專利名稱：琥珀酸二正辛酯磺酸鈉制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陰離子表面活性劑的制備方法，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)的制備方法。
琥珀酸二正辛酯磺酸鈉，屬于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，潤濕、乳化、起泡性能好等性能，廣泛應(yīng)用于日用化工、涂料、印染、石棉、農(nóng)藥、礦山、造紙、合成革、感光工業(yè)等，可作乳化劑、潤濕劑、滲透劑、分散劑和玻璃防霧劑、有關(guān)琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的制備方法，國內(nèi)外已有所報(bào)道，如文獻(xiàn)1，Ger.Offen 1，912，531(cl.C07c)，09，Apr.，1970；文獻(xiàn)2，“固體超強(qiáng)酸催化合成琥珀酸酯磺酸鈉”，化學(xué)世界，1990年8期，p347。上述文獻(xiàn)公開的制備過程為用順丁烯二酸酐(簡稱順酐)在硫酸或?qū)妆交撬峄蚬腆w酸催化下與過量正辛醇(1-辛醇)進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化時(shí)間90～120min，酯化溫度140℃～220℃。酯化產(chǎn)物經(jīng)由稀堿中和、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(yīng)；或者酯化產(chǎn)物經(jīng)過濾除去固體酸催化劑、蒸醇后，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(yīng)(文獻(xiàn)2)，最終得成品琥珀酸二正辛酯磺酸鈉?；蛘唔樁∠┒岫刘ズ?～20％的琥珀酸二正辛酯磺酸鈉及溶劑水預(yù)先在微回流狀態(tài)下經(jīng)均化作用，再經(jīng)300min加入亞硫酸氫鈉，然后加入乙醇，在回流狀態(tài)下維持180～240min得到琥珀酸二正辛酯磺酸鈉成品(文獻(xiàn)1)?，F(xiàn)有制備方法存在的缺陷是酯化反應(yīng)中正辛醇投入量大，并且反應(yīng)溫度高，酯化產(chǎn)物需經(jīng)水洗、脫水、脫醇、減壓蒸餾或經(jīng)過濾除去固體酸催化劑、脫醇等步驟，工藝復(fù)雜?；腔磻?yīng)中需另加入磺化催化劑，導(dǎo)致雜質(zhì)的引入，同時(shí)對二氧化硫有害廢氣不回收利用，造成環(huán)境污染；或者需耗用一定量的產(chǎn)品琥珀酸二正辛酯磺酸鈉，磺化工序經(jīng)均化作用等多個(gè)步驟，生產(chǎn)周期長、單個(gè)生產(chǎn)周期產(chǎn)量減少等。
本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)原料用量少、工序更加簡化、反應(yīng)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制備方法。
本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案為一種琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的制備方法，包括酯化、磺化反應(yīng)，其特征在于將順酐和正辛醇按1∶2.20～2.25的配比(摩爾比)在對甲苯磺酸催化下進(jìn)行酯化反應(yīng)，升溫至140±5℃，時(shí)間10～30min；第二步，保溫、脫水，保溫時(shí)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(yīng)，中和產(chǎn)物加磺化劑亞硫酸氫鈉，中和產(chǎn)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，助溶劑加入量占酯化產(chǎn)物量的5～20％(質(zhì)量比)，該磺化反應(yīng)物升溫至92℃，時(shí)間10～30min；第五步，磺化反應(yīng)物在92～98℃溫度下經(jīng)150～300min成熟，即得成品，尾氣由堿水吸收并回供磺化反應(yīng)。
本發(fā)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(yīng)，得到酯化產(chǎn)物順丁烯二酸二正辛酯。酯化副產(chǎn)物經(jīng)堿中和生成順丁烯二酸單正辛酯鈉鹽并作為酯化產(chǎn)物的磺化相轉(zhuǎn)移催化劑，以亞硫酸氫鈉為磺化劑與酯化產(chǎn)物反應(yīng)生成琥珀酸二正辛酯磺酸鈉。
其反應(yīng)式為
