聚乙氧基化脂肪醇恒溫穩(wěn)定性研究

林海云, 田 雪

（1. 中國石油撫順石化公司合成洗滌劑廠， 遼寧 撫順 113004； 2. 中國石油撫順石化公司腈綸化工廠， 遼寧 撫順 113004）

聚乙氧基化脂肪醇恒溫穩(wěn)定性研究

林海云1, 田 雪2

（1. 中國石油撫順石化公司合成洗滌劑廠， 遼寧 撫順 113004； 2. 中國石油撫順石化公司腈綸化工廠， 遼寧 撫順 113004）

以環(huán)氧乙烷和C12-14天然脂肪醇為原料，通過Pressindustria(普利斯) 工藝第二代乙氧基化裝置合成不同規(guī)格的聚乙氧基化脂肪醇產(chǎn)品AEO-2、AEO-3、AEO-5、AEO-7、AEO-9，分別以氫氧化鈉和氫氧化鉀為催化劑研究其恒溫穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以氫氧化鉀為催化劑在不同濃度及不同的工藝條件下，恒溫穩(wěn)定性較好；以氫氧化鈉為催化劑在不同濃度及不同的工藝條件下，對 AEO-9產(chǎn)品恒溫穩(wěn)定性影響較大，其它品種恒溫穩(wěn)定性較好。

聚乙氧基化脂肪醇；恒溫穩(wěn)定性；研究

目前在大多數(shù)液體洗滌劑的配方中，都是采用多種表面活性劑的復(fù)配來提高性能并降低成本。不同種類的表面活性劑復(fù)配，?？蛇_(dá)到比任何單一組份都好的性能，若搭配不當(dāng)也會出現(xiàn)性能惡劣的情況，造成浪費(fèi)。近年來對表面活性劑的復(fù)配增效作用研究工作非?；钴S，在理論和應(yīng)用方面都有長足進(jìn)步。其中聚乙氧基化脂肪醇（AEO）具有人體相容性好，環(huán)境友好，易生物降解，低生態(tài)毒性，低溫洗滌效果好，復(fù)配效果好，在實(shí)際洗滌劑產(chǎn)品生產(chǎn)中得到迅猛發(fā)展[1-3]。

隨著對洗滌劑產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升，聚乙氧基化脂肪醇（AEO）傳統(tǒng)的國標(biāo)分析羥值、濁點(diǎn)、PH值、水分、色澤等只能滿足基本要求，對二惡烷含量、大腸菌群、菌落總數(shù)、恒溫穩(wěn)定性等分析項(xiàng)目提出更高要求。恒溫穩(wěn)定性是表征AEO產(chǎn)品在恒定溫度長時(shí)間加熱條件下，觀察其穩(wěn)定性能的一種判斷。AEO產(chǎn)品恒溫穩(wěn)定性不好，恒溫長時(shí)間加熱易產(chǎn)生絮狀物沉淀，對洗滌劑配方復(fù)配產(chǎn)生惡劣影響。本文結(jié)合中國石油撫順石化公司 Pressindustria(PI) 工藝第二代乙氧基化裝置，旨在生產(chǎn)實(shí)踐中研究AEO產(chǎn)品恒溫穩(wěn)定性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

C12-14天然脂肪醇，羥值290.5 mg KOH/g，遼寧華興集團(tuán)化工股份公司；環(huán)氧乙烷（EO），撫順石化公司乙烯化工廠；氫氧化鉀（KOH），工業(yè)級，唐山三孚硅業(yè)股份有限公司；氫氧化鈉（NaOH），工業(yè)級，沈陽化工有限公司；醋酸（CH3COOH），工業(yè)級，山東華魯恒升化工有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

利用分子上含有活潑氫的所謂鏈起始劑使一定摩爾數(shù)的環(huán)氧乙烷進(jìn)行縮聚反應(yīng)來生產(chǎn)乙氧基化產(chǎn)品?？捎孟旅娣匠淌奖硎錾鲜龇磻?yīng)：

這里R是親油性基團(tuán)，X是含活潑氫的官能團(tuán)。

1.3 合成方法

一定目標(biāo)數(shù)量的C12-14天然脂肪醇投到反應(yīng)器后，加入一定比例的催化劑，通過升溫脫水，與配比好的環(huán)氧乙烷（EO）在設(shè)定溫度、壓力下進(jìn)行反應(yīng)，最后熟化，加酸中和后得到目標(biāo)樣品。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑類型對AEO恒溫穩(wěn)定性影響

2.1.1 氫氧化鈉為催化劑對AEO恒溫穩(wěn)定性的影響AEO產(chǎn)品規(guī)格與乙氧基化反應(yīng)中EO加成數(shù)有關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整一定比例C12-14醇和EO的配比，以一定濃度氫氧化鈉為催化劑合成 AEO-2、AEO-3、AEO-5、AEO-7、AEO-9五個(gè)品種，在設(shè)定溫度、時(shí)間條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(表1)。

表1 氫氧化鈉為催化劑對AEO恒溫穩(wěn)定性的影響Table 1 Effect of sodium hydroxide on the constant temperature stability of AEO

