十二烷基苯磺酸钠(LAS)的生产
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十二烷基苯磺酸钠的合成工艺研究十二烷基苯磺酸钠是一种重要的表面活性剂,广泛应用于化工、冶金、纺织、橡胶、制革等工业领域。
在此背景下,对其合成工艺进行深入研究,具有重要的理论和实践意义。
本文将从三个方面进行探讨。
一、反应原理十二烷基苯磺酸钠的合成是一种重要的烃基磺酸盐合成反应。
其反应原理是:烃基磺酸与碱反应生成相应的烃基磺酸盐。
烷基磺酸钠(LAS)是目前应用最广泛的表面活性剂之一。
其制备过程中,烷基磺酸钾(或钠)与苯在缩合反应后,再经过碱催化剂的氢化,最终生成烷基磺酸钠。
整个反应过程需要注意反应温度、氢气压力、氢化时间等因素,只有在具备适宜的条件下,反应才能得到顺利进行,从而产生优质的十二烷基苯磺酸钠。
二、合成工艺十二烷基苯磺酸钠的制备工艺流程包括三个主要步骤:苯和烷基磺酸K(Na)缩合反应、氢化还原反应和中和反应。
其中,缩合反应是烷基苯与烷基磺酸K(Na)在适当的溶剂或催化剂存在下于低温下缩合反应生成烷基苯磺酸盐的反应。
氢化还原反应则是将缩合产物经过催化剂或促进剂加氢还原得到烷基苯磺酸盐,中和反应即为将烷基苯磺酸和碱反应生成十二烷基苯磺酸钠。
具体而言,十二烷基苯磺酸钠的制备步骤如下:1. 在反应釜中加入苯、烷基磺酸钾和缩合反应的催化剂,进行缩合反应。
2. 缩合产物通过过滤等步骤得到固体产物。
3. 固体产物加入氢化反应釜中,加入氢气和还原剂,进行氢化还原反应,产生十二烷基苯磺酸钠的痕量杂质。
4. 滤掉痕量杂质后,将十二烷基苯磺酸钠溶液与饱和氢氧化钠溶液中和,得到纯品十二烷基苯磺酸钠。
三、优化研究为了提高十二烷基苯磺酸钠的生产效率和质量,需要对其制备过程进行优化研究。
具体而言,可采取以下策略:1. 优化反应温度和反应时间,调节反应参数,控制反应速率和产物输出率。
2. 优化选用的催化剂和还原剂,增加催化剂的效率,抑制杂质。
3. 研究新的反应剂和反应机理,升级现有工艺流程,从而实现高效、环保的产业化生产过程。
实验三阴离子表面活性剂的合成及应用一实验目的1.掌握十二烷基苯磺酸钠的合成原理和合成方法, 了解烷基芳基磺酸盐类阴离子表面活性剂的性质和用途;2. 了解洗洁精各组分的性质及配方原理,掌握洗洁精的配制方法。
二实验原理十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzo sulfonate)又称石油磺酸钠,简称LAS、ABS-Na,是重要的阴离子表面活性剂。
本品为白色固体、易溶于水,在碱性、中性及弱酸性溶液中较稳定,在硬水中有良好的润湿、乳化、分散、泡沫和去污能力。
易生物降解,易吸水,遇浓酸分解,热稳定性较好。
本品主要用做液体和浆状洗涤剂,用于制洗衣粉,在纺织、印染行业用作脱脂剂、柔软剂、匀染剂等。
1.合成原理主要的磺化剂为浓硫酸、发烟硫酸和三氧化硫等。
以发烟硫酸做磺化剂,由烷基苯与磺化剂作用,然后用氢氧化钠中和制成,反应方程式为①C12H25-C6H6 + H2SO4(或SO3)→C12H25-C6H6-SO3H + H2O②C12H25-C6H6-SO3H + NaOH →C12H25-C6H6-SO3Na + H2O2.洗洁精的配制洗洁精(cleaning mixture)又叫餐具洗涤剂或果蔬菜洗涤剂,是无色或淡黄色透明液体。
主要用于洗涤碗碟和水果蔬菜。
