一種連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝與裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝與裝置。目的是提供的方法具有工藝路線簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)，提供的裝置具有配置簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。技術(shù)方案是：一種連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝和裝置，依照以下步驟進(jìn)行：1)烷基醚原料等原料通入靜態(tài)混合器中混合；2)混合物料進(jìn)入催化氧化體系進(jìn)行氧化反應(yīng)；3)反應(yīng)完成后，進(jìn)行氣液分離。一種連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的裝置，包括靜態(tài)混合器；靜態(tài)混合器的物料出口通過管道依次連通固定床反應(yīng)器、氣液分離器，氣液分離器的底端設(shè)有液相產(chǎn)物出口，氣液分離器頂端的氣相出口通過管道依次連通儲(chǔ)氣罐以及固定床反應(yīng)器底端的進(jìn)口；氣體氧化劑管路也接入固定床反應(yīng)器底端的進(jìn)口。
【專利說明】
一種連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝與裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及精細(xì)化工領(lǐng)域，具體涉及一種以貴金屬或碳載貴金屬作為催化劑連續(xù) 化制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的生產(chǎn)工藝與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 烷基醚羧酸鹽是一類新型陰離子表面活性劑，其合成方法可分為羧甲基化法和氧 化法兩種。目前，世界上普遍采用羧甲基化法生產(chǎn)烷基醚羧酸鹽類表面活性劑。氧化法生產(chǎn) 烷基醚羧酸鹽類表面活性劑流程短、對(duì)設(shè)備要求低、產(chǎn)品質(zhì)量好，是近年來國外大公司的技 術(shù)開發(fā)熱點(diǎn)之一；生產(chǎn)工藝主要有兩種，即鉑、鈀等貴金屬催化氧化法和含氮自由基氧化 法。其中貴金屬催化氧化法是最有發(fā)展前途的技術(shù)路線，也是目前世界上AEC開發(fā)的熱點(diǎn)， 該法工藝路線簡(jiǎn)單，產(chǎn)品中不含副產(chǎn)物氯化鈉。
[0003] 烷基醚羧酸鹽中APEC對(duì)油性污垢的去污力極強(qiáng)，且耐堿、耐鹽、耐硬、耐高溫，只是 由于其分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，一般不用于化妝品或個(gè)人保護(hù)用品，AMEC是作為新一代化妝 品和個(gè)人保護(hù)用品的專用溫和型表面活性劑推出的新產(chǎn)品，其應(yīng)用領(lǐng)域還有廣泛的開拓空 間。AEC應(yīng)用最為廣泛，具有以下特點(diǎn)：⑴對(duì)皮膚和眼睛溫和；⑵與其它表面活性劑配伍性 好，不僅能同陰離子、非離子、兩性離子表面活性劑復(fù)配，還能與陽離子表面活性劑或聚合 物進(jìn)行復(fù)配，這是一般陰離子表面活性劑所不具備的特性;⑶清洗性能和泡沫性能良好;⑷ 對(duì)酸、堿、氯穩(wěn)定，抗硬水性好，鈣皂分散能力強(qiáng)；(5)優(yōu)良的乳化、分散、潤濕及滲透性能，低 溫溶解性好;(6)具有優(yōu)良的油溶性能;(7)易生物降解。正因?yàn)橥榛阳人猁}有眾多優(yōu)良的物 化性能，因而其應(yīng)用范圍很廣，可應(yīng)用于工業(yè)清洗、纖維抗靜電劑、染色助劑、金屬加工冷 卻、潤滑劑、日用化工產(chǎn)品等領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是提供一種以催化氧化法連續(xù)化制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的 工藝和裝置，提供的方法具有工藝路線簡(jiǎn)潔、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，提供的裝置 具有配置簡(jiǎn)單、投資成本低特點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0006] -種連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝和裝置，依照以下步驟進(jìn)行：
