專利名稱：一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用烷基醇醚或垸基酚醚與羥垸基磺酸鹽發(fā)生磺 烷基化反應制備垸基醇醚磺酸鹽或垸基酚醚磺酸鹽的工藝。
背景技術(shù)：
烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽是一種為適應三次采油技術(shù) 的發(fā)展而產(chǎn)生的新型復合表面活性劑。目前，世界上制備烷基醇醚磺 酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽的技術(shù)路線主要有亞硫酸鹽磺化法和磺烷基 化法。其中亞硫酸鹽磺化法總是會涉及到一種含鹵素的活潑基團，在 其制備過程中會產(chǎn)生一些有毒有害且具有腐蝕性的物質(zhì)，既污染環(huán)境 又腐蝕設備?；芹ㄊ窃谝欢囟取毫痛呋瘎┐嬖谙峦榛?br> 醚或烷基酚醚R-O-(RW)JI和磺垸基化劑發(fā)生均相或非均相反應，在 其分子上引入一個強親水型的陰離子磺酸基，從而制得烷基醇醚磺酸 鹽或垸基酚醚磺酸鹽，反應原理是磺烷基化劑與垸基醇醚或烷基酚醚 R-0-(R必,，H間的親核取代反應。當前應用的磺烷基化劑主要是丙烷 磺內(nèi)酯、氯乙基磺酸鈉、乙烯基磺酸鈉、羥乙基磺酸鈉等。有關(guān)烷基 醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽的合成和應用的相關(guān)文獻報道，如美國 Texaco公司在1980年申請的專利US4226807，采用抽真空、通惰性 氣體的方法，由脂肪醇醚與含羥基的磺酸及磺酸鹽在堿水溶液的催化 作用下制得了烷基醇醚磺酸鹽，反應過程中產(chǎn)生大量泡沫，且后期體 系很粘稠；德國BASF公司1990年申請的專利US4978780是在相轉(zhuǎn)移 催化劑三辛基甲基氯化銨存在下，由乙烯基磺酸鈉和脂肪醇聚氧乙烯 醚合成了脂肪醇醚磺酸鈉，并且提出通過改變醇醚與乙烯基磺酸鈉的 物料比可以獲得不同性能的烷基醇醚磺酸鹽；國內(nèi)有關(guān)烷基醇醚磺酸 鹽或烷基酚醚磺酸鹽的合成的報道較少。
現(xiàn)有的由烷基醇醚或烷基酚醚與羥烷基磺酸鹽發(fā)生磺烷基化反 應制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽的工藝中存在以下問題
(1) 工藝過程中有大量泡沫產(chǎn)生；
(2) 反應后期體系變得很粘稠；
(3) 采用抽真空的方式反應，會有少量低沸點原料和水分一起被抽走，既浪費原料，又會影響產(chǎn)物的組成，且溫度難以控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝簡便、易于操作的制備垸基醇 醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽的工藝。
本發(fā)明是一種制備烷基醇醚磺酸鹽或垸基酚醚磺酸鹽的工藝，具 體操作步驟如下
(1) 制備烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽
制備烷基醇醚或垸基酚醚的鈉鹽或鉀鹽主要有以下4種方法
A、 等摩爾比的烷基醇醚或烷基酚醚與強堿共沸脫水，在溶劑存 在下共沸回流2 5小時完全反應，將溶劑完全蒸出，得到烷基醇醚
或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽；
B、 等摩爾比的烷基醇醚或烷基酚醚與堿金屬的氫化物共沸脫 水，在溶劑存在下共沸回流2 5小時完全反應，將溶劑完全蒸出， 得到烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽；
C、 等摩爾比的烷基醇醚或垸基酚醚與堿金屬在惰性氣體保護下 于0'C 12(TC反應1 24小時得到垸基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀 卦.