设计洗洁精的配方结构时,应根据洗涤方式、污垢特点、被洗物特点,以及其他功能要求,具体可归纳为以下几条:(1) 基本原则:①对人体安全无害;②能较好地洗净并除去动植物油垢,即使对粘附牢固的油垢也能迅速除去;③清洗剂和清洗方式不损伤餐具、灶具及其他器具;④用于洗涤蔬菜和水果时,应无残留物,也不影响外观和原有风味;⑤手洗产品发泡性良好;⑥消毒洗涤剂应能有效地杀灭有害菌,而不危害人的安全;⑦产品长期贮存稳定性好,不发霉变质。
(2) 配方结构特点:①洗洁精应制成透明状液体,要设法调配成适当的浓度和粘度;②设计配方时,一定要充分考虑表面活性剂的配伍效应,以及各种助剂的协同作用。
十二烷基苯磺酸钠生产工艺第一节概述一、产品概述十二烷基苯磺酸钠(LAS)是目前主要的阴离子表面活性剂,也是合成洗涤剂活性物的主要成分。
具有强力去污、湿润、发泡、乳化、渗透、分散等功能。
广泛用于日化、造纸、油田、油、水泥外加剂、防水建材、农药、塑料、金属清洗、香波、泡沫浴、纺织工业的清洗剂、染色助剂和电镀工业的脱脂剂等。
二、产品规格1.分子式:C12H25C6H4SO3Na2. 其疏水基为十二烷基苯基,亲水基为磺酸基。
其十二烷基的支链较直链去污力强,而支链比直链溶解度好。
带有支链的十二烷基苯磺酸钠难于生物降解,直链十二烷基苯磺酸钠可生物降解。
3.分子量:3484.规格:根据用户需要将十二烷基苯磺酸中合成浓度不同的钠盐溶液(总固形物≤55%),中和产物中除活性物十二烷基苯磺酸钠外,还有无机盐(如芒硝等)、不皂化物(如石蜡烃、高级烷基苯、砜等)以及大量的水。
而实际中,用户为了适应不同配方的需要,往往更喜欢直接购买十二烷基苯磺酸,再根据产品的特点和工艺的不同作进一步应用。
三、原料路线和生产方法十二烷基苯磺酸钠的生产路线如图1。
(1)丙烯齐聚法:丙烯齐聚得到四聚丙烯,再与苯烷基化,然后磺化、中和而得到高度支链化的十二烷基苯磺酸钠(TPS)。
TPS不易生物降解,造成环境公害,60年代已被正构烷基苯所取代,现只有少量生产作农药乳化剂用。
(2)石蜡裂解法。
(3)乙烯齐格勒聚合法:由路线(2)和路线(3)先制得α-烯烃,由α-烯烃作为烷基化试剂与苯反应得到烷基苯。
这样生产的烷基苯多为2-烷基苯,作洗涤剂时性能不理想。
(4)煤油原料路线:该路线应用最多,原料成本低,图1工艺成熟,产品质量也好。
第二节工艺原理十二烷基苯磺酸钠是以直链十二烷基苯进行磺化反应生产所得。
磺化剂可以采用浓硫酸、发烟硫酸和三氧化硫等。
磺化反应属亲电取代反应,磺化剂缺乏电子,呈阳离子,很容易进攻具有亲和性能的苯分子,在电子云密度大的地方和苯环上易发生取代反应,接受电子,形成共价键,和苯环上的氢发生取代反应。
十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠,也叫做四聚丙烯基苯磺酸钠,白色或淡黄色粉状或片状固体。
溶于水而成半透明溶液。
主要用作阴离子型表面活性剂。
简介十二烷基苯磺酸钠分子式:C18H29NaO3S:348.48HLB值:10.638经TG验证,分解温度为450℃,失重率达60%。
CAS号:25155-30-0EC-编号:246-680-4简称:SDBS、LAS性状:固体,白色或淡黄色粉末溶解性:易溶于水,易吸潮结块毒性:无毒CMC值:1.2mmol·L-1[1]制备由直链烷基苯(LAB)用三氧化硫或发烟硫酸生成烷基磺酸,再中和制成。
应用阴离子型表面活性剂。
因生产成本低、性能好,因而用途广泛,是家用洗涤剂用量最大的合成表面活性剂,也生产一部分镁、钙等及三乙醇胺等有机胺盐。