[0007] 1)烷基醚原料、NaOH、蒸餾水依次從下方入口通入靜態(tài)混合器中進(jìn)行混合，混合器 預(yù)熱溫度為20~40°C，混合后的物料從靜態(tài)混合器上方的出口流出；烷基醚原料與NaOH的 摩爾比為1:1.1-1.3,烷基醚原料與蒸餾水的質(zhì)量比為1:3-5;
[0008] 2)從靜態(tài)混合器流出的物料通過固定床反應(yīng)器側(cè)下方入口進(jìn)入催化氧化體系進(jìn) 行氧化反應(yīng)，氣體氧化劑也從固定床反應(yīng)器底部通入催化氧化體系，固定床反應(yīng)器中加有 貴金屬催化劑;反應(yīng)溫度為60~90 °C，反應(yīng)壓力為0.02~0.2MPa;物料以及氣體氧化劑進(jìn)入 催化氧化體系的流量比例為1:4-20;
[0009] 3)反應(yīng)完成后，從固定床反應(yīng)器輸出的物料進(jìn)入氣液分離器，收集分離出的液相 烷基醚羧酸鹽產(chǎn)物，氣體則通入氣體緩沖罐中，通過循環(huán)管道重新進(jìn)入固定床反應(yīng)器。
[0010] 所述烷基醚原料為脂肪醇聚氧乙烯醚AE03、AE07、AE09或酰胺醚(AMEO)中的一種。 [0011 ]所述貴金屬催化劑為?(1、？1:、？(1/(：、？七/(：中的一種。
[0012] 所述氣體氧化劑為氧氣或空氣;通入固定床反應(yīng)器中的流速為5~50mL/min。
[0013] 反應(yīng)器底部還通入液堿。
[0014]所述貴金屬催化劑的加量為l-10g。
[0015] 催化氧化體系中的pH值為9~13。
[0016] -種連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的裝置，包括設(shè)有物料入口的靜態(tài)混合 器;其特征在于所述靜態(tài)混合器的物料出口通過管道依次連通固定床反應(yīng)器、氣液分離器， 氣液分離器的底端設(shè)有液相產(chǎn)物出口，氣液分離器頂端的氣相出口通過管道依次連通儲(chǔ)氣 罐以及固定床反應(yīng)器底端的進(jìn)口；氣體氧化劑管路也接入固定床反應(yīng)器底端的進(jìn)口。
[0017] 所述物料入口設(shè)置在靜態(tài)混合器的底部，所述物料出口設(shè)置在靜態(tài)混合器的頂部 側(cè)面。
[0018] 所述固定床反應(yīng)器的底端設(shè)有進(jìn)口，固定床反應(yīng)器的頂端設(shè)有出口。
[0019] 所述固定床反應(yīng)器底端的進(jìn)口還連通液堿輸入管。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是：
[0021] 1.相比傳統(tǒng)的羧甲基化法，反應(yīng)產(chǎn)物中不存在氯化鈉等副產(chǎn)物，后處理簡(jiǎn)單；
[0022] 2.貴金屬催化劑可以重復(fù)利用，最終的廢催化劑也可以通過回收處理后繼續(xù)使 用，綜合性價(jià)比更高。
[0023] 3.該方法實(shí)現(xiàn)了氧化劑的重復(fù)利用，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率由傳統(tǒng)方法的80%提高到90%以 上。
[0024] 4.采用本發(fā)明的工藝過程簡(jiǎn)單，相比羧甲基化法減少了產(chǎn)品的后處理過程，減少 廢水的排放90%以上。
[0025] 5.所采用的裝置采用現(xiàn)有設(shè)備組合而成，因而配置方便、技術(shù)成熟、使用壽命長、 投資成本較低。
【附圖說明】
[0026] 圖1是所述連續(xù)化制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中
[0027] 1為靜態(tài)混合器，2為固定床反應(yīng)器，3為氣液分離器，4為氣體緩沖罐。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理為:在催化劑作用下，烷基醚與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，羥基被氧化 為羧基，通過氫氧化鈉中和為烷基醚羧酸鹽。
[0029] r(ocu2 - α/:)；? οα?2α?.ρ??+ο2 >/?(οα/2α/2 )ι： οαιΧ?ου+?β
[0030] R (OCH2CH2) n0CH2C00H+Na0H^R (OCH2CH2) n0CH2C00Na+H20
