CN105849085B - 内烯烃磺酸盐的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内烯烃或无机物的含量少的高品质的内烯烃磺酸盐的制造方法。本发明的内烯烃磺酸盐的制造方法包括：使内烯烃和三氧化硫反应得到内烯烃磺化物的磺化工序；在40℃以下将得到的内烯烃磺化物和碱性水溶液混合得到混合物，在40℃以下对所述混合物施加剪切力直至油状物的油滴粒径成为10μm以下，得到中和产物的中和工序；和将得到的中和产物水解的水解工序。
Description
技术领域
本发明涉及一种内烯烃磺酸盐的制造方法。
背景技术
一直以来，阴离子表面活性剂，特别是烷基硫酸盐、聚氧化烯烷基醚硫酸盐由于清洁力和起泡力优异，因此，广泛地用作家庭用和工业用的清洁成分。作为阴离子表面活性剂之一，报告有烯烃磺酸盐，特别是将不在烯烃的末端而在内部具有双键的内烯烃作为原料而得到的内烯烃磺酸盐。
这样，内烯烃磺酸盐通常通过使内烯烃与含有气体状三氧化硫的气体反应进行磺化，将得到的内烯烃磺化物中和之后，进一步进行水解而得到。该内烯烃磺酸盐已知生物分解性等良好，关于以起泡性、泡质为首的清洁剂的基本性能，与聚氧化烯烷基醚硫酸盐等的通用表面活性剂相比较还不能说充分，期望进一步提高。为了提高作为清洁剂的基本性能，制造过程中副产生的内烯烃或无机物的降低变得重要。
可知内烯烃或无机物(硫酸钠)通过作为反应中间体的β-磺内酯的逆反应而产生。在日本特开平2-073051号公报中记载了一种内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，为了制造低游离油含有率、低无机硫酸盐含有率以及颜色明快的内烯烃磺酸盐，在薄膜式反应器中将内烯烃以与磺化剂的特定的摩尔比并且以不超过35℃的温度的冷却装置一边进行冷却一边使之反应，将其反应产物中和，然后，进行水解。另外，记载了由具有多于14个的碳原子的烯烃衍生的内烯烃磺酸盐的制造时，在中和/水解中需要达成反应产物与水性碱的紧密混合。
发明内容
本发明的内烯烃磺酸盐的制造方法包括：使内烯烃和三氧化硫反应得到内烯烃磺化物的磺化工序；在40℃以下将得到的内烯烃磺化物和碱性水溶液混合得到混合物，在40℃以下对所述混合物施加剪切力直至油状物的油滴粒径成为10μm以下，得到中和产物的中和工序；和将得到的中和产物水解的水解工序。
具体实施方式
现有技术中，有关抑制内烯烃或无机盐的副产生还不充分。
本发明提供一种内烯烃或无机物的含量少的高品质的内烯烃磺酸盐的制造方法。
本发明者发现，通过在中和工序中在低温条件下微小化至油状物的油滴粒径成为10μm以下得到中和产物，可以抑制内烯烃和无机盐的副产生，得到高品质的内烯烃磺酸盐，从而完成本发明。
即，本发明涉及一种内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，包括：使内烯烃和三氧化硫反应得到内烯烃磺化物的磺化工序；在40℃以下将得到的内烯烃磺化物和碱性水溶液混合得到混合物，在40℃以下对所述混合物施加剪切力直至油状物的油滴粒径成为10μm以下，得到中和产物的中和工序；和将得到的中和产物水解的水解工序。
根据本发明的制造方法，可以抑制内烯烃和无机盐的副产生，可以有效地制造高品质的内烯烃磺酸盐。
以下，对本发明进行详细地说明。
本发明的内烯烃磺酸盐的制造方法包括：使内烯烃和三氧化硫反应得到内烯烃磺化物的磺化工序；在40℃以下将得到的内烯烃磺化物和碱性水溶液混合得到混合物，在40℃以下对所述混合物施加剪切力直至油状物的油滴粒径成为10μm以下，得到中和产物的中和工序；和将得到的中和产物水解的水解工序。
<磺化工序>
磺化工序是使内烯烃和三氧化硫反应得到内烯烃磺化物的工序。
内烯烃是在烯烃链的内部具有双键的烯烃。内烯烃也可以含有微量的双键的位置存在于碳链的1位的所谓的α-烯烃。
对于内烯烃，从将内烯烃磺酸盐用作清洁剂时的清洁性能和起泡性能的观点出发，优选包含48质量％以下的双键位置在2位的内烯烃，进一步优选为35质量％以下，从内烯烃的生产性的观点出发，优选为10质量％以上，进一步优选为15质量％以上。
内烯烃的碳原子数，从将内烯烃磺酸盐用于清洁剂时的清洁性能等的观点出发，优选为10以上，进一步优选为12以上，更加优选为14以上，另外，优选为22以下，进一步优选为18以下。
可以单独使用1种内烯烃，也可以将2种以上组合使用。在将2种以上的内烯烃组合使用的情况下，从将内烯烃磺酸盐用于清洁剂时的清洁性能等的观点出发，优选将碳原子数为16的内烯烃和碳原子数为18的内烯烃组合使用。
内烯烃可以通过公知的方法，例如国际公开第2011/052732号中记载的方法进行制造。
从提高反应性的观点出发，三氧化硫优选作为三氧化硫气体进行反应。
三氧化硫的使用量，从使内烯烃磺化物的收率提高的观点以及使反应性提高的观点出发，相对于1摩尔的内烯烃优选为0.8摩尔以上，进一步优选为0.9摩尔以上，更加优选为0.95摩尔以上，从经济性的观点以及抑制内烯烃磺化物的着色的观点出发，优选为1.2摩尔以下，进一步优选为1.1摩尔以下，更加优选为1.05摩尔以下。
磺化反应中，从使液体的内烯烃与气体的三氧化硫反应的观点出发，优选使用在外部具备夹套的薄膜式磺化反应器。
磺化工序的处理温度，从防止三氧化硫和内烯烃磺化物的凝固的观点出发，优选为0℃以上，另外，从抑制内烯烃磺化物的着色的观点出发，优选为50℃以下。
由于磺化反应是放热反应，因此，优选在反应器上设置外部夹套流通冷却水进行冷却。反应器的外部夹套中流通的冷却水的温度，从使反应速度提高的观点出发，优选为0℃以上，另外，从抑制副反应，降低最终得到的内烯烃磺酸盐中的内烯烃、无机盐等杂质的观点出发，优选为30℃以下，进一步优选为20℃以下。