nri-，
D、 等摩爾比的烷基醇醚或烷基酚醚與堿金屬的短鏈醇鹽發(fā)生醇 交換反應，同時通過蒸餾將生成的短鏈醇蒸出，直至溫度達到烷基醇 醚或垸基酚醚的沸點為止，得到烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽；
如上所述A中所用強堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉。 如上所述B、 C、 D中所用堿金屬為鉀或鈉。 如上所述D中所用短鏈醇為甲醇或乙醇。
(2) 磺烷基化反應
在室溫下向由步驟(1)中任意一種方法制得的烷基醇醚或烷基 酚醚的鈉鹽或鉀鹽中加入羥烷基磺酸鹽、堿性催化劑，同時添加溶劑， 采用共沸回流或抽真空的方式于100 22(TC反應0. 5 5小時，脫除 反應生成的水，得到烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽；
其中烷基醇醚或烷基酚醚與羥烷基磺酸鹽的摩爾比為0. 6 5: 1， 烷基醇醚或烷基酚醚與堿性催化劑的摩爾比為10 1: 1。
本發(fā)明還包括在歩驟(2)反應前向反應釜內(nèi)加入烷基醇醚磺酸鹽或垸基酚醚磺酸鹽，加入量為烷基醇醚或垸基酚醚質(zhì)量的0. 5% 50%，可進一步提高產(chǎn)率，縮短反應時間。
如上所述的抽真空是通惰性氣體，真空度為0. 001 0. 1Mpa。
如上所述在進行磺垸基化反應之前，必須先將烷基醇醚或烷基酚 醚制成相應的鈉鹽或鉀鹽。
如上所述的烷基醇醚或烷基酚醚的結(jié)構(gòu)式為R-0-(R'0),凡其中R 為G—G的垸基或垸基苯基，R'為C2 — C,的亞垸基，n為0 — 30。
如上所述的羥烷基磺酸鹽的結(jié)構(gòu)式為HO-R2-S03M，其中W為d 一C4的烷基，M為鈉或鉀。
如上所述的堿性催化劑可以是氫氧化鉀、氫氧化鈉等，且以固體 狀直接加入。
如上所述的溶劑可以是a u垸烴(包括正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、
支鏈垸烴、環(huán)烷烴)、液體石蠟、190#溶劑油、200#溶劑油等。
如上所述加入的羥烷基磺酸鹽可以是顆粒狀的，也可以是粉末狀的。
如上所述的反應釜帶有攪拌裝置。
如上所述的實驗裝置在與空氣相通部位都安裝有干燥器。 與現(xiàn)有的制備垸基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽工藝相比，本發(fā) 明制備烷基醇醚磺酸鹽或垸基酚醚磺酸鹽工藝具有以下優(yōu)點
(1) 本發(fā)明所述的制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽工 藝可以采用共沸回流的方式，操作方便，工藝簡單，易于控制，且成 本大大降低；
(2) 本發(fā)明所述的制備烷基醇醚磺酸鹽或垸基酚醚磺酸鹽工 藝中添加了溶劑，不僅有共沸回流的作用，而且有稀釋反應體系，提 高反應收率的作用，從而解決了反應后期體系粘稠的問題，同時所添 加的溶劑也具有抑制泡沫的作用；
(3) 本發(fā)明所述的制備烷基醇醚磺酸鹽或垸基酚醚磺酸鹽工 藝中催化劑堿采用固體狀直接加入，避免了以水溶液形式加入體系時 帶進水，使反應更快，操作更方便；
(4) 本發(fā)明得到的烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽收率較 高，具有廣泛的適用性，尤其是在三次采油方面。
具體實施例方式
實施例l:首先在一個帶有攪拌、裝有分水器的500ml反應釜中 加入C;一d。天然脂肪醇醚R-0-(EO):,。H0. 5mo1、氫氧化鉀0. 5mo1、環(huán) 己烷60ml，開攪拌并加熱，共沸回流脫水2小時，至分水器中澄清，
水層不再變化完畢，使其充分生成a—u天然脂肪醇醚的鉀鹽。其次
將分水器拆除，安裝蒸餾裝置將反應釜內(nèi)的環(huán)己烷充分蒸出。然后向 反應釜內(nèi)加入0. lmol羥甲基磺酸鉀、0. 05mol催化劑氫氧化鉀、100ml 正癸垸共沸回流0. 5小時得到C8 — U天然脂肪醇醚磺酸鉀。
實施例2:首先在一個帶有攪拌、裝有分水器的500ml反應釜中 加入C^烷基酚醚R-0-(E0)9H 0. 3mo1、金屬鈉O. 3mo1、辛烷50ml， 通惰性氣體反應24小時，使其充分生成"烷基酚醚的鈉鹽。然后向 反應釜內(nèi)加入0. 5mo1羥乙基磺酸鈉、0. 3mo1催化劑氫氧化鈉、130ml 液體石蠟，于200 220。C的溫度、通惰性氣體、0. 001 0. 006Mpa的 真空度下抽真空脫水，反應5小時得到Cw烷基酚醚磺酸鈉，產(chǎn)率約 55%。