钙[27176-87-0]具有优良的乳化性能,是配制各种用的混合型的重要组成部分。
可由苯与α-烯烃在三氯化铝催化剂下,缩合液经碱洗、水洗后蒸出回收苯,真空蒸馏得到精制。
然后用发烟硫酸磺化、白灰中和(在2倍量中进行),得到十二烷基苯磺酸钙。
用作丙烯酸酯乳液聚合的阴离子乳化剂。
文档收集自网络,仅用于个人学习CAS No.:25155-30-0是一种,其临界胶束浓度为1.2*10-3mol/L是黄色油状体,经纯化可以形成六角形或斜方形强片状结晶.具有微毒性,已被国际安全组织认定为安全化工原料,可在水果和餐具清洗中应用。
烷基苯磺酸钠在洗涤剂中使用的量最大,由于采用了大规模自动化生产,价格低廉。
在洗涤剂中使用的烷基苯磺酸钠有结构(ABS)和直链结构(LAS)两种,支链结构生物降解性小,会对环境造成污染,而直链结构易生物降解,生物降解性可大于90%,对环境污染程度小。
文档收集自网络,仅用于个人学习烷基苯磺酸钠是中性的,对水硬度较敏感,不易氧化,起泡力强,去污力高,易与各种助剂复配,成本较低,合成工艺成熟,应用领域广泛,是非常出色的阴离子表面活性剂。
十二烷基苯磺酸钠的结构与性能分析前言十二烷基苯磺酸钠是一种阴离子型表面活性剂。
因生产成本低、性能好,因而用途广泛,是家用洗涤剂用量最大的合成表面活性剂,也生产一部分镁、钙等无机盐及三乙醇胺等有机胺盐。
已被国际安全组织认定为安全化工原料,可在水果和餐具清洗中应用。
烷基苯磺酸钠在洗涤剂中使用的量最大,由于采用了大规模自动化生产,价格低廉。
在洗涤剂中使用的烷基苯磺酸钠有支链结构(ABS)和直链结构(LAS)两种,支链结构生物降解性小,会对环境造成污染,而直链结构易生物降解,生物降解性可大于90%,对环境污染程度小。
1、十二烷基苯磺酸钠的性质十二烷基苯磺酸钠分子式为C18H29NaO3S,分子量为348.48;CAS号为25155-30-0,简称ABS或LAS;固体,白色或淡黄色粉末;能溶于水,基水溶液极易起泡,但粘度较低,且易消失,有较好的渗透力和去污力,易吸潮结块,无毒;有良好的洗涤去污能力和发泡性能;密度(g/mL,25/4℃)为1.05;对碱、稀酸稳定。
具有良好的去污、发泡、润湿、分散等性能。
生物降解度大于90%(质量分数)。
其结构式如下:2、十二烷基苯磺酸钠表面活性分析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里。
反之,碳原子数越多,烷基链越长,疏水性越强,越难溶解。
根据直链烷基苯磺酸钠的溶解度曲线图可知,从直链的十碳到十六碳烷基,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点逐渐升高。
因此,十二烷基苯磺酸钠的表面张力较低,润湿力较好,而且具有优良的发泡性能及泡沫稳定性高。
在十二烷基苯磺酸钠中,带有正十二烷基的苯磺酸钠的表面活性剂洗涤能力最好。
烷基苯磺酸钠是中性的,对水硬度较敏感,不易氧化,起泡力强,去污能力高,易与各种助剂复配,成本较低,合成工艺成熟,应用领域广泛,是非常出色的阴离子表面活性剂。
烷基苯磺酸钠对颗粒污垢,蛋白污垢,和油性污垢有显著的去污能力,对天然纤维上颗粒污垢的洗涤作用尚佳,去污能力随温度的升高而增强,对蛋白污垢作用高于非离子表面活性剂,且泡沫丰富。
实验操作一、实验目的1、掌握烷基苯磺酸钠(LAS)的制备方法。
2、了解用不同磺化剂进行磺化反应的机理和反应特点。
3、了解十二烷基苯磺酸钠性质、用途和使用方法。
