一种用SO₃-空气混合物经膜式磺化器磺化烷基酚生产烷基酚磺酸及其盐的方法

专利名称：一种用SO₃-空气混合物经膜式磺化器磺化烷基酚生产烷基酚磺酸及其盐的方法
技术领域：
本发明涉及一种用S03-空气混合物经膜式磺化器磺化垸基酚生产烷基酚磺
酸及其盐的方法，属于磺酸盐制备技术领域。该磺酸及其盐可做为表面活性剂 或生产表面活性剂的重要原料，亦可被用作染料及药物中间体。
背景技术：
磺化反应工艺与技术在现代化工领域中起着重要作用。磺酸化合物和硫酸 垸基酯化合物是目前用量最大、应用最广泛的阴离子表面活性剂品种之一。 目前磺化生产技术在国内外都得到迅速发展。工业上可采用的磺化方法主
要有S03磺化法、浓硫酸磺化法、发烟硫酸磺化法、氯磺酸磺化法等。
20世纪50年代以来，国内外都致力于S03磺化技术的研究，并已取得很大
进展。目前开发出来的磺化工艺有多种，如气态S03磺化法、液态S03磺化法、
S(V溶剂磺化法和S03络合物定位磺化法。气态S03磺化法主要是用scv空气
混合物作磺化剂，其优点是不生成水，S03的用量可接近理论用量，反应快，
"三废"少，无废酸产生，对设备腐蚀小，有利于环境保护，因此工艺先进， 技术水平高，在工业上已被推广应用，成为国际上一致公认的先进磺化工艺。
气态SCb磺化法又以在降膜式磺化器中用S03-空气混合物进行的磺化反应最为
工业界看好。
从20世纪80年代初我国开始引进第一套S03气体膜式磺化装置以来，在 近30年的历程中，我国S03气体膜式磺化技术一直保持高速发展势头。目前， 各种膜式磺化反应器及其他关键设备、仪表已基本实现国产化，已成功在各种 膜式磺化反应器上生产出多种工业磺化产品，如石油磺酸盐(PS)、垸基苯磺酸 (LBS)、重垸基苯磺酸(HLBS)、脂肪醇硫酸酯盐(K-12)、脂肪醇聚氧乙烯 醚硫酸酯盐(AES)、 a-烯烃磺酸盐(AOS)、脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)等，但尚
未见采用S03-空气混合物经膜式磺化器磺化垸基酚生产烷基酚磺酸盐的报道。
专利CN 1239477C曾经公开了一种用氯磺酸在有机溶剂相中间歇式磺化酚类的 方法，但该专利主要磺化的是短链的二元酚或二苯甲酮酚类衍生物，生产的磺 化酚回收产率较低，需耗用大量有机溶剂，且用氯磺酸磺化工艺生产的磺化酚 产品经中和有无机盐含量很高的弊病。

发明内容
本发明提出了一种用S03-空气混合物经膜式磺化器磺化垸基酚生产烷基酚
磺酸及其盐的方法。该制备方法生产的垸基酚磺酸及其盐的磺化率高、游离油含量低、无机盐含量低，无废酸产生、对设备腐蚀小、有利于环境保护。 该垸基酚磺酸及其盐的分子通式如下-
式中M为H、碱金属、铵基或胺基；R,为d-C^的直链或支链垸基；R2
为H或C广C2G的直链或支链烷基。
本发明的技术方案 一种烷基酚磺酸及其盐的制备方法，用S(V空气混合 物经膜式磺化器磺化垸基酚，步骤为
a) 将烷基酚与S03-空气混合物分别计量进入膜式磺化器中，其中S03与烷 基酚摩尔比为1.0 1.5 : 1, S03-空气混合物中的S03体积浓度为2。/。 8。/。；磺化 温度为20 80。C，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部 分进入老化釜于20~80°C下老化0~2小时，得到垸基酚磺酸；
所用的垸基酚为含有1或2个d C20的直链或支链烷基的垸基酚；
b) 中和釜中添加水，加入烷基酚磺酸和液碱，在20 80。C下进行中和反应， 搅拌2小时，使产物pH值达到7-9，得到烷基酚磺酸盐水溶液或料浆；其中所 述的碱为无机碱或有机碱。
步骤a)中，磺化反应温度为30~60°C， S03与垸基酚摩尔比为1.05-1.3 : 1， SOr空气混合物中的S03体积浓度为3% 5%，老化时间为0.5~1小时。
步骤b)中，中和反应温度为30-60 °C，所述的无机碱为NaOH、 KOH或 NH40H;所述的有机碱为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或氢氧化四垸基铵。