由表1可知，以相同濃度的氫氧化鈉作為催化劑，同樣在60 ℃條件下恒溫加熱24 h，不同規(guī)格的AEO產(chǎn)品產(chǎn)生不同的外觀現(xiàn)象，AEO-2、AEO-3、AEO-5、AEO-7產(chǎn)品無明顯變化，外觀無色透明液體。AEO-9產(chǎn)品卻發(fā)生明顯變化，外觀渾濁，且有絮狀物析出沉淀。

2.1.2 氫氧化鉀為催化劑對 AEO恒溫穩(wěn)定性的影響

通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整一定比例C12-14醇和EO的配比，以一定濃度氫氧化鉀為催化劑合成 AEO-2、AEO-3、AEO-5、AEO-7、AEO-9五個(gè)品種，在設(shè)定溫度、時(shí)間條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(表2)。

表2 KOH為催化劑對AEO恒溫穩(wěn)定性的影響Table 2 Effect of KOH on the constant temperature stability of AEO

由表2可知，以相同濃度的氫氧化鉀作為催化劑，同樣在60 ℃條件下恒溫加熱24 h，不同規(guī)格的AEO產(chǎn)品具有相同的外觀現(xiàn)象，都是無色透明液體。通過表1和表2對比可知，以氫氧化鉀為催化劑生產(chǎn)的 AEO-9產(chǎn)品較以氫氧化鈉為催化劑生產(chǎn)的AEO-9產(chǎn)品具有較好的恒溫?zé)岱€(wěn)定性能。且加成數(shù)在7以下的品種，使用2種催化劑恒溫穩(wěn)定性無明顯區(qū)別。

通過實(shí)驗(yàn)，在恒溫溫度為35、45、55、65、75 ℃，同樣加熱24 h的條件下，得到同樣上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.1.3 催化劑濃度對AEO-9產(chǎn)品恒溫穩(wěn)定性影響

通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整不同種類催化劑在不同濃度條件下合成的AEO-9產(chǎn)品，在恒定溫度60 ℃條件下加熱24 h，觀察AEO-9外觀穩(wěn)定性能。催化劑濃度采用比例為0.05%、0.08%、0.1%、0.15%、0.2%五種條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(表3)。

表3 催化劑濃度對AEO-9產(chǎn)品恒溫穩(wěn)定性的影響Table 3 Effect of catalyst concentration on the constant temperature stability of AEO-9 product

通過表 3可知，用氫氧化鈉為催化劑生產(chǎn)的AEO-9產(chǎn)品在不同催化劑濃度下，得到相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，都是渾濁，有絮狀物沉淀產(chǎn)生。而用氫氧化鉀為催化劑生產(chǎn)的 AEO-9產(chǎn)品在不同催化劑濃度下，也是具有相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，產(chǎn)品無色透明。同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果在恒溫溫度為35、45、55、65、75 ℃，同樣加熱24 h的條件下，得到相同的認(rèn)證。進(jìn)一步證明了以氫氧化鉀為催化劑生產(chǎn)的 AEO-9產(chǎn)品較以氫氧化鈉為催化劑生產(chǎn)的 AEO-9產(chǎn)品具有較好的恒溫?zé)岱€(wěn)定性能。

2.2 工藝條件對AEO-9恒溫穩(wěn)定性影響

根據(jù)對最終分析項(xiàng)目的要求，結(jié)合Pressindustria(PI) 工藝第二代乙氧基化裝置實(shí)際可操作性和經(jīng)濟(jì)效益因素，通過對各主要工藝條件因素的分析，選用正交表L9(34)，固定催化劑類型（氫氧化鉀），改變反應(yīng)溫度（A，℃），反應(yīng)物料質(zhì)量比（B，m(脂肪醇)：m(環(huán)氧乙烷)），反應(yīng)速率（C，t/h）3因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，其合成的AEO-9在恒定溫度60 ℃條件下加熱24 h進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果見表4。

Study on the Constant Temperature Stability of Poly Ethylene Glycol Fatty Alcohol

LIN Hai-yun1, TIAN Xue2
（1. PetroChina Fushun Petrochemical Company Synthetic Detergent Factory，Liaoning Fushun 113004，China; 2. PetroChina Fushun Petrochemical Company Acrylic Fiber Chemical Plant，Liaoning Fushun 113004，China）

Taking epoxy ethane and C12-14 natural fatty alcohol as raw materials, the second generation of ethoxylation device with Pressindustria (PI) process was used to synthesize different specification of poly ethylene oxygen radicals fatty alcohol products AEO-2, AEO-3, AEO-5, AEO-7, AEO-9.Then their constant temperature stabilities were respectively studied with sodium hydroxide and potassium hydroxide as catalysts. Experimental results show that using KOH as catalyst in different concentration and different process conditions, the temperature stability is better; using sodium hydroxide as catalyst in different concentration and different process conditions, influence on the temperature stability of AEO-9 products is bigger, other constant temperature stability is better.

Poly ethylene glycol fatty alcohol；Constant temperature stability；Research

TQ 423

A

1671-0460（2015）08-1767-02

2015-05-25

林海云（1981-），男，遼寧蓋州人，工程師，碩士學(xué)位，2007年畢業(yè)于沈陽化工學(xué)院材料加工專業(yè)，研究方向：從事表面活性劑生產(chǎn)及研究工作。E-mail：linhy999@petrochina.com.cn。