磺化反应率，从使内烯烃磺化物的收率提高的观点出发，优选为95％以上，进一步优选为97％以上，更加优选为98％以上，另外，从抑制由过量的SO3造成的内烯烃磺化物的着色的观点出发，优选为99.8％以下。
<中和工序>
中和工序是在40℃以下将内烯烃磺化物和碱性水溶液混合得到混合物，在40℃以下对该混合物施加剪切力直至油状物的油滴粒径成为10μm以下，得到中和产物的工序。
中和中使用的碱化合物可以是无机碱化合物，也可以是有机碱化合物。作为无机碱化合物，例如可以使用氢氧化钠、氢氧化钾等的碱金属氢氧化物、碳酸钠、碳酸钾等的碱金属碳酸盐。作为有机碱化合物，例如可以使用氨、2-氨基乙醇等的碳原子数为1以上且6以下的胺化合物。
碱化合物，从获取性和经济性的观点出发，优选为无机碱化合物，进一步优选为碱金属氢氧化物，更加优选为选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少1种，进一步更优选为氢氧化钠。
碱性水溶液的浓度，从经济性的观点和抑制内烯烃、无机盐等的杂质的生成的观点出发，优选为1质量％以上，进一步优选为4.5质量％以上，更加优选为7质量％以上，进一步更优选为10质量％以上，进一步更优选为12质量％以上。另外，从水解工序中的生产性的观点出发，优选为30质量％以下，进一步优选为25质量％以下，更加优选为23质量％以下，进一步更优选为20质量％以下，进一步更优选为15质量％以下。
碱化合物的添加量，从抑制内烯烃、无机盐等的杂质的生成的观点以及使反应性提高的观点出发，相对于磺酸基优选为1摩尔倍以上，进一步优选为1.03摩尔倍以上，另外，从经济性的观点以及抑制内烯烃、无机盐等的杂质的生成的观点出发，优选为2.5摩尔倍以下，进一步优选为2.0摩尔倍以下，更加优选为1.5摩尔倍以下。
在中和工序中，混合物中的内烯烃磺化物的浓度，从抑制由内烯烃磺化物的分解反应产生的内烯烃、无机盐等的杂质的生成的观点出发，优选为15质量％以上，进一步优选为30质量％以上，更加优选为40质量％以上，进一步更优选为45质量％以上，进一步更优选为48质量％以上，进一步更优选为50质量％以上，从中和热抑制的观点出发，优选为75质量％以下，进一步优选为70质量％以下，更加优选为65质量％以下，进一步更优选为60质量％以下。在此，中和工序中的内烯烃磺化物的浓度是未中和的内烯烃磺化物的浓度和将内烯烃磺化物的中和物的浓度换算为内烯烃磺化物而求出的浓度的合计。
在中和工序中，将内烯烃磺化物和碱性水溶液混合时的温度以及中和反应时的温度，从抑制由副反应造成的内烯烃、无机盐等的杂质的生成的观点出发，为40℃以下，优选为35℃以下，进一步优选为30℃以下，更加优选为25℃以下，另外，从使反应性提高的观点出发，优选为0℃以上，进一步优选为10℃以上，更加优选为15℃以上，进一步更优选为20℃以上。
在中和工序中，从使反应性提高，抑制由副反应产生的内烯烃、无机盐等杂志的生成的观点出发，施加剪切力直至油状物的油滴粒径成为10μm以下。剪切力优选施加至油状物的油滴粒径成为6.5μm以下，进一步优选为4.0μm以下，更加优选为3.8μm以下，进一步更优选为2.5μm以下，进一步更优选为2.0μm以下，进一步更优选为1.8μm以下。油滴粒径的下限没有特别地限制，从生产性的观点出发，优选为0.1μm以上，进一步优选为0.5μm以上，更加优选为1μm以上。通过对油状物施加剪切力，与进行油状物的微细化一起进行中和，最终得到中和产物。油状物的油滴粒径具体来说，可以用实施例中记载的方法进行测定。
内烯烃磺化物由于主要含有相对于水不溶解的磺内酯，因此，中和工序最初为油水二相体系。通过施加剪切力快速地将油状物微细化，从而可以得到原料烯烃或硫酸盐等的副产物少的内烯烃磺酸盐。其理由推测如下。中和反应在界面发生。磺化的逆反应在油相内发生。因此，通过增大界面的面积，从而可以提高作为目的的中和反应的比例，并且可以抑制副反应。
在中和工序中，只要是可以有效地混合内烯烃磺化物以及碱性水溶液，并且对油状物施加剪切力的混合器，可以使用任何类型的混合器。作为所述的混合器，可以列举静置齿型混合器、碰撞型混合器、搅拌翼型混合器、以及振动型混合器等。作为静置齿型混合器，可以列举Noritake Co.,Ltd.制造的静态混合器等。作为碰撞型混合器，可以列举NANOMIZER Inc.制造的高压乳化机等。作为搅拌翼型混合器，可以列举MatsuboCorporation制造的乳化机(Milder)、PRIMIX Corporation制造的乳化均质机(Homomixer)等。其中，从装置成本的观点出发，优选为搅拌翼型混合器。
在使用搅拌器型混合器的情况下，从抑制内烯烃、无机盐等的杂质的生成的观点出发，搅拌机的搅拌速度优选为5m/s以上，进一步优选为10m/s以上，更加优选为20m/s以上，另外，从抑制放热的观点出发，优选为30m/s以下，进一步优选为27.5m/s以下，更加优选为25m/s以下。在此，搅拌速度是搅拌翼前端的速度，以2×(圆周率)×(搅拌翼的半径)×(每单位时间的转数)表示。
在使用搅拌翼混合器的情况下，从油状物的微细化的观点出发，对油状物施加的剪切速度优选为2×103s-1以上，进一步优选为5×103s-1以上，更加优选为1×104s-1以上，进一步更优选为2×104s-1以上，另外，从中和热抑制的观点出发，优选为5×104s-1以下，进一步优选为3.8×104s-1以下，更加优选为2.5×104s-1以下。
