烷基聚烷氧基硫酸盐的高浓缩可流动盐制造技术

本发明专利技术的主题涉及烷基聚烷氧基硫酸盐的高浓缩组合物、所述组合物的生产方法以及它们在油气田应用中的用途，其中所述烷基聚烷氧基硫酸盐的所有烷氧基单元中的总计至少2／3为丙氧基单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烷基聚烷氧基硫酸盐的高浓缩可流动盐本专利技术涉及烷基聚烷氧基硫酸盐的高浓缩组合物、生产所述组合物的方法以及它们在油气田应用中的用途，其中所述烷基聚烷氧基硫酸盐的所有烷氧基单元中的总计至少2／3为丙氧基单元。烷基聚烷氧基硫酸盐常常也被称作烷基聚醚硫酸盐、(脂肪)醇聚二醇醚硫酸盐或(脂肪)醇聚醚硫酸盐，一般已知以及在下文中述及时简称为醚硫酸盐或烷基醚硫酸盐，烷基聚烷氧基硫酸盐在多种消费品例如清洁剂、洗发剂和化妆品中用作表面活性剂或乳化剂。在结构上，它们具有亲脂性烷基基团和包含极性醚基团和化学键合的硫酸根阴离子的亲水性区域。这些物理性质使得这些化合物成为表面活性剂并使得它们能够乳化脂肪和油类。它们对硬水不是非常敏感并且通常是易可生物降解的。在下文中脂肪醇应理解为指C8至C18-支链和／或非支链脂肪族单烷醇。烷基醚硫酸盐可由脂肪醇产生，其中脂肪醇是用环氧烷烃(通常为环氧乙烷)开始转化的。EO是指环氧乙烷或环氧乙烷基团(-CH2CH2O-)。醚基团的平均数目一般为1至12。然后用三氧化硫使羟基醚转化成酯，从而产生硫酸单酯或硫酸半酯(semiester)。该酸不稳定，使用碱金属氢氧化物或氨使其转化成盐。具有2或3个EO的醚硫酸钠之常见市售形式为浓度为约70重量％的水性糊样组合物或包含多达28重量％的阴离子活性物质(在各种情况下，根据DINISO2271测量阴离子活性物质)的水性液体组合物。约30重量％至低于约70重量％活性成分(阴离子活性物质)的浓度导致非可流动的和非可泵送的组合物，这是因为形成了具有非常高粘度的六角相或立方相形式的液晶结构。在稀释具有层状液晶结构的70％醚硫酸盐糊剂至期望使用浓度时这些经常产生问题。稍微超过70重量％和更高的浓度也不再是可流动的或可泵送的，这是因为醚硫酸盐的结晶，然而经常发现约70重量％的浓度是可流动的和可泵送的。在文献中已经描述了防止醚硫酸盐的非常高粘度的一些解决方案，例如使用烷基胺或烷醇胺作为中和剂或者添加有机溶剂诸如亚烷基二醇或短链醇或者聚亚烷基硫酸酯／盐(polyalkylenesulphate)或非离子型表面活性剂诸如醇烷氧基化物作为降粘剂(viscosityreducer)。降粘剂需要以大量存在，这意味着在标准硫酸化条件下所述降粘剂多于通常剩余的未硫酸化物质。这可通过有意的未完全硫酸化反应或通过在中和步骤中添加降粘剂来实现。虽然包含乙烯氧基／环氧乙烷单元作为醚基团的醇醚硫酸盐在个人护理、洗涤和清洁制剂中以及在工业应用中的用途是公知的，例如作为乳化剂用于乳液聚合，但是包含丙烯氧基单元的醚硫酸盐在市场上尚不常见。到目前为止，仅有至多40％的脂肪醇(聚)丙氧基硫酸碱金属盐的溶液是在方便的(即可流动的和可泵送的)粘度范围内的，已知没有既能溶于水又能溶于油的供应形式。为了在工业应用(例如纺织和皮革助剂、金属加工和润滑剂、油气田化学品或三次采油)中使用，需要对多种油表现出与水的高乳化作用的表面活性剂或乳化剂。需要具有高活性成分的产品从而保持与其相关的使用量和原材料和运输成本尽可能低。该产品还应能够以尽可能均匀的可流动和可泵送材料的形式提供，因为这是运输、储存和配送它们以供使用的最简单的形式。该产品应基本上不含有机溶剂和／或其他降粘剂、具有低盐含量、与水和油混合良好以及可容易地稀释至期望的使用浓度。另外，期望尽可能低的倾点，使得其能够在低温下使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是寻求烷基聚烷氧基硫酸盐的高浓缩形式，其至少在室温(25℃)下、更特别地在10℃至35℃下是可流动的，并且基本上不含有机溶剂或其他粘度改性添加剂，容易溶于水和油中，可容易被稀释以及具有显著低于-5℃、更特别地甚至低于-15℃的倾点。