專利名稱：一種制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，更特別的，涉及一種陰離子表面活性劑脂肪酸甲酯磺酸鹽連續(xù)再酯化漂白的方法。
背景技術：
脂肪酸甲酯磺酸鹽(簡稱MES)是一種以天然油脂為原料制備而成的新型陰離子表面活性劑，因其具有優(yōu)良的去污、乳化、滲透等表面性能，抗硬水性能強，生物降解性好，因而開發(fā)應用前景廣闊。但因其生產(chǎn)工藝流程較長，技術難度較大，特別是在二鈉鹽及色澤的有效控制、裝置的安全性等方面仍有待進一步研究探索和改進，因而MES在國際上能真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的仍極少。
早在二十世紀三十年代就有人進行MES的研究，MES生產(chǎn)技術的研究報導很多，文獻表明目前大多采用脂肪酸甲酯磺化、老化、甲酯磺酸再酯化、漂白、中和制備MES的技術路線。美國劍米索恩公司的專利ZL00133161.2是在至少是粗制磺酸重量的31％醇，91℃至110℃的溫度范圍內(nèi)進行再酯化、酸漂白。甲醇的沸點是64.8℃，較高的溫度會導致體系產(chǎn)生較高的壓力，對生產(chǎn)操作控制帶來更大的安全隱患。九十年代我國無錫、成都和大連都曾先后從美國引進MES生產(chǎn)技術和裝置，但均未能正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以使MES產(chǎn)品二鈉鹽及色澤得到有效的控制，工藝的安全性也高于目前國內(nèi)外已在使用的工藝的用于MES工業(yè)化生產(chǎn)的MES連續(xù)再酯化漂白的方法。
本發(fā)明的這個以及其他目的將通過下列詳細描述和說明來進一步體現(xiàn)和闡述。
本發(fā)明的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，采用脂肪酸甲酯磺酸為原料，在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進行反應，包括再酯化、預漂白、中和和二次漂白步驟，所制備的產(chǎn)品二鈉鹽含量≤5.0％、色澤(5％a.m)≤50Klett，中和系統(tǒng)MES含量≥70％。
在本發(fā)明的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法中，在再酯化和預漂白步驟中，在再酯化同時，進行預漂白，加入再酯化劑5-20％(以脂肪酸甲酯磺酸鈉的總重量為基礎，下同)，漂白劑0.5-2.0％，改良劑0.1-2.0％，在較低壓力或常壓下進行再酯化和預漂白，預漂白的溫度為40-70℃，時間為60-180min。所述的再酯化劑是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和甘油或其混合物。較好的是，所述的再酯化劑是甲醇、甘油或其混合物。在中和步驟中，中和時控制pH值在5.5±1.5，溫度控制在40-60℃，中和后脂肪酸甲酯磺酸鈉含量可達70％以上。在中和時可再次加入改良劑0.1-3.0％，并調(diào)整pH值為6.0±0.5后，再加入0.1-2.0％的H2O2進行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值為6.0±0.5，平均停留時間為60-180min。
在本發(fā)明的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法中，所述的漂白劑可以采用雙氧水、過硼酸鈉、過碳酸鈉等，優(yōu)選雙氧水、過碳酸鈉。所述的改良劑是有機多元膦酸、氨羧酸和多羥羧及其鹽單體，或其復合物。較好的是，所述的改良劑是羥基乙叉二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、乙烯多胺多亞烷基膦酸、檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和羥乙酸及其鹽單體，或其復合物。優(yōu)選羥基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸、檸檬酸的單體或復合物及其鹽。以防止H2O2過快分解失去漂白活性，并避免預漂白過程中因H2O2分解而釋放大量O2的危險，使酸性預漂白過程的安全性大大提高。同時改良劑也使中和過程中的pH值穩(wěn)定，避免二鈉鹽的增多，改善MES的性能等。在預漂白后及二次漂白后設置適當大小的暫存罐，保留適當?shù)恼{(diào)節(jié)余量，使前后工藝相對斷開，減少前后工藝的相互影響。使前后工藝相對斷開，減少前后工藝的相互影響，以大大提高裝置的操作彈性、穩(wěn)定性及可靠性，使整個流程變“硬連接”為“軟連接”，色澤的控制可以方便地通過調(diào)整二次漂白劑的用量、停留時間等達到預期目標。
本發(fā)明采用脂肪酸甲酯磺酸(MESA)經(jīng)再酯化預漂白，與中和后脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES)中性漂白相結合的方法。以較少的甲醇用量，較低的操作溫度及壓力，大大提高生產(chǎn)裝置的安全性、可操作性、可控性。
本發(fā)明的方法具有以下特點1、預漂白的溫度為40-70℃，可以在較低壓力或常壓下進行再酯化和預漂白，因溫度較低，有利于提高裝置的安全性，操作也更容易控制。