[0031] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但它們不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0032] 本發(fā)明提供的裝置，靜態(tài)混合器1的底部設(shè)有物料入口，靜態(tài)混合器的頂部側(cè)面設(shè) 有物料出口，該物料出口通過管道連通固定床反應(yīng)器2底端的進(jìn)口，固定床反應(yīng)器頂端的出 口通過管道連通氣液分離器3，氣液分離器的底端設(shè)有液相產(chǎn)物出口，氣液分離器頂端的氣 相出口通過管道依次連通儲(chǔ)氣罐4以及固定床反應(yīng)器底端的進(jìn)口。
[0033] 所述物料入口設(shè)置在靜態(tài)混合器，所述物料出口設(shè)置在靜態(tài)混合器。
[0034] 固定床反應(yīng)器底端的進(jìn)口還可連通液堿輸入管。
[0035] 工作步驟是：
[0036] 1.烷基醚原料、NaOH(液堿）、蒸餾水(或去離子水)依次從下方進(jìn)入靜態(tài)混合器，混 合均勻后從反應(yīng)器側(cè)上方流出；
[0037] 2.原料混合物進(jìn)入固定床反應(yīng)器下方接口；
[0038] 3.氧氣或空氣從固定床反應(yīng)器底部通入，反應(yīng)完成后通入氣液分離器；
[0039] 4.目標(biāo)產(chǎn)物(液相產(chǎn)物)從氣液分離器底部收集;氣液分離器輸出的氣體通入氣體 緩沖罐中，通過循環(huán)管道重新進(jìn)入固定床反應(yīng)器。
[0040] 實(shí)施例一：
[0041] 在固定床反應(yīng)器中加入Pd/C催化劑，將AE09、堿、蒸餾水通入靜態(tài)混合器中，混合 液以lml/min的流速從固定床反應(yīng)器下方通入，保持固定床反應(yīng)器溫度為90°C。AE〇9與液堿 摩爾比為1:1.3，AE〇9與蒸餾水的質(zhì)量比為1:4,預(yù)熱至40°C。
[0042]以5ml/min的流速往固定床反應(yīng)器中通入氧氣，固定床反應(yīng)器的壓力為0.05MPa。
[0043] 氣相產(chǎn)物收集于氣體緩沖罐中，繼續(xù)作為氣體氧化劑以重復(fù)利用，而液相產(chǎn)物在 過濾后收集于儲(chǔ)物罐中，測(cè)得轉(zhuǎn)化率為95%。
[0044] 實(shí)施例二：
[0045]固定床反應(yīng)器中加入Pd/C催化劑，將AE〇9、堿、蒸餾水通入靜態(tài)混合器中，混合液 以lml/min的流速從固定床反應(yīng)器下方通入，保持固定床反應(yīng)器溫度為70°C AE09與液堿摩 爾比為1:1.1，AE〇9與蒸餾水的質(zhì)量比為1:4,預(yù)熱至40°C。
[0046] 以20ml/min的流速往固定床反應(yīng)器中通入空氣，固定床反應(yīng)器的壓力為0.2MPa。
[0047] 氣相產(chǎn)物收集于氣體緩沖罐中，繼續(xù)作為氣體氧化劑以重復(fù)利用，而液相產(chǎn)物在 過濾后收集于儲(chǔ)物罐中，測(cè)得轉(zhuǎn)化率為91 %。
[0048] 實(shí)施例三：
[0049]固定床反應(yīng)器中加入Pt/C催化劑，將AE09、堿、蒸餾水通入靜態(tài)混合器中，混合液 以lml/min的流速從固定床反應(yīng)器下方通入，保持固定床反應(yīng)器溫度為80°C AE09與液堿摩 爾比為1:1.1，AE〇9與蒸餾水的質(zhì)量比為1:4,預(yù)熱至40°C。
[0050] 以20ml/min的流速往固定床反應(yīng)器中通入氧氣，固定床反應(yīng)器的壓力為0.2MPa。
[0051] 氣相產(chǎn)物收集于氣體緩沖罐中，繼續(xù)作為氣體氧化劑以重復(fù)利用，而液相產(chǎn)物在 過濾后收集于儲(chǔ)物罐中，測(cè)得轉(zhuǎn)化率為91 %。
[0052] 實(shí)施例四：
[0053]固定床反應(yīng)器中加入Pd催化劑，將AE〇9、堿、蒸餾水通入靜態(tài)混合器中，混合液以 lml/min的流速從固定床反應(yīng)器下方通入，保持固定床反應(yīng)器溫度為gOt^AEOs與液堿摩爾 比為1:1.1，AE〇9與蒸餾水的質(zhì)量比為1:4,預(yù)熱至40°C。
[0054]以10ml/min的流速往固定床反應(yīng)器中通入氧氣，固定床反應(yīng)器的壓力為0.1 MPa。 [0055]氣相產(chǎn)物收集于氣體緩沖罐中，繼續(xù)作為氣體氧化劑以重復(fù)利用，而液相產(chǎn)物在 過濾后收集于儲(chǔ)物罐中，測(cè)得轉(zhuǎn)化率為92%。
[0056] 實(shí)施例五：
[0057]固定床反應(yīng)器中加入Pd/C催化劑，將AE〇7、堿、蒸餾水通入靜態(tài)混合器中，AE〇7與液 堿摩爾比為1:1.1，AE〇7與蒸餾水的質(zhì)量比為1:4,預(yù)熱至40°C?；旌弦阂?ml/min的流速從 固定床反應(yīng)器下方通入，保持固定床反應(yīng)器溫度為60°C。
