L十二烷基苯磺酸钠说课讲解.doc

Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。L十二烷基苯磺酸钠-十二烷基苯磺酸钠（LAS）的生产技术安徽职业技术学院化工系班级：精化1321姓名：李晴晴学号：2013274110目录：1认识LAS.3LAS分子结构.3LAS的性质.3LAS的功能.3LAS的应用.3LAS的质量标准.42.追根求源:.5LAS的诞生与发展过程.5LAS各种生产方法比较.53.LAS现在常用的生产方法.5丙烯齐聚法.5石蜡裂解法.5煤油加氢法.53.十二烷基苯磺酸钠的生产技术.8以煤油为原料生产LAS的技术（1） 原料及要求.8（2） 生产原理.9（3） 工艺流程.10（4） 工艺流程说明及主要工艺参数.11（5） 主要生产设备.12（6） 生产的关键过程与关键技术.131. 该技术的优点、缺点及改进方法.13认识LAS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：C12H25C6H4SO3Na分子量：348.48相对密度（水1）：1.09CMC值：2.5mmol·L-1分子结构式：HLB值：10.683熔点：204207十二烷基苯磺酸钠的性质物理性质：溶于水成半透明溶液，白色至淡黄色粉末或颗粒。化学性质:对碱、稀酸、硬水均较稳定，在25时水溶液的临界胶团浓度是1.21.6×10-3mol/L生物性质：具有微毒（LD502000mg/kg），生物降解度90 LAS的功能:具有去污、湿润、发泡、分散的表面活性LAS应用：用作纺织印染助剂。电镀工业的脱脂剂，用作丝绸印花、渗透及脱胶精炼助剂。用作食品工业用加工助剂。用作压敏胶聚合用高效乳化分散剂，用量1%-0.1%，有优良发泡力和去污力，是高级清洗剂、去污剂、高级洗涤剂主要原料，可赋予洁白的色泽，高效的去污、油和抗静电能力。涤纶基材、片基的优良抗静电剂，尤其是涤纶电影、摄影胶片的高效抗静电剂。是提高无机、有机易吸潮、结块的化工产品质量的高效添加剂。高级皮革的优良脱脂剂。LAS的质量标准粉状：（Cp是化学纯，Ap是分析纯）规格活性物含量%无极硫酸盐%水分%PH值Cp级8510379Ap级907379高纯度952379浆状:外观白色至微黄色高粘性浆状活性物含量85%-95%石油醚萃取物2%醇不溶物2%游离碱2%盐分2%PH值（可根据用户定制）58-2.LAS的诞生与发展过程追根求源: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，便是他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。为了解决这一问题，20世纪60年代早期，洗涤工业便开始由支链烷基苯磺酸盐的生产转向直链烷基苯磺酸盐的生产。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。LAS各种生产方法比较一烷基苯的生产:在烷基化的过程中，常用的方法有以下几种：丙烯齐聚法、石蜡裂解法（乙烯齐格勒聚合法）、脱氢法,目前我国常用的方法是脱氢法。1.丙烯齐聚法1.1生产原理1.2生产原料：丙烯、苯、无水三氧化铝优、缺点1.3优点：热稳定好，去污力强，价格便宜缺点：不易生物降解，造成环境公害2.石蜡裂解法（乙烯齐格勒聚合法）2.1生产原理：石蜡裂解是在高温条件下使石蜡分子中的C-C键断裂，从而制得低沸点烃类的热反应，分离得到十二烯烃，再与苯烷化得到十二烷基苯2.2生产原料：石蜡、苯、无水三氯化铝2.3优、缺点:优点：工序较短，产品性能良好缺点：过程错综复杂，副反应多（包括迭合、缩合、脱氢、异构化、环化和芳构化）3.