典型表面活性剂的生产技术-阴离子表面活性剂的生产

第4节阴离子表面活性剂羧酸盐型硫酸酯盐型磺酸盐型磷酸酯盐型(一)磺酸盐型（－SO3Na）烷基苯磺酸盐烷基磺酸盐α-烯烃磺酸盐烷基萘磺酸盐酯、酰胺的磺酸盐烷基苯磺酸盐在合成表面活性剂中占第一位。早期生产的烷基苯磺酸盐采用原料石油馏分（丙烯）进行齐聚生成四聚丙烯，与苯发生傅－克（烷基化）反应得到支链十二烷基苯。再进行磺化而成。1、烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸钠类表面活性剂主要有两类产品

烷基上带有分支，通常用ABS表示直链烷基苯磺酸盐，用LAS表示LAS的主要优点是烷基中没有支链，这种结构与天然油脂中的憎水端烷基类似，有良好的生物降解性。因带支链的TPS的生化降解性很差,很快出现表面活性剂的环境污染问题。到1964年就被直链十二烷基苯磺酸钠（LAS）所取代。2、直链烷基苯磺酸盐（LAS）烷基苯磺酸盐的生产路线有多条，如下图示：生产过程可分为三部分：烷基苯的制备、烷基苯的磺化和烷基苯磺酸的中和。1、烷基苯的制备正构烷烃可通过氯化法和脱氢法制得烷基苯。①氯化法：将正构烷烃用氯气氯化得氯代烷，氯代烷在催化剂作用下与苯反应得烷基苯A、氯化反应：RH+Cl2RCl+HCl副反应：烷基化的催化剂：AlCl3或铝块。真正起催化作用的是HAlCl4或RAlCl4络和物，铝块需先生成AlCl3，再生成络和物。B、烷基化反应：（精细有机合成P101）C、分离净制为分层分离过程，烃化液为上层，催化剂络合物为下层，分层分离。D、脱苯利用蒸馏将烃化液中的苯蒸出返回反应器循环使用。E、分馏利用精馏分离出轻组分烷烃和重组分多烷基苯；F、精制除去杂质，避免产品着色和异味。

②

脱氢法此法生产的烷基苯质量比氯化法好，且不存在使用氯气及副产盐酸的问题。其工艺流程如下：A、加氢精制煤油经选择性加氢精制，除去所含的S、N、O、双键、金属、卤素、芳烃等杂质。B、分子筛提蜡利用5A分子筛吸附提取出正构烷烃。D、烷基化采用HF为催化剂进行烷基化，特点：HF对烃类有一定的溶解度，它既是催化剂又是溶剂，不易引起副反应，缺点：HF价贵，腐蚀性强。C、烷烃脱氢烷烃脱氢制取烯烃。E、精馏回收未反应的苯和烷烃循环使用，得到高纯度的烷基苯。

各种常见的磺化剂2、烷基苯的磺化

主反应：

SO3是一种极强的磺化剂，反应剧烈，放热量很大，且SO3在磺化中易氧化分解，故需用惰性气体对SO3进行稀释，且需有专门措施移走反应热。3、烷基苯磺酸的中和原理：中和流程有外循环连续中和和主浴式内循环连续中和两种。①外循环连续中和：流程由循环泵、中和泵和冷却器组成。NaOH分酸后的烷基苯磺酸产品中和泵循环泵②主浴式内循环连续中和民用洗涤剂烷基苯磺酸盐几乎在所有的洗涤剂中都可采用。②工业用表面活性剂可用作VC、苯乙烯等乳液聚合的乳化剂；纺织用抗静电剂；在轻质陶瓷、石膏中作发泡剂、工业用清洗剂等。③农业应用可用作化肥的防结块剂、农药配制中的乳化剂。4、烷基苯磺酸盐的应用第3节阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂是指在水溶液中，能电离出带负电荷的亲水基团的表面活性剂；常用于生产洗发水、沐浴露、牙膏、洗衣粉等日化产品。羧酸盐型硫酸酯盐型磺酸盐型磷酸酯盐型一、

羧酸盐型脂肪酸盐N-酰基氨基羧酸盐聚醚羧酸盐亲油基与羧基直接相连的阴离子表面活性剂。包括高级脂肪酸连接、钠、铵盐以及三乙醇铵盐。在水中电离后起表面活性作用的部分是脂肪酸根阴离子。如：电离（1）脂肪酸盐脂肪酸盐型阴离子表面活性剂俗称皂类，其生产工艺主要有两种：1、油脂皂化：传统的生产工艺是间歇式大锅煮皂，将油脂和碱液放入皂化釜，加热煮沸进行皂化反应，皂化后转入盐析池，加入食盐以降低脂肪酸钠在水中的溶解度，使之与含甘油的水相分离。2、脂肪酸中和：RCOOH+NaOHRCOONa+H2O原料脂肪酸来自于油脂水解产物或一些低品质油脂，此法生产的皂质量比前法好且稳定。肥皂作为洗涤剂的特点：无毒、安全有效；缺点:（1）在冷水中溶解度差，在酸性介质中会生成不溶性的脂肪酸；（2）不耐硬水，在硬水中会形成不溶性的金属皂，如：RCOOCa、RCOOMg，它们无去污能力，且会沉积在衣服上使衣服变黄。肥皂的制作＋3NaOH3C17H35COONa＋硬脂酸甘油酯（脂肪）硬脂酸钠甘油△1.肥皂制取原理油脂碱性条件下水解:（皂化反应）甘油是制皂工业的重要副产品，甘油在国防、医药、食品、纺织等方面，都有很大的用途。2、制造工艺