中和工序可以以所谓的连续法进行，即，使用环型反应器一边使反应液循环一边添加内烯烃磺化物和碱性水溶液，同时提取反应液。从副产物的生成抑制和生产性的观点出发，中和工序优选以连续法进行，进一步优选使用环型反应器进行。
在中和工序中，从充分地进行中和反应的观点出发，中和时间优选为5分钟以上，进一步优选为10分钟以上，更加优选为15分钟以上。另外，从使生产性提高的观点出发，优选为100分钟以下，进一步优选为50分钟以下，更加优选为20分钟以下。
在连续法的情况下，中和时间可以作为环型反应器的容量除以每单位时间的内烯烃磺化物和碱性水溶液的合计添加量得到的平均滞留时间表示。从中和热抑制的观点出发，平均滞留时间优选为8分钟以上，进一步优选为10分钟以上，更加优选为12分钟以上，从使生产性提高的观点出发，优选为60分钟以下，进一步优选为30分钟以下，更加优选为20分钟以下，进一步更优选为15分钟以下。另外，在连续法的情况下，从使反应性提高的观点出发，反应液的循环倍率优选为3倍以上，进一步优选为6倍以上，更加优选为9倍以上，从抑制反应器内的压力上升的观点出发，优选为30倍以下，进一步优选为20倍以下，更加优选为15倍以下。在此，循环倍率是反应器内循环的全部内容量相对于投入反应器内的流量的比率，以(反应器内的全部循环量)/(反应器内的投入量)表示。
在中和工序中，可以共存醇或丙酮等的水溶性有机溶剂、或聚氧乙烯烷基醚和α-烯烃磺酸等的表面活性剂。所述共存物由于在中和反应时改性或残留于最终产品中或在精制工序中产生负载，因而优选不使用，在使用的情况下，在混合液中优选使用20质量％以下，进一步优选为10质量％以下，更加优选为2质量％以下，进一步更优选为1质量％以下。
<水解工序>
水解工序是将得到的中和产物水解的工序。
在水解工序中，从使反应性提高的观点出发，水解时的温度优选为120℃以上，进一步优选为140℃以上，更加优选为160℃以上，另外，从抑制产物的分解的观点出发，优选为220℃以下，进一步优选为180℃以下。
水解反应可以利用分批反应器进行，或者，也可以利用连续反应器进行。
水解工序的处理时间，从使反应结束的观点出发，优选为30分钟以上，进一步优选为45分钟以上，另外，从使生产性提高的观点出发，优选为4小时以下，进一步优选为3小时以下，更加优选为2小时以下，进一步更优选为90分钟以下。
通过水解工序得到的内烯烃磺酸盐水溶液的浓度，从生产性的观点出发，优选为15质量％以上，进一步优选为30质量％以上，更加优选为40质量％以上，进一步更优选为45质量％以上，进一步更优选为48质量％以上，进一步更优选为50质量％以上，另外，从水溶液的粘度等的观点出发，优选为75质量％以下，进一步优选为70质量％以下，更加优选为65质量％以下，进一步更优选为60质量％以下。
内烯烃磺酸盐可以直接用于各种用途中，进一步也可以进行脱盐、脱色等的精制。
通过本发明的制造方法得到的内烯烃磺酸盐由于纯度和色相良好，因此，可以用于身体清洁剂、洗发剂、衣料用清洁剂、以及餐具清洁剂等的各种用途中。
除了上述以外，本发明公开以下的实施方式。
<1>一种内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，包括：使内烯烃和三氧化硫反应得到内烯烃磺化物的磺化工序；在40℃以下将得到的内烯烃磺化物和碱性水溶液混合得到混合物，在40℃以下对所述混合物施加剪切力直至油状物的油滴粒径成为10μm以下，得到中和产物的中和工序；和将得到的中和产物水解的水解工序。
<2>如<1>所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，中和工序中优选在35℃以下、进一步优选为30℃以下、更加优选为25℃以下进行内烯烃磺化物与碱性水溶液的混合，另外，优选在0℃以上、进一步优选为10℃以上、更加优选为15℃以上、进一步更优选为20℃以上进行内烯烃磺化物与碱性水溶液的混合。
<3>如<1>或<2>所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，中和工序中进行内烯烃磺化物与碱性水溶液的混合直至油状物的油滴粒径优选成为6.5μm以下，进一步优选为4.0μm以下，更加优选为3.8μm以下，进一步更优选为2.5μm以下，进一步更优选为2.0μm以下，进一步更优选为1.8μm以下，另外，优选为0.1μm以上，进一步优选为0.5μm以上，更加优选为1μm以上。
<4>如<1>～<3>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，内烯烃磺化物的浓度优选为15质量％以上，进一步优选为30质量％以上，更加优选为40质量％以上，进一步更优选为45质量％以上，进一步更优选为48质量％以上，进一步更优选为50质量％以上，另外，优选为75质量％以下，进一步优选为70质量％以下，更加优选为65质量％以下，进一步更优选为60质量％以下。
<5>如<1>～<4>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，施加剪切力的装置为搅拌机。
<6>如<5>所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，搅拌机的搅拌速度优选为5m/s以上，进一步优选为10m/s以上，更加优选为15m/s以上，进一步更优选为20m/s以上，另外，优选为30m/s以下，进一步优选为27.5m/s以下，更加优选为25m/s以下。