脱氢法1.生产原理直馏煤油经加氢精制，分子筛脱蜡制得正构烷烃，长链的正构烷烃脱氢生成单烯烃，单烯烃和未脱氢的正构烷烃在催化剂存在下与苯反应生成烷基苯 2.生产原料：直馏煤油、氢气、苯无水三氯化铝3.优、缺点优点：工艺较为先进，产品质量较好，2-位烷基笨的量少，生产过程中茚满、萘满含量低，并对设备腐蚀小  缺点：能耗大二.磺化工艺：常用的磺化法有一下三种：1、氯磺酸磺化法2、氨基磺酸磺化法3、三氧化硫磺化法1.氯化酸磺化法1.1生产原理C12H25+SO3·HClC12H25SO3H1.2生产原料：十二烷基苯、氯磺酸、无水三氯化铝1.3优、缺点优点：反应条件温和，与有机物在适宜条件下几乎可以定量反应，生成的HCl可以排出，有利于反应进行完全，副反应少，产品度和收率高，不副产废H2SO4,不污染环境。 缺点：氯磺酸价格较贵，分子量大，引入一个SO3分子的磺化剂用量较多，生成的HCl具有强腐蚀性，操作复杂，磺化时需要惰性有机溶剂，限制了反应范围。2、 氨基磺酸磺化法2.1生产原理C12H25+NH2SO3HC12H25SO3NH42.2生产原料：十二烷基苯、氨基磺酸、无水三氯化铝2.3优、缺点优点：所得产品无色、透明、无异味，完全可作为日用化学品原料，且对设备腐蚀性小，反应温和，易控制缺点：氨基磺酸的价格比较贵，生产成本高3、 三氧化硫磺化法3.1生产原理C12H25+SO3C12H25SO3H3.2生产原料：十二烷基苯、三氧化硫3.3优、缺点优点：不生成H2O,无大量废酸，三废少；磺化能力强，反应快；用量省，接近理论量，成本低，经济合理产品质量高，杂物少。缺点：反应激烈，热效应大，难以控制所得产物粘度高，散热困难，易发生多硫化、氧化等副产物二、十二烷基苯磺酸钠的生产原料要求供应商电话价格煤油见下表1广州聚峰化工有限公司86-020-8256251910元/升苯见下表2济南鑫顺化工有限公司86-0531-88778838 8元/千克氢气见下表3深圳划时代科技有限公司086 0755 29063300160元/瓶硫磺见下表4广东侬尔利化工有限公司13826118055800元/吨 氢氧化钠见下表6深圳市东方富地贸易有限公司86-0755-896362002.20元/千克以煤油为原料生产LAS的技术原料要求1.直馏煤油：总正构19，芳烃19，馏程190240，相对密度0.80.82，含硫1400PPm，碱性氮1500PPm2.氢气：补充氢气组分：H295（体积）最好99，含氮量2CO+CO220PPm，含氧量0.5，循环氢气组分：氢气浓度7075，H2S质量分数33.氢氧化钠：NaOH98%，碳酸盐10%4.苯：苯的含量99，非芳烃含量0.1结晶点/5.45，酸洗比色不深于0.055.硫磺：硫质量分数99.9，水分2.00，酸度（以H2SO4计）0.005，灰分质量分数0.01，有机物质质量分数0.03，砷质量分数0.01，筛余物质量分数（颗粒大小150um）3.00，粉状硫磺（75150um）0.52、生产原理生产十二烷基苯三氧化硫磺化氢氧化钠中和十二烷基苯磺酸钠1.2从加氢煤油中分离出十二烷烃（1） 