陽(yáng)離子表面活性劑（二）

1、陽(yáng)離子表面活性劑（二） 1.長(zhǎng)碳鏈季銨鹽 長(zhǎng)碳鏈季銨鹽是陽(yáng)離子表面活性劑中產(chǎn)量最大的一類(lèi)，含一個(gè)至兩個(gè)長(zhǎng)碳鏈烷基的季銨鹽主要用作織物松軟劑，制備有機(jī)膨潤(rùn)土、殺菌劑等。這類(lèi)表面活性劑的合成辦法主要有兩種：由高碳胺和低碳烷基化劑合成，用得比較多的是二甲基烷胺或雙長(zhǎng)鏈烷基仲胺與鹵甲烷或舉行季銨化反應(yīng)；高碳鹵化物和低碳胺合成季銨鹽，如溴代烷和或芐基二甲胺反應(yīng)得季銨鹽。此外，還可在季銨鹽中引入硅烷以提高其抗菌性和防霉性。 當(dāng)陽(yáng)離子表面活性劑中的親水基和疏水基通過(guò)酰胺、酯或醚等基團(tuán)相連時(shí)，不僅具有優(yōu)良的調(diào)理性能，還具有十分快的生物降解性能和平安牢靠的毒理性能。如： 抱負(fù)的季銨化物松軟劑是在氮原子上既有酯基

2、又有酰胺基，如： 脂肪烷基二甲基芐基氯化銨通常用作消毒殺菌劑，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)光應(yīng)用單一品種易使某些微生物產(chǎn)生抗藥性。因此，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已研制出其次代、第三代殺菌劑。雙烷基二甲基氯化銨因具有合成工藝容易、生產(chǎn)成本低、無(wú)毒、無(wú)味、殺菌效果好等優(yōu)點(diǎn)，成為第三代殺菌劑（雙烷基中以碳數(shù)為810的季銨鹽殺菌效果最佳）。若將其與第一代殺菌劑烷基二甲基芐基氯化銨復(fù)配用法，殺菌性能比前三代產(chǎn)品高出420倍。c8c10。雙烷基甲基叔胺的長(zhǎng)鏈烷基可以是雙癸基、辛基癸基、雙辛基等系列產(chǎn)物。常用的還有氯化十二烷基三甲基銨（表面活性劑1231),氯化十六烷基三甲基銨（表面活性劑1631)等。 (1) c8c10。雙烷基二甲基氯化銨

3、 以椰子油加氫制得的c8c10醇為原料經(jīng)一步法合成雙烷基甲基叔胺，再用ch3c1經(jīng)季銨化反應(yīng)得c8c10雙烷基二甲基季銨鹽，反應(yīng)式如下： 因?yàn)殡p烷基甲基的季銨化是自催化反應(yīng)，因此本工藝的關(guān)鍵是叔胺化反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)此叔胺化反應(yīng)需要采納多功能高活性和具有優(yōu)良挑選性與穩(wěn)定性的催化劑。 圖2-8c8c10雙烷基二甲基季銨鹽生產(chǎn)工藝流程 1反應(yīng)釜；2a,2b,2c冷凝器；3,4油水分別器；5,18甲胺罐：6,15,16,17,21,28泵：7板框過(guò)濾機(jī)；8叔胺儲(chǔ)罐；9地槽；10配料槽；11高位槽：12,13,14流量計(jì)；19氫氣罐；20萃取罐；22蒸餾釜；23季銨化罐：24氯甲烷儲(chǔ)罐；25,26分別器；27

4、混合罐；29,30分餾柱；31叔胺儲(chǔ)罐；32季銨鹽儲(chǔ)罐；33,34氯甲烷凈扮裝置 c8c10雙烷基二甲基季銨鹽的生產(chǎn)工藝流程2-8所示。先由地槽9將脂肪醇打入高位槽11，計(jì)量后放入配料罐10，將催化劑稱(chēng)量后加入，啟動(dòng)攪拌大約5min后，將混合料通過(guò)泵16打入反應(yīng)釜1，反應(yīng)系統(tǒng)用氮?dú)馇逑?min；以380號(hào)導(dǎo)熱油加熱，攪拌下升溫至100，通氫循環(huán)，繼續(xù)升溫至200，保持約lh，即認(rèn)為催化劑活化完成。降溫至160，開(kāi)頭進(jìn)甲胺氣，以1/min的速度升溫，以流量計(jì)12,13,14控制甲胺、氫氣（純度在70以上為宜）及混合氣（總氣流量）的流速，此時(shí)可以觀看到油水分別器4有大量水生成，水中有溶解的未反應(yīng)甲