二、实验原理磺化反应是向有机分子中的碳原子上引入磺酸基(-SO3H)的反应。
生成的产物是磺酸(R-SO3H)、磺酸盐(R-SO3M;M表示NH4或金属离子)或磺酰氯(R-SO2Cl)。
磺化是亲电取代反应。
SO3分子中硫原子的电负性比氧原子的电负性小,所以硫原子带有部分正电荷而成为亲电试剂。
常用的磺化剂是浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸。
磺化的主要方法有:1 .过量硫酸磺化法(磺化剂是浓硫酸和发烟硫酸);2 .共沸脱水磺化法;3 .三氧化硫磺化法;4 .氯磺酸磺化法;5 .芳伯胺的烘焙磺化法。
磺化反应的主要目的有:1.使产品具有水溶性、酸性、表面活性或对纤维素具有亲和力。
2.将磺基转化为-OH、-NH2、-CN或-CL等取代基。
3.先在芳环上引入磺基,完成特定反应后,再将磺基水解掉。
磺化反应的主要影响因素有:硫酸的浓度和用量对磺化反应的速度有很大影响随着磺化反应的进行,生成的水逐渐增加,硫酸的浓度逐渐下降,使磺化开始阶段和磺化末期,磺化反应速度就可能下降几十倍,甚至几百倍而几乎停止反应。
这时的硫酸被称为“废酸”,用“ π值”表示。
为了消除磺化反应生成的水的稀释作用的影响,必须使用过量很多的硫酸(х值)。
π值是将废酸中所含硫酸的质量换算成SO3的质量后的质量百分数磺化反应温度和时间的影响磺化温度会影响磺基进入芳环的位置和磺酸异构体的生成比例。
特别是在多磺化时,为了使每一个磺基都尽可能地进入所希望的位置,对于每一个磺化阶段都需要选择合适的磺化温度。
低温、短时间的反应有利于α取代,高温、长时间的反应有利于β取代。
磺化产物的分离:稀释析出法(有些磺化产物在稀硫酸中的溶解度很低,可用稀释法使其析出,这种方法的优点是操作简便,费用低,副产物废硫酸母液便于回收和利用。
十二烷基苯磺酸钠的合成—制订小试实验方案姓名 *** 班级 *** 学号 **摘要: 本方案是以三氧化硫作为磺化剂生成十二烷基苯磺酸钠,目前广泛采用的是膜式磺化工艺。
方案的优点:产品含盐量低、质量好、用途广、生产成本低,且无废酸生成,产品纯度高、省硫、省酸等。
关键词:物理性质,化学性质,性能特点,应用领域一、十二烷基苯磺酸钠1.1十二烷基苯磺酸钠的性质:十二烷基苯磺酸钠(LAS)是一类应用非常广泛的阴离子表面活性剂。
外观为白色或微黄色粉末,具有去污、湿润、发泡、乳化、分散、凝聚、脱脂脱墨等性能,可直接用于配制民用或工业用洗涤用品,已成为合成洗涤剂活性物的主要产品。
分子式:Na SO H C H C 3462512分子量:348.481.2优点:本方案①不生成H2O,无大量废酸,三废少②磺化能力强,反应快③用量省,接近理论量,成本低,经济合理④产品质量高,杂质少⑤反应速度快,磺化在几秒内完成,设备生产率高⑥能耗大1.3 用途:【用途一】用作洗涤剂和纺织助剂,也用作牙膏起泡剂、矿井灭火剂、乳液聚合乳化剂、羊毛净洗剂等【用途二】用作阴离子型表面活化剂、乳化剂及发泡剂【用途三】GB 2760-96规定为食品工业用加工助剂。
发泡剂;乳化剂;阴离子型表面活性剂。
用于蛋糕、饮料、蛋白、鲜果、果汁饮料、食用油等。
【用途四】用作药物、化妆品、合成树脂的乳化剂。
牙膏、灭火器的发泡剂。
用作丝毛类精品织物的洗涤剂。
金属选矿的浮选剂。
【用途五】用作洗涤和纺织助剂,也用作牙膏发泡剂,灭火泡沫液,乳液聚合乳化剂,医药用乳化分散剂,洗发剂等化妆制品,羊毛净洗剂。