[0058]以20ml/min的流速往固定床反應(yīng)器中通入氧氣，固定床反應(yīng)器的壓力為0.2MPa， 反應(yīng)器底部以0.02ml/min通入液堿。
[0059]氣相產(chǎn)物收集于氣體緩沖罐中，繼續(xù)作為氣體氧化劑以重復(fù)利用，而液相產(chǎn)物在 過濾后收集于儲(chǔ)物罐中，測(cè)得轉(zhuǎn)化率為93%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝與裝置，依照以下步驟進(jìn)行： 1) 烷基醚原料、NaOH、蒸餾水依次從下方入口通入靜態(tài)混合器中進(jìn)行混合，混合器預(yù)熱 溫度為20~40°C，混合后的物料從靜態(tài)混合器上方的出口流出；烷基醚原料與NaOH的摩爾 比為1:1.1-1.3，烷基醚原料與蒸餾水的質(zhì)量比為1:3-5; 2) 從靜態(tài)混合器流出的物料通過固定床反應(yīng)器側(cè)下方入口進(jìn)入催化氧化體系進(jìn)行氧 化反應(yīng)，氣體氧化劑也從固定床反應(yīng)器底部通入催化氧化體系，固定床反應(yīng)器中加有貴金 屬催化劑;反應(yīng)溫度為60~90°C，反應(yīng)壓力為0.02~0.2MPa;物料以及氣體氧化劑進(jìn)入催化 氧化體系的流量比例為1:4-20; 3) 反應(yīng)完成后，從固定床反應(yīng)器輸出的物料進(jìn)入氣液分離器，收集分離出的液相烷基 醚羧酸鹽產(chǎn)物，氣體則通入氣體緩沖罐中，通過循環(huán)管道重新進(jìn)入固定床反應(yīng)器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝與裝置，其特征 在于:所述烷基醚原料為脂肪醇聚氧乙烯醚a(bǔ)e〇 3、ae〇7、ae〇9或酰胺醚中的一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝與裝置，其特征 在于:所述貴金屬催化劑為?(1、？1:、？(1/(：、？1/(：中的一種 ;所述貴金屬催化劑的加量為1-1(^。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝與裝置，其特征 在于:所述氣體氧化劑為氧氣或空氣;通入固定床反應(yīng)器中的流速為5~50mL/min。5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝與裝置， 其特征在于:反應(yīng)器底部還通入液堿。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的工藝與裝置，其特征 在于:催化氧化體系中的pH值為9~13。7. -種連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的裝置，包括設(shè)有物料入口的靜態(tài)混合器 (1);其特征在于所述靜態(tài)混合器的物料出口通過管道依次連通固定床反應(yīng)器(2)、氣液分 離器(3)，氣液分離器的底端設(shè)有液相產(chǎn)物出口，氣液分離器頂端的氣相出口通過管道依次 連通儲(chǔ)氣罐(4)以及固定床反應(yīng)器底端的進(jìn)口；氣體氧化劑管路也接入固定床反應(yīng)器底端 的進(jìn)口。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的裝置，其特征在于:所 述物料入口設(shè)置在靜態(tài)混合器的底部，所述物料出口設(shè)置在靜態(tài)混合器的頂部側(cè)面。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的裝置，其特征在于:所 述固定床反應(yīng)器的底端設(shè)有進(jìn)口，固定床反應(yīng)器的頂端設(shè)有出口。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)制備烷基醚羧酸鹽類表面活性劑的裝置，其特征在于： 所述固定床反應(yīng)器底端的進(jìn)口還連通液堿輸入管。
【文檔編號(hào)】B01F17/44GK106076195SQ201610613018
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月28日 公開號(hào)201610613018.8, CN 106076195 A, CN 106076195A, CN 201610613018, CN-A-106076195, CN106076195 A, CN106076195A, CN201610613018, CN201610613018.8
【發(fā)明人】陶華東, 洪玉倩, 劉榮, 徐坤華, 耿二歡
【申請(qǐng)人】浙江贊宇科技股份有限公司, 嘉興贊宇科技有限公司