一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝的製作方法

2024-02-24 18:42:15

專利名稱：一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的合成方法，屬有機化學中醯胺類化合物的合成技術領域。
背景技術：
烷醇醯胺類化合物因其分子中存在醯胺鍵而具有強的耐水解性能、且毒性低、生物降解性好、不刺激皮膚，具有優良的增泡、穩泡、增稠、去汙及乳化等性能，並有一定的抗靜電能力及防鏽性，是優良的非離子表面活性劑，也是進一步合成其他表面活性劑的中間體。因此可作為泡沫促進劑、穩泡劑、防鏽劑、抗靜電劑和分散劑等，可廣泛應用於洗滌劑、 化妝品、塑料、紡織助劑、金屬清洗及加工等工業領域。烷醇醯胺通式為RCONHx (CnH2nOH) y (x = 0，1 ;y = 1，2 ;n = 2 3)，根據所採用的原料不同，現有合成工藝一般是由椰子油、棕櫚仁油等油脂(甘油酯法)或其相應脂肪酸(脂肪酸法)或脂肪酸甲酯(甲酯法)與乙醇胺醯胺化反應得到。(1)甲酯法甲酯法一般以油脂或脂肪酸與甲醇進行反應，精製後得到脂肪酸甲酯，所製得的脂肪酸甲酯再與乙醇胺縮合烷醇醯胺。該法得到的6501產品純度高(可達90%以上)，副產物少，色澤淺，反應條件相對溫和。但工藝流程較複雜，需兩步，原料消耗多、成本高，並且副產物甲醇對勞動保護、防火和防爆條件要求較高，因此目前生產上較少使用。(2)脂肪酸法以脂肪酸直接與乙醇胺高溫反應；酸法生產的烷醇醯胺產品中不含甘油，適合於有特殊要求的客戶。但該法需要高溫，一般為120°C 180°C，副產物醯胺酯、氨基酯較多，較難得到色澤及醯胺含量較高的產品，雖可通過工藝條件的改進加以改善，但由於反應中使用酸，需要使用耐腐蝕的不鏽鋼反應器。以脂肪酸進行的醯胺化反應是可逆的，為使反應進行徹底，需將反應生成的水及時移除。⑶甘油酯法甘油酯法是以油脂為原料加催化劑在較低溫度條件下直接合成；此法油脂來源廣泛，一般為椰子油或棕櫚仁油，反應過程控制相對較少，生產設備等投資省，產品成本低。儘管製得的產品中含有甘油，但在洗滌劑和日化產品的配製中不影響產品的性能，因此目前以此法合成的產品佔據了絕大多數的市場份額。目前採用甘油酯法生產烷醇醯胺合成工藝中，由於原料油脂(俗稱毛油)中含有部分脂肪酸，傳統工藝需對毛油經鹼煉除酸，靜置分層、水洗油層除去脂肪酸鈉、油層脫水、 脫色、壓濾等精煉工序，得到精煉油脂(俗稱精油)；精油在常壓或真空下與乙醇胺在催化劑存在下合成烷醇醯胺。儘管甘油酯法工藝相對簡單，控制容易，但該方法仍存在以下缺點。
1)鹼煉時，油脂會水解、皂化或皂包在其中存在於下層，造成物料的損耗；2)毛油經稀鹼中和產生鹼煉廢水呈鹼性，一般需加入酸中和後再進入汙水處理系統，其中含部分有機物質，汙水COD在10000mg/L以上；鹼煉油層含有脂肪酸鈉、游離鹼一般經稀鹽水洗滌，洗滌時還會產生廢水，對環境造成汙染。廢水量大，處理壓力很大； 3)毛油鹼煉脫酸過程產生皂腳水，主要成分為皂基、水分、部分油，其處理起來複雜，同時造成二次汙染；4)靜置分層後的油需進行真空脫水，增加能耗。