本发明的有益效果本发明方法制备的烷基酚磺酸及其盐，所用的烷基酚
为含有1或2个Q C2o的直链或支链烷基的烷基酚，磺化率高、游离油含量低、
无机盐含量低，无废酸产生、对设备腐蚀小、有利于环境保护。
具体实施例方式
实施例l:混合甲酚磺酸钾的制备
将混合甲酚与S03-空气混合物分别计量进入膜式磺化器中，其中S03与混 合甲酚摩尔比为1.05 : 1， S03-空气混合物中的S03体积浓度为3 %;磺化温度 为30。C，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部分进入 老化釜于磺化温度下老化半小时，得到混合甲酚磺酸；中和釜中添加工艺水， 加入混合甲酚磺酸和氢氧化钾溶液，在3(TC下进行中和反应，搅拌2小时，使 产物pH值达到7~9,得到质量浓度为50 %的混合甲酚磺酸钾。
实施例2: 2-仲丁基酚磺酸铵的制备将2-仲丁基酚与S03-空气混合物分别计量进入膜式磺化器中，其中SCb与 2-仲丁基酚摩尔比为1.3 : 1， S03-空气混合物中的S03体积浓度为4Q/。；磺化温 度为4(TC，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部分进 入老化釜于磺化温度下老化45分钟，得到2-仲丁基酚磺酸；中和釜中添加工艺 水，加入2-仲丁基酚磺酸和质量浓度为28 %的氢氧化铵溶液，在40 °C下进行 中和反应，搅拌2小时，使产物pH值达到7~9，得到质量浓度为50 %的2-仲 丁基酚磺酸铵。
实施例3:对特叔戊基酚磺酸单乙醇胺盐的制备
将对特叔戊基酚与S03-空气混合物分别计量进入膜式磺化器中，其中so3 与对特叔戊基酚摩尔比为1.1 : 1， S03-空气混合物中的S03体积浓度为5。/。；磺 化温度为50。C，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部 分进入老化釜于磺化温度下老化1小时，得到对特叔戊基酚磺酸；中和釜中添 加工艺水，加入对特叔戊基酚磺酸和单乙醇胺，在50。C下进行中和反应，搅拌 2小时，使产物pH值达到7~9，得到质量浓度为60 %的对特叔戊基酚磺酸单乙 醇胺盐。
实施例4:辛基酚磺酸钠的制备
将辛基酚与S03-空气混合物分别计量进入膜式磺化器中，其中S03与辛基
酚摩尔比为l.l : 1，SCV空气混合物中的S03体积浓度为4。/。;磺化温度为5(TC， 磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部分进入老化釜于 磺化温度下老化45分钟，得到辛基酚磺酸；中和釜中添加工艺水，加入辛基酚 磺酸和氢氧化钠溶液，在50。C下进行中和反应，搅拌2小时，使产物pH值达 到7~9，得到质量浓度为50 %的辛基酚磺酸钠。 实施例5:壬基酚磺酸钠的制备
将壬基酚与S03-空气混合物分别计量进入膜式磺化器中，其中SCb与壬基 酚摩尔比为1.05: 1， S03-空气混合物中的S03体积浓度为5。/。；磺化温度为40 。C，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部分进入老化 釜于磺化温度下老化30分钟，得到壬基酚磺酸；中和釜中添加工艺水，加入壬 基酚磺酸和氢氧化钠溶液，在50 T下进行中和反应，搅拌2小时，使产物pH 值达到7 9，得到质量浓度为50 %的壬基酚磺酸钠。
实施例6:十二烷基酚磺酸钠的制备
将十二烷基酚与S03-空气混合物分别计量进入膜式磺化器中，其中SCb与 十二垸基酚摩尔比为1.1 : 1, S03-空气混合物中的S03体积浓度为4。/。；磺化温 度为5(TC，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部分进 入老化釜于磺化温度下老化45分钟，得到十二垸基酚磺酸；中和釜中添加工艺 水，加入十二烷基酚磺酸和氢氧化钠溶液，在4(TC下进行中和反应，搅拌2小时，使产物pH值达到7-9，得到质量浓度为50%的十二烷基酚磺酸钠。 实施例7:间十五烷基酚磺酸二乙醇胺盐的制备
将熔融的间十五烷基酚与S(V空气混合物分别计量打入膜式磺化器中，其 中S03与十二烷基酚摩尔比为1.2 : 1，S03-空气混合物中的S03体积浓度为3%; 磺化温度为6(TC，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体 部分进入老化釜于磺化温度下老化1小时，得到间十五烷基酚磺酸；中和釜中 添加工艺水，加入间十五垸基酚磺酸和二乙醇胺，在40。C下进行中和反应，搅 拌2小时，使产物pH值达到7 9，得到质量浓度为30%的间十五烷基酚磺酸二 乙醇胺盐。
实施例8:十六烷基酚磺酸钾的制备
将十六烷基酚与S03-空气混合物分别计量进入膜式磺化器中，其中SCb与
十六烷基酚摩尔比为1.1 : 1， S03-空气混合物中的S03体积浓度为5。/。；磺化温
度为50。C，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部分进 入老化釜于磺化温度下老化45分钟，得到十六基酚磺酸；中和釜中添加工艺水， 加入十六基酚磺酸和氢氧化钾溶液，在6(TC下进行中和反应，搅拌2小时，使 产物pH值达到7~9，得到质量浓度为50 %的十六基酚磺酸钾。 实施例9: 二壬基酚磺酸三乙醇胺盐的制备
将二壬基酚与S03-空气混合物分别计量打入膜式磺化器中，其中S03与二 壬基酚摩尔比为1.3: 1， S03-空气混合物中的S03体积浓度为5。/。；磺化温度为 80 °C，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部分进入老 化釜于磺化温度下老化1小时，得到二壬基酚磺酸；中和釜中添加工艺水，加 入二壬基酚磺酸和三乙醇胺，在60 °C下进行中和反应，搅拌2小时，使产物 pH值达到7~9，得到质量浓度为40 %的二壬基酚磺酸三乙醇胺。
权利要求
1、一种烷基酚磺酸及其盐的制备方法，其特征是用SO3-空气混合物经膜式磺化器磺化烷基酚得到烷基酚磺酸，再用液碱中和得到烷基酚磺酸盐，步骤为a)将烷基酚与SO3-空气混合物分别计量进入膜式磺化器中，其中SO3与烷基酚摩尔比为1.0～1.5∶1，SO3-空气混合物中的SO3体积浓度为2％～8％；磺化温度为20～80℃，磺化反应为瞬时连续反应；反应产物经气液分离器后，液体部分进入老化釜于20～80℃下老化0～2小时，得到烷基酚磺酸；所用的烷基酚为含有1或2个C1～C20的直链或支链烷基的烷基酚；b)中和釜中添加水，加入烷基酚磺酸和液碱，在20～80℃下进行中和反应，搅拌2小时，使产物pH值达到7～9，得到烷基酚磺酸盐水溶液或料浆；其中所述的碱为无机碱或有机碱。
2、 根据权利要求1所述的垸基酚磺酸及其盐的制备方法，其特征在于步骤a) 中，磺化反应温度为30~60°C， S03与烷基酚摩尔比为1.05-1.3 : 1， S(V空气 混合物中的S03体积浓度为3%~5%，老化时间为0.5-1小时。
3、 根据权利要求1所述的垸基酚磺酸及其盐的制备方法，其特征在于步骤b) 中，中和反应温度为30~60°C。
4、 根据权利要求1所述的烷基酚磺酸及其盐的制备方法，其特征在于步骤 b)中，所述的无机碱为NaOH、 KOH或NH40H;所述的有机碱为单乙醇胺、二 乙醇胺、三乙醇胺或氢氧化四烷基铵。
全文摘要
一种用SO₃-空气混合物经膜式磺化器磺化烷基酚生产烷基酚磺酸及其盐的方法，属于磺酸盐制备技术领域。本发明以烷基酚为原料，用SO₃-空气混合物经膜式磺化器对原料进行磺化得到烷基酚磺酸，对上述烷基酚磺酸用NaOH等碱溶液中和，得到烷基酚磺酸盐，所用的烷基酚为含有1或2个C₁～C₂₀的直链或支链烷基的烷基酚；该制备方法生产的烷基酚磺酸及其盐的磺化率高、游离油含量低、无机盐含量低，无废酸产生、对设备无腐蚀、有利于环境保护。
文档编号B01J10/00GK101585786SQ200910032100
公开日2009年11月25日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者何志强, 夏咏梅, 云 方 申请人:江南大学