该目的通过独立权利要求的主题来实现。出乎意料地发现，包含以下的高浓缩烷基聚烷氧基硫酸盐组合物满足上述要求：a)多于75重量％、优选地多于80重量％的烷基聚烷氧基硫酸盐，其中所述烷基聚烷氧基硫酸盐具有平均3至20个烷氧基基团，所述烷基聚烷氧基硫酸盐的所有烷氧基基团中至少2／3是丙氧基基团，并且所述烷基残基为具有8至18个碳原子的脂肪醇残基，以及b)1重量％至低于25重量％的水，优选1重量％至低于20重量％的水。作为烷基聚烷氧基硫酸盐特别优选的是其中(如果存在)多种烷氧基单元存在于一个分子链中(并且不只是作为均烷氧基化物的混合物)的那些，更特别地是烷基聚丙氧基硫酸盐(也简称作(脂肪)醇丙氧基硫酸盐)。与此相反，具有较少活性成分的脂肪醇乙氧基硫酸盐糊剂或脂肪醇丙氧基硫酸盐不再是可流动的或可泵送的，或者不易稀释，或者具有较高倾点，或者在油中是不溶的，或者表现出它们的组合。实施方案的优选方式形成了本专利技术从属权利要求的主题或者描述如下。适合用作脂肪醇或脂肪醇残基的是具有8至18个碳原子、优选具有12至17个、更特别地具有12至15个碳原子的线性或支链伯醇，并且更特别地优选包含至少多于25摩尔％支链伯醇的混合物。特别适合的是具有多于40摩尔％支链部分的上述脂肪醇或醇残基，并且非常特别地每分子具有平均至少一个支链的脂肪醇，更特别地(大于50％)在C2、C3或C4碳原子上、更特别地在C2碳原子上。支链优选地具有1、2、3和/或4个碳原子。根据本领域技术人员已知的方法使用平均3至20个、优选3至16个烷氧基基团进行烷氧基化，其中烷氧基化物可表现出常规的或窄的同系物分布。如果所有烷氧基的至少2／3是环氧丙烷，那么环氧乙烷基团或更高环氧烷烃基团如环氧丁烷基团的成分是可能的。特别优选地，所述烷氧基化物仅具有3至13个、更特别地4至10个丙氧基团。醇丙氧基化物的硫酸化可以使用通常方法以对于脂肪醇醚硫酸盐而言已知的方式进行，其中优选使用降膜式反应器(fallingfilmreactor)。例如可以考虑发烟硫酸、氯磺酸、氨基磺酸(amidosulphonicacid或sulfamicacid)或者更特别地三氧化硫作为硫酸化剂，其中使用三氧化硫时使用惰性气体稀释。所得的硫酸半酯不稳定，因此必须立即转移至中和循环中，在所述中和循环中将所述硫酸半酯在高剪切下使用尽可能高浓缩的碱金属氢氧化物水溶液，更特别地50％氢氧化钠溶液进行转化。在实施方案的优选方式中，在中和期间温度保持在45至65℃、更特别地50至60℃，pH值(与1％水中产物相关)为pH10或更高、更特别地至少11或更高，以避免中等浓度范围中的粘度峰。由此获得的高浓缩醇醚硫酸盐(盐)包含较少部分的醇、丙二醇(也被硫酸化)和醇丙氧基化物。在最终产物中未硫酸化材料的比例通常为0至10重量％、优选0至小于5重量％。在组合物中根据本专利技术的烷基聚烷氧基硫酸盐的含量为多于75重量％、更特别地多于80重量％、优选多于82重量％和更特别地多达95重量％。获得的产物可以但是不必须与市售防腐剂和／或缓冲剂混合以便以可能稀释的形式增加对化学分解的稳定性和／或对微生物的稳定性。在实施方案的一个优选方式中，将0.05至5重量％、更特别地0.1至2重量％的柠檬酸添加至所述产物中。所述化合物例如在金属加工中用作油溶性润滑剂，但是更特别地在改进的或三次原油采集中用作用于有效地使用的表面活性物质(表面活性剂)。还可包含其他组分(例如聚合物、溶剂、助表面活性剂、盐、碱化剂、防腐剂)的表面活性剂水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高浓缩烷基聚烷氧基硫酸盐组合物，其至少在25℃下是可流动的，所述组合物包含a)多于75重量％的烷基聚烷氧基硫酸盐，其中所述烷基聚烷氧基硫酸盐具有平均3至20个烷氧基基团，所述烷基聚烷氧基硫酸盐的所有烷氧基中的至少2／3为丙氧基基团，并且所述烷基残基为具有8至18个碳原子的脂肪醇残基，以及b)1重量％至低于25重量％的水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.24 DE 1020110150461.