[發明專利]一種制備脂肪酰基-N-甲基牛磺酸鈉表面活性劑的生產工藝

無效

• 申請號: 201310208957.0
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103242206A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 曾平;謝維躍;蔣佑清;王新權;湯志球;任立亞;連元元;羅帥;羅江熠;蔣健
• 申請（專利權）人: 湖南眾業科技實業有限公司
• 主分類號: C07C303/32
• 分類號: C07C303/32;C07C309/15
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及化學合成領域，具體來說涉及一種制備脂肪酰基-N-甲基牛磺酸鈉表面活性劑的生產工藝。

背景技術

長鏈酰基氨基酸型表面活性劑由于其極低的刺激性、無毒、易生物降解等優點得到了廣泛的應用。脂肪酰基-N-甲基牛磺酸鈉屬長鏈酰基氨基酸型表面活性劑的一類，在分子中具有與酰胺基結合的磺酸基，與陰離子、非離子、兩性表面活性劑有良好配伍，是一種安全性較高的陰離子表面活性劑，具有優良的水溶性、耐硬水性、耐堿性、耐酸性，發泡性也很優良，洗后的手感很好，能賦予毛發、皮膚溫和、滋潤、滑爽的感覺，適應配制各類中高檔洗發液、洗面奶和浴劑，也可用作毛紡和絲綢印染工業的精煉劑、凈洗劑。脂肪酰基-N-甲基牛磺酸鈉表面活性劑一般可由直接法和間接法制得，直接法是指以脂肪酸或脂肪酸酯（動植物油）與N-甲基牛磺酸鈉進行縮合反應的工藝，間接法合成工藝則主要是脂肪腈水解酰化反應工藝、脂肪酰氯與N-甲基牛磺酸鈉在堿性催化劑作用的肖頓-鮑曼反應工藝等。

美國專利US5496959A提供了一種以脂肪酸（如硬脂酸、椰油酸）為原料，直接與N-甲基牛磺酸鈉縮合制備脂肪酰基-N-甲基牛磺酸鈉的工藝。目前直接法由于其反應產率低、反應條件苛刻等問題而在產業化上存在困難，目前在工業上主采用間接法的肖頓-鮑曼縮合工藝。

目前以肖頓-鮑曼縮合生產脂肪酰基-N-甲基牛磺酸鈉表面活性劑的工藝主要分為單鍋連續生產和單鍋間歇生產。單鍋連續生產具有自動化程度高的優勢，但需要先預制一定量的成品進行循環，設備造價高，在開停車及設備維護上要求高，適合對成品的需求量非常大且合成原料中的脂肪酰氯水解活性相對較低的肖頓-鮑曼縮合反應，如以油酰氯為原料合成油酰基甲基牛磺酸鈉（209洗滌劑）。由于肖頓-鮑曼反應是在堿性條件下進行，這將加速脂肪酰氯的水解，文獻《椰油酰基甲基牛磺酸鈉的合成與性能》，日用化學品科學，2009，6，采用單鍋法合成椰油酰基甲基牛磺酸鈉，在優化工藝下，椰油酰氯的水解率在7%以上。為減小肖頓-鮑曼反應中脂肪酰氯的水解率，生產上可以采取的措施主要有降低反應溫度、增大原料N-甲基牛磺酸鈉與脂肪酰氯的物質的量比、提高脂肪酰氯的分散效率三個方面。對于降低反應溫度的措施，對抑制脂肪酰氯的水解有一定效果，但同時也會降低主反應的速度，一方面會消耗過多的能量，另一方面也會延長生產周期。提高N-甲基牛磺酸鈉的投料比，在其過量的情況下能一定程度的減少副反應的發生，但超過一定程度后抑制酰氯水解的效果并不明顯，且在生產成本控制上是不合理的。提高脂肪酰氯的分散效率是以本工藝生產脂肪酰基-N-甲基牛磺酸鈉產品的改進及創新方向。

美國專利US6828452公布了一種改進的雙滴加設備，通過在反應釜上外接的一個制冷交換設備進行物料循環及熱交換，起到降低物料溫度和分散脂肪酰氯的效果，適合制備多種脂肪酰氯與氨基酸縮合制備表面活性劑的生產工藝。

中國專利CN102126984A公布了一種N-長鏈酰基氨基酸鹽的縮合生產工藝和專用設備，該發明專利中通過外接的填料預混裝置，提高了脂肪酰氯的擴散速度，從而提高表面活性劑的質量，脂肪酸鹽在產品中的含量比單鍋反應降低了50%-75%，投料比降低，縮合所需時間減少。該發明投料、放料及pH值的調整等操作主要在一個反應釜內進行，仍然屬于單鍋操作，加入反應系統的脂肪酰氯在進入預混裝置前及預混和反應到一定程度前仍會處于過量狀態。

綜上所述，目前國內外主要采用單鍋法生產脂肪酰基-N-甲基牛磺酸鈉表面活性劑，在減少脂肪酰氯水解，提高產品質量，縮短生產周期和提高產品生產效率上仍有待改善。

在采用傳統的單鍋法生產中，N-甲基牛磺酸鈉水溶液先加入反應釜中，脂肪酰氯、堿性催化劑和敷酸劑以雙滴加的方式加入反應釜中，我們發現隨著反應的進行，N-甲基牛磺酸鈉的過量程度降低，脂肪酰氯加入反應料面或反應料中都存在局部過量的情況，對加料速度快或單批量大的操作，酰氯的水解情況更加嚴重，嚴重影響產品的質量。同時對生產中溫度的控制及pH值的條件要求比較嚴格，產品粘度較高，放料包裝的時間也比較長，生產效率不高。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種制備脂肪酰基-N-甲基牛磺酸鈉表面活性劑的生產工藝，以解決上述背景技術中的問題。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：