第二章表面活性剂解析课件.ppt

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1、精细化学品化学精细化学品化学1第二章第二章 表面活性剂化学表面活性剂化学 第一节第一节 表面活性剂的基础知识表面活性剂的基础知识一、表面活性剂的产生和发展一、表面活性剂的产生和发展二、表面活性剂的定义和分类二、表面活性剂的定义和分类 定义定义2：在浓度很低的情况下，能够显在浓度很低的情况下，能够显著降低水的表面张力或水同其他物质的界面著降低水的表面张力或水同其他物质的界面张力的物质。张力的物质。定义定义1 1：在浓度很低时，能显著降低溶在浓度很低时，能显著降低溶剂剂(一般为水一般为水)的表的表(界界)面张力，从而明显改面张力，从而明显改变体系的表变体系的表(界界)面性质和状态的物质。面性质和状

2、态的物质。2n nn n分类：分类：表面活性剂表面活性剂（在水中电离情况）（在水中电离情况）（在水中电离情况）（在水中电离情况）离子型离子型非离子型非离子型阴离子型阴离子型两性离子型两性离子型阳离子型阳离子型3肥皂肥皂肥皂肥皂RCOONaRCOONa羧酸盐型羧酸盐型羧酸盐型羧酸盐型雷米帮雷米帮雷米帮雷米帮A A A A RCONHR(CONHR)RCONHR(CONHR)n nCOONaCOONaRRCOONaCOONa其他其他其他其他如如如如AECAEC等等等等脂肪醇硫酸酯盐脂肪醇硫酸酯盐脂肪醇硫酸酯盐脂肪醇硫酸酯盐ROSOROSO3 3NaNa硫酸酯盐型硫酸酯盐型硫酸酯盐型硫酸酯盐型脂肪醇

3、醚硫酸酯盐脂肪醇醚硫酸酯盐脂肪醇醚硫酸酯盐脂肪醇醚硫酸酯盐 RO(CHRO(CH2 2CHCH2 2O)O)n nSOSO3 3NaNaRROSOOSO3 3NaNa硫酸化烯烃硫酸化烯烃硫酸化烯烃硫酸化烯烃硫酸化脂肪酸酯硫酸化脂肪酸酯硫酸化脂肪酸酯硫酸化脂肪酸酯阴离子型阴离子型阴离子型阴离子型烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐 R RC C6 6HH4 4SOSO3 3NaNa烷基磺酸盐烷基磺酸盐烷基磺酸盐烷基磺酸盐R RSOSO3 3NaNa磺酸盐型磺酸盐型磺酸盐型磺酸盐型烯基磺酸盐烯基磺酸盐烯基磺酸盐烯基磺酸盐RCH=CH(CHRCH=CH(CH2 2)n nSOSO3 3N

4、aNaRRSOSO3 3NaNa烷基萘磺酸盐烷基萘磺酸盐烷基萘磺酸盐烷基萘磺酸盐 R RC C1010HH6 6SOSO3 3NaNa依捷邦依捷邦依捷邦依捷邦T T CC1717HH3535COCON NCHCH2 2CHCH2 2SOSO3 3NaNaCHCH3 3其他其他其他其他磷酸单酯磷酸单酯磷酸单酯磷酸单酯R ROPOOPO3 3NaNa2 2磷酸酯盐型磷酸酯盐型磷酸酯盐型磷酸酯盐型R R1 1OO磷酸双酯磷酸双酯磷酸双酯磷酸双酯POPO2 2NaNaRR2 2OO4伯胺盐伯胺盐RNH3+X 脂肪胺盐型脂肪胺盐型仲胺盐仲胺盐RN+H2R1 X叔胺盐叔胺盐RN+HR1R2 X阳离子型阳离

5、子型R1 季铵盐季铵盐RN+R3 XR25 氨基酸系氨基酸系氨基酸系氨基酸系RNRN+HH2 2CHCH2 2CHCH2 2COOCOO-羧酸盐型羧酸盐型羧酸盐型羧酸盐型CHCH3 3 甜菜碱系甜菜碱系甜菜碱系甜菜碱系R RN N+CHCH2 2COOCOO-CHCH3 3两性两性两性两性离子型离子型离子型离子型 NHNH 咪唑啉系咪唑啉系咪唑啉系咪唑啉系R RC CNN+CHCH2 2CHCH2 2OHOHCHCH2 2COOCOO-硫酸酯盐型硫酸酯盐型硫酸酯盐型硫酸酯盐型 磺酸盐型磺酸盐型磺酸盐型磺酸盐型 磷酸酯盐型磷酸酯盐型磷酸酯盐型磷酸酯盐型6 脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚

6、氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚RO(CHRO(CH2 2CHCH2 2O)O)n nHH 烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 RCRC6 6H H4 4O O(CH(CH2 2CHCH2 2O)O)n nH H 脂肪酸聚氧乙烯酯脂肪酸聚氧乙烯酯脂肪酸聚氧乙烯酯脂肪酸聚氧乙烯酯RCOO(CHRCOO(CH2 2CHCH2 2O)O)n nHH(CH(CH2 2CHCH2 2O)O)p pHH 聚氧乙烯脂肪胺聚氧乙烯脂肪胺聚氧乙烯脂肪胺聚氧乙烯脂肪胺R RNp+q=nNp+q=n(CH(CH2 2CHCH2 2O)O)q qHH 聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯失水山梨醇