2、因為H2O2濃度較高，用量較少，故再酯化預漂白體系中水分含量較低，因而物料的粘度及凝固點較低，從而體系中所用的甲醇用量可以大幅下降，使該工藝的物耗、能耗都有下降，中和后MES含量可達70％以上。
3、預漂白過程中，H2O2殘留指標的控制要求較低。在中和系統(tǒng)中通過有效改進pH值的在線監(jiān)測方法，嚴格控制pH值，使殘留的H2O2不易快速分解，在中和過程及后續(xù)工藝工程中繼續(xù)進行漂白。
4、在預漂白和中和過程中加入改良劑，使漂白劑不易快速分解，同時有助于pH值的穩(wěn)定，防止二鈉鹽含量升高，改善MES的性能等。
5、在中和并調(diào)整pH值后，再加入適量漂白劑進行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值，pH值控制在5.5±1.5，溫度控制在40℃-60℃，平均停留時60min-180min。若遏特殊情況，停留時間延長，不會影響產(chǎn)品質(zhì)量。二次漂白先在一帶有攪拌的反應釜中進行，后期可以在暫存釜中進行。
6、預漂白后及二次漂白后設置適當大小的暫存罐，保留適當?shù)恼{(diào)節(jié)余量，使前后工藝相對斷開，減少前后工藝的相互影響，以大大提高整套裝置的操作彈性、穩(wěn)定性及可靠性，使整個流程變“硬連接”為“軟連接”。色澤的控制可以方便地通過調(diào)整二次漂白劑用量、停留時間等達到預期目標。
用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的MES可達到的質(zhì)量指標為二鈉鹽含量 ≤5.0％色澤(5％a.m，Klett)≤50中和系統(tǒng)MES含量≥70％。
以下通過具體實施例來進一步說明本發(fā)明，但實施例僅用于說明，并不能限制本發(fā)明范圍。
在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、量、百分比均為以脂肪酸甲酯磺酸鈉的總重量為基礎，所有的原料均可以從市場購得。
具體實施例方式
實施例1在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進行再酯化漂白，在經(jīng)老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯總量的10％甲醇和5％甘油，溫度控制在55-60℃，然后加入MES磺酸酯總量的H2O21.8％和改良劑1.0％(檸檬酸0.5％、羥基乙叉二膦酸0.4％、乙二胺四乙酸0.1％)，停留時間100min。用42％濃度的液體氫氧化鈉中和，中和系統(tǒng)中嚴格控制pH值在6.0±0.5，溫度控制在50℃-55℃。在中和并調(diào)整pH值后，再加入MES磺酸酯總量的H2O21.2％進行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值在6.0±0.5，停留時間80min，最后去脫甲醇干燥。得到產(chǎn)物的技術指標為MES含量為72％、色澤(5％a.m，Klett)40、二鈉鹽含量2.6％。
實施例2在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進行再酯化漂白，在經(jīng)老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯總量的8％甲醇和4％甘油，溫度控制在55-65℃，然后加入MES磺酸酯總量的H2O21.0％和改良劑1.5％(檸檬酸0.8％、羥基乙叉二膦酸0.5％、乙二胺四乙酸0.2％)，停留時間90min。用42％濃度的液體氫氧化鈉中和，中和系統(tǒng)中嚴格控制pH值在6.0±0.5，溫度控制在50℃-55℃。在中和并調(diào)整pH值后，再加入MES磺酸酯總量的H2O21.5％進行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值在6.0±0.5，停留時間100min。得到產(chǎn)物的技術指標為MES含量為75％、色澤(5％a.m，Klett)40、二鈉鹽含量2.6％。
實施例3在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進行再酯化漂白，在經(jīng)老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯總量的5％甲醇、5％乙醇和5％甘油，溫度控制在55-65℃，然后加入MES磺酸酯總量的H2O20.8％和改良劑1.6％(檸檬酸0.8％、氨基三亞甲基膦酸0.5％、羥乙酸0.3％)，停留時間120min。用42％濃度的液體氫氧化鈉中和，中和系統(tǒng)中嚴格控制pH值在6.0±0.5，溫度控制在50℃-55℃。在中和并調(diào)整pH值后，再加入MES磺酸酯總量的改良劑2.2％(檸檬酸1.2％、羥基乙叉二膦酸0.7％、羥乙酸0.2％)和H2O21.2％進行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值在6.0±0.5，停留時間100min，最后去脫甲醇干燥。得到產(chǎn)物的技術指標為MES含量為70％、色澤(5％a.m，Klett)40、二鈉鹽含量2.5％。