<7>如<1>～<6>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，中和时间优选为5分钟以上，进一步优选为10分钟以上，更加优选为15分钟以上，另外，优选为100分钟以下，进一步优选为50分钟以下，更加优选为20分钟以下。
<8>如<1>～<7>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，优选以连续法进行中和工序，进一步优选使用环型反应器进行。
<9>如<8>所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，中和时间优选为8分钟以上，进一步优选为10分钟以上，更加优选为12分钟以上，从使生产性提高的观点出发，优选为60分钟以下，进一步优选为30分钟以下，更加优选为20分钟以下，进一步更优选为15分钟以下。
<10>如<8>或<9>所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，反应液的循环倍率优选为3倍以上，进一步优选为6倍以上，更加优选为9倍以上，优选为30倍以下，进一步优选为20倍以下，更加优选为15倍以下。
<11>如<1>～<10>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，用于中和工序的碱化合物优选为无机碱化合物，进一步优选为碱金属氢氧化物，更加优选为选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少1种，进一步更优选为氢氧化钠。
<12>如<1>～<11>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，中和工序中碱性水溶液的浓度优选为1质量％以上，进一步优选为4.5质量％以上，更加优选为7质量％以上，进一步更优选为10质量％以上，进一步更优选为12质量％以上，另外，优选为30质量％以下，进一步优选为25质量％以下，更加优选为23质量％以下，进一步更优选为20质量％以下，进一步更优选为15质量％以下。
<13>如<1>～<12>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，中和工序中碱化合物的添加量相对于磺酸基优选为1摩尔倍以上，进一步优选为1.03摩尔倍以上，另外，优选为2.5摩尔倍以下，进一步优选为2.0摩尔倍以下，更加优选为1.5摩尔倍以下。
<14>如<1>～<13>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，内烯烃中双键位置在2倍的内烯烃的含量比例优选为48质量％以下，进一步优选为35质量％以下，优选为10质量％以上，进一步优选为15质量％以上。
<15>如<1>～<14>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，内烯烃的碳原子数优选为10以上，进一步优选为12以上，更加优选为14以上，优选为22以下，进一步优选为18以下。
<16>如<1>～<15>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，单独使用1种内烯烃，或者将2种以上的内烯烃组合使用，优选将碳原子数为16的内烯烃和碳原子数为18的内烯烃组合使用。
<17>如<1>～<16>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，磺化时的反应器冷却水温度优选为0℃以上，另外，优选为30℃以下，进一步优选为20℃以下。
<18>如<1>～<17>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，三氧化硫的使用量相对于1摩尔的内烯烃优选为0.8摩尔以上，进一步优选为0.9摩尔以上，更加优选为0.95摩尔以上，优选为1.2摩尔以下，进一步优选为1.1摩尔以下，更加优选为1.05摩尔以下。
<19>如<1>～<18>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，水解时的温度优选为120℃以上，进一步优选为140℃以上，更加优选为160℃以上，另外，优选为220℃以下，进一步优选为180℃以下。
<20>如<1>～<19>中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，通过水解工序得到的内烯烃磺酸盐水溶液的浓度优选为15质量％以上，进一步优选为30质量％以上，更加优选为40质量％以上，进一步更优选为45质量％以上，进一步更优选为48质量％以上，进一步更优选为50质量％以上，优选为75质量％以下，进一步优选为70质量％以下，更加优选为65质量％以下，进一步更优选为60质量％以下。
实施例
以下，对于本发明基于实施例进行具体地说明。另外，表中只要没有特别地表示，各成分的含量表示质量％。另外，各种测定方法如下所述。
<内烯烃的双键位置的测定方法>
内烯烃的双键位置通过气相色谱法(以下，省略为GC)进行测定。具体而言，对于内烯烃通过使二甲基二硫醚反应从而成为二硫化衍生物之后，用GC将各成分分离。根据各自的峰面积求出内烯烃的双键位置。另外，测定中使用的装置和分析条件如下所述。GC装置“HP6890”(HEWLETT PACKARD公司制造)、柱“Ultra-Alloy-1HT毛细管柱”(30m×250μm×0.15μm、Frontier-lab Ltd.制造)、检测器(氢焰离子化检测器(FID))、注射温度300℃、检测器温度350℃、He流量4.6mL/min.