一种高浓缩烷基聚烷氧基硫酸盐组合物，其至少在25℃下是可流动的，所述组合物包含a)多于75重量％的烷基聚烷氧基硫酸盐，其中所述烷基聚烷氧基硫酸盐具有平均3至20个烷氧基基团，所述烷基聚烷氧基硫酸盐的所有烷氧基中的至少2/3为丙氧基基团，并且烷基残基为具有12至18个碳原子的脂肪醇残基，以及b)1重量％至低于25重量％的水。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述脂肪醇残基具有12至17个碳原子。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述脂肪醇残基具有12至15个碳原子。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述脂肪醇残基以包含支链脂肪醇残基的混合物形式存在。5.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述脂肪醇残基以包含多于40摩尔％支链脂肪醇残基的混合物形式存在。6.根据权利要求4所述的组合物，其中多于50％的所述支链布置在C2碳原子上。7.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述烷基聚烷氧基硫酸盐的烷氧基基团仅为丙氧基基团，并且所述烷基聚烷氧基硫酸盐具有平均3至13个丙氧基。8.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述烷基聚烷氧基硫酸盐的烷氧基基团仅为丙氧基基团，并且所述烷基聚烷氧基硫酸盐具有平均4至10个丙氧基。9.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述烷基聚烷氧基硫酸盐的比例为大于80重量％并且小于或等于95重量％。10.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述水的比例为5重量％至18重量％。11.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述盐为钠盐和/或钾盐。12.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其倾点小于-5℃。13.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其倾点小于-15℃。14.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其还包含0.05重量％至5重量％的缓冲剂。15.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其还包含0.1重量％至2重量％的缓冲剂。16.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，根据DINEN13273:2001其包含为0重量％至10重量％的非离子物质。17.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，根据DINEN13273:2001其包含为0重量％至小于5重量％的非离子物质。18.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其包含小于8重量％...

【专利技术属性】
技术研发人员：布里塔·雅各布斯索特，乌韦·卡尔特瓦塞尔，
申请(专利权)人：萨索尔德国有限公司，
类型：
国别省市：