5、胺放入罐5,蒸發(fā)出甲胺導(dǎo)入罐18重復(fù)用法。通甲胺時(shí)光約3h停止通胺，保持溫度205，只通氫氣，總循環(huán)量保持不變條件下1h，停止通氫氣降溫至150時(shí)，由板框過(guò)濾機(jī)7過(guò)濾，過(guò)濾后的粗叔胺產(chǎn)品可儲(chǔ)于叔胺儲(chǔ)罐8。催化劑重復(fù)用法，其次批投料，不用活化催化劑，只需在氫循環(huán)下升溫至160，挺直通甲胺反應(yīng)即可重復(fù)其后操作。 萃取工序：粗叔胺產(chǎn)品中溶解一部分過(guò)渡金屬離子，蒸餾前先通過(guò)泵17打入萃取罐20，將配制好的含10的萃取劑溶液按粗胺量的20（體積分?jǐn)?shù)）打入，升溫至60，攪拌40min,靜置20min后放去下層萃取溶液，同樣操作重復(fù)一次。其次次萃取液可做其次批萃取的第一次萃取溶液用法，經(jīng)過(guò)萃取的叔胺為淡黃色

6、，當(dāng)叔胺收率在98以上時(shí)，可以挺直通過(guò)泵21打入季銨化罐23，舉行季銨化當(dāng)叔胺收率較低時(shí)或要求以叔胺作為終產(chǎn)品出售時(shí)，可以通過(guò)泵21打入蒸餾釜22。 蒸餾工序：蒸餾可以提純叔胺，回收未反應(yīng)的醇和少量仲胺，降低消耗定額，蒸餾總收率大于96，收集185220餾分，作為叔胺可以挺直放入季銨化罐23，也可以放入精叔胺的儲(chǔ)罐31（作為終產(chǎn)品出售）。 季銨化工序：放入季銨化罐23的叔胺，在常壓及50下，通入ch3c1反應(yīng)5h，可使叔胺季銨化50以上。在0.40.5mpa, 85±2反應(yīng)4h，可使叔胺徹低季銨化，無(wú)游離胺存在。需要注重的是本工藝用的ch3c1是農(nóng)藥副產(chǎn)品。因此增強(qiáng)了兩步裝置33,3

7、4凈化ch3ci，并加1525以均化基質(zhì)的極性。但在通ch3c1 0.5h左右時(shí)，因季銨化是自催化的過(guò)程，又是放熱反應(yīng)，所以操作應(yīng)特殊慎之，以免飛溫，導(dǎo)致季銨化產(chǎn)物色彩變深。 (2)氯化十二烷基三甲基銨（表面活性劑1231) 由十二烷基二甲基胺（十二叔胺）和氯甲烷舉行季銨化反應(yīng)而制得。其反應(yīng)方程式如下： 十二烷基二甲基叔胺的生產(chǎn)工藝 十二烷基二甲基叔胺的生產(chǎn)工藝按原料分有脂肪酸法和法。脂肪酸法具有工藝路途長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量不高及環(huán)境污染等方面的缺點(diǎn)，己逐漸被淘汰。醇法有鹵代和醇一步法兩種工藝，前者具有設(shè)備腐蝕及環(huán)保等問(wèn)題不易解決，后者則有工藝路途短、產(chǎn)品質(zhì)量高、基本上無(wú)三廢污染等優(yōu)點(diǎn)，近幾年進(jìn)展比較

8、快速，也是我國(guó)目前生產(chǎn)十二烷基二甲基叔胺的主要辦法。其反應(yīng)如下： 生產(chǎn)工藝流程參見(jiàn)圖2-9。 圖2-9十二烷基二甲基叔胺生產(chǎn)工藝流程圖 a配料將脂肪醇和催化劑投入配料罐d101攪拌勻稱(chēng)后壓入胺化反應(yīng)釜d102中； b.胺化反應(yīng)胺化反應(yīng)釜內(nèi)泵入氮?dú)?、氫氣置換，攪拌升溫并通入二甲胺，反應(yīng)溫度為180240； c.未反應(yīng)完的二甲胺再通過(guò)c101冷卻后流回f101儲(chǔ)存罐中； d.催化劑分別胺化反應(yīng)結(jié)束后物料壓入催化劑沉降罐l101中，催化劑在下層沉積，上層清液送至蒸餾工段，下層返回至配料罐； e.蒸餾催化劑沉降分別后，使粗產(chǎn)品在e101中減壓條件下蒸餾，得到十二烷基二甲基叔胺成品。 氯化十二烷基三甲基銨（表面活性劑1231)的生產(chǎn)工藝先將430kg、水和少量堿(naoh）加入反應(yīng)釜，經(jīng)置換空氣后，升至反應(yīng)溫度，在攪拌下通入lllkg，反應(yīng)數(shù)小時(shí)即可冷卻出料。 表面活性劑1231主要用作殺菌劑、合成纖維（如丙綸）抗靜電劑。在油田鉆深井時(shí)，用作抗高溫油包水型乳化泥漿的乳化劑，亦用作乳膠工業(yè)的防粘劑和隔離劑等。 (3)氯化十六烷基三甲基銨（表面活性劑1631) 由十六烷基二甲基胺（十六叔胺）與舉行季銨化反應(yīng)而制得。其反應(yīng)方程式如下： 先將650kg十六叔胺或c16c18烷基叔銨、300kg乙醇、水和少量堿（n