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是1.酯化反應(yīng)中正辛醇投入量(摩爾比)由現(xiàn)在的1∶3.00減少為1∶2.20～2.25，反應(yīng)過程中原料耗用量大大減少；2.減少正辛醇投入量后，過用量少，酯化溫度降低，從140-220℃降為140℃；3.過量正辛醇減少后，省去了酯化產(chǎn)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(yīng)溫度，使酯化率在92～98％之間，未反應(yīng)完全的單酯鈉鹽作為非外加的相轉(zhuǎn)移催化劑，避免了外加磺化催化劑雜質(zhì)的影響，減少物料的耗用；5.磺化反應(yīng)在常壓下進(jìn)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(yīng)使用，解決污染問題；且不需外加磺化產(chǎn)物；磺化劑、溶劑水、助溶劑在磺化反應(yīng)前一次加入，避免了磺化反應(yīng)中先進(jìn)行均化作用等復(fù)雜的操作步聚，提高了單個(gè)生產(chǎn)周期產(chǎn)量；6.整個(gè)工藝單批生產(chǎn)周期反應(yīng)時(shí)間在480min內(nèi)完成，工藝十分緊湊。
附圖
是本發(fā)明琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的制備方法的流程示意圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
按附圖所示流程的一種具體實(shí)施方式
為第一步在裝有分水器的反應(yīng)器中，加入順酐90Kg，正辛醇263Kg(均為工業(yè)品，含量≥99％)，用對甲苯磺酸0.9Kg作催化劑(工業(yè)品，含量≥95％)，攪拌下30min內(nèi)升溫至140±5℃，進(jìn)行酯化反應(yīng)；第二步對第一步得到的酯化反應(yīng)物，在140±5℃下保溫、攪拌、脫水、脫醇90～120min，得到酯化產(chǎn)物，分出少量醇下次酯化用；第三步將第二步得到的酯化產(chǎn)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(chǎn)物加水335L(可含回收NaHSO3-H2O，不足部分用水補(bǔ)足)，加亞硫酸氫鈉102Kg(工業(yè)品，含量≥95％)，再加乙醇34Kg后，將分水器改為回流冷凝器，其下部接入反應(yīng)器，上部接導(dǎo)管通入30％NaOH-H2O的SO2吸收器的液面以下，然后攪拌、升溫磺化反應(yīng)液；第五步將上述第四步得到的反應(yīng)液于92～98℃成熟180～240min，即得產(chǎn)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(zhì)，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?zhí)栔兴峒爱a(chǎn)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(quán)利要求
一種琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的制備方法，包括酯化反應(yīng)、磺化反應(yīng)，其特征在于工藝流程和反應(yīng)條件按下列方式進(jìn)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(jìn)行酯化反應(yīng)，升溫到140℃，時(shí)間為10～30min；
2.保溫、脫水保溫時(shí)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(yīng)加磺化劑，中和產(chǎn)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(chǎn)物與助溶劑比例為1∶0.05～0.20(質(zhì)量比)，升溫至92℃，時(shí)間10～30min；
5.成熟時(shí)間150～300min，溫度92～98℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種琥珀酸二正辛酯磺酸鈉的制備方法。它包括酯化反應(yīng)、磺化反應(yīng),其特點(diǎn)是酯化反應(yīng)中減少正辛醇的投入量,降低酯化反應(yīng)溫度,并省去酯化產(chǎn)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(yīng)不外加磺化催化劑或磺化產(chǎn)物,并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(yīng)用。本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)更加簡化,原料正辛醇節(jié)省近三分之一,對設(shè)備要求低,無環(huán)境污染,廣泛適用于各類化工企業(yè)作工業(yè)化生產(chǎn)。
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(yōu)先權(quán)日1996年12月17日
發(fā)明者張躍軍, 曲文超, 施杰, 周偉良, 董偉 申請人:南京理工大學(xué)