7、脂肪酸酯聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(TweenTween)聚氧乙烯型聚氧乙烯型聚氧乙烯型聚氧乙烯型OOHH2 2CCHCHCCHCH2 2OCOROCORH(OCHH(OCH2 2CHCH2 2)P POHCCHO(CHOHCCHO(CH2 2CHCH2 2O)O)q qHHCHCHO(CHO(CH2 2CHCH2 2)r rHHp+q+rp+q+r=n=n 蓖麻油蓖麻油蓖麻油蓖麻油(或其他油或其他油或其他油或其他油)聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 其他其他其他其他 7 脂肪酸乙二醇酯脂肪酸乙二醇酯脂肪酸乙二醇酯脂肪酸乙二醇酯RCOOCHRCOOCH2 2C

8、HCH2 2OHOH 脂肪酸丙二醇酯脂肪酸丙二醇酯脂肪酸丙二醇酯脂肪酸丙二醇酯 RCOOCHRCOOCH2 2CHOHCHCHOHCH3 3 或或或或RCOOCHRCOOCH2 2CHCH2 2CHCH2 2OHOH非离子型非离子型非离子型非离子型脂肪酸甘油酯脂肪酸甘油酯脂肪酸甘油酯脂肪酸甘油酯(单甘酯单甘酯单甘酯单甘酯)RCOOCHRCOOCH2 2CHOHCHCHOHCH2 2OHOH 失水山梨醇脂肪酸酯失水山梨醇脂肪酸酯失水山梨醇脂肪酸酯失水山梨醇脂肪酸酯(Span)Span)多元醇型多元醇型多元醇型多元醇型OOHH2 2CCHCHCCHCH2 2OCOROCORHOHCCHOHHOHC

9、CHOHCHCHOHOH 蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯 葡萄糖脂肪酸酯葡萄糖脂肪酸酯葡萄糖脂肪酸酯葡萄糖脂肪酸酯 其他其他其他其他CHCH2 2CHCH2 2OHOH 烷烷烷烷(基基基基)醇酰胺型醇酰胺型醇酰胺型醇酰胺型RCONRCONCHCH2 2CHCH2 2OHOH聚醚型聚醚型聚醚型聚醚型 (环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚物环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚物环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚物环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚物)HO(CHO(C2 2HH4 4O)O)a a(C(C3 3HH6 6O)O)b b(C(C2 2HH4 4O)O)c cHH800.10.20.30.400.10.

10、20.30.4C(%)C(%)三、表面活性剂自身结构特点和溶液内部结构特点三、表面活性剂自身结构特点和溶液内部结构特点举例一：举例一：举例二：举例二：(mN/m)(dyn/cm)808060604040202092 2、溶液内部结构：内部形成胶束，表面形成单分子膜溶液内部结构：内部形成胶束，表面形成单分子膜溶液内部结构：内部形成胶束，表面形成单分子膜溶液内部结构：内部形成胶束，表面形成单分子膜 形成表面活性剂完整胶束的最低浓度叫表面活性剂的形成表面活性剂完整胶束的最低浓度叫表面活性剂的形成表面活性剂完整胶束的最低浓度叫表面活性剂的形成表面活性剂完整胶束的最低浓度叫表面活性剂的临临临临界胶束浓度

11、界胶束浓度界胶束浓度界胶束浓度(CMC)CMC)。1 1 1 1、自身结构：化学结构、自身结构：化学结构、自身结构：化学结构、自身结构：化学结构 具有双亲结构具有双亲结构具有双亲结构具有双亲结构 一头大一头小，一头亲油一头亲水，不对称结构一头大一头小，一头亲油一头亲水，不对称结构一头大一头小，一头亲油一头亲水，不对称结构一头大一头小，一头亲油一头亲水，不对称结构 -M -M+如：肥皂如：肥皂如：肥皂如：肥皂CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH

12、2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2COOCOONaNa+213亲油基团亲油基团亲油基团亲油基团 亲水基团亲水基团C C CMC(憎、疏水基憎、疏水基)1011（d d）大于）大于）大于）大于CMCCMC的浓度的浓度的浓度的浓度（a）极稀溶液）极稀溶液（b）稀溶液）稀溶液（c）CMC的溶液的溶液12n n胶胶团团聚聚集集数数与与不不同同种种类类表表面面活活性性剂剂、链链长长、温温度度、溶溶液等有关。液等有关。n n如如C12H25OSO3Na(0.05M的的NaCl中中)为为105，n nC8H17OSO3Na(室温室温)为为20。n n胶胶团团有有球球状状、棒棒状状、层层状状等等

13、。不不同同表表面面活活性性剂剂形形成成胶胶团的聚集数不同，一般在团的聚集数不同，一般在20100之间，如之间，如n nC12H25OSO3Na为为80(25)，n nC12H25O(CH2CH2O)6H为为 140(15)，400(25)，1400(35)，4000(45)，n nC16H33O(CH2CH2O)6H为为16600(34)。13n n四、表面活性剂的基本性质和附加性质四、表面活性剂的基本性质和附加性质n n（一）基本性质（一）基本性质n n1、润湿、浸透作用、润湿、浸透作用n n2、乳化、分散、增溶作用、乳化、分散、增溶作用互互不不相相溶溶的的两两种种液液体体，其其中中一一种种

