一种将烷基苯磺酸钙转化为烷基苯磺酸钠的方法

摘要

本发明提供了一种将烷基苯磺酸钙转化为烷基苯磺酸钠的方法。该方法包括以下步骤：将烷基苯磺酸钙分散于氢氧化钠溶液中，烷基苯磺酸钙与氢氧化钠的摩尔比为1:1.2-2.5，将溶液加热至30-60℃，搅拌条件下，向溶液中通入CO

说明书

技术领域

本发明提供了一种将烷基苯磺酸钙转化为烷基苯磺酸钠的方法，属于烷基苯磺酸 钠制备技术领域。

背景技术

清净剂是润滑油产品里一种常用添加剂，其是由表面活性剂及其包裹的无机盐所 组成的一类球状物质，按其表面活性剂类型不同分为磺酸盐、硫化烷基酚盐及水杨酸 盐清净剂，其中，磺酸盐清净剂是最常用、用量最大的一类清净剂。

清净剂中的表面活性剂对润滑油产品的性能影响非常大，特别是在船用润滑油产 品中，磺酸盐清净剂中的表面活性剂部分决定了产品的抗锈蚀性能，抗乳化性能及分 水性能。

目前，对磺酸盐清净剂的表面活性剂部分的分析有红外法、核磁法、紫外法等方 法。近年来也见用质谱进行分析，但质谱分析通常要求表面活性剂中不含有除钠以外 的其它金属离子，以防止对质谱的污染。因此，采用质谱分析需要先对烷基磺酸盐清 净剂进行处理，将烷基苯磺酸钙部分转换成烷基苯磺酸钠。现有的处理方法，如加入 碳酸钠进行沉淀的方法，由于清净剂中的表面活性剂部分的特殊性，使其并不能较好 的与溶液中的碳酸根进行结合生成碳酸钙沉淀，因此并不能有效去除烷基苯磺酸钙中 的钙；而使用阳离子交换树脂的方法，经过长时间处理也不能有效将钙离子去除。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种将烷基苯磺酸钙转化为烷基苯 磺酸钠的方法，该方法能有效地对磺酸盐清净剂的表面活性剂进行处理，满足质谱分 析条件。

为达到上述目的，本发明提供了一种将烷基苯磺酸钙转化为烷基苯磺酸钠的方 法，包括以下步骤：

将烷基苯磺酸钙分散于氢氧化钠溶液中，烷基苯磺酸钙与氢氧化钠的摩尔比为 1:1.2-2.5，将溶液加热至30-60℃，搅拌条件下，向溶液中通入CO₂气体；

当pH值为7-8时，停止反应，得到反应液；

反应液冷却后，进行过滤处理，除去沉淀物，得到滤液，蒸除滤液中的溶剂，得 到烷基苯磺酸钠。

在上述制备方法中，优选地，通入CO₂气体的反应时间控制为2-3小时，反应时 间从开始通入CO₂计起。

在上述制备方法中，优选地，蒸除滤液中的溶剂的操作是在真空度为80-300Pa、 油浴温度70-85℃的条件下进行旋转蒸发。

在上述制备方法中，优选地，烷基苯磺酸钙的烷基为C₁₆-C₃₀的烷基。

在上述制备方法中，优选地，氢氧化钠溶液的质量浓度为10％-30％。

在上述制备方法中，优选地，CO₂气体的流量控制在10-30mL/min。

在上述制备方法中，优选地，过滤处理采用滤膜进行，所采用的滤膜的孔径为 4-12μm。

在上述制备方法中，所使用的苯磺酸钙既可以是合成苯磺酸钙也可以是石油苯磺 酸钙。

本发明提供的转化方法有助于将烷基苯磺酸钙转化为烷基苯磺酸钠，通过将烷基 苯磺酸钙固体加入到氢氧化钠溶液中，有利于两者之间的相互溶解性；通过在一定的 温度条件下，向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳气体能够促进碳酸钙的生成，并使其以 颗粒的形式在溶液中析出，对其进行过滤就能有效地使钙离子与目标产物分离；将过 滤后的溶液进行旋转蒸发能够快速地得到较纯净的烷基苯磺酸钠固体。

与现有技术相比，本发明所提供的方法具备以下优点：

1、利用本发明的方法对磺酸盐清净剂表面活性剂进行处理，可使其钙离子含量 降低至50ppm以下，满足质谱分析条件。

2、本发明的方法应用范围较广泛，既适合对合成苯磺酸钙进行转化，也适合对 石油苯磺酸钙进行转化。

3、本发明的方法工艺处理比较简单，便于操作，整个工艺过程不引入其它有机 化合物杂质，保证了转化后烷基苯磺酸钠的纯度。

4、本发明的方法采用了低成本的氢氧化钠与二氧化碳材料，且反应后仅生成碳 酸钙和水，易于烷基苯磺酸钠产品的分离和纯化。

5、采用本发明的方法转化后得到的固体苯磺酸钠可直接配置溶液进行质谱分析， 具备快捷、简单的特点。

附图说明

图1为实施例1中的产物烷基苯磺酸钠的质谱图；

图2为实施例2中的产物烷基苯磺酸钠的质谱图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技 术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种将烷基苯磺酸钙转化为烷基苯磺酸钠的方法，包括以下步 骤：

