精細化工課堂ppt1

1、十二烷基二苯醚二磺酸鈉 表面活性劑作為精細化工中最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)，近二十年在國內(nèi)已得到了長足的發(fā)展。它是一種加入極少量就能顯著改變物質(zhì)的表面張力，家用洗滌劑生產(chǎn)、石油開采、涂料、染料、粘合劑等各個方面都有它的身影。 其中早期的洗滌劑生產(chǎn)中，如白貓洗滌劑添加的表面活性劑就是十二烷基苯磺酸鈉。這種表面活性劑現(xiàn)今的用量也十分可觀。可是隨著時間的推移，它也具有一定的局限性。在某些方面性能不是很強，這樣就需要新型表面活性劑的研究開發(fā)，我們今天討論的十二烷基二苯醚二磺酸鈉就是一種新型的表面活性劑。一、簡介 十二烷基二苯醚二磺酸鈉是一種具有廣泛應(yīng)用前景和經(jīng)濟性的特殊雙親水基行陰離子表面活性劑。其優(yōu)異性能包

2、括優(yōu)良的水溶性、偶聯(lián)性和表面活性，在強酸、強堿及濃鹽溶液中的穩(wěn)定性，良好的螯合鈣鎂離子能力，優(yōu)良的低溫洗滌性能和在硬水中的優(yōu)異洗滌性能，以及很好的生物降解性等。 該產(chǎn)品可應(yīng)用于三次采油、微乳聚合制備功能性材料。作為印染勻漿料、農(nóng)藥潤濕劑、高效乳化劑以及環(huán)保高效型洗滌劑組分。上圖反應(yīng)的是烷基二苯醚二磺酸鈉的表面張力以及它們的臨屆膠束濃度?？梢钥闯鐾榛矫讯撬徕c的優(yōu)異性能。 上圖可以看到烷基二苯醚二磺酸鈉的泡沫性能相較于LAS有一定的差距，但是乳化性能則強于LAS。 對多價金屬離子有很好螯合作用的表面活性劑分子至少要帶有3個絡(luò)合基團，其中兩個與多價金屬離子發(fā)生螯合作用，而第3個則作為親水基，與

3、親油基組成雙親分子。C12-MADS分子恰恰具有這種結(jié)構(gòu)，二苯醚的醚氧原子具有孤立電子，與一個磺酸基配合可絡(luò)合金屬離子形成平面六元環(huán)，而另一個磺酸基則成為游離的親水基。所以， C12-MADS在硬水中仍具有優(yōu)良的去污性能。LAS分子沒有此類結(jié)構(gòu)，故去污力隨著水硬度的升高而減弱。由上左圖可見，C12一MADS的降解包括幾個不同的階段。先是經(jīng)過第1天的緩滯期，在第2天快速降解，第3天仍快速降解，到第4天降解度已達93；C12一DADS的降解有所不同，第l天即快速降解，第2天降解趨于平緩，但至第3、4天降解速度加快，第4天最終降解率可達91。二、現(xiàn)狀 當(dāng)前國際上該系列產(chǎn)品的公司主要是三家，即日本的旭

4、化成株式會社、美國的道康寧公司和法國的羅納公司。從美國的道康寧公司1958年申請專利至今，公司的技術(shù)嚴格保密、他們一直壟斷著世界市場。以上公司銷售的產(chǎn)品是十二烷基二苯醚二磺酸鈉，生產(chǎn)工藝是十二烯于二苯醚在催化劑作用下反應(yīng)生產(chǎn)十二烷基二苯醚，然后磺化、中和等其他工藝得到 十二烷基二苯醚二磺酸鈉，活性物含量大于45%（Wt）。 國內(nèi)的生產(chǎn)研究開始于上世紀90年代中后期，與其他國家比起來起步晚?，F(xiàn)今依舊處于實驗室階段沒有形成工業(yè)化生產(chǎn)，個別生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也與國外的有相當(dāng) 大差距。三、實驗室制備 任何工業(yè)生產(chǎn)都必須有強大的理論基礎(chǔ)作為依據(jù)。其中實驗室較為常見的合成方法是：在裝有電動攪拌器的滴液漏斗和溫

