十二烷基苯磺酸钠的认识

十二烷基苯磺酸钠的认识班级：化工四班姓名：徐晶晶阴离子表面活性剂是表面活性剂中发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一类产品，其特点是溶于水后能离解出具有表面活性的带负电荷的基团，由于表面活性剂的价格低廉、性能优异，用途广泛，因此在整个表面活性剂生产中占有很大的比重。烷基苯磺酸盐是烷基芳磺酸盐阴离子表面活性剂中使用最广泛的。它最早是由石油馏分经过硫酸处理后作为产品并得到应有的。人们将石油、煤焦油等馏分中比较复杂的烷基芳烃或其他天然烃类经磺化制得的产物称为“天然磺酸盐”，随着这些粗产品应用的不断扩大，合成产品便得到很好的发展。20世纪30年代末期，人们将苯与氯化石油进行烷基化，然后将生成的烷基苯进行磺化制得烷基苯磺酸盐。这便是烷基芳磺酸盐的第一批工业产品，当时绝大多数产品用于纺织工业，随后家用配方便很快出现。第二次世界大战后，出现了十二烷基苯磺酸盐，它是石油催化裂化的副产品四聚丙烯作为烷基化试剂与苯反应，再经磺化制得的，由于石油化学品公司能够将大量的四聚丙烯转化为十二烷基苯，产品质量高，价格低廉，因此以十二烷基苯为原料的洗涤剂迅速的取代了肥皂，而且十二烷基苯磺酸盐很快便成为美国用量最大的有机表面活性剂，此时使用的表面活性剂品种虽然应用性能良好，但普遍存在一个严重的缺点，便是它们在污水处理装置中的生物降解速度很低，而且降解不完全，给环境造成了很大的污染。为解决这一问题，20世纪60年代早期，洗涤剂工业便开始由支链烷基苯磺酸盐的生产转向直链烷基苯酸盐。由于直链产品具有良好的生物降解性，解决了50年代洗涤剂行业的焦点问题，即洗涤剂泡沫造成的污染问题。在此之后，烷基芳磺酸盐型阴离子表面活性剂的应用领域不断扩大，产品的需求量和销售额不断提高烷基苯磺酸钠是目前生产和销售量最大的阴离子表面活性剂之一。烷基苯磺酸钠类表面活性剂主要有俩类产品，其中一类烷基上带有分支，通常用ABS表示，也有人称之为分支ABS或硬ABS，这类表面活性剂不容易生物降解，环境污染较为严重，具有一定的公害，目前很多品种已经被禁止使用和生产。另一类是现在大多数国家使用的直连烷基苯磺酸盐，用LAS表示，也有称为直链ABS或软ABS，这类产品容易生物降解，不产生公害。我国目前基本上生产和使用的都是直链烷基苯磺酸盐。一般工业上生产的以及人们使用的烷基苯磺酸钠并不是单一的组分，造成这种结果的原因主要有以下几点：1、原料的合成工艺不同，使得烷基取代基的链长以及所含支链的情况不同。2、磺酸基和烷基链相连的位置不同，即磺化时磺酸进入苯环位置不同，导致烷基链与磺酸基的相对位置不同，3、磺酸基进入苯环的个数不同，例如反应中可能发生多磺化而引入俩个或多个磺酸基。一：十二烷基苯磺酸钠的性能十二烷基苯磺酸钠为白色粉末，易溶于水，有良好的洗涤去污能力和发泡性能。大量用于洗衣粉和家用洗净剂中，也可适量配入香波和泡沫浴等；在纤维工业中可用作煮练剂、洗手剂、染色助剂；在金属电镀过程中用作金属脱脂剂；在造纸工业中用作树脂分散剂、毛毡洗涤剂、脱墨剂；在农药生产中用作乳化剂、颗粒剂和可湿性粉末剂用的分散剂；在皮革工业上用作渗透脱脂剂；在肥料工业中用作防结块剂；在水泥工业中用作加气剂等诸多方面或单独使用，或作为配合成分使用。对于直链烷基苯磺酸钠，烷基取代基的碳原子数越少，烷基链越短，疏水性越差，在室温下越容易溶解在水中。反之，碳原子数越多，烷基链越长，疏水性越强，越难溶解。根据直链烷基磺酸钠的溶解度曲线图可知，从直链的十碳烷基到十六碳烷基，随烷基链的增长表面活性剂的临界胶束浓度呈下降趋势，而Krafft点则逐渐升高。十二烷基苯磺酸钠的表面张力较低，润湿力较好，而且具有较优良的发泡性能及泡沫稳定性高。