下與磺化劑亞硫酸氫鈉及亞硫酸鈉在常壓下反應(文獻2)，最終得成品琥珀酸二正辛酯磺酸鈉。或者順丁烯二酸二正辛酯和5～20％的琥珀酸二正辛酯磺酸鈉及溶劑水預先在微回流狀態下經均化作用，再經300min加入亞硫酸氫鈉，然後加入乙醇，在回流狀態下維持180～240min得到琥珀酸二正辛酯磺酸鈉成品(文獻1)。現有製備方法存在的缺陷是酯化反應中正辛醇投入量大，並且反應溫度高，酯化產物需經水洗、脫水、脫醇、減壓蒸餾或經過濾除去固體酸催化劑、脫醇等步驟，工藝複雜。磺化反應中需另加入磺化催化劑，導致雜質的引入，同時對二氧化硫有害廢氣不回收利用，造成環境汙染；或者需耗用一定量的產品琥珀酸二正辛酯磺酸鈉，磺化工序經均化作用等多個步驟，生產周期長、單個生產周期產量減少等。
本發明的目的在於提供一種反應原料用量少、工序更加簡化、反應條件要求更低、且廢氣能回收利用的琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的製備方法。
本發明目的實現的技術方案為一種琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的製備方法，包括酯化、磺化反應，其特徵在於將順酐和正辛醇按1∶2.20～2.25的配比(摩爾比)在對甲苯磺酸催化下進行酯化反應，升溫至140±5℃，時間10～30min；第二步，保溫、脫水，保溫時間90～150min，溫度140±5℃；第三步，冷卻、中和，冷卻至溫度20～80℃，中和至pH＝7±0.5；第四步，磺化反應，中和產物加磺化劑亞硫酸氫鈉，中和產物與磺化劑所含SO2的比例為1∶1.00～1.20(摩爾比)，加入助溶劑，助溶劑加入量佔酯化產物量的5～20％(質量比)，該磺化反應物升溫至92℃，時間10～30min；第五步，磺化反應物在92～98℃溫度下經150～300min成熟，即得成品，尾氣由鹼水吸收並回供磺化反應。
本發明的原理是順丁烯二酸酐在對甲苯磺酸催化下與正辛醇反應，得到酯化產物順丁烯二酸二正辛酯。酯化副產物經鹼中和生成順丁烯二酸單正辛酯鈉鹽並作為酯化產物的磺化相轉移催化劑，以亞硫酸氫鈉為磺化劑與酯化產物反應生成琥珀酸二正辛酯磺酸鈉。
其反應式為
本發明與現有技術相比，其顯著優點是1.酯化反應中正辛醇投入量(摩爾比)由現在的1∶3.00減少為1∶2.20～2.25，反應過程中原料耗用量大大減少；2.減少正辛醇投入量後，過用量少，酯化溫度降低，從140-220℃降為140℃；3.過量正辛醇減少後，省去了酯化產物水洗、蒸水、蒸醇、減壓蒸餾或過濾除去催化劑、蒸醇工序；4.減少正辛醇過用量，降低了反應溫度，使酯化率在92～98％之間，未反應完全的單酯鈉鹽作為非外加的相轉移催化劑，避免了外加磺化催化劑雜質的影響，減少物料的耗用；5.磺化反應在常壓下進行，通過簡單的尾氣吸收，使外逸SO2成為NaHSO3水溶液，供磺化反應使用，解決汙染問題；且不需外加磺化產物；磺化劑、溶劑水、助溶劑在磺化反應前一次加入，避免了磺化反應中先進行均化作用等複雜的操作步聚，提高了單個生產周期產量；6.整個工藝單批生產周期反應時間在480min內完成，工藝十分緊湊。
附圖
是本發明琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的製備方法的流程示意圖。
下面結合附圖對本發明作進一步描述。
按附圖所示流程的一種具體實施方式
為第一步在裝有分水器的反應器中，加入順酐90Kg，正辛醇263Kg(均為工業品，含量≥99％)，用對甲苯磺酸0.9Kg作催化劑(工業品，含量≥95％)，攪拌下30min內升溫至140±5℃，進行酯化反應；第二步對第一步得到的酯化反應物，在140±5℃下保溫、攪拌、脫水、脫醇90～120min，得到酯化產物，分出少量醇下次酯化用；第三步將第二步得到的酯化產物冷卻至80℃以下，攪拌下，用30％NaOH水溶液中和至pH＝7±0.5；第四步上述第三步得到的中和產物加水335L(可含回收NaHSO3-H2O，不足部分用水補足)，加亞硫酸氫鈉102Kg(工業品，含量≥95％)，再加乙醇34Kg後，將分水器改為回流冷凝器，其下部接入反應器，上部接導管通入30％NaOH-H2O的SO2吸收器的液面以下，然後攪拌、升溫磺化反應液；第五步將上述第四步得到的反應液於92～98℃成熟180～240min，即得產物琥珀酸二正辛酯磺酸鈉800Kg，固含量50±2％，外觀為無色透明或淺黃色透明粘稠膠狀物質，滲透率為1.55秒(1.5×1.5cm2小帆布片，1‰溶液濃度，50℃下測試)，比961 16865.X中國專利申請號中所提及產品琥珀酸二異辛酯磺酸鈉在相同條件下的滲透率低0.3秒。
權利要求
一種琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的製備方法，包括酯化反應、磺化反應，其特徵在於工藝流程和反應條件按下列方式進行1.順酐和正辛醇按1∶2.20～2.25的比例(摩爾比)在對甲苯磺酸催化下進行酯化反應，升溫到140℃，時間為10～30min；
2.保溫、脫水保溫時間為90～150min，溫度140±5℃；
3.冷卻、中和冷卻至20～80℃，中和至pH＝7±0.5；
4.磺化反應加磺化劑，中和產物與磺化劑所含SO2的比例為1∶1.00～1.20(摩爾比)，加助溶劑，中和產物與助溶劑比例為1∶0.05～0.20(質量比)，升溫至92℃，時間10～30min；
5.成熟時間150～300min，溫度92～98℃。
全文摘要
本發明涉及一種琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的製備方法。它包括酯化反應、磺化反應,其特點是酯化反應中減少正辛醇的投入量,降低酯化反應溫度,並省去酯化產物水洗、脫水、脫醇、蒸壓蒸餾或過濾除去催化劑、脫醇工序;磺化反應不外加磺化催化劑或磺化產物,並通過對尾氣簡單吸收,使外逸二氧化硫形成亞硫酸氫鈉供磺化反應用。本發明比現有技術更加簡化,原料正辛醇節省近三分之一,對設備要求低,無環境汙染,廣泛適用於各類化工企業作工業化生產。
文檔編號C07C303/00GK1185429SQ9611721
公開日1998年6月24日 申請日期1996年12月17日 優先權日1996年12月17日
發明者張躍軍, 曲文超, 施傑, 周偉良, 董偉 申請人:南京理工大學