烷基苯生產(chǎn)工藝對(duì)烷基苯磺酸鈉物化性能的影響

孫基(撫順石化公司洗滌劑化工廠，113001)

烷基苯生產(chǎn)工藝對(duì)烷基苯磺酸鈉物化性能的影響

孫基(撫順石化公司洗滌劑化工廠，113001)

針對(duì)烷基苯磺酸鈉的物化性能，在介紹幾種常用烷基苯生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)不同工藝所造成的物化性能影響差異性與特點(diǎn)進(jìn)行分析，為烷基苯磺酸鈉的生產(chǎn)和發(fā)展提供參考。

烷基苯生產(chǎn)；烷基苯磺酸鈉；物化性能；影響

烷基苯磺酸鈉(LAS)作為陰離子表面活性劑，以此良好的性價(jià)比，在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，適用面廣泛，可在不同洗滌劑配制中使用。為掌握LAS物化性能受烷基苯生產(chǎn)的影響，促進(jìn)改性烷基苯研發(fā)，本文對(duì)不同工藝所造成的實(shí)際影響進(jìn)行分析。

1 烷基苯生產(chǎn)工藝

(1)生產(chǎn)原料 苯和鹵代烷的Friedel-Crafts反應(yīng)可以生成烷基苯，此外苯和烯烴通過烷基化也可以合成烷基苯[1]。二十世紀(jì)八十年代主要采用氯代烷法生產(chǎn)烷基苯，后因氧化反應(yīng)過程中容易生產(chǎn)氯化氫等腐蝕性產(chǎn)物而被淘汰。

目前，可在烷基苯生產(chǎn)中使用的烯烴合成工藝主要有四種。其中，我國(guó)主要采用的是由UOP公司研發(fā)的Pacol工藝，即正構(gòu)烷烴催華脫氫法。在這一生產(chǎn)工藝中，所用催化劑的壽命、穩(wěn)定性及選擇性是決定成本與產(chǎn)品質(zhì)量的重點(diǎn)?；诖颂匦?，UOP自二十世紀(jì)七十年代起就加大了Pacol工藝專用催化劑的研發(fā)力度，發(fā)展至今已成功發(fā)表眾多專利，并推出多種類型的催化劑，如DEH系列等。

(2)工藝方法 按不同催化劑類型，可將烷基苯的生產(chǎn)工藝方法分為三類：固定床、氟化氫與三氯化鋁。其中，氟化氫工藝最為普遍。三氯化鋁工藝方法誕生于二十世紀(jì)九十年代初期，具有2-苯基烷生產(chǎn)含量較高的特點(diǎn)，因采用三氯化鋁為催化劑而得名。

上述兩類方法都要用到高強(qiáng)酸催化劑，而且烷基化反應(yīng)都是建立在均相條件基礎(chǔ)上的。固定床工藝方法主要使用的是固體酸催化劑，與以上兩類方法相比，最大的不同在于固化床可省去與氟化氫有關(guān)的所有設(shè)備，包括汽提、再生和沉降，并且降低了生產(chǎn)設(shè)備抗腐蝕能力及安全性保證能力要求。

(3)烷基苯主要構(gòu)成 烷基苯是一種由苯基位置不同的異構(gòu)體以及碳鏈長(zhǎng)度不統(tǒng)一的同系物構(gòu)成的混合物。其中，不同碳鏈長(zhǎng)度同系物都是由若干苯基位置的異構(gòu)體構(gòu)成的，即苯基主要連接在烷烴鏈上各個(gè)仲碳原子之上。烷烴鏈仲碳原子和苯基的相互連接源于烷基化反應(yīng)中碳 離子內(nèi)部中間體自穩(wěn)性[2]。

利用氟化氫工藝方法制備的烷基苯當(dāng)中只有少量2-苯基烷，占總量15%左右；利用三氯化鋁工藝方法制備的烷基苯中，2-苯基烷實(shí)際含量居中，占總量30%左右；而利用MOBACT工法制備的烷基苯含有大量2-苯基烷，占總量50%以上。