14、液液体体以以极极小小的的微粒分散于另一种液体中，叫微粒分散于另一种液体中，叫乳化乳化。n n常见乳化体类型：常见乳化体类型：n nO/W水水包包油油，水水是是连连续续相相(外外相相)，油油是是分分散相散相(内相内相)。W/O油包水油包水n n3、起泡、消泡作用、起泡、消泡作用n n4、洗涤去污作用、洗涤去污作用14n（二）附加性质（二）附加性质n1、润滑柔软性、润滑柔软性n2、抗静电性、抗静电性n3、杀菌性、杀菌性n4、匀染性、匀染性n5、防水防锈性、防水防锈性15n n五、表面活性剂的用途五、表面活性剂的用途n n日日化化工工业业：化化妆妆品品、洗洗发发香香波波、洗洗涤涤剂剂、牙牙膏膏、光光

15、亮亮剂、鞋油剂、鞋油n n金金属属工工业业：防防锈锈、除除锈锈、清清洗洗、电电镀镀、金金属属加加工工、润润滑油添加剂滑油添加剂n n造造纸纸：消消泡泡剂剂、脱脱墨墨剂剂、纸纸张张施施胶胶剂剂、纸纸浆浆杀杀菌菌防防腐腐剂、柔软剂剂、柔软剂n n食品：乳化剂、杀菌剂、消泡剂食品：乳化剂、杀菌剂、消泡剂n n医药：乳化剂、增溶剂、杀菌剂医药：乳化剂、增溶剂、杀菌剂n n农药：乳化剂、增溶剂、稳定剂农药：乳化剂、增溶剂、稳定剂n n纺纺织织：柔柔软软、防防水水、抗抗静静电电、染染色色助助剂剂、固固色色剂剂、杀杀菌、防霉菌、防霉16n n农农业业：肥肥料料抗抗结结块块剂剂、农农药药乳乳化化剂剂、展展着着

16、剂剂、防防蒸蒸发发剂剂n n建筑：清洗剂、水泥混凝土减水剂、乳化沥青建筑：清洗剂、水泥混凝土减水剂、乳化沥青n n塑料：抗静电剂塑料：抗静电剂n n涂料油漆：分散剂、除漆剂、防水剂涂料油漆：分散剂、除漆剂、防水剂n n选矿：矿石浮选选矿：矿石浮选n n灭火：泡沫灭火灭火：泡沫灭火n n石石油油：集集油油剂剂、沉沉降降剂剂、凝凝固固剂剂、乳乳化化分分散散剂剂、EORn n美称美称“工业味精工业味精”17第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 一、概述一、概述阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂是是发发明明最最早早、历历史史最最长长、应应用用最最早早、当当前前来来说说也也是是应应用用面面较较广

17、广、产产量量用用量量较大的一类表面活性剂。较大的一类表面活性剂。二、磺酸盐型二、磺酸盐型RSO3（一）直链烷基苯磺酸盐一）直链烷基苯磺酸盐十二烷基苯磺酸钠（十二烷基苯磺酸钠（LAS）LinearAlkylbenzeneSulfonate18n十二烷基苯磺酸钠（十二烷基苯磺酸钠（LAS）n1、LAS的结构与性能的结构与性能LAS的性能特点：的性能特点：洗涤性能好；洗涤性能好；稳定性好；稳定性好；成本低；成本低；应用性能好。应用性能好。19n1946年年前前后后，石石油油化化工工的的发发展展，副副产产了了大大量量 丙丙 烯烯，丙丙 烯烯 四四 聚聚 与与 苯苯 烷烷 基基 化化 得得ABS(Alk

18、ylBenzeneSulfonate)，高高度度支支链链化，不易生物降解，硬性，引起公害。化，不易生物降解，硬性，引起公害。n1964年发明了年发明了LAS(LinearAlkylBenzeneSulfonate)，软性，易生物降解。软性，易生物降解。20n n影响影响影响影响LASLAS的因素：的因素：的因素：的因素：n nA A：烷基链的长度、数目、结构烷基链的长度、数目、结构烷基链的长度、数目、结构烷基链的长度、数目、结构n n长度长度长度长度：8080606040402020024681012141618024681012141618 烷基链上的碳原子个数烷基链上的碳原子个数 在在C8

19、C18这个范围内：这个范围内：链短，则其溶解性、润湿性增加，但去污力下降；链短，则其溶解性、润湿性增加，但去污力下降；链长，则溶解性下降，影响去污力。链长，则溶解性下降，影响去污力。21n n由图：由图：表面张力表面张力C10C14较低较低润湿力润湿力1014最好最好泡沫性泡沫性C14最好最好泡沫稳定性泡沫稳定性C10C14最好最好洗涤去污性洗涤去污性C12C14好好考虑考虑C10C14，或或C10C13，或或C11C14，即即C122，n n所以叫十二烷基苯磺酸钠所以叫十二烷基苯磺酸钠（LAS）C原子数原子数8101214表面张力表面张力泡沫稳定性泡沫稳定性泡沫性泡沫性洗涤洗涤去污去污性性润