5、度計的250ml四頸燒瓶中加入二苯醚和烷基化催化劑，加熱至60。按n（二苯醚）：n（十二烷溴代烷）=1:1或1:2（制備雙十二烷基二苯醚）計算加入一溴代烷的放入量，放入滴液漏斗中，控制滴加時間為0.5h左右。然后60下反應(yīng)3h。反應(yīng)結(jié)束后進行冷卻過濾洗滌蒸餾得到十二烷基二苯醚。十二烷基二苯醚經(jīng)過磺化最后與堿中和制得十二烷基二苯醚二磺酸鈉。 實驗中二苯醚與溴代十二烷在烷基化催化劑催化加熱60 下反應(yīng)生成十二烷基二苯醚。這里要注意控制溴代十二烷的量，溴代十二烷過量就會生成雙烷基二苯醚，與預(yù)期不符。 十二烷基二苯醚與氯磺酸在濃H2SO4 脫水劑磺化反應(yīng)生成十二烷基二苯醚二磺酸。 反應(yīng)中要注意反應(yīng)的時

6、間。四、工業(yè)制備 工業(yè)上因為要考慮到經(jīng)濟效益、環(huán)境保護等多方面的原因。不能通過二苯醚與溴代十二烷烷基化后磺化制的。為了控制成本，我們設(shè)計了如下的方案。1、溴代十二烷的制備 煤油進入1號塔，使用分子篩分離了出需要的正構(gòu)烷烴后縮合得到正構(gòu)烷烯。進入三號分離器分離出產(chǎn)物中的二氧化碳等雜質(zhì)。 HBr液體經(jīng)過6號干燥室與5號反應(yīng)塔中的正構(gòu)烷烯生成溴代烷。轉(zhuǎn)化率可達97%。2、二苯醚制備 1號罐的氯苯與2號罐的水在4號反應(yīng)釜內(nèi)在磷酸鈣與磷石灰作催化劑400500 溫度下生成苯酚。這一過程的轉(zhuǎn)化率為70%。4號反應(yīng)釜得到的產(chǎn)物可分離提取出部分的二苯醚。 最后苯酚與氯苯在苛性堿（KOH）環(huán)境下在銅粉作為催化劑

7、縮合而得。 氫氧化鉀、苯酚、氯苯按摩爾比配比0.4:0.43:0.56混合，加入銅粉在常壓180苯酚與氯苯反應(yīng)生產(chǎn)二苯醚的轉(zhuǎn)化率為86% 。3、烷基化 二苯醚與溴代十二烷在AlCl3 作為催化劑反應(yīng)生成烷基十二苯醚。4、磺化 磺化反應(yīng)SO3液體經(jīng)過氣化室進入6與干空氣混合進入7。9號罐內(nèi)的十二烷基二苯醚進入7成膜狀向下滴， SO3 與十二烷基二苯醚在極短的時間內(nèi)磺化反應(yīng)生成產(chǎn)物。產(chǎn)物中的飛起經(jīng)過6剔除排出。最后的道的產(chǎn)物需要經(jīng)過老化器老化，經(jīng)過水解器中和得到最終的產(chǎn)物。反應(yīng)中多余的磺酸則儲存?zhèn)溆?。磺化轉(zhuǎn)化率可達90%。5、中和制備 前一步得到的十二烷基二苯醚與NaOH中和反應(yīng)生成最終的產(chǎn)物十二

8、烷基二苯醚苯磺酸鈉。五、項目可行性分析 項目的成功與否必須要有充分的市場調(diào)研來作為依據(jù)。 （一）根據(jù)我們的市場調(diào)查，煤油每噸售價為3500元，溴化氫每噸售價1230元。我們用煤油在分子篩和尿素絡(luò)合技術(shù)下分離出C9C15餾分的正構(gòu)烷烴。正構(gòu)烷烴脫氫生成正構(gòu)烷烯，正構(gòu)烷烯與溴化氫反應(yīng)生成溴代烷供后面的步驟使用。 一噸的煤油可以分離提取得到正構(gòu)烷烴0.95噸，正構(gòu)烷烴在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為正構(gòu)烷烯，正構(gòu)烷烯與溴化氫反應(yīng)生成溴代烷烴。綜合以上不走和生成產(chǎn)物的產(chǎn)率計算生成一噸溴代烷烴的價格為4914。 （二）市售二苯醚的售價為11000元/噸。氯苯售價為5800元/噸。我們用氯苯水解制備苯酚，后于氯苯反應(yīng)

