专利名称：一种制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，更特别的，涉及一种阴离子表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸盐连续再酯化漂白的方法。
背景技术：
脂肪酸甲酯磺酸盐(简称MES)是一种以天然油脂为原料制备而成的新型阴离子表面活性剂，因其具有优良的去污、乳化、渗透等表面性能，抗硬水性能强，生物降解性好，因而开发应用前景广阔。但因其生产工艺流程较长，技术难度较大，特别是在二钠盐及色泽的有效控制、装置的安全性等方面仍有待进一步研究探索和改进，因而MES在国际上能真正实现产业化的仍极少。
早在二十世纪三十年代就有人进行MES的研究，MES生产技术的研究报导很多，文献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、中和制备MES的技术路线。美国剑米索恩公司的专利ZL00133161.2是在至少是粗制磺酸重量的31％醇，91℃至110℃的温度范围内进行再酯化、酸漂白。甲醇的沸点是64.8℃，较高的温度会导致体系产生较高的压力，对生产操作控制带来更大的安全隐患。九十年代我国无锡、成都和大连都曾先后从美国引进MES生产技术和装置，但均未能正常生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以使MES产品二钠盐及色泽得到有效的控制，工艺的安全性也高于目前国内外已在使用的工艺的用于MES工业化生产的MES连续再酯化漂白的方法。
本发明的这个以及其他目的将通过下列详细描述和说明来进一步体现和阐述。
本发明的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，采用脂肪酸甲酯磺酸为原料，在一带有冷却器的泵式循环混合装置中进行反应，包括再酯化、预漂白、中和和二次漂白步骤，所制备的产品二钠盐含量≤5.0％、色泽(5％a.m)≤50Klett，中和系统MES含量≥70％。
在本发明的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法中，在再酯化和预漂白步骤中，在再酯化同时，进行预漂白，加入再酯化剂5-20％(以脂肪酸甲酯磺酸钠的总重量为基础，下同)，漂白剂0.5-2.0％，改良剂0.1-2.0％，在较低压力或常压下进行再酯化和预漂白，预漂白的温度为40-70℃，时间为60-180min。所述的再酯化剂是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和甘油或其混合物。较好的是，所述的再酯化剂是甲醇、甘油或其混合物。在中和步骤中，中和时控制pH值在5.5±1.5，温度控制在40-60℃，中和后脂肪酸甲酯磺酸钠含量可达70％以上。在中和时可再次加入改良剂0.1-3.0％，并调整pH值为6.0±0.5后，再加入0.1-2.0％的H2O2进行二次漂白，并不断地监控调整pH值为6.0±0.5，平均停留时间为60-180min。
在本发明的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法中，所述的漂白剂可以采用双氧水、过硼酸钠、过碳酸钠等，优选双氧水、过碳酸钠。所述的改良剂是有机多元膦酸、氨羧酸和多羟羧及其盐单体，或其复合物。较好的是，所述的改良剂是羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙烯多胺多亚烷基膦酸、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和羟乙酸及其盐单体，或其复合物。优选羟基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸的单体或复合物及其盐。以防止H2O2过快分解失去漂白活性，并避免预漂白过程中因H2O2分解而释放大量O2的危险，使酸性预漂白过程的安全性大大提高。同时改良剂也使中和过程中的pH值稳定，避免二钠盐的增多，改善MES的性能等。在预漂白后及二次漂白后设置适当大小的暂存罐，保留适当的调节余量，使前后工艺相对断开，减少前后工艺的相互影响。使前后工艺相对断开，减少前后工艺的相互影响，以大大提高装置的操作弹性、稳定性及可靠性，使整个流程变“硬连接”为“软连接”，色泽的控制可以方便地通过调整二次漂白剂的用量、停留时间等达到预期目标。
本发明采用脂肪酸甲酯磺酸(MESA)经再酯化预漂白，与中和后脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)中性漂白相结合的方法。以较少的甲醇用量，较低的操作温度及压力，大大提高生产装置的安全性、可操作性、可控性。