在十二烷基苯磺酸钠中，带有正十二烷基的表面活性剂洗净力最高。二：十二烷基苯磺酸钠的制备：十二烷基苯磺酸钠的制备可分为三个部分;十二烷基苯的制备、十二烷基苯的磺化和十二烷基苯磺酸的中和。一、十二烷基苯的制备：十二烷基苯是制备十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的主要原料。其合成路线以煤油应用较多。煤油来源方便，成本较低，工艺成熟，产品质量也好。煤油氢化再烷基化脱氢氯化再脱HCL烷基化图一：烷基苯的生产工艺路线二、十二烷基苯的磺化：磺化是个重要的而广泛的有机化工单元反应，磺化这一步对烷基苯磺酸钠洗涤剂的质量的影响很大。单体中活性物得高低、颜色的深浅以及不皂化物得含量都与磺化工艺有密切关系。生产过程随烷基苯原料的质量和组成及磺化剂的种类不同而异。常用的磺化试剂有浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫和氯磺酸等。以浓硫酸为磺化剂，酸耗量大，产品质量差，生成的废酸多，效果很差，国内已很少利用。长期以来，烷基苯的磺化采用发烟硫酸作为磺化剂，当硫酸浓度降至一定数值时，磺化反应就终止，因而其用量必须大大过量。它的有效利用率仅为32%且产生废酸，但其工艺成熟，产品质量较为稳定，工艺操作易于控制，因此至今仍有采用。尿素络合正构烷烃正构烷烯分子筛烷基苯近年来三氧化硫磺化在我国已逐步采用，而国外20世纪60年代就已发展。因为三氧化硫磺化得到得单体含盐量低，可用于多产品的配制，又能以化学计量与烷基苯反应，无废酸产生，节约烧碱，降低成本，三氧化硫来源丰富。三氧化硫连续磺化生产过程主要包括：空气干燥及三氧化硫制取、磺化、尾气处理。1、三氧化硫的制取：固体硫酸去制酸去磺化空气干燥空气去磺化图二燃硫法制取三氧化硫工艺过程简图2、三氧化硫的磺化：用三氧化硫做磺化剂的磺化反应速率快，放热量大，磺化物料黏度高达1.2Pa.s，因此强化传质更为重要。在工业生产中，用三氧化硫对烷基苯的磺化有俩种生产工艺，即多釜串联连续磺化和膜式连续磺化。3、尾气处理三、十二烷基苯磺酸的中和：中和是将十二烷基苯磺酸转化为十二烷基苯磺酸钠的过程，熔硫燃硫转化静电除雾冷却干燥压缩吸附干燥可采用间歇法、半连续法或连续法的工艺流程。由于烷基苯磺酸的表面性质，中和过程中可能出现胶体现象。为获得良好的中和效果和性能良好的高质量产品，在中和时应特别注意选择适宜的工艺条件。应保持整个体系处于适当的碱性状态下，具有一定的水量，维持温度在40—50℃为好。还应具有良好的传质条件呵呵足够的传质面积，以保证中和反应放出热量的及时移除。图三、直链烷基苯的生产工艺流程图1-第一反应釜；2-第二反应釜；3，4-氟化氢脱出塔；5-脱苯塔；6-脱烃塔；7-烷基苯再蒸塔；8-静止分离器我国目前表面活性剂的品种有2000多种仍低于世界的5000多种，在产品的产量和质量还不能满足国内日益扩大的市场需求，特别是随着高科技的发展，进口表面活性剂的需求大幅度增加。由于国际石油价格居高不下，只是生产烷基苯的原料价格上升，从而使烷基苯的价格一路上扬。表面活性剂给人的生活、工农业生产带来了极大方便的同时，也给我们的环境带来了极大的污染，这是世界性的问题，尤其在我国更应重视，因此未来表面活性剂的发展应满足环保、对人安全和节能的要求，其开发研究将向环境友好型发展，要求有较少的污染及较低的生物耗氧量、较好的生物降解性，以有利于污水处理。也就是生产绿色环保型表面活性剂，同时表面活性剂要高效、多功能，除有清洁作用外，还要有抑菌、杀菌、滋润皮肤等作用。采用天然可再生资源作为原料的方法则应得到高度认识，，以天然油脂、淀粉、蛋白质、糖等为原料，替代石油化工原料生产新型的表面活性剂已经成为一种必然的趋势和方向。