【用途六】生化分析,电泳,离子对试剂二、十二烷基苯磺酸钠的合成2.1原料的物化性质与储存2.1.1直馏煤油:凝固点: -47℃(-40℃for JET A) 。
平均分子量在200~250之间。
密度大于0.84g/cm3。
闪点40℃以上。
运动黏度40℃为1.0~2.0mm2/s。
定十二烷基苯磺酸钠的小试方案课程组别姓名学号方案背景本方案是以三氧化硫作为磺化剂生成十二烷基苯磺酸钠,目前广泛采用的是膜式磺化工艺。
方案的优点:产品含盐量低、质量好、用途广、生产成本低,且无废酸生成,产品纯度高、省硫、省碱等。
方案简介工艺流程:1、SO3/空气干燥工序:空气中的水分与S03反应生成硫酸,硫酸会吸收SO3,在温度较低时会形成盐酸雾滴,夹带入磺化反应器,会使局部反应过于激烈,副反应增加,产品色泽加深。
因此,磺化工艺使用的是经过处理的干燥空气。
一般要经过冷冻脱水、吸附脱水过程解除去空气中的水分,使空气的露点<=-60℃。
2、燃硫工序/SO3发生系统:气体SO3的制取主要有液体SO3蒸发、发烟硫酸蒸发、硫磺燃烧等方法。
洗涤剂生产厂绝大多数采用燃硫法来制取SO3,硫磺在过量干空气中直接燃烧生成二氧化硫。
经钒催化氧化转化成三氧化硫。
3、磺化工序:浓度为3%-5%的SO3及有机物直馏煤油经脱氢后,十二烯烃和苯由供料泵进入烷化器,再将生成的十二烷基苯(LAB)送入磺化器与进入磺化器的三氧化硫(3%~5%),瞬间发生磺化反应,产物经气液分离器循环泵冷却器处理之后,部分回到反应器底部,用于磺酸的急冷,部分反应产物被送入老化器调整反应保持时间再进入水化器成酸,最后经中和器制得烷基苯磺酸钠(LAS)。
尾气经除雾器去酸雾,再经吸收塔吸收后放空。
工艺路线化学反应过程反应方程式流程示意图工艺磺化温度会影响磺基进入芳环的位置和磺酸异构体的生成比例。
特别是在多磺化时,为了使每一个磺基都尽可能地进入所条件希望的位置,对于每一个磺化阶段都需要选择合适的磺化温度。
低温、短时间的反应有利于α取代,高温、长时间的反应有利于β取代。
原料直馏煤油、氢气、苯、无水三氯化铝、三氧化硫、氢氧化钠设备及材料名称:烷化器、磺化器、中和器、型号:BLD4-3、K5000L搪瓷反应釜、FRP反应罐规格:蒸汽加热反应器,规格1000L,内锅直径1200mm,夹套直径1300mm,电动机功率4kW,搅拌速度60-100r.P.m、釜内压力:0.4 MPa压力:0.6 MPa 釜内温度:-10-200°C,夹套温度:-20-180°C,容积1000L、容积1000L,搅拌转速15~65r/min密封形式填料密封功能:进行十二烷烯与苯烷基化反应、进行十二烷基苯与三氧化硫的磺化反应、进行用氢氧化钠对十二烷基苯磺酸的中和反应单耗大量过量的苯不但可以减少二烷基苯的生成,还可进行脱烷基反应,使已经生成的二烷基苯重新变成单烷基苯,提高单烷基苯的收率。
十二烷基苯磺酸钠-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1合成十二烷基苯磺酸钠的工作任务1.十二烷基苯磺酸钠概述十二烷基苯磺酸钠是阴离子型表面活性剂。
因生产成本低、性能好,因而用途广泛,是家用洗涤剂用量最大的合成表面活性剂。
在洗涤剂中使用的烷基苯磺酸钠有支链结构(ABS)和直链结构(LAS)两种,支链结构生物降解性小,会对环境造成污染,而直链结构易生物降解,生物降解性可大于90%,对环境污染程度小。
由于LAS具有良好的去污性能、价格便宜和易生物降解,被广泛应用于制造洗衣粉和洗涤剂。