本发明的方法具有以下特点1、预漂白的温度为40-70℃，可以在较低压力或常压下进行再酯化和预漂白，因温度较低，有利于提高装置的安全性，操作也更容易控制。
2、因为H2O2浓度较高，用量较少，故再酯化预漂白体系中水分含量较低，因而物料的粘度及凝固点较低，从而体系中所用的甲醇用量可以大幅下降，使该工艺的物耗、能耗都有下降，中和后MES含量可达70％以上。
3、预漂白过程中，H2O2残留指标的控制要求较低。在中和系统中通过有效改进pH值的在线监测方法，严格控制pH值，使残留的H2O2不易快速分解，在中和过程及后续工艺工程中继续进行漂白。
4、在预漂白和中和过程中加入改良剂，使漂白剂不易快速分解，同时有助于pH值的稳定，防止二钠盐含量升高，改善MES的性能等。
5、在中和并调整pH值后，再加入适量漂白剂进行二次漂白，并不断地监控调整pH值，pH值控制在5.5±1.5，温度控制在40℃-60℃，平均停留时60min-180min。若遏特殊情况，停留时间延长，不会影响产品质量。二次漂白先在一带有搅拌的反应釜中进行，后期可以在暂存釜中进行。
6、预漂白后及二次漂白后设置适当大小的暂存罐，保留适当的调节余量，使前后工艺相对断开，减少前后工艺的相互影响，以大大提高整套装置的操作弹性、稳定性及可靠性，使整个流程变“硬连接”为“软连接”。色泽的控制可以方便地通过调整二次漂白剂用量、停留时间等达到预期目标。
用本发明的方法生产的MES可达到的质量指标为二钠盐含量 ≤5.0％色泽(5％a.m，Klett)≤50中和系统MES含量≥70％。
以下通过具体实施例来进一步说明本发明，但实施例仅用于说明，并不能限制本发明范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、量、百分比均为以脂肪酸甲酯磺酸钠的总重量为基础，所有的原料均可以从市场购得。
具体实施例方式
实施例1在一带有冷却器的泵式循环混合装置中进行再酯化漂白，在经老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯总量的10％甲醇和5％甘油，温度控制在55-60℃，然后加入MES磺酸酯总量的H2O21.8％和改良剂1.0％(柠檬酸0.5％、羟基乙叉二膦酸0.4％、乙二胺四乙酸0.1％)，停留时间100min。用42％浓度的液体氢氧化钠中和，中和系统中严格控制pH值在6.0±0.5，温度控制在50℃-55℃。在中和并调整pH值后，再加入MES磺酸酯总量的H2O21.2％进行二次漂白，并不断地监控调整pH值在6.0±0.5，停留时间80min，最后去脱甲醇干燥。得到产物的技术指标为MES含量为72％、色泽(5％a.m，Klett)40、二钠盐含量2.6％。
实施例2在一带有冷却器的泵式循环混合装置中进行再酯化漂白，在经老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯总量的8％甲醇和4％甘油，温度控制在55-65℃，然后加入MES磺酸酯总量的H2O21.0％和改良剂1.5％(柠檬酸0.8％、羟基乙叉二膦酸0.5％、乙二胺四乙酸0.2％)，停留时间90min。用42％浓度的液体氢氧化钠中和，中和系统中严格控制pH值在6.0±0.5，温度控制在50℃-55℃。在中和并调整pH值后，再加入MES磺酸酯总量的H2O21.5％进行二次漂白，并不断地监控调整pH值在6.0±0.5，停留时间100min。得到产物的技术指标为MES含量为75％、色泽(5％a.m，Klett)40、二钠盐含量2.6％。
实施例3在一带有冷却器的泵式循环混合装置中进行再酯化漂白，在经老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯总量的5％甲醇、5％乙醇和5％甘油，温度控制在55-65℃，然后加入MES磺酸酯总量的H2O20.8％和改良剂1.6％(柠檬酸0.8％、氨基三亚甲基膦酸0.5％、羟乙酸0.3％)，停留时间120min。用42％浓度的液体氢氧化钠中和，中和系统中严格控制pH值在6.0±0.5，温度控制在50℃-55℃。在中和并调整pH值后，再加入MES磺酸酯总量的改良剂2.2％(柠檬酸1.2％、羟基乙叉二膦酸0.7％、羟乙酸0.2％)和H2O21.2％进行二次漂白，并不断地监控调整pH值在6.0±0.5，停留时间100min，最后去脱甲醇干燥。得到产物的技术指标为MES含量为70％、色泽(5％a.m，Klett)40、二钠盐含量2.5％。
