十二烷基苯磺酸鈉的認(rèn)識(shí).doc

十二烷基苯磺酸鈉的認(rèn)識(shí)班級(jí)：化工四班 姓名：徐晶晶陰離子表面活性劑是表面活性劑中發(fā)展歷史最悠久、產(chǎn)量最大、品種最多的一類產(chǎn)品，其特點(diǎn)是溶于水后能離解出具有表面活性的帶負(fù)電荷的基團(tuán)，由于表面活性劑的價(jià)格低廉、性能優(yōu)異，用途廣泛，因此在整個(gè)表面活性劑生產(chǎn)中占有很大的比重。烷基苯磺酸鹽是烷基芳磺酸鹽陰離子表面活性劑中使用最廣泛的。它最早是由石油餾分經(jīng)過(guò)硫酸處理后作為產(chǎn)品并得到應(yīng)有的。人們將石油、煤焦油等餾分中比較復(fù)雜的烷基芳烴或其他天然烴類經(jīng)磺化制得的產(chǎn)物稱為“天然磺酸鹽”，隨著這些粗產(chǎn)品應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，合成產(chǎn)品便得到很好的發(fā)展。20世紀(jì)30年代末期，人們將苯與氯化石油進(jìn)行烷基化，然后將生成的烷基苯進(jìn)行磺化制得烷基苯磺酸鹽。這便是烷基芳磺酸鹽的第一批工業(yè)產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)絕大多數(shù)產(chǎn)品用于紡織工業(yè)，隨后家用配方便很快出現(xiàn)。第二次世界大戰(zhàn)后，出現(xiàn)了十二烷基苯磺酸鹽，它是石油催化裂化的副產(chǎn)品四聚丙烯作為烷基化試劑與苯反應(yīng)，再經(jīng)磺化制得的，由于石油化學(xué)品公司能夠?qū)⒋罅康乃木郾┺D(zhuǎn)化為十二烷基苯，產(chǎn)品質(zhì)量高，價(jià)格低廉，因此以十二烷基苯為原料的洗滌劑迅速的取代了肥皂，而且十二烷基苯磺酸鹽很快便成為美國(guó)用量最大的有機(jī)表面活性劑，此時(shí)使用的表面活性劑品種雖然應(yīng)用性能良好，但普遍存在一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，便是它們?cè)谖鬯幚硌b置中的生物降解速度很低，而且降解不完全，給環(huán)境造成了很大的污染。為解決這一問(wèn)題，20世紀(jì)60年代早期，洗滌劑工業(yè)便開(kāi)始由支鏈烷基苯磺酸鹽的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向直鏈烷基苯酸鹽。由于直鏈產(chǎn)品具有良好的生物降解性，解決了50年代洗滌劑 行業(yè)的焦點(diǎn)問(wèn)題，即洗滌劑泡沫造成的污染問(wèn)題。在此之后，烷基芳磺酸鹽型陰離子表面活性劑的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品的需求量和銷售額不斷提高烷基苯磺酸鈉是目前生產(chǎn)和銷售量最大的陰離子表面活性劑之一。烷基苯磺酸鈉類表面活性劑主要有倆類產(chǎn)品，其中一類烷基上帶有分支，通常用ABS表示，也有人稱之為分支ABS或硬ABS，這類表面活性劑不容易生物降解，環(huán)境污染較為嚴(yán)重，具有一定的公害，目前很多品種已經(jīng)被禁止使用和生產(chǎn)。另一類是現(xiàn)在大多數(shù)國(guó)家使用的直連烷基苯磺酸鹽，用LAS表示，也有稱為直鏈ABS或軟ABS，這類產(chǎn)品容易生物降解，不產(chǎn)生公害。