<内烯烃磺酸盐所含的内烯烃的含量的测定方法>
内烯烃磺酸盐所含的内烯烃的含量通过GC进行测定。具体而言，在内烯烃磺酸盐水溶液中添加乙醇和石油醚之后，进行提取，在石油醚相中得到内烯烃。根据其GC峰面积定量内烯烃量。另外，测定中使用的装置和分析条件如下所述。GC装置“AgilentTechnologies 6850”(Agilent Technologies Ltd.制造)、柱“Ultra-Alloy-1HT毛细管柱15m×250μm×0.15μm”(Frontier-lab Ltd.制造)、检测器(氢焰离子化检测器(FID))、注射温度300℃、检测器温度350℃、He流量3.8mL/min.
<内烯烃磺酸盐所含的无机盐的含量的测定方法>
无机盐的含量通过电位差滴定或中和滴定进行测定。具体而言，Na2SO4的含量通过用电位差滴定求出硫酸根(SO4 2-)来进行定量。
<油滴粒径的测定方法>
中和工序时的油状物的油滴粒径使用散射式粒度分布测定装置“LA-920”(HORIBA公司制造)进行测定。具体而言，适当将变为油滴的油状物取样，迅速用室温的离子交换水稀释冷却，其后，算出粒度分布，根据峰面积值测定油滴粒径(体积平均中值粒径)。
<内烯烃的制造方法>(制造例A)
碳原子数为16的内烯烃(C2位16.5质量％)的合成
在带有搅拌装置的烧瓶中加入1-十六烷醇“Kalcol 6098”(花王株式会社制造)7000g(28.9摩尔)、作为固体酸催化剂的γ-氧化铝(STREM Chemicals,Inc公司)700g(相对于原料醇为10质量％)，在搅拌下在280℃下一边在体系内流通氮气(7000mL/min.)一边进行5小时反应。反应结束后的醇转化率为100％、C16内烯烃纯度为99.7％。将得到的粗内烯烃移至蒸馏用烧瓶中，在136-160℃/4.0mmHg下进行蒸馏，由此得到烯烃纯度100％的碳原子数为16的内烯烃。所得到的内烯烃的双键分布为C1位0.5质量％、C2位16.5质量％、C3位15.4质量％、C4位16.4质量％、C5位17.2质量％、C6位14.2质量％、C7、8位的合计为19.8质量％。
(制造例B)
碳原子数为18的内烯烃(C2位16.9质量％)的合成
在带有搅拌装置的烧瓶中加入1-十八烷醇“Kalcol 8098”(花王株式会社制造)7000g(25.9摩尔)、作为固体酸催化剂的γ-氧化铝(STREM Chemicals,Inc公司)1050g(相对于原料醇为15质量％)，在搅拌下在285℃下一边在体系内流通氮气(7000mL/min.)一边进行13小时反应。反应结束后的醇转化率为100％、C18内烯烃纯度为98.5％。将得到的粗内烯烃移至蒸馏用烧瓶中，在148-158℃/0.5mmHg下进行蒸馏，由此得到烯烃纯度100％的碳原子数为18的内烯烃。所得到的内烯烃的双键分布为C1位0.7质量％、C2位16.9质量％、C3位15.9质量％、C4位16.0质量％、C5位14.6质量％、C6位11.2质量％、C7位10.1质量％、C8、9位的合计为14.6质量％。
(制造例C)
碳原子数为16/18(质量比为74.0/26.0)的内烯烃的调制
用与制造例A和制造例B同样的方法得到碳原子数为C16和C18的内烯烃。通过混合得到的C16烯烃11.1kg和C18内烯烃3.9kg，得到了C16/C18(质量比为74.0/26.0)内烯烃15kg。所得到的内烯烃的双键分布为C1位0.6质量％、C2位16.6质量％、C3位15.5质量％、C4位16.3质量％、C5位16.6质量％、C6位13.4质量％、C7位9.9质量％、C8、9位的合计为11.1质量％。
(制造例D)
碳原子数为16的内烯烃(C2位30.7质量％)的合成
在带有搅拌装置的烧瓶中加入1-十六烷醇“Kalcol 6098”(花王株式会社制造)7000g(28.9摩尔)、作为固体酸催化剂的γ-氧化铝(STREM Chemicals,Inc公司)700g(相对于原料醇为10质量％)，在搅拌下在280℃下一边在体系内流通氮气(7000mL/min.)一边进行3小时反应。反应结束后的醇转化率为100％、C16内烯烃纯度为99.6％。将得到的粗内烯烃移至蒸馏用烧瓶中，在136-160℃/4.0mmHg下进行蒸馏，由此得到烯烃纯度100％的碳原子数为16的内烯烃。所得到的内烯烃的双键分布为C1位0.6质量％、C2位30.7质量％、C3位26.1质量％、C4位18.8质量％、C5位10.5质量％、C6位6.7质量％、C7、8位的合计为6.6质量％。
(制造例E)
碳原子数为18的内烯烃(C2位25.0质量％)的合成
在带有搅拌装置的烧瓶中加入1-十八烷醇“Kalcol 8098”(花王株式会社制造)7000g(25.9摩尔)、作为固体酸催化剂的γ-氧化铝(STREM Chemicals,Inc公司)700g(相对于原料醇为10质量％)，在搅拌下在280℃下一边在体系内流通氮气(7000mL/min.)一边进行10小时反应。反应结束后的醇转化率为100％、C18内烯烃纯度为98.2％。将得到的粗内烯烃移至蒸馏用烧瓶中，在148-158℃/0.5mmHg下进行蒸馏，由此得到烯烃纯度100％的碳原子数为18的内烯烃。所得到的内烯烃的双键分布为C1位0.5质量％、C2位25.0质量％、C3位22.8质量％、C4位19.1质量％、C5位14.0质量％、C6位7.4质量％、C7位5.4质量％、C8、9位的合计为5.8质量％。
(制造例F)
碳原子数为16/18(质量比为79.4/20.6)的内烯烃的调制
用与制造例D和制造例E同样的方法得到碳原子数为C16和C18的内烯烃。通过混合得到的C16烯烃11.9kg和C18内烯烃3.1kg，得到了C16/C18(质量比为79.4/20.6)内烯烃15kg。所得到的内烯烃的双键分布为C1位0.6质量％、C2位29.5质量％、C3位25.5质量％、C4位18.9质量％、C5位11.2质量％、C6位6.8质量％、C7位3.7质量％、C8、9位的合计为3.8质量％。
(制造例G)
碳原子数为12的内烯烃(C2位22.7质量％)的合成
在带有搅拌装置的烧瓶中加入1-十二烯“Linealene 12”(出光兴产株式会社制造)7000g(41.6摩尔)、作为固体酸催化剂的CP814E HY Zeolite(ZEOLYST公司制造)70g(相对于原料α-烯烃为1质量％)，在搅拌下在165℃下一边在体系内流通氮气(7000mL/min.)一边进行5小时反应。反应结束后的α-烯烃转化率为100％，C12内烯烃纯度为95.2％。将得到的粗内烯烃移至蒸馏用烧瓶中，在148-158℃/0.5mmHg下进行蒸馏，由此得到烯烃纯度为100％的碳原子数为12的内烯烃。所得到的内烯烃的双键分布为C1位0.1质量％、C2位22.7质量％、C3位22.2质量％、C4位21.4质量％、C5位17.3质量％、C6位16.3质量％。