实施例4在一带有冷却器的泵式循环混合装置中进行再酯化漂白，在经老化的MES磺酸酯中加入MES磺酸酯总量的6％甲醇、5％乙二醇和2％甘油，温度控制在55-60℃，然后加入MES磺酸酯总量的过碳酸钠0.6％和改良剂0.4％(柠檬酸0.2％、氨基三亚甲基膦酸0.1％、羟乙酸0.1％)，停留时间180min。用42％浓度的液体氢氧化钠中和，中和系统中严格控制pH值在6.0±0.5，温度控制在50℃-55℃。在中和并调整pH值后，再加入MES磺酸酯总量的改良剂0.4％(柠檬酸0.2％、羟基乙叉二膦酸0.1％、羟乙酸0.1％)和过碳酸钠0.2％进行二次漂白，并不断地监控调整pH值在6.0±0.5，停留时间170min，最后去脱甲醇干燥。得到产物的技术指标为MES含量为74％、色泽(5％a.m，Klett)40、二钠盐含量2.5％。
权利要求
1.一种制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征在于采用脂肪酸甲酯磺酸为原料，在一带有冷却器的泵式循环混合装置中进行反应，包括再酯化、预漂白、中和和二次漂白步骤，所制备的产品二钠盐含量≤5.0％、色泽(5％a.m)≤50Klett，中和系统MES含量≥70％。
2.根据权利要求1所述的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征在于在再酯化和预漂白步骤中，在再酯化同时，进行预漂白，加入再酯化剂5-20％，漂白剂0.5-2.0％，改良剂0.1-2.0％，在较低压力或常压下进行再酯化和预漂白，预漂白的温度为40-70℃，时间为60-180min。
3.根据权利要求2所述的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征在于所述的再酯化剂是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和甘油或其混合物。
4.根据权利要求3所述的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征在于所述的再酯化剂是甲醇、甘油或其混合物。
5.根据权利要求1所述的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征在于在中和步骤中，中和时控制pH值在5.5±1.5，温度控制在40-60℃，中和后脂肪酸甲酯磺酸钠含量可达70％以上。
6.根据权利要求1所述的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征在于在中和时可再次加入改良剂0.1-3.0％，并调整pH值为6.0±0.5后，再加入0.1-2.0％的H2O2进行二次漂白，并不断地监控调整pH值为6.0±0.5，平均停留时间为60-180min。
7.根据权利要求2或6所述的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征在于所述的改良剂是有机多元膦酸、氨羧酸和多羟羧及其盐单体，或其复合物。
8.根据权利要求7所述的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征在于所述的改良剂是羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙烯多胺多亚烷基膦酸、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和羟乙酸及其盐单体，或其复合物。
9.根据权利要求1所述的制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，其特征在于在预漂白后及二次漂白后设置适当大小的暂存罐，保留适当的调节余量，使前后工艺相对断开，减少前后工艺的相互影响。
全文摘要
本发明公开了一种制备脂肪酸甲酯磺酸钠的方法，采用脂肪酸甲酯磺酸为原料，在一带有冷却器的泵式循环混合装置中进行反应，包括再酯化、预漂白、中和和二次漂白步骤，所制备的产品二钠盐含量≤5.0％、色泽(5％a.m)≤50Klett，中和系统MES含量≥70％。本发明以较少的甲醇用量，较低的操作温度及压力，添加改良剂，严格控制pH值，使预漂白和二次漂白有机结合，因此生产的安全性、可操作性和可控性得到大大提高。
文档编号B01F17/08GK101054354SQ20071011112
公开日2007年10月17日 申请日期2007年6月14日 优先权日2007年6月14日
发明者方银军, 邹欢金, 黄亚茹, 祝红元, 胡剑品, 孙明和, 任国晓, 汪家众, 冯晚静 申请人:浙江赞成科技有限公司