我國(guó)目前基本上生產(chǎn)和使用的都是直鏈烷基苯磺酸鹽。一般工業(yè)上生產(chǎn)的以及人們使用的烷基苯磺酸鈉并不是單一的組分，造成這種結(jié)果的原因主要有以下幾點(diǎn)：1、 原料的合成工藝不同，使得烷基取代基的鏈長(zhǎng)以及所含支鏈的情況不同。2、 磺酸基和烷基鏈相連的位置不同，即磺化時(shí)磺酸進(jìn)入苯環(huán)位置不同，導(dǎo)致烷基鏈與磺酸基的相對(duì)位置不同，3、 磺酸基進(jìn)入苯環(huán)的個(gè)數(shù)不同，例如反應(yīng)中可能發(fā)生多磺化而引入倆個(gè)或多個(gè)磺酸基。一：十二烷基苯磺酸鈉的性能 十二烷基苯磺酸鈉為白色粉末，易溶于水，有良好的洗滌去污能力和發(fā)泡性能。大量用于洗衣粉和家用洗凈劑中，也可適量配入香波和泡沫浴等；在纖維工業(yè)中可用作煮練劑、洗手劑、染色助劑；在金屬電鍍過(guò)程中用作金屬脫脂劑；在造紙工業(yè)中用作樹(shù)脂分散劑、毛氈洗滌劑、脫墨劑；在農(nóng)藥生產(chǎn)中用作乳化劑、顆粒劑和可濕性粉末劑用的分散劑；在皮革工業(yè)上用作滲透脫脂劑；在肥料工業(yè)中用作防結(jié)塊劑；在水泥工業(yè)中用作加氣劑等諸多方面或單獨(dú)使用，或作為配合成分使用。對(duì)于直鏈烷基苯磺酸鈉，烷基取代基的碳原子數(shù)越少，烷基鏈越短，疏水性越差，在室溫下越容易溶解在水中。反之，碳原子數(shù)越多，烷基鏈越長(zhǎng)，疏水性越強(qiáng)，越難溶解。根據(jù)直鏈烷基磺酸鈉的溶解度曲線圖可知，從直鏈的十碳烷基到十六碳烷基，隨烷基鏈的增長(zhǎng)表面活性劑的臨界膠束濃度呈下降趨勢(shì)，而Krafft點(diǎn)則逐漸升高。十二烷基苯磺酸鈉的表面張力較低，潤(rùn)濕力較好，而且具有較優(yōu)良的發(fā)泡性能及泡沫穩(wěn)定性高。在十二烷基苯磺酸鈉中，帶有正十二烷基的表面活性劑洗凈力最高。二：十二烷基苯磺酸鈉的制備：十二烷基苯磺酸鈉的制備可分為三個(gè)部分;十二烷基苯的制備、十二烷基苯的磺化和十二烷基苯磺酸的中和。一、十二烷基苯的制備：十二烷基苯是制備十二烷基苯磺酸鈉表面活性劑的主要原料。其合成路線以煤油應(yīng)用較多。煤油來(lái)源方便，成本較低，工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量也好。分子篩烷基苯尿素絡(luò)合正構(gòu)烷烴 煤油 氫化再烷基化脫氫 氯化再脫HCL 正構(gòu)烷烯烷基化 圖一：烷基苯的生產(chǎn)工藝路線 二、十二烷基苯的磺化：磺化是個(gè)重要的而廣泛的有機(jī)化工單元反應(yīng)，磺化這一步對(duì)烷基苯磺酸鈉洗滌劑的質(zhì)量的影響很大。單體中活性物得高低、顏色的深淺以及不皂化物得含量都與磺化工藝有密切關(guān)系。生產(chǎn)過(guò)程隨烷基苯原料的質(zhì)量和組成及磺化劑的種類不同而異。常用的磺化試劑有濃硫酸、發(fā)煙硫酸、三氧化硫和氯磺酸等。以濃硫酸為磺化劑，酸耗量大，產(chǎn)品質(zhì)量差，生成的廢酸多，效果很差，國(guó)內(nèi)已很少利用。長(zhǎng)期以來(lái)，烷基苯的磺化采用發(fā)煙硫酸作為磺化劑，當(dāng)硫酸濃度降至一定數(shù)值時(shí)，磺化反應(yīng)就終止，因而其用量必須大大過(guò)量。