原理：制皂的基本化学反应是油脂和碱相互作用生成肥皂和甘油；

理论过程：反应所得的皂经盐析、洗涤、整理后称为皂基，再继续加工而成为不同商品形式的肥皂。

肥皂的工业制造影视资料熔化:把所需的油脂加在熔油槽中熔化肥皂工业流程:皂化:

放入皂化锅中与液碱发生反应，生成肥皂及甘油(两次皂化)盐析:加入食盐的办法把肥皂和甘油分开,并尽力洗去杂质及色素补充皂化:

少量未皂化油脂加过量碱液补充皂化四次盐析:

进一步洗出皂粒中的甘油、杂质及色素，改善色泽，提高纯度冷凝成型:加填充剂，辅料，调匀冷凝、截切、烘干、装箱香皂香皂一般是用椰子油和橄榄油制造，并且加进了香料和着色剂，所以有散发出各种香味和五颜六色的香皂。

3g熟猪油6ml95%乙醇5ml40%NaOH水浴加热振摇10min混合液取2滴混合液加2mlH2O观察是否完全溶解皂化完全混合液20ml饱NaCl边加边搅至凝固皂胶+香料肥皂实验室制备肥皂制作过程中应注意的事项以及试剂的使用目的：1、油脂不易溶于碱水，加入乙醇为的是增加油脂在碱液中的溶解度，乙醇的高挥发性将水分快速带出，加快皂化反应速度。2、加热用小火或热水浴。3、皂化反应时，保持混合液体积不变，不能让蒸发皿里的混合液蒸干或溅到外面。

为了克服肥皂不耐硬水的缺点，开发了一批以脂肪酸为长链疏水基，通过各种桥接成分与羧基连接的羧酸盐型表面活性剂，它们克服了肥皂的弱点，又保持了肥皂的刺激性低、生物降解性好的优点。（2）N-酰基氨基羧酸盐N-酰基肌氨酸钠N-酰基谷氨酸钠N-酰基多缩氨基酸钠该类产品由蛋白质水解产物氨基酸和脂肪酰氯反应制得，作为表面活性剂的重点产品有：R(OCH2CH2)nOCH2COONa，是聚乙二醇型非离子表面活性剂进行阴离子化后的产品，主要用作润湿剂、钙皂分散剂及化妆品中。以高级醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂为原料，与氯乙酸钠反应或丙烯酸酯反应，均可制得这种产品。（3）聚醚羧酸盐二、硫酸酯盐型（－OSO3Na）

R-OSO3NaRO（CH2CH2O）nSO3Na脂肪醇硫酸钠脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠高级醇及其它含-OH的化合物均可硫酸化生成硫酸酯盐。含双键的烯烃也可硫酸化生成硫酸酯盐，经中和后得到各种硫酸酯盐型表面活性剂。（1）具有良好的洗净力,乳化力，泡沫丰富，易于生物降解。（2）在硬水中不产生沉淀。（3）热稳定性较差，在强碱或强酸介质中易于水解。（4）不同的碳链长度其产品性能有差异。工艺路线：由原料醇的制备、硫酸化及中和三个工序。（一）高级醇硫酸酯盐（FAS）特点：十二烷基硫酸钠的合成(P49)名称：十二烷基硫酸钠，Sodiumdodecylsulfate

（SDS）别名：椰油醇（或月桂醇）硫酸钠、K12、发泡剂等。化学式：C12H25—OSO3Na分子量：平均M=288性质：白色或淡黄色粉状，易溶于水，与阴离子、非离子复配性好，稳定性较差，不耐强酸、强碱和高温，生物降解快，对硬水不敏感。是一种无毒的阴离子表面活性剂，具有良好的乳化、发泡、渗透、去污和分散性能。制备方法：大规模生产可用十二醇（月桂醇）与气相SO3硫酸化后再中和而得。具体工艺过程：R-OH+SO3→R-O-SO3H+NaOH→R-O-SO3NaSO3气体质量分数为4％－5％,SO3与脂肪醇的摩尔比为（1.02－1.03）：1，由于K12的稳定性较差，硫酸化后必须立刻进行中和。也可由十二醇（月桂醇）与氯磺酸反应得：C12H25OH+SO3→C12H25OSO3HC12H25OH+ClSO3H→C12H25OSO3H+HClC12H25OSO3H+NaOH→C12H25OSO3Na+H2O由于高级醇硫酸酯盐抗硬水性差，加入三聚磷酸钠螯合剂又受环保要求的限制，近年来发展的醇醚硫酸酯盐具有优良的抗硬水性和生物降解性，其它各种性能与高级醇硫酸酯盐相近。醇醚硫酸酯盐的制备反应：ROH+nC2H4ORO(CH2CH2O)nH

RO(CH2CH2O)nH+H2SO4RO(CH2CH2O)n