用分子筛分离出十二烷烃十二烷烃加氢煤油其他成分1.3由十二烷烃制十二烯烃脱H2CH3(CH2)10CH3CH3(CH2)9CH=CH2+H2由十二烷烃与苯反应制取十二烷基苯（烷基化）CH3(CH2)10CH2CH3(CH2)9CH=CH2+SO2+O2SO3S+O2SO2由硫磺制取三氧化硫CH3(CH2)11+SO3CH3(CH2)11SO3H四、十二烷基苯与三氧化硫制取十二烷基苯磺酸（磺化）十二烷基苯磺酸与氢氧化钠反应CH3(CH2)11SO3H+NaOHCH3(CH2)11SO3Na三工艺流程图工艺流程说明:直馏煤油加氢制取加氢煤油，经分子筛分离制取C10C14正构烷烃和脱蜡油，脱蜡油用作燃料，C10C16正构烷烃经选择性脱氢制取-正构烯烃与正构烷烃混合物(A)和氢气，氢气用于加氢反应；A与苯进行加成反应制取加成产物(B)，精馏B制取直链烷基苯，未反应的苯返回加成釜参与加成反应，未反应的正构烷烃返回脱氢釜进行脱氢，重烷基苯等副产物收集另行利用；直链烷基苯与由硫磺制成的三氧化硫磺化得磺化产物，经气液分离，液相进行老化处理，使反应完全，再经水化，使形成的部分烷基苯磺酸酐水解为烷基苯磺酸，后者与氢氧化钠溶液中和生成烷基苯磺酸钠溶液，经浓缩得浆状产品(十二烷基苯磺酸钠(LAS)的浆状产品),干燥即得粉状产品。磺化用三氧化硫由硫磺氧化制取：硫磺熔融后与干空气燃烧制取二氧化硫，后者经干空气进一步氧化制取三氧化硫。干空气制取：普通空气经压缩、冷却、吸附除水制取主要工艺参数1煤油加氢工艺参数：催化剂：加氢催化剂481-3；氢压：4.05.0MPa；反应温度：280320；体积空速：1.02.0h-12分子筛脱蜡：分子筛：5A型或ADS-12、ADS-14、ADS-34。液相吸附；脱附剂：异辛烷。3脱氢：催化剂：铂类催化剂，如D3H-5，载体：-Al2O3；温度：450；压力：低压或常压；4烷基化催化剂：HF或无水AlCl3温度：3040；压力：6.868×1054.904×106帕斯卡；苯:烯=512(分子比)；氢氟酸：碳氢化合物=1.52.0；5磺化三氧化硫浓度：3%5%；烷基苯:三氧化硫=1:1.031.05温度：50；三氧化硫-干空气流速：26米/秒；6. 中和氢氧化钠浓度:10%;温度:4050；pH:78；主要生产设备名称型号规格作用烷化器BLD4-3蒸汽加热反应器，规格1000L，内锅直径1200ml，夹套直径1300ml，电动机功率4KW，搅拌速度60100r.p.m进行十二烷烯与苯烷基化反应磺化器K5000L搪瓷反应釜釜内压力：0.4MPa，夹压力：0.6MPa，釜内温度-10-200°C，夹套温度：-20-180°C，容积1000L进行十二烷基苯与三氧化硫的磺化反应中和器FRP反应罐容积1000L，搅拌转速1565r/min密封形式填料密封进行用氢氧化钠对十二烷基苯磺酸的中和反应6、生产的关键过程与关键技术6.1烷基化苯与长链正构烯烃的烷基化反应一般在液相中进行，也有在气象中进行。通常用含质子酸和路易斯酸的物质（如HF、HBF4、HSO3或AlCl3）作催化剂。在此选用AlCl3作催化剂。烷基化反应机理：C10H25AlCl3C10H22CH=CH2+关键技术：反应温度的控制和催化剂的选择6.2磺化磺化机理：主反应R+SO3RSO3（2）副反应磺化反应由于磺化原料的性质和反应条件的影响，在主反应进行的同时，还有一系列副反应发生，如：砜的生成、多磺酸的生成。关键技术：反应时间和反应温度的控制。6.3脱氢关键技术：脱端部氢，催化剂的选择很重要该技术的优点、缺点及改进方法优点缺点改进方法1、原料来源广泛2、不生成H2O，无大量废酸，三废少；3、磺化能力强，反应快；4、用量少，成本低；5、产品质量高，杂质少；6、反应速度快，设备生产率高。1、SO3非常活泼，反应激烈，热效应难以控制；2、所得产物粘度高，散热困难，易发生多磺化，氧化等产物；3、能耗大。1、及时将磺化器中的产物送入下一工段；也可使用分离膜；2、精化工艺流程，减少副反应的发生（如烷基苯磺化时多用三氧化硫而少用发烟硫酸磺化）。