它的有效利用率僅為32%且產(chǎn)生廢酸，但其工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量較為穩(wěn)定，工藝操作易于控制，因此至今仍有采用。近年來(lái)三氧化硫磺化在我國(guó)已逐步采用，而國(guó)外20世紀(jì)60年代就已發(fā)展。因?yàn)槿趸蚧腔玫降脝误w含鹽量低，可用于多產(chǎn)品的配制，又能以化學(xué)計(jì)量與烷基苯反應(yīng)，無(wú)廢酸產(chǎn)生，節(jié)約燒堿，降低成本，三氧化硫來(lái)源豐富。三氧化硫連續(xù)磺化生產(chǎn)過(guò)程主要包括：空氣干燥及三氧化硫制取、磺化、尾氣處理。1、 三氧化硫的制?。红o電除霧轉(zhuǎn)化燃硫熔硫 固體硫酸 去制酸 去磺化吸附干燥冷卻干燥壓縮 空氣 干燥空氣 去磺化圖二 燃硫法制取三氧化硫工藝過(guò)程簡(jiǎn)圖2、 三氧化硫的磺化： 用三氧化硫做磺化劑的磺化反應(yīng)速率快，放熱量大，磺化物料黏度高達(dá)1.2Pa.s，因此強(qiáng)化傳質(zhì)更為重要。在工業(yè)生產(chǎn)中，用三氧化硫?qū)ν榛降幕腔袀z種生產(chǎn)工藝，即多釜串聯(lián)連續(xù)磺化和膜式連續(xù)磺化。3、尾氣處理三、十二烷基苯磺酸的中和：中和是將十二烷基苯磺酸轉(zhuǎn)化為十二烷基苯磺酸鈉的過(guò)程，可采用間歇法、半連續(xù)法或連續(xù)法的工藝流程。由于烷基苯磺酸的表面性質(zhì)，中和過(guò)程中可能出現(xiàn)膠體現(xiàn)象。為獲得良好的中和效果和性能良好的高質(zhì)量產(chǎn)品，在中和時(shí)應(yīng)特別注意選擇適宜的工 藝條件。應(yīng)保持整個(gè)體系處于適當(dāng)?shù)膲A性狀態(tài)下，具有一定的水量，維持溫度在4050為好。還應(yīng)具有良好的傳質(zhì)條件呵呵足夠的傳質(zhì)面積，以保證中和反應(yīng)放出熱量的及時(shí)移除。 圖三、直鏈烷基苯的生產(chǎn)工藝流程圖 1-第一反應(yīng)釜；2-第二反應(yīng)釜；3，4-氟化氫脫出塔；5-脫苯塔；6-脫烴塔；7-烷基苯再蒸塔；8-靜止分離器 我國(guó)目前表面活性劑的品種有2000多種仍低于世界的5000多種，在產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量還不能滿足國(guó)內(nèi)日益擴(kuò)大的市場(chǎng)需求，特別是隨著高科技的發(fā)展，進(jìn)口表面活性劑的需求大幅度增加。由于國(guó)際石油價(jià)格居高不下，只是生產(chǎn)烷基苯的原料價(jià)格上升，從而使烷基苯的價(jià)格一路上揚(yáng)。表面活性劑給人的生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了極大方便的同時(shí)，也給我們的環(huán)境帶來(lái)了極大的污染，這是世界性的問(wèn)題，尤其在我國(guó)更應(yīng)重視，因此未來(lái)表面活性劑的發(fā)展應(yīng)滿足環(huán)保、對(duì)人安全和節(jié)能的要求， 其開(kāi)發(fā)研究將向環(huán)境友好型發(fā)展，要求有較少的污染及較低的生物耗氧