直链烷基苯(LAB )是生产阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)的主要原料,因而LAB的生产已成为表面活性剂行业的支柱,在工业和民用上都有广泛的用途。
2.十二烷基苯磺酸钠开发任务书十二烷基苯磺酸钠产品的《产品开发任务书》如表7-1。
表7-1 产品开发项目任务书编号:XXXXXX注:一式三联。
一联技术总监留存,一联交技术部经理,一联交项目负责人。
7.2 十二烷基苯磺酸钠合成任务分析7.2.1目标化合物分子结构的分析①十二烷基苯磺酸钠的分子式:C18H29SO3Na②十二烷基苯磺酸钠的分子结构式:不难看出,目标化合物基本结构为烷基苯的结构,在烷基的对位上接有磺酸基团。
(由于十二烷基为邻对位定位基且空间位阻效应的影响,磺酸基团一般处在烷基的对位)。
7.2.2合成法路线分析对于十二烷基苯磺酸钠而言,逆向合成步骤如下:C 12H 25SO 3NaC 12H 25相应的合成路线如下:C 12H 25C 12H 25SO 3Na7.2.3 文献中常见的十二烷基苯磺酸钠合成方法目前文献资料所载十二烷基苯磺酸钠的合成路线与上面分析的合成路线基本相同,一条是以苯、液体石蜡(正构十二烷)为出发原料的路线。
另一条是以苯、1-十二烯为出发原料的生产路线,即路线分析的路线。
此路线中第一步是由苯与1-十二烯发生C-烷基化反应,第二步是十二烷基苯的磺化反应,最后磺化产物用碱中和即成目标化合物。
十二烷基苯磺酸钠生产工艺第一节概述一、产品概述十二烷基苯磺酸钠(LAS)是目前主要的阴离子表面活性剂,也是合成洗涤剂活性物的主要成分。
具有强力去污、湿润、发泡、乳化、渗透、分散等功能。
广泛用于日化、造纸、油田、油、水泥外加剂、防水建材、农药、塑料、金属清洗、香波、泡沫浴、纺织工业的清洗剂、染色助剂和电镀工业的脱脂剂等。
二、产品规格1.分子式:C12H25C6H4SO3Na2. 其疏水基为十二烷基苯基,亲水基为磺酸基。
其十二烷基的支链较直链去污力强,而支链比直链溶解度好。
带有支链的十二烷基苯磺酸钠难于生物降解,直链十二烷基苯磺酸钠可生物降解。
3.分子量:3484.规格:根据用户需要将十二烷基苯磺酸中合成浓度不同的钠盐溶液(总固形物≤55%),中和产物中除活性物十二烷基苯磺酸钠外,还有无机盐(如芒硝等)、不皂化物(如石蜡烃、高级烷基苯、砜等)以及大量的水。
而实际中,用户为了适应不同配方的需要,往往更喜欢直接购买十二烷基苯磺酸,再根据产品的特点和工艺的不同作进一步应用。
三、原料路线和生产方法十二烷基苯磺酸钠的生产路线如图1。
(1)丙烯齐聚法:丙烯齐聚得到四聚丙烯,再与苯烷基化,然后磺化、中和而得到高度支链化的十二烷基苯磺酸钠(TPS)。
TPS不易生物降解,造成环境公害,60年代已被正构烷基苯所取代,现只有少量生产作农药乳化剂用。
(2)石蜡裂解法。
(3)乙烯齐格勒聚合法:由路线(2)和路线(3)先制得α-烯烃,由α-烯烃作为烷基化试剂与苯反应得到烷基苯。
这样生产的图1烷基苯多为2-烷基苯,作洗涤剂时性能不理想。
(4)煤油原料路线:该路线应用最多,原料成本低,工艺成熟,产品质量也好。
第二节工艺原理十二烷基苯磺酸钠是以直链十二烷基苯进行磺化反应生产所得。
磺化剂可以采用浓硫酸、发烟硫酸和三氧化硫等。
磺化反应属亲电取代反应,磺化剂缺乏电子,呈阳离子,很容易进攻具有亲和性能的苯分子,在电子云密度大的地方和苯环上易发生取代反应,接受电子,形成共价键,和苯环上的氢发生取代反应。