實施例4在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進行再酯化漂白，在經(jīng)老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯總量的6％甲醇、5％乙二醇和2％甘油，溫度控制在55-60℃，然后加入MES磺酸酯總量的過碳酸鈉0.6％和改良劑0.4％(檸檬酸0.2％、氨基三亞甲基膦酸0.1％、羥乙酸0.1％)，停留時間180min。用42％濃度的液體氫氧化鈉中和，中和系統(tǒng)中嚴格控制pH值在6.0±0.5，溫度控制在50℃-55℃。在中和并調(diào)整pH值后，再加入MES磺酸酯總量的改良劑0.4％(檸檬酸0.2％、羥基乙叉二膦酸0.1％、羥乙酸0.1％)和過碳酸鈉0.2％進行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值在6.0±0.5，停留時間170min，最后去脫甲醇干燥。得到產(chǎn)物的技術指標為MES含量為74％、色澤(5％a.m，Klett)40、二鈉鹽含量2.5％。
權利要求
1.一種制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于采用脂肪酸甲酯磺酸為原料，在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進行反應，包括再酯化、預漂白、中和和二次漂白步驟，所制備的產(chǎn)品二鈉鹽含量≤5.0％、色澤(5％a.m)≤50Klett，中和系統(tǒng)MES含量≥70％。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于在再酯化和預漂白步驟中，在再酯化同時，進行預漂白，加入再酯化劑5-20％，漂白劑0.5-2.0％，改良劑0.1-2.0％，在較低壓力或常壓下進行再酯化和預漂白，預漂白的溫度為40-70℃，時間為60-180min。
3.根據(jù)權利要求2所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于所述的再酯化劑是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和甘油或其混合物。
4.根據(jù)權利要求3所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于所述的再酯化劑是甲醇、甘油或其混合物。
5.根據(jù)權利要求1所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于在中和步驟中，中和時控制pH值在5.5±1.5，溫度控制在40-60℃，中和后脂肪酸甲酯磺酸鈉含量可達70％以上。
6.根據(jù)權利要求1所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于在中和時可再次加入改良劑0.1-3.0％，并調(diào)整pH值為6.0±0.5后，再加入0.1-2.0％的H2O2進行二次漂白，并不斷地監(jiān)控調(diào)整pH值為6.0±0.5，平均停留時間為60-180min。
7.根據(jù)權利要求2或6所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于所述的改良劑是有機多元膦酸、氨羧酸和多羥羧及其鹽單體，或其復合物。
8.根據(jù)權利要求7所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于所述的改良劑是羥基乙叉二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、乙烯多胺多亞烷基膦酸、檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和羥乙酸及其鹽單體，或其復合物。
9.根據(jù)權利要求1所述的制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，其特征在于在預漂白后及二次漂白后設置適當大小的暫存罐，保留適當?shù)恼{(diào)節(jié)余量，使前后工藝相對斷開，減少前后工藝的相互影響。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備脂肪酸甲酯磺酸鈉的方法，采用脂肪酸甲酯磺酸為原料，在一帶有冷卻器的泵式循環(huán)混合裝置中進行反應，包括再酯化、預漂白、中和和二次漂白步驟，所制備的產(chǎn)品二鈉鹽含量≤5.0％、色澤(5％a.m)≤50Klett，中和系統(tǒng)MES含量≥70％。本發(fā)明以較少的甲醇用量，較低的操作溫度及壓力，添加改良劑，嚴格控制pH值，使預漂白和二次漂白有機結合，因此生產(chǎn)的安全性、可操作性和可控性得到大大提高。
文檔編號B01F17/08GK101054354SQ20071011112
公開日2007年10月17日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權日2007年6月14日
發(fā)明者方銀軍, 鄒歡金, 黃亞茹, 祝紅元, 胡劍品, 孫明和, 任國曉, 汪家眾, 馮晚靜 申請人:浙江贊成科技有限公司