20、湿力润湿力性能性能2223n n综上所述：烷基长度以综上所述：烷基长度以C122，数目为数目为1(单单)，结，结构以直链为好。构以直链为好。数目数目：多取代烷基苯，当：多取代烷基苯，当R不太长时，其润湿性、不太长时，其润湿性、表面活性均有增加，但去污力下降，应避免。表面活性均有增加，但去污力下降，应避免。当当R长时，直接影响溶解性，因此也影响长时，直接影响溶解性，因此也影响去污力。去污力。分支结构分支结构：生物降解性：直链支链：生物降解性：直链支链水中溶解性：水中溶解性：直支直支CMC：直支直支发泡性、润湿性：直链稍差，支链较好发泡性、润湿性：直链稍差，支链较好洗涤性：洗涤性：直支直支24n

21、nB：苯基与烷基结合的位置苯基与烷基结合的位置R基团基团:C1C2C3C4C5C6C6C5C4C3C2C1苯苯环环有有接接在在C1C6不不同同位位置置的的6种种同同分分异异构构体体，其其中中C1含含量量极极少少，C2约约占占38%，C3、C4、C5、C6各占各占15%，平均位置在，平均位置在C3.8C4.3。25C1C2C3C4C5C6C6C5C4C3C2C1在去污方面：以在去污方面：以C3最大，其余位置逐渐降低；最大，其余位置逐渐降低；泡泡沫沫性性：随随苯苯环环移移向向中中间间位位置置而而增增高高，C5时时最大；最大；生生物物降降解解性性：苯苯环环在在链链端端的的好好，苯苯环环移移向向中中心

22、心位位置则降解性差。置则降解性差。n n总之，苯环的位置以接在总之，苯环的位置以接在C3、C4上为佳。上为佳。26n nC C：磺酸基的位置与数目磺酸基的位置与数目磺酸基的位置与数目磺酸基的位置与数目邻位邻位邻位邻位R R对位对位对位对位 R RSOSO3 3NaNaSOSO3 3NaNa 溶解性：溶解性：溶解性：溶解性：大大大大小小小小渗透性：渗透性：渗透性：渗透性：大大大大小小小小表面张力：表面张力：表面张力：表面张力：小小小小大大大大去污力：去污力：去污力：去污力：小小小小大大大大发泡性：发泡性：发泡性：发泡性：相近相近相近相近CMCCMC：大大大大小小小小 生物降解性：生物降解性：生物

23、降解性：生物降解性：小小小小大大大大由此可见：洗涤性能以对位烷基苯磺酸钠为好。由此可见：洗涤性能以对位烷基苯磺酸钠为好。由此可见：洗涤性能以对位烷基苯磺酸钠为好。由此可见：洗涤性能以对位烷基苯磺酸钠为好。27n n2、LAS的合成原理与生产工艺的合成原理与生产工艺化学原理：化学原理：C12C12ClRC6H5RC6H4SO3HRC6H4SO3NaC C6 6HH6 6SOSO3 3NaOHNaOH烷基苯的制备烷基苯的制备工序工序1：正构烷烃的制取：正构烷烃的制取正构烷烃也叫轻蜡或液体石蜡，通常是炼油厂从天然煤正构烷烃也叫轻蜡或液体石蜡，通常是炼油厂从天然煤油中提炼出来。天然煤油中各种链长的正构

24、烷烃约占油中提炼出来。天然煤油中各种链长的正构烷烃约占30%。尿素络合法：尿素络合法：分子筛法：分子筛法：28n n工序工序2：氯化过程：氯化过程RH+Cl2RCl+HCl光氯化；热氯化；催化氯化光氯化；热氯化；催化氯化热氯化：热氯化：t=110130。光氯化：属气液非均相反应，反应条件：紫外光光氯化：属气液非均相反应，反应条件：紫外光(200800nm)，t=6575。光光氯氯化化没没有有选选择择性性，因因此此，为为了了取取得得更更多多的的一一氯氯化化物物，Cl2用用N2或或HCl稀稀释释以以降降低低反反应应速速度度；烃烃氯氯比比531，以以使使氯氯化化转转化化率率为为2030%，此此时时的

25、的氯氯代代烃烃1位位约约10%，2、3位位40%，4、5、6位位50%。29n n工序工序工序工序3 3 3 3：苯环烷基化过程：苯环烷基化过程：苯环烷基化过程：苯环烷基化过程 付氏缩合：付氏缩合：付氏缩合：付氏缩合：RClRCl+C+C6 6H H6 6RCRC6 6H H5 5+HClHCl 经经经经付付付付氏氏氏氏反反反反应应应应后后后后，11苯苯苯苯基基基基异异异异构构构构体体体体几几几几乎乎乎乎消消消消失失失失，而而而而转转转转至至至至2 2、33位置上，这是因为此反应易发生异构化位置上，这是因为此反应易发生异构化位置上，这是因为此反应易发生异构化位置上，这是因为此反应易发生异构化（

26、1正碳离子不稳定）。正碳离子不稳定）。副反应：多烷基化；二苯烷；奈满；茚满等。副反应：多烷基化；二苯烷；奈满；茚满等。为为提提高高主主反反应应，抑抑制制副副反反应应，采采取取如如下下措措施施：高高苯苯比比：苯苯:氯氯代代烃烃=510:1，t=6575，均均相相混混合，合，无水无水(原料干燥原料干燥)，系统微负压。系统微负压。付氏缩合混合液的精制：付氏缩合混合液的精制：静置，静置，碱洗，碱洗，脱脱苯。苯。AlClAlCl3 330n n烷基苯的磺化烷基苯的磺化烷基苯的磺化烷基苯的磺化即引入亲水基即引入亲水基即引入亲水基即引入亲水基主反应：主反应：主反应：主反应：RCRC6 6HH5 5+SO+S

