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了解下十二烷基苯磺酸钠的生产流程

点击次数:   更新时间:2023-08-01 15:50:08   来源:www.mzqyhn.com/
    十二烷基苯磺酸钠(LAS)是目前主要的阴离子表面活性剂,也是合成洗涤剂活性物的主要成分。具有强力去污、湿润、发泡、乳化、渗透、分散等功能。广泛用于日化、造纸、油田、油、水泥外加剂、防水建材、农药、塑料、金属清洗、香波、泡沫浴、纺织工业的清洗剂、染色助剂和电镀工业的脱脂剂等。因生产成本低、性能好,因而用途广泛,是家用洗涤剂用量最大的合成表面活性剂,也生产一部分镁、钙等无机盐及三乙醇胺等有机胺盐。
    工艺原理
    十二烷基苯磺酸钠是以直链十二烷基苯进行磺化反应生产所得。磺化剂可以采用浓硫酸、发烟硫酸和三氧化硫等。磺化反应属亲电取代反应,磺化剂缺乏电子,呈阳离子,很容易进攻具有亲和性能的苯分子,在电子云密度大的地方和苯环上易发生取代反应,接受电子,形成共价键,和苯环上的氢发生取代反应。由于磺化剂的种类、被磺化对象的性质和反应条件的影响,有的磺化剂(如发烟硫酸)本身就是很强的氧化剂,因此在主反应进行的同时,还有一系列二次副反应(串联反应)和平行的副反应发生,情况十分复杂。直链烷基苯进行磺化,当反应温度过高或反应时间过长时,主要的副反应是生成砜。
    十二烷基苯磺酸钠的生产路线
    (1)丙烯齐聚法:丙烯齐聚得到四聚丙烯,再与苯烷基化,然后磺化、中和而得到高度支链化的十二烷基苯磺酸钠(TPS)。
    TPS不易生物降解,造成环境公害,60年代已被正构烷基苯所取代,现只有少量生产作农药乳化剂用。
    (2)石蜡裂解法。
    (3)乙烯齐格勒聚合法:由路线(2)和路线(3)先制得α-烯烃,由α-烯烃作为烷基化试剂与苯反应得到烷基苯。这样生产的烷基苯多为2-烷基苯,作洗涤剂时性能不理想。
    (4)煤油原料路线:该路线应用最多,原料成本低,工艺成熟,产品质量也好。
    用十二烷基苯磺酸配置十二烷基苯磺酸钠的简单方法:
    碳酸钠或氢氧化钠饱和溶液(以下称碱液)制备待用,十二烷基磺酸置搅拌器中,搅拌并徐徐加入碱液,过程中不断用试纸判断酸度,
    当中和反应达到中性时,停止加入碱液,并继续搅拌几分钟。
    以上得到粘稠透明或微黄的十二烷基磺酸钠溶液,可根据需要取用或稀释。
    十二烷基苯磺酸钠生产工艺的特点:
    1、反应属气一液非均相反应,反应速率快,瞬间即可完成;而扩散速率慢,常是扩散速率控制整个反应速率。
    2、反应为强放热反应,烷基苯反应放热量较大,且大部分热量是在反应初期放出。控制反应速率,快速移走热量是生产的关键。
    3、反应系统黏度急剧增加。磺化产物的黏度较大,黏度增加使传质传热困难,容易产生局部过热,加剧过磺化等副反应。
    4、副反应易发生。在反应过程中如反应时间、SO3用量等因素控制不当,将引起许多副反应发生,副产物主要为砜、砜酐、多磺酸、苯环以及烷基链的氧化产物等,SO3要在用空气稀释后才可使用。
    十二烷基苯磺酸钠的制备方法
    通过在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和回流冷凝器的250mL四口瓶中,加入十二烷基苯35mL(34.6g),搅拌下缓慢加入质量分数98%硫酸35mL,温度不超过40℃,加完后升温至60~70℃,反应2h。
    将上述磺化混合液降温至40~50℃,缓慢滴加适量水(约15mL),倒入分液漏斗中,静止片刻,分层,放掉下层(水和无机盐),保留上层(有机相)。
    配制质量分数10%氢氧化钠溶液80mL,将其加入250mL四口瓶中约60~70mL,搅拌下缓慢滴加上述有机相,控制温度为40~50℃,用质量分数10%氢氧化钠调节pH=7~8,并记录质量分数10%氢氧化钠总用量。
    于上述反应体系中,加入少量氯化钠,渗圈试验清晰后过滤,得到白色膏状产品,即为十二烷基苯磺酸钠。
    相关化学反应为:十二烷基苯磺酸钠是由十二烷基苯与发烟硫酸或三氧化硫磺化,再用碱中和制得。用发烟硫酸磺化的缺点是反应结束后总有部分废酸存在于磺化物料中。中和后生成的硫酸钠带入产品中,影响了它的纯度。目前,工业上均采用三氧化硫-空气混合物磺化的方法。三氧化硫可由60%发烟硫酸蒸出,或将硫磺和干燥空气在炉中燃烧,得到含SO34%~8%体积分数的混合气体。将该混合气体,通入装有烷基苯的磺化反应器中进行磺化。磺化物料进入中和系统用氢氧化钠溶液进行中和,最后进入喷雾干燥系统干燥。得到的产品为流动性很好的粉末。
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