實施例3:首先在一個帶有攪拌、裝有分水器的500ml反應釜中 加入CM垸基醇醚R-O_(CH2CH2CH2CH2O)18H0. 3mo1、 0. 3mol氫化鈉、甲 苯80ml，開攪拌并加熱至12CTC,共沸回流脫水3. 5小時，至分水器 中澄清，水層不再變化完畢，使其充分生成U烷基醇醚的鈉鹽。其 次將分水器拆除，安裝蒸餾裝置將反應釜內(nèi)的溶劑蒸出。然后向反應 釜內(nèi)加入0. 2mo1羥丙基磺酸鈉、0. lmol催化劑氫氧化鉀、60ml十 二烷、以C,8烷基醇醚質(zhì)量計20%的產(chǎn)物，共沸回流2小時得到d,烷 基醇醚磺酸鈉，產(chǎn)率為62%。
實施例4:首先在一個帶有攪拌、裝有分水器的500ml反應釜中 加入Cu—(V天然脂肪醇0. 5mo1、 0. 5mo1氫氧化鈉、正己烷80ml， 開攪拌并加熱至9(TC，共沸回流脫水3小時，至分水器中澄清，水
層不再變化完畢，使其充分生成C,6—C,8天然脂肪醇的鈉鹽。其次將
分水器拆除，安裝蒸餾裝置將反應釜內(nèi)的溶劑蒸出。然后向反應釜內(nèi) 加入O. 7mol羥丁基磺酸鈉、0. lmol催化劑氫氧化鈉、90ml 200#溶 劑油、以016—(:|8天然脂肪醇質(zhì)量計50%的產(chǎn)物，于100 12(TC溫度、 0. 09 0. 1Mpa的真空度下抽真空脫水，反應1. 5小時得到C,「Cw天然脂肪醇磺酸鈉，產(chǎn)率為64%。
實施例5:首先在一個帶有攪拌、裝有分水器的500ml反應釜中 加入壬基酚聚環(huán)氧丙烷(10) 0. 5mo1、 0. 5mol金屬鉀、甲苯60ml， 通惰性氣體反應24小時，使其充分生成壬基酚聚環(huán)氧丙垸(10)的 鉀鹽。其次將分水器拆除，安裝蒸餾裝置將反應釜內(nèi)的溶劑蒸出。然 后向反應釜內(nèi)加入0. 8mo1羥乙基磺酸鉀、0. 2mo1催化劑氫氧化鉀、 90ml壬垸、以壬基酚聚環(huán)氧丙垸(10)質(zhì)量計0. 5%的產(chǎn)物，共沸 回流3小時得到壬基酚聚環(huán)氧丙烷(10)磺酸鉀，產(chǎn)率為6P/。。
實施例6:首先在一個帶有攪拌、裝有分水器的500ml反應釜中 加入C,5垸基醇醚R-0-(CH2CH2CH20)2。H 0.7 mol、 0.7 mol甲醇鈉，使 其充分反應，將生成的甲醇蒸出，從而制得"烷基醇醚的鈉鹽。其 次將分水器拆除，安裝蒸餾裝置將反應釜內(nèi)的溶劑蒸出。然后向反應 釜內(nèi)加入0.8mo1羥丙基磺酸鉀、0. 2mo1催化劑氫氧化鉀、90ml 二 十垸、以ds垸基醇醚質(zhì)量計15%的產(chǎn)物，于175 185。C溫度、0. 04 0. 06Mpa的真空度下抽真空脫水，反應4. 5小時得到"垸基醇醚磺酸 鉀，產(chǎn)率為57%。
實施例7:首先在一個帶有攪拌、裝有分水器的500ml反應釜中 加入辛基酚醚R-0-(E0)fiH1.2mol、乙醇鉀1.2mo1，使其充分反應， 將生成的乙醇蒸出，從而制得辛基酚醚的鉀鹽。其次將分水器拆除， 安裝蒸餾裝置將反應釜內(nèi)的溶劑蒸出。然后向反應釜內(nèi)加入0.8mol 羥丁基磺酸鉀、0. 3mol催化劑氫氧化鉀、160ml 190#溶劑油，共沸 回流3. 5小時得到辛基酚醚磺酸鉀，產(chǎn)率為58%。
實施例8:首先在一個帶有攪拌、裝有分水器的500ml反應釜中 加入(V烷基醇醚R-0-(E0)fiH 1. 8 mol、氫化鉀1. 8 mol，環(huán)己烷80ml， 開攪拌并加熱至IO(TC，共沸回流脫水5小時，至分水器中澄清，水 層不再變化完畢，使其充分生成d6烷基醇醚的鉀鹽。其次將分水器 拆除，安裝蒸餾裝置將反應釜內(nèi)的溶劑蒸出。然后向反應釜內(nèi)加入 1.6mol羥乙基磺酸鉀、0. 4mo1催化劑氫氧化鉀、140ml 190#溶劑油， 共沸回流4小時得到Cw烷基醇醚磺酸鉀，產(chǎn)率為61%。
權(quán)利要求
1、一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽的工藝，其特征在于包括如下步驟(1)制備烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽制備烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽有以下4種方法A、等摩爾比的烷基醇醚或烷基酚醚與強堿共沸脫水，在溶劑存在下共沸回流2～5小時完全反應，將溶劑完全蒸出，得到烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽；B、等摩爾比的烷基醇醚或烷基酚醚與堿金屬的氫化物共沸脫水，在溶劑存在下共沸回流2～5小時完全反應，將溶劑完全蒸出，得到烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽；C、等摩爾比的烷基醇醚或烷基酚醚與堿金屬在惰性氣體保護下于0℃～120℃反應1～24小時得到烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽；D、等摩爾比的烷基醇醚或烷基酚醚與堿金屬的短鏈醇鹽發(fā)生醇交換反應，同時通過蒸餾將生成的短鏈醇蒸出，直至溫度達到烷基醇醚或烷基酚醚的沸點為止，得到烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽；(2)磺烷基化反應在室溫下向由步驟(1)中任意一種方法制得的烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽中加入羥烷基磺酸鹽、堿性催化劑，同時添加溶劑，采用共沸回流或抽真空的方式于100～220℃反應0.5～5小時，脫除反應生成的水，得到烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽；其中烷基醇醚或烷基酚醚與羥烷基磺酸鹽的摩爾比為0.6～5∶1，烷基醇醚或烷基酚醚與堿性催化劑的摩爾比為10～1∶1。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽 的工藝，其特征在于反應前向反應釜內(nèi)加入垸基醇醚磺酸鹽或垸基酚 醚磺酸鹽，加入量為烷基醇醚或垸基酚醚質(zhì)量的0. 5% 50%。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種制備垸基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽的工藝，其特征在于所述的強堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺 酸鹽的工藝，其特征在于所述的堿金屬為鉀或鈉。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺 酸鹽的工藝，其特征在于所述的短鏈醇為甲醇或乙醇。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的一種制備烷基醇醚磺酸鹽或垸基酚醚磺 酸鹽的工藝，其特征在于所述的抽真空是通惰性氣體，真空度為 0. 001 0. 1Mpa。
7、 如權(quán)利要求1或2所述的一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺 酸鹽的工藝，其特征在于所述的烷基醇醚或烷基酚醚的結(jié)構(gòu)式為 R-0-(R'0)nH，其中R為C8—(^的垸基或烷基苯基，W為C2 — "的亞烷 基，n為0 — 30。
8、 如權(quán)利要求1或所述的一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸 鹽的工藝，其特征在于所述的羥烷基磺酸鹽的結(jié)構(gòu)式為H0-R2_S03M， 其中R2為d — C4的烷基，M為鈉或鉀。
9、 如權(quán)利要求1或2所述的一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺 酸鹽的工藝，其特征在于所述的堿性催化劑是氫氧化鉀或氫氧化鈉。
10、 如權(quán)利要求1或2所述的一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺 酸鹽的工藝,其特征在于所述的溶劑是a C2。垸烴、液體石蠟、190# 溶劑油、200#溶劑油。
11、 如權(quán)利要求10所述的一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸 鹽的工藝，其特征在于所述的Q C2。烷烴是正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、支 鏈烷烴或環(huán)烷烴。
全文摘要
一種制備烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽的工藝是等摩爾比的烷基醇醚或烷基酚醚與強堿或堿金屬反應生成烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽；在室溫下向烷基醇醚或烷基酚醚的鈉鹽或鉀鹽中加入羥烷基磺酸鹽、堿性催化劑，同時添加溶劑，采用共沸回流或抽真空的方式于100～220℃反應0.5～5小時，脫除反應生成的水，得到烷基醇醚磺酸鹽或烷基酚醚磺酸鹽。本發(fā)明具有操作方便，工藝簡單，易于控制，且成本低的優(yōu)點。
文檔編號C07C309/62GK101302175SQ20081005535
公開日2008年11月12日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者張永民, 李小秋, 牛金平, 谷惠先, 韓亞明, 韓向麗 申請人:中國日用化學工業(yè)研究院