9、制取二苯醚。最終二苯醚一噸的價格為16662.11元/噸。 （三）生成制的二苯醚與溴代十二烷在烷基化催化劑作用下，反應(yīng)生成烷基二苯醚，生成的溴化氫經(jīng)過處理后了供前面反應(yīng)使用，降低成本。 （四）烷基二苯醚與SO3磺化反應(yīng)的到烷基二苯醚二磺酸，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率較上一中轉(zhuǎn)化率有了很大的提高達到90%最后加入氫氧化鈉中和提純得到最終產(chǎn)物烷基二苯醚二磺酸鈉。最中產(chǎn)物的成本價格為26973.45元/噸。我們的產(chǎn)品的活性物含量達到了90%，與其他廠家的產(chǎn)品活性物含量為45%有很大的優(yōu)勢。并且我們的工藝有進一步壓縮成本的空間。 總體來看我們的項目具有很強的可行性。 六、具體計劃和安排 表面活性劑作為當(dāng)今世界上最具有

10、發(fā)展前景的研究方向之一，具有很強的專業(yè)性，同時發(fā)展的前景很廣闊。 我們將在實驗室成功的基礎(chǔ)上，進行工業(yè)生產(chǎn)的實踐。計劃依托大連地區(qū)作為東北亞門戶城市的優(yōu)勢和國家振興東北老工業(yè)基地的契機，建廠大連開發(fā)區(qū)大孤山靠海的一片灘涂地上。 爭取在政策紅利上運用自身優(yōu)勢3 5年之內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)。并最終為地方經(jīng)濟建設(shè)做出一點貢獻。現(xiàn)在大家的環(huán)保意識越來越強，我們作為化工企業(yè)也會遵守國家的法律法規(guī)，做到環(huán)保建廠，不會以環(huán)境的代價換來經(jīng)濟的收益。 我們會設(shè)立相應(yīng)的部門負責(zé)環(huán)境保護的檢查工作，在廠區(qū)周圍進行綠化，關(guān)注環(huán)境的維護。七、廠址選擇 工廠的地理位置對于企業(yè)的成敗有很大的影響。廠址選擇的好壞對工廠的建設(shè)進度，投資

11、數(shù)量，經(jīng)濟效益以及環(huán)境保護等方面關(guān)系密切，所以它是基本建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)。 化工廠大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)具有易燃易爆、有毒及腐蝕特性，對環(huán)境和廣大人民的生命財產(chǎn)安全有很大的威脅，因此要進行化工廠的選址安全設(shè)計，以求在源頭上降低對人們的威脅，同時也讓企業(yè)能更穩(wěn)定的發(fā)展。 化工廠廠址選擇的影響因素有以下幾點因素： 1是否有市場需求 2是否接近原料供應(yīng)地 3土地供應(yīng)是否充足4水源是否充足 5能源是否充足且廉價 6交通運輸是否方便 7能否達到環(huán)境保護要求 我們在金州大孤山選擇了一小塊空地！這里距離公路（沈大，丹大高速），鐵路（哈大、京哈線）海運（大連港）很近，有便利的交通運輸條件。廠址靠近各種原料產(chǎn)地和產(chǎn)品市場，大大的減少原料的運輸及儲存費用以及縮短產(chǎn)品運輸所需時間及銷售費用。原料及市場可以從這里打開。人力市場也很廣，這里有充足的勞動力，而且金州的平均工資適中，可以節(jié)省勞動力開銷。 根據(jù)化工廠的特殊性我把廠區(qū)分為兩大塊，一是生產(chǎn)區(qū)，二是生活區(qū)！生產(chǎn)區(qū)設(shè)立了三個生產(chǎn)間，同時設(shè)立了兩個倉庫，一是儲存原料，二是儲存產(chǎn)品！設(shè)立了一個辦公作業(yè)樓！為員工設(shè)立了公寓及食堂，方便了工作人員的住宿及吃飯問題，同時為員工設(shè)計了休息平臺！在周圍設(shè)立了綠化帶，起到美化，凈化空氣等作用，為工廠增添了生