發明內容
本發明的目的是提供一種工藝合理，操作簡單，能有效降低毛油損耗及廢水產生的由毛油為原料製備烷醇醯胺的合成方法。本發明的目的是通過採用以下技術方案來實現的一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，依次經下述步驟進行A 毛油直接進行脫色；B:按照毛油的分子量、預生產產品的類型(1 1型或1 1.5型或1 2型)計算乙醇胺的總投料量；毛油與總乙醇胺的重量比為1 0.2 1.0;C 將脫色後的1-10%含脂肪酸的毛油與3-50%乙醇胺的混合在100 180°C溫度下反應1 24h，壓力0. 009 0. 015MPa ；D 將反應後的物料降溫至50 100°C，加入餘量乙醇胺及適量催化劑，保持壓力 0. 010 0. 009MPa繼續反應1 IOh ；E 保溫至指標符合要求，可得到合格的烷醇醯胺產品。所述A中的毛油可為椰子油、棕櫚仁油、豆油、棕櫚油、蓖麻油、山茶油、米糠油、豬油等動植物油脂中的一種或其一種以上的混合物。所述步驟B中的乙醇胺為一乙醇胺、二乙醇胺中的任一種；所述步驟C中的乙醇胺為所述步驟B中總乙醇胺的5 40%。所述步驟C中的反應溫度為120 160°C。所述步驟C中的反應時間為1 5h。所述步驟D中降溫後的反應溫度為60 80°C。所述步驟D中降溫後的反應時間為1 5h。本發明與現有技術相比，具有以下突出優點和積極效果1、採用毛油為原料經脫色後醯胺化合成烷醇醯胺，省卻了毛油鹼煉工藝、皂腳處理、水洗、精煉油脂脫水工藝；簡化了生產工藝、縮短生產周期8 24h。2、將油脂中脂肪酸在高溫下反應轉化成烷醇醯胺；每生產1噸產品可減少油脂及脂肪酸損耗30 100kg，降低原料成本150 500元。3、本工藝基本不產生廢水，每生產1噸產品減少廢水產生40 200kg，減少了對環境的汙染及廢水處理的成本。
具體實施例方式以毛油為原料製備烷醇醯胺，採用的原料為市場可購置的動植物油脂，它含有3 10 %的脂肪酸；如直接使用合成，脂肪酸與催化劑發生副反應，降低了催化活性，轉化率及反應速度達不到要求。本發明採用的方式是先將脂肪酸轉化，再加入適量催化劑(可以為氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉、乙醇鈉、碳酸鈉、甲酸鈉的一種或其一種以上的混合物)、 乙醇胺與油脂醯胺化。其化學反應原理為脂肪酸與一定量的乙醇胺在適當條件下經脫水縮合生成烷醇醯胺；然後油脂在適當條件下與含催化劑的乙醇胺反應生產烷醇醯胺。另外，毛油脫色可採用現有工藝進行。以下結合具體實施例進一步說明。實施例1 在IOt釜中加入經脫色的棕櫚仁油5t (酸價8. 5mgK0H/g)、二乙醇胺lt，抽真空並升溫至155°C，真空反應lh，壓力0. OlOMPa ；然後冷卻到90°C，加入1. 5t 二乙醇胺及25kg 氫氧化鉀，繼續真空反應5h;最後降溫至40°C保溫2天可得到1 1型棕櫚仁油6501。實施例2 在IOt釜中加入經脫色的椰子油5t (酸價7. 0mgK0H/g)，一乙醇胺70kg，抽真空並升溫至115°C，真空反應10h，壓力0.015MPa;然後冷卻至75°C，加入1350kg的一乙醇胺及 20kg甲醇鈉，繼續真空反應2h ；最後降溫至65°C保溫12h可得到椰油酸單乙醇醯胺CMEA。實施例3 在500mL反應器中加入經脫色的山茶油200g(酸價12. 5mgK0H/g)、二乙醇胺40g， 抽真空並升溫至135°C，真空反應3h，壓力0. 015MPa ；然後冷卻到80°C，加入70g 二乙醇胺及1.5g乙醇鈉，繼續真空反應4h;最後降溫至55°C保溫24h可得到1 1.5型山茶油6501。實施例4 在500mL反應器中加入經脫色的米糠油200g(酸價23. 8mgK0H/g)、二乙醇胺30g， 抽真空並升溫至175°C，真空反應2h，壓力0. 012MPa ；然後冷卻到90°C，加入46g 二乙醇胺及1.2g氫氧化鈉，繼續真空反應3h;最後降溫至70°C保溫5天可得到1 1型米糠油6501。
權利要求
1.一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，依次經下述步驟進行A 毛油直接進行脫色；B 按照毛油的分子量、預生產產品的類型計算乙醇胺的總投料量；毛油與總乙醇胺的重量比為1 0.2 1.0 ；C 將脫色後的1-10%含脂肪酸的毛油與3-50%乙醇胺的混合100 180°C溫度下反應 1 24h，壓力 0. 009 0. 015MPa ；D 將反應後的物料降溫至50 100°C，加入餘量乙醇胺及適量催化劑，保持壓力 0. 010 0. 009MPa繼續反應1 IOh ；E 保溫至指標符合要求，可得到合格的烷醇醯胺產品。
2.根據權利要求1所述的一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，其特徵在於所述A中的毛油可為椰子油、棕櫚仁油、豆油、棕櫚油、蓖麻油、山茶油、米糠油、豬油等動植物油脂中的一種或其一種以上的混合物。
3.根據權利要求1或2所述的一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，其特徵在於所述步驟B中的乙醇胺為一乙醇胺、二乙醇胺中的任一種。
4.根據權利要求3所述的一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，其特徵在於所述步驟C中的部分乙醇胺為所述步驟B中總乙醇胺的5 40%。
5.根據權利要求4所述的一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，其特徵在於所述步驟C中的反應溫度為120 160°C。
6.根據權利要求5所述的一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，其特徵在於所述步驟C中的反應時間為1 證。
7.根據權利要求6所述的一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，其特徵在於所述步驟D中降溫後的反應溫度為60 80°C。
8.根據權利要求7所述的一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，其特徵在於所述步驟D中降溫後的反應時間為1 證。
全文摘要
本發明涉及一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的合成方法。目的是提供一種工藝合理，操作簡單，能有效降低毛油損耗的製備烷醇醯胺的合成方法。技術方案是一種以毛油為原料製備烷醇醯胺的生產工藝，依次經下述步驟進行A毛油直接進行脫色；B計算乙醇胺的總投料量；毛油與總乙醇胺的重量比為1∶0.2～1.0；C將脫色後的1-10％毛油與3-50％乙醇胺混合後在100～180℃溫度下反應1～24h，壓力0.009～0.015MPa；D將反應後的物料降溫至50～100℃，加入餘量乙醇胺及適量催化劑，保持壓力0.010～0.009MPa繼續反應1～10h；E保溫至指標符合要求，可得到合格的烷醇醯胺產品。
文檔編號C07C231/02GK102153487SQ20111003577
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月31日 優先權日2011年1月31日
發明者史立文, 吳紅平, 方靈丹, 葛贊, 黃亞茹 申請人:浙江贊宇科技股份有限公司