(制造例H)
碳原子数为14的内烯烃(C2位19.2质量％)的合成
在带有搅拌装置的烧瓶中加入1-十四烯“Linealene 14”(出光兴产株式会社制造)7000g(35.6摩尔)、作为固体酸催化剂的CP814E HY Zeolite(ZEOLYST公司制造)70g(相对于原料α-烯烃为1质量％)，在搅拌下在165℃下一边在体系内流通氮气(7000mL/min.)一边进行5小时反应。反应结束后的α-烯烃转化率为100％，C14内烯烃纯度为94.7％。将得到的粗内烯烃移至蒸馏用烧瓶中，在148-158℃/0.5mmHg下进行蒸馏，由此得到烯烃纯度为100％的碳原子数为14的内烯烃。所得到的内烯烃的双键分布为C1位0.4质量％、C2位19.2质量％、C3位16.6质量％、C4位22.1质量％、C5位17.1质量％、C6位12.3质量％、C7位12.3质量％。
<内烯烃磺酸盐的制造方法>
实施例1
使用具有内径为长度为4m的外部夹套的薄膜式磺化反应器。沿着该反应器的内壁以2.7L/h的供给速度薄膜状地流下制造例C中得到的碳原子数为C16/18(质量比为74.0/26.0)内烯烃，并且使用脱湿后的用空气稀释后的SO3气体(SO3浓度：1.1容量％)，将反应器冷却水温度设定为表1所记载的温度，在供给速度为130L/min(SO3/烯烃的摩尔比：表1中记载)的条件下添加SO3进行磺化反应。
将相对于得到的内烯烃磺化物的摩尔比如表1所记载的氢氧化钠制成表1所记载的浓度的水溶液，在30℃的温度条件下使用乳化均质机(机种名称：T.K.ROBOMICST.K.HOMOMIXERA T.K.HOMODISPER T.K.HOMO LINE MILL，旋转翼：转速：10000rpm、搅拌速度：表1中记载、PRIMIX Corporation制造)进行混合，经过表1所记载的中和时间之后，确认油状物的油滴粒径，结束中和，得到中和产物。将确认后的油滴粒径示于表1中。
中和结束之后，在1小时以内将中和产物在高压釜中在160℃的温度条件下加热1小时，进行水解，得到作为50质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。该内烯烃磺酸盐含有表1所记载的量的内烯烃和无机盐。另外，表1所记载的内烯烃和无机盐的量将活性物质的量作为基准进行计算。
实施例2～4
代替实施例1中使用的内烯烃而使用制造例B中得到的C18的内烯烃，进行与实施例1同样的磺化反应。接着，除了表1所记载的条件以外，与实施例1同样地将得到的内烯烃磺化物中和，进行水解，得到作为15质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将中和结束前确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表1中。
实施例5
代替实施例1中使用的内烯烃而以5.6L/h的供给速度薄膜状地流下制造例F中得到的碳原子数为C16/18(质量比为79.4/20.6)内烯烃，并且使用脱湿后的用空气稀释后的SO3气体(SO3浓度：2.3容量％)，将反应器冷却水温度设定为表1所记载的温度，在供给速度为300L/min(SO3/烯烃的摩尔比：表1中记载)的条件下添加SO3，并且设定为表1所记载的条件，除此以外，与实施例1同样地得到作为50质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将中和结束前确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表1中。
实施例6
使用实施例5中使用的内烯烃，以5.6L/h的供给速度薄膜状地流下，并且使用脱湿后的用空气稀释后的SO3气体(SO3浓度：2.7容量％)，将反应器冷却水温度设定为表1所记载的温度，在供给速度为250L/min(SO3/烯烃的摩尔比：表1中记载)的条件下添加SO3，由此进行磺化反应。在连续式中和反应器(环状，配管的内径为28mm、配管长度为3.9m、内容量为2.4L)中以90.0g/min流通得到的内烯烃磺化物，将相对于内烯烃磺化物的摩尔比如表1所记载的氢氧化钠制成表1所记载的浓度的水溶液，以流通液量92.8g/min进行通液，利用乳化机混合机(产品名：乳化机MDN303V，搅拌速度：表1中记载，Matsubo Corporation制造)进行连续中和(混合温度和中和温度为20℃)。此时，平均滞留时间为表1的中和时间所示的时间，循环倍率为10倍。进行90分钟连续中和，在成为稳定状态的时刻采取50mL反应液，确认油状物的油滴粒径，得到中和产物。在表1中表示油滴粒径。
与实施例1同样地在表1所记载的条件下将中和产物水解，得到作为55质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表1中。
比较例1
对于乳化均质机代替10000rpm而以1400rpm进行中和，使用表1所记载的条件，除此以外，与实施例2同样地进行水解，得到作为15质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将中和结束前确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表1中。
比较例2
使用实施例2中使用的内烯烃，以5.6L/h的供给速度薄膜状地流下，并且使用脱湿后的用空气稀释后的SO3气体(SO3浓度：1.8容量％)，将反应器冷却水温度设定为20℃，在供给速度为250L/min(SO3/烯烃的摩尔比：表1中记载)的条件下添加SO3，由此进行磺化反应。以80.0g/min将得到的内烯烃磺化物通液，以165.2g/min将表1所记载的浓度的氢氧化钠水溶液通液，使用表1所记载的条件，除此以外，与实施例6同样地进行连续中和，进行水解，得到作为35质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表1中。
比较例3
使用实施例1中使用的内烯烃，使用表1所记载的条件，除此以外，与实施例1同样地进行磺化，中和，并进行水解，得到作为50质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表1中。
实施例7