根據(jù)以往研究結(jié)果可知，催化劑類型是決定產(chǎn)物2-苯基烷實(shí)際含量的主要因素，涉及到催化劑自身陰離子體積、擇型作用與強(qiáng)酸中心等密切相關(guān)。MOBACT工法所用的擇型分子篩催化劑，可利用過渡形態(tài)立體構(gòu)造實(shí)現(xiàn)擇型。在磷鎢酸等負(fù)載型超強(qiáng)酸中，不含有可容納分子進(jìn)入的細(xì)孔，所以不會(huì)具備擇型選擇性，而它卻對(duì)2-φ有著很高的選擇性，原因是它具有大體積雜多陰離子與極強(qiáng)的酸性。大體積陰離子可滯緩異構(gòu)化進(jìn)程，所以與氟化氫工法相比，三氯化鋁具有較高選擇性。

2 烷基苯磺酸鈉物化性能

(1)Krafft溫度 Krafft溫度指的是水中水合固體溶解度和溫度間關(guān)系曲線與溫度和cmc間關(guān)系曲線交點(diǎn)上的溫度，主要在活性劑溶解度對(duì)比中使用時(shí)，該溫度越高說明活性劑溶解度越低?；钚詣┲?，分子排列的有序度決定了這一溫度的高低，隨疏水鏈支化度不斷提高，該溫度明顯降低。

(2)耐硬水力 相比其它活性劑，LAS耐硬水力中等。隨碳鏈長(zhǎng)度變大，其耐硬水力減弱，內(nèi)苯基異構(gòu)體耐硬水力強(qiáng)于2-苯基異構(gòu)體。在25℃條件下微濾LAS/Ca2+后獲得LAS損失率，然后借助低溫傳導(dǎo)電鏡對(duì)濾渣結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。研究表明，硬水中2-φC12LAS的損失率可達(dá)100%，濾出渣體均為鈣鹽晶體；而由氟化氫工法制備的LAS與6-φC12LAS的損失率均在65%左右，濾出渣體主要為液晶相結(jié)構(gòu)，由若干不同大小囊泡構(gòu)成。由此進(jìn)一步證實(shí)了內(nèi)苯基異構(gòu)體耐硬水力強(qiáng)于2-苯基異構(gòu)體的結(jié)論。

(3)流變性能與相行為 實(shí)驗(yàn)表明，在溫度相等的條件下，LAS濃度與表觀黏度成正比，與透明度成反比；在溫度不斷變化的情況下，隨溫度不斷提高，LAS透明度增加，表觀黏度明顯減??；通過對(duì)LAS/H2O體系的觀察未發(fā)現(xiàn)六角相液晶；當(dāng)LAS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在50%-60%范圍內(nèi)時(shí)，其黏度和屈服值均驟升，采用偏光顯微鏡進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)有體系中存在層狀液晶，故斷定層狀液體間流動(dòng)主要為油層間滑動(dòng)；濁點(diǎn)曲線比清點(diǎn)曲線低，在清濁兩點(diǎn)液晶分散體結(jié)構(gòu)沒有明顯的變化，僅部分晶粒增大，同時(shí)組成了交聯(lián)結(jié)構(gòu)[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)從目前常用氟化氫工法角度講，應(yīng)加大裝置生產(chǎn)能力的挖掘力度。(2)相比之下，固定床工法具有較高安全性與環(huán)保性，而且在降低成本上有空間，應(yīng)作為今后主要研究對(duì)象。(3)由不同工法制備的烷基苯有著不同的構(gòu)成，物化性能也有所差異，為提高活性劑，可提高苯基異構(gòu)體實(shí)際含量，但這會(huì)降低其耐硬水力與溶解度。

[1]范肥林.烷基苯生產(chǎn)工藝對(duì)烷基苯磺酸鈉物化性能的影響[J].日用化學(xué)品科學(xué)，2013，(04):26-29.

[2]陳衛(wèi)民.用于驅(qū)油的以重烷基苯磺酸鹽為主劑的表面活性劑的工業(yè)化生產(chǎn)[J].石油化工，2014，(01):81-84.

[3]崔正剛，鄒文華，張?zhí)炝?，張德?重烷基苯磺酸鹽的合成及其在提高石油采收率中的應(yīng)用[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，(04):19-26.