27、O3 3(气气气气)/)/HH2 2SOSO4 4(浓浓浓浓)RCRC6 6HH4 4SOSO3 3HH 副反应：副反应：副反应：副反应：生成砜生成砜生成砜生成砜RCRC6 6HH4 4SOSO3 3H+CH+C6 6HH5 5RRCRRC6 6HH4 4SOSO2 2CC6 6HH4 4RR生成砜酐生成砜酐生成砜酐生成砜酐22RCRC6 6HH5 5+2SO+2SO3 3(气气气气)RCRC6 6HH4 4SOSO2 2OSOOSO2 2CC6 6HH4 4R RHH2 2OO2RC2RC6 6HH4 4SOSO3 3HH31多磺化多磺化苯环被氧化苯环被氧化烷基链被氧化断链烷基链被氧化断链脱

28、烷基脱烷基脱脱SO3H32n nSO3连连续续磺磺化化是是上上世世纪纪60年年代代发发展展起起来来的的一一种种新新技技术。术。n nSO3磺磺化化是是一一快快速速瞬瞬间间反反应应，属属不不可可逆逆反反应应。生生产产过过程程主主要要包包括括：空空气气干干燥燥及及SO3制制取取、磺磺化化、中中和和、尾气处理。尾气处理。560660560660V V2 2OO5542044042044067%67%含量含量含量含量98%15098%150SOSO2267%67%转化率转化率转化率转化率98%98%SOSO3 34560456045%45%固体固体固体固体SS熔熔熔熔SS燃燃燃燃SS转化转化转化转化冷

29、却冷却冷却冷却过滤除雾过滤除雾过滤除雾过滤除雾稀释稀释稀释稀释磺化磺化磺化磺化空气空气空气空气压缩压缩压缩压缩冷却脱水冷却脱水冷却脱水冷却脱水吸附脱水吸附脱水吸附脱水吸附脱水干燥空气干燥空气干燥空气干燥空气1.21.2kg/mkg/m3 3120120152515250.1gH0.1gH2 2O/mO/m3333SO3磺化的优缺点：磺化的优缺点：优点：优点：反应迅速；反应迅速；无水生成，不产生废酸，无机盐含量少；无水生成，不产生废酸，无机盐含量少；硫的利用率高；硫的利用率高；产品色泽好；产品色泽好；设备适用性强。设备适用性强。34n缺点：缺点：n放热大；放热大；n非均相；非均相；n投资大；投资

30、大；n反应系统粘度增加，传质传热不利；反应系统粘度增加，传质传热不利；n控制不当，易发生副反应。控制不当，易发生副反应。35n nSO3磺化现在多采用多管膜式磺化器。磺化现在多采用多管膜式磺化器。对磺化器的要求：管子垂直度好，粗细均匀，对磺化器的要求：管子垂直度好，粗细均匀，间隙相等，表面光滑，耐腐蚀，并安装气液分布器。间隙相等，表面光滑，耐腐蚀，并安装气液分布器。RB RB SO336n对对磺磺化化器器的的要要求求：管管子子垂垂直直度度好好，粗粗细细均均匀匀，间间隙隙相相等等，表表面面光光滑滑，耐耐腐腐蚀蚀，并并安安装气液分布器。装气液分布器。n尺尺寸寸：高高210m，一一般般6m；直直径径

31、0.5m；多管的内径多管的内径813mm，24根或根或37根。根。n磺磺化化过过程程：SO3气气速速2030m/s，膜膜下下降降速速度度1m/s，停留时间停留时间1015s。n液液膜膜厚厚度度0.2mm(平平均均)，开开始始较较薄薄0.1mm，以后粘度增大时以后粘度增大时0.5mm。nSO3:RB=1.081.1:1(mol)37n磺磺化化器器的的2m以以内内为为反反应应段段，完完成成约约95%的的磺磺化化；后后3m为为冷冷却却降降温温段段，磺磺化化温温度度45左右，冷却水进出口温度差为左右，冷却水进出口温度差为23。n老老化化：15min左左右右，使使未未反反应应的的SO3与与RB继续反应。

32、继续反应。n水解：加水量为磺酸量的水解：加水量为磺酸量的0.51.0%，以分，以分解磺酸酐，终止老化反应，稳定解磺酸酐，终止老化反应，稳定pH值。值。38n n磺化流程图：磺化流程图：SOSO3 3RBRB冷冷冷冷却却却却水水水水尾气尾气尾气尾气老化器老化器老化器老化器旋风旋风旋风旋风分离器分离器分离器分离器气液气液气液气液分离器分离器分离器分离器水解器水解器水解器水解器中和中和中和中和磺化器磺化器磺化器磺化器工艺水工艺水39n n尾尾气气处处理理：处处理理酸酸雾雾和和SO2、SO3。正正常常生生产产时时或开车、停车、出故障时，都会产生尾气。或开车、停车、出故障时，都会产生尾气。n n一一般般

33、情情况况下下尾尾气气组组成成：酸酸雾雾：12g/m3，SO2：2000ppm，SO3：200300ppm。n n处理：先通过处理：先通过2万伏电压的电场以除去万伏电压的电场以除去SO3和酸和酸雾，再用雾，再用12%NaOH经洗涤塔洗涤，使经洗涤塔洗涤，使SO3+酸酸雾雾15ppm，SO25ppm，即可排空。即可排空。40n n中和中和RC6H4SO3H+NaOHRC6H4SO3Nan n工艺要求：工艺要求：控制工艺水加入量，以调整总固体（活控制工艺水加入量，以调整总固体（活性物）含量；性物）含量；搅拌，以防局部过热；搅拌，以防局部过热；温度，温度，4050；pH：710。RBSORBSO3 3

34、HHNaOHNaOH冷冷冷冷却却却却水水水水中和器中和器中和器中和器冷却器冷却器冷却器冷却器均化锅均化锅均化锅均化锅LAS41n n（二）直链烷基磺酸盐（二）直链烷基磺酸盐（SAS）1、性质与用途性质与用途 基本性质：在碱性、中性和弱酸性溶液中稳基本性质：在碱性、中性和弱酸性溶液中稳定，耐硬水，具有良好的润湿、乳化、分散、去污、定，耐硬水，具有良好的润湿、乳化、分散、去污、泡沫能力及柔软、匀染性（耐硬水、耐低温，有适泡沫能力及柔软、匀染性（耐硬水、耐低温，有适用于北方）。水溶性较好，对皮肤刺激性低，易于用于北方）。水溶性较好，对皮肤刺激性低，易于生物降解。生物降解。工业品为仲烷基磺酸钠。工业品

35、为仲烷基磺酸钠。代号代号SAS，结构通式结构通式RSO3Na，其中其中R=C13C17或或C14C18，平均平均C15C16。42n用用途途：磺磺氯氯酰酰化化法法生生产产的的SAS质质量量稍稍差差，如如制制成成粉粉状状产产品品，易易吸吸潮潮结结块块，主主要要以以液液体体产产品品出出售售，主主要要用用在在纺纺织织、印印染染中中作作脱脱脂、渗透、促染匀染作用。脂、渗透、促染匀染作用。水水光磺氧化法制得的光磺氧化法制得的SAS性能较好，性能较好，主要制液洗，如洗发香波、泡沫浴等。主要制液洗，如洗发香波、泡沫浴等。43n n2、制备、制备n n磺氯酰化法磺氯酰化法紫外光紫外光紫外光紫外光n n主反应：

36、主反应：RH+SO2+Cl2RSO2Cl+HClNaOHNaOHRSO3Na+H2O+NaCln n（水水光）磺氧化法光）磺氧化法主反应：主反应：RH+SO2+O2RSO3HRSO3Na或或RH+2SO2+O2+H2ORSO3HRSO3Na紫外光，紫外光，紫外光，紫外光，404044n n（三）（三）烯基磺酸盐烯基磺酸盐代号：代号：AOS（AlphaOlefinSulfonate）其组成比例为其组成比例为烯基磺酸盐烯基磺酸盐6472%羟烷基磺酸盐羟烷基磺酸盐2126%二磺酸盐二磺酸盐711%烯基磺酸盐：烯基磺酸盐：RCH=CH(CH2)nSO3Na羟烷基磺酸盐：羟烷基磺酸盐：RCH(CH2)n

37、SO3NaOH45n n1 1、性能与用途、性能与用途 它它的的性性能能与与碳碳链链长长度度、双双键键位位置置、羟羟基基位位置置、烯烯基基盐盐与与羟羟基基盐盐的的比比例例、二二磺磺酸酸盐盐的的含含量量有关。有关。性能性能：溶解度较高，表面张力较低，去污力、：溶解度较高，表面张力较低，去污力、泡沫力、润湿性均较好，易漂洗，有一定抗硬水泡沫力、润湿性均较好，易漂洗，有一定抗硬水能力，生物降解性较好，毒性低，刺激性小。能力，生物降解性较好，毒性低，刺激性小。用途用途：泡沫细腻、丰富、持久，与非离子、阴：泡沫细腻、丰富、持久，与非离子、阴离子表面活性剂配伍性好，可广泛用于制取液洗离子表面活性剂配伍性好

38、，可广泛用于制取液洗如餐洗、洗发香波，也用于液体皂、洗面奶、牙如餐洗、洗发香波，也用于液体皂、洗面奶、牙膏、及皮革处理、废纸脱墨、油田钻井等。膏、及皮革处理、废纸脱墨、油田钻井等。46n2、合成、合成n烯烃的磺化烯烃的磺化13+RCHCH2CH2 O SO2 RCH=CH(CH2)nSO3HRCH=CH2+SO3n=1、2、3等等1、3磺内酯磺内酯(1、2及及1、4及二磺内酯及二磺内酯)47n中和中和n水解中和水解中和n条件：碱性条件下，条件：碱性条件下，t=160170，p=10kg/cm2，20min。n水解时，磺内酯可变成烯基磺酸盐和羟烷基磺水解时，磺内酯可变成烯基磺酸盐和羟烷基磺酸盐；

39、二磺内酯变成烯基磺酸盐。酸盐；二磺内酯变成烯基磺酸盐。48n3、工艺流程、工艺流程与生产与生产LAS相似。相似。烯烃的磺化速度是烯烃的磺化速度是LAS的的100倍，倍，放热量比放热量比LAS大大30%，一般磺化器难以控，一般磺化器难以控制，可采用制，可采用(T.O.带二次保护风带二次保护风)双膜磺化双膜磺化器，以实现等温磺化。器，以实现等温磺化。49n n（四）依捷帮四）依捷帮T（IgeponT）CHCH3 3CC1717HH3333CONCHCONCH2 2CHCH2 2SOSO3 3NaNaN油油酰酰基基N甲甲基基牛牛磺磺酸酸钠钠，也也有有的的译译为为“胰加漂胰加漂T”。n n性性能能：在

40、在酸酸性性、碱碱性性、盐盐及及氧氧化化剂剂溶溶液液中中都都较较稳稳定定，具具有有优优良良的的去去污污、渗渗透透、乳乳化化、匀匀染染性性能。能。n n用用途途：这这一一产产品品成成本本较较高高，仅仅在在纺纺织织、印印染染及及日日化化等等领领域域用用作作洗洗涤涤剂剂、润润湿湿剂剂、扩扩散散剂剂、乳乳化剂。化剂。50n n制备：制备：NaHSO3+CH2CH2HOCH2CH2SO3NaOCHCH3 3NHNH22CHCH3 3 HNC2H4SO3Na（A）C17H33COOH+PCl3C17H33COCl（B）A+BIgeponT H2O2NaHSO3Na2S2O5+H2O51（五）丁基萘磺酸钠五）

41、丁基萘磺酸钠C4H9C10H6SO3Na 具有良好的润湿、渗透、扩散和乳化、起泡具有良好的润湿、渗透、扩散和乳化、起泡能力，有一定毒性，在纺织、印染工业中常用作能力，有一定毒性，在纺织、印染工业中常用作渗透剂和乳化剂，在合成橡胶生产中作乳化剂。渗透剂和乳化剂，在合成橡胶生产中作乳化剂。Nekal，俗名：拉开粉，渗透剂俗名：拉开粉，渗透剂BX，扩散剂扩散剂BX。1917年德国巴斯夫年德国巴斯夫(BASF)公司开发的世界公司开发的世界第一个合成表面活性剂。第一个合成表面活性剂。52C4H9OH+C10H8C4H9C10H7C4H9C10H7+浓浓H2SO4或发烟硫酸或发烟硫酸C4H9C10H6SO

42、3HC4H9C10H6SO3HC4H9C10H6SO3Na53n n(六六)(快速快速)渗透剂渗透剂T琥珀酸二琥珀酸二(2-乙基己酯乙基己酯)磺酸钠磺酸钠C2H5CH2COOCH2CHC4H9CHCOOCH2CHC4H9SO3NaC2H554CHCOCCHCOC2 2HH55对甲苯磺酸对甲苯磺酸对甲苯磺酸对甲苯磺酸O+2HOCHO+2HOCH2 2CHCCHC4 4HH9 9CHCOCHCO（异辛醇）（异辛醇）（异辛醇）（异辛醇）C C2 2HH5 5CHCOOCHCHCOOCH2 2CHCCHC4 4HH9 9CHCOOCHCHCOOCH2 2CHCCHC4 4HH9 9CC2 2HH5 5

43、CC2 2HH5 5CHCH2 2COOCHCOOCH2 2CHCCHC4 4HH9 9NaNa2 2S S2 2OO55/H/H2 2OO110120110120CHCOOCHCHCOOCH2 2CHCCHC4 4HH9 9SOSO3 3NaCNaC2 2HH5 555n磺化剂：磺化剂：Na2S2O5/H2O；Na2SO3；NaHSO3等。等。HH2 2OO2NaHSO3Na2S2O5+H+H2 2OO 56n三、硫酸酯盐三、硫酸酯盐ROSO3n（一）脂肪醇硫酸钠（一）脂肪醇硫酸钠n1、性能与用途、性能与用途去去污污力力、泡泡沫沫性性、乳乳化化性性能能良良好好，易易漂洗，刺激性小，生物降解性

44、好。漂洗，刺激性小，生物降解性好。用用于于重重垢垢、轻轻垢垢液液洗洗、餐餐洗洗、香香波波、化妆品中及用作工业乳化剂。化妆品中及用作工业乳化剂。57结构通式：结构通式：ROSO3Na，R=C10C18，通常通常C12C14，直链。直链。代号：代号：AS(FAS)烷基硫酸盐烷基硫酸盐AlkylSulfate脂肪醇硫酸盐脂肪醇硫酸盐(Fatty)AlcoholSulfate 58n月月桂桂醇醇硫硫酸酸钠钠：也也叫叫十十二二醇醇硫硫酸酸钠钠或或十十二二烷基硫酸钠，烷基硫酸钠，C12H25OSO3Na，代代号号：K12，发发泡泡力力强，乳化性能好。强，乳化性能好。与与磺磺酸酸盐盐结结构构不不同同，性性质