使用实施例1中使用的内烯烃，使用表2所记载的条件，除此以外，与实施例1同样地进行磺化，中和，并进行水解，得到作为35质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表2中。
实施例8
使用实施例1中使用的内烯烃，使用表2所记载的条件，除此以外，与实施例1同样地进行磺化，相对于得到的内烯烃磺化物的摩尔比如表2所记载的进行中和，并进行水解，得到作为45质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表2中。
实施例9
使用实施例5中使用的内烯烃，进行与实施例6同样的磺化反应。接着，使用表2所记载的条件，除此以外，与实施例1同样地将得到的内烯烃磺化物中和，并进行水解，得到作为68质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表2中。
实施例10
使用实施例5中使用的内烯烃，使用表2所记载的条件，除此以外，与实施例9同样地进行磺化，中和，并进行水解，得到作为72质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表2中。
实施例11、12
使用实施例1中使用的内烯烃，使用表2所记载的条件，除此以外，与实施例1同样地进行磺化，中和，并进行水解，得到作为50质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表2中。
实施例13～15
使用实施例5中使用的内烯烃，使用表3所记载的条件，除此以外，与实施例6同样地进行磺化，连续中和，并进行水解，得到作为55质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表3中。
实施例16～18
使用实施例5中使用的内烯烃，使用表3所记载的条件，除此以外，与实施例9同样地进行磺化，中和，并进行水解，得到作为50质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表3中。
实施例19
使用制造例G中得到的C12的内烯烃，使用表3所记载的条件，除此以外，与实施例1同样地进行磺化，中和，并进行水解，得到作为50质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表3中。
实施例20
使用制造例H中得到的C14的内烯烃，使用表3所记载的条件，除此以外，与实施例1同样地进行磺化，中和，并进行水解，得到作为50质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表3中。
实施例21
使用实施例5中使用的内烯烃，使用表4所记载的条件，除此以外，与实施例14同样地进行磺化，中和，并进行水解，得到作为55质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表4中。
实施例22
使用实施例2中使用的内烯烃，使用表4所记载的条件，除此以外，与实施例6同样地进行磺化，连续中和，并进行水解，得到作为40质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表4中。
实施例23
使用实施例2中使用的内烯烃，使用表4所记载的条件，除此以外，与实施例22同样地进行磺化，中和，并进行水解，得到作为40质量％水溶液的内烯烃磺酸盐。将确认过的油滴粒径、以及得到的内烯烃磺酸盐含有的内烯烃和无机盐的量示于表4中。
[表4]
由表1～4可以明确，将混合和中和时的温度维持在40℃以下的状态下使油状物的油滴粒径为10μm以下的实施例1～23与油滴粒径在上述值的范围外的比较例1和比较例3、混合和中和时的温度在上述值的范围外的比较例2相比，可以得到内烯烃和无机盐的含量少的内烯烃磺酸盐。
产业上利用的可能性
本发明的内烯烃磺酸盐作为清洁剂的基剂有用。
Claims (44)
1.一种内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
包括：使内烯烃和三氧化硫反应得到内烯烃磺化物的磺化工序；在40℃以下将得到的内烯烃磺化物和碱性水溶液混合得到混合物，在40℃以下对所述混合物施加剪切力直至油状物的油滴粒径成为10μm以下，得到中和产物的中和工序；和将得到的中和产物水解的水解工序。
2.如权利要求1所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，内烯烃磺化物的浓度为15质量％以上且75质量％以下。
3.如权利要求1所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，施加剪切力的装置为搅拌机。
4.如权利要求3所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
搅拌机的搅拌速度为5m/s以上且30m/s以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，中和时间为5分钟以上且100分钟以下。
6.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
内烯烃包含48质量％以下的双键位置在2位的内烯烃。
7.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中在35℃以下且0℃以上进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合。
8.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中在30℃以下且10℃以上进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合。
9.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中在25℃以下且15℃以上进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合。
10.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合直至油状物的油滴粒径成为6.5μm以下。
11.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合直至油状物的油滴粒径成为4.0μm以下。