在带有磁力搅拌器及加热功能的水浴锅内放置500mL的单口烧瓶，依次将浓度 为30％的氢氧化钠溶液0.7mL和烷基苯磺酸钙2.38g加入到单口烧瓶中，此烷基苯磺 酸钙为混合物，其烷基链长为C₁₆-C₃₀(取C₂₆的分子量作为该烷基苯磺酸钙平均分子 量，摩尔质量为544.39g/mol)，开启搅拌并以10mL/min的速度向单口烧瓶内通入二 氧化碳气体，控制反应温度为30℃；

保持反应3小时，可见反应溶液内有沉淀析出，测试溶液pH为8，停止反应；

冷却后使用4微米滤膜进行过滤，收集滤液，将其置于BUCHI-R-215设备中， 调整设备的真空度为80Pa，油浴温度为70℃，进行旋转蒸发，除掉溶液，得到烷基 苯磺酸钠固体。

该烷基苯磺酸钠的质谱图如图1所示。从图1可以看出，该烷基苯磺酸钠主要为 C₁₆(M＝441.0991)烷基链，同时有少部分C₂₆(M＝543.0159)的苯磺酸钠。

采用中国国家标准GB/T 17476-1998的方法对原料和产物进行检测，经测定，本 实施例的原料烷基苯磺酸钙的钠含量为3940ppm，钙含量为10220ppm，制得的烷基 苯磺酸钠的钠含量为450ppm，钙含量为23ppm。

同时，使用碳酸钠沉淀和阳离子交换树脂法对本实施例的原料进行处理，并检测 得到的产物中的钠含量及钙含量，具体数据见表1。

实施例2

本实施例提供了一种将烷基苯磺酸钙转化为烷基苯磺酸钠的方法，包括以下步 骤：

在带有磁力搅拌器及加热功能的水浴锅内放置500mL的单口烧瓶，将浓度为10％ 的氢氧化钠溶液1.2mL和烷基苯磺酸钙0.65g加入到单口烧瓶中，此烷基苯磺酸钙为 混合物，其烷基链长为C₁₆-C₃₀(取C₂₆的分子量作为该烷基苯磺酸钙的平均分子量， 摩尔质量为544.39g/mol)，开启搅拌并以30mL/min的速度向单口烧瓶内通入二氧化 碳气体，控制反应温度为60℃；

保持反应2小时，可见反应溶液内有沉淀析出，测试溶液pH为7，停止反应；

冷却后使用8微米滤膜进行过滤，收集滤液，将其置于BUCHI-R-215设备中， 调整设备真空度为300Pa，油浴温度为85℃，进行旋转蒸发，除掉溶液，得到烷基苯 磺酸钠固体。

该烷基苯磺酸钠的质谱图如图2所示。从图2可以看出，该烷基苯磺酸钠为C₁₉(M＝483.0660)和C₂₁(M＝511.0891)为主，同时还有C₁₆(M＝441.0898)的苯磺酸 钠。

采用中国国家标准GB/T 17476-1998的方法对原料和产物进行检测，经测定，本 实施例的原料烷基苯磺酸钙的钠含量为4100ppm，钙含量为11030ppm，制得的烷基 苯磺酸钠的钠含量为580ppm，钙含量为30ppm。

同时，使用碳酸钠沉淀和阳离子交换树脂法对本实施例的原料进行处理，并检测 得到的产物中的钠含量及钙含量，具体数据见表1。

实施例3

本实施例提供了一种将烷基苯磺酸钙转化为烷基苯磺酸钠的方法，包括以下步 骤：

在带有磁力搅拌器及加热功能的水浴锅内放置500mL的单口烧瓶，将浓度为25％ 的氢氧化钠溶液0.76mL和烷基苯磺酸钙1.3g加入到单口烧瓶中，此烷基苯磺酸钙为 混合物，其烷基链长为C₁₆-C₃₀(取C₂₆的分子量作为该烷基苯磺酸钙的平均分子量， 摩尔质量为544.39g/mol)，开启搅拌并以15mL/min的速度通入二氧化碳气体，控制 反应温度为50℃；

保持反应2.5小时，可见反应溶液内有沉淀析出，测试溶液pH为8，停止反应；

冷却后使用10微米滤膜进行过滤，收集滤液，将其置于BUCHI-R-215设备中， 调整设备真空度为180Pa，油浴温度为80℃，进行旋转蒸发，除掉溶剂，得到烷基苯 磺酸钠固体。

采用中国国家标准GB/T 17476-1998的方法对原料和产物进行检测，经测定，本 实施例的原料烷基苯磺酸钙的钠含量为4120ppm，钙含量为13010ppm，制得的烷基 苯磺酸钠的钠含量为600ppm，钙含量为25ppm。

同时，使用碳酸钠沉淀和阳离子交换树脂法对实施例1-3的原料进行处理，并检 测得到的产物中的钠含量及钙含量，具体数据见表1。

表1 钙含量及钠含量测试结果

根据上述实施例可以看出，本发明所提供的方法能够将烷基苯磺酸钙有较的转化 为烷基苯磺酸钠，且转化后钙含量低于50ppm，满足质谱检测要求。该方法快捷有效， 能够作为清净剂表面活性剂部分分析检测的快捷方法。