45、质不不同同：水水溶溶性更强；性更强；稳定性较差；稳定性较差；对硬水较敏感。对硬水较敏感。59n2 2、脂肪醇的来源、脂肪醇的来源羰基合成：伯羰基合成：伯天然油脂水解：得鲸蜡醇；天然油脂水解：得鲸蜡醇；伯伯天然脂肪醇的主要生产方法：天然脂肪醇的主要生产方法：天然油脂天然油脂高级脂肪酸甲酯高级脂肪酸甲酯还原还原高级脂肪醇；伯高级脂肪醇；伯液蜡氧化：得仲醇为主；液蜡氧化：得仲醇为主；齐格勒乙烯聚合：得偶碳数直链伯醇；齐格勒乙烯聚合：得偶碳数直链伯醇；烯烃水和：仲；烯烃水和：仲；60n3、脂肪醇的硫酸化、脂肪醇的硫酸化硫硫酸酸化化剂剂：浓浓H2SO4、发发烟烟硫硫酸酸、SO3(气气)、氯氯磺磺酸酸(C

46、lSO3H)、氨氨基基磺磺酸酸(H2NSO3H)等。等。大大规规模模生生产产都都采采用用SO3(气气)。工工艺艺过过程程如如同同LAS，但但不不经经老老化化和和水水解解，要要立立即即中中和和，因因硫硫酸酸酯酯不不稳稳定定(不不耐耐强强酸酸)。61n n（二）脂肪醇（烷基酚）聚氧乙烯醚硫酸钠（二）脂肪醇（烷基酚）聚氧乙烯醚硫酸钠n n1、性能与用途、性能与用途溶溶解解性性、发发泡泡力力、抗抗硬硬水水能能力力较较强强，易易漂洗。漂洗。用用于于配配制制餐餐洗洗、香香波波、化化妆妆品品中中及及其其他他液洗中。配液洗时有黏度增大效应。液洗中。配液洗时有黏度增大效应。n n代号：代号：AESn n结构通式

47、：结构通式：RO(CH2CH2O)nSO3Na，R=C10C18，直链；直链；n=15，平均为平均为3。亲水。亲水基有二部分组成。基有二部分组成。62n2、制备、制备n高高 级级 脂脂 肪肪 醇醇 与与 环环 氧氧 乙乙 烷烷 聚聚 合合 得得RO(CH2CH2O)3H，然然后后再再与与硫硫酸酸化化剂剂发发生硫酸化反应，之后再中和。生硫酸化反应，之后再中和。n过程如同过程如同AS。n当中和剂用氨水时得脂肪醇聚氧乙烯醚当中和剂用氨水时得脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵，硫酸铵，RO(CH2CH2O)nSO3NH4，代号：代号：AESA，发泡力更强。发泡力更强。63n当高级脂肪醇换成烷基酚当高级脂肪醇换成烷

48、基酚(R=C8、C9或或C12)时，则得烷基酚聚氧乙烯醚硫时，则得烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，此产品生物降解稍差。酸钠，此产品生物降解稍差。64n(三三)硫酸化蓖麻油硫酸化蓖麻油又叫太古油或土耳其红油。又叫太古油或土耳其红油。具有良好的分散、润湿、乳化作具有良好的分散、润湿、乳化作用，广泛地用作纺织、印染工业作渗用，广泛地用作纺织、印染工业作渗透剂、分散剂、匀染剂及纺丝油剂，透剂、分散剂、匀染剂及纺丝油剂，用作制革、造纸、金属加工及农药的用作制革、造纸、金属加工及农药的乳化剂。乳化剂。65n四、羧酸盐型四、羧酸盐型n（一）肥皂（一）肥皂 广广义义上上讲讲，凡凡是是油油脂脂、蜡蜡、脂脂肪肪酸酸等等与

49、与碱碱（有有机机碱碱或或无无机机碱碱）进进行行的的反反应叫皂化反应，得到的产物叫皂。应叫皂化反应，得到的产物叫皂。肥皂是通称，确切地讲叫洗衣皂，肥皂是通称，确切地讲叫洗衣皂，是可溶性的羧酸盐。是可溶性的羧酸盐。66n1 1、肥皂的性能、肥皂的性能n结结晶晶性性：存存在在、四四种种结结晶晶体体，其其中中、最最常常见见，型型质质硬、泡沫多。硬、泡沫多。n溶溶解解性性和和硬硬度度：Na皂皂较较硬硬，K(氨氨、胺胺)皂皂较较软软。较较软软的的溶溶解解性性大大。加加一一些些助剂后能提高硬度。助剂后能提高硬度。n使用时须使用时须pH7；硬水也使其活性硬水也使其活性下降。下降。67n n2 2、皂基的制备（

50、皂基、皂基的制备（皂基制造肥皂的主活性物）制造肥皂的主活性物）n n制皂的原料制皂的原料 A：油脂油脂 动动物物性性油油脂脂牛牛羊羊油油、猪猪油油、骨骨油油、蛹蛹油、海产动物油脂等。油、海产动物油脂等。其其中中：猪猪油油主主要要用用于于生生产产肥肥皂皂；牛牛羊羊油油、椰子油主要用于生产香皂椰子油主要用于生产香皂。植植物物性性油油脂脂棉棉籽籽油油、菜菜籽籽油油、椰椰子子油油等。等。n nB：无机及辅助原料无机及辅助原料：NaOH、NaCl、Na2CO3、水玻璃（泡花碱）、滑石粉等水玻璃（泡花碱）、滑石粉等。68n n油油脂脂配配方方：各各种种油油脂脂混混合合使使用用，通通过过控控制制混混合合油油