12.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合直至油状物的油滴粒径成为3.8μm以下。
13.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合直至油状物的油滴粒径成为2.5μm以下。
14.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合直至油状物的油滴粒径成为2.0μm以下。
15.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合直至油状物的油滴粒径成为0.1μm以上。
16.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合直至油状物的油滴粒径成为0.5μm以上。
17.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中进行内烯烃磺化物和碱性水溶液的混合直至油状物的油滴粒径成为1μm以上。
18.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，内烯烃磺化物的浓度为30质量％以上且75质量％以下。
19.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，内烯烃磺化物的浓度为40质量％以上且70质量％以下。
20.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，内烯烃磺化物的浓度为45质量％以上且65质量％以下。
21.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，内烯烃磺化物的浓度为48质量％以上且60质量％以下。
22.如权利要求3所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
搅拌机的搅拌速度为10m/s以上且30m/s以下。
23.如权利要求3所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
搅拌机的搅拌速度为15m/s以上且27.5m/s以下。
24.如权利要求3所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
搅拌机的搅拌速度为20m/s以上且25m/s以下。
25.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中使用的碱化合物为选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少1种。
26.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中的碱性水溶液的浓度为1质量％以上且25质量％以下。
27.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
中和工序中碱化合物的添加量相对于磺酸基为1摩尔倍以上且2.5摩尔倍以下。
28.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
磺化工序中的反应器冷却水温度为0℃以上且20℃以下。
29.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，中和时间为10分钟以上且50分钟以下。
30.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，中和时间为15分钟以上且20分钟以下。
31.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
以连续法进行中和工序。
32.如权利要求1～4中任一项所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，
在中和工序中，使用环型反应器。
33.如权利要求31所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，中和时间为8分钟以上且60分钟以下。
34.如权利要求32所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，中和时间为8分钟以上且60分钟以下。
35.如权利要求31所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，中和时间为10分钟以上且30分钟以下。
36.如权利要求32所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，中和时间为10分钟以上且30分钟以下。
37.如权利要求31所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，中和时间为12分钟以上且20分钟以下。
38.如权利要求32所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，在中和工序中，中和时间为12分钟以上且20分钟以下。
39.如权利要求31所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，反应液的循环倍率为3倍以上且30倍以下。
40.如权利要求32所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，反应液的循环倍率为3倍以上且30倍以下。
41.如权利要求31所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，反应液的循环倍率为6倍以上且20倍以下。
42.如权利要求32所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，反应液的循环倍率为6倍以上且20倍以下。
43.如权利要求31所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，反应液的循环倍率为9倍以上且15倍以下。
44.如权利要求32所述的内烯烃磺酸盐的制造方法，其中，反应液的循环倍率为9倍以上且15倍以下。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |