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工业上脂肪醇生产技术及国内表新型表面活性剂的开发与生产情况

发布时间:2018-01-25 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:3900

1.工业上脂肪醇生产技术

工业上生产脂肪醇的方法,主要有两类:①以天然油脂为原料的转化法生产天然醇;②以石油衍生物产品为原料的化学合成法生产合成醇。

(1)羰基合成法(OXO法)

目前国内脂肪醇生产厂商十余家,抚顺洗化厂从日本油化公司引进的一套5万吨/a的中压一步羰基合成法生产高级脂肪醇的Shell公司专利技术,能力50kt/a,其中C12~C13醇为24kt/a, C14~C15醇为26kt/a。两种醇可以任何比例调合成C12~C15醇,产品质量达到国际先进水平。中压一步法OXO合成方法是最佳方法,优点:①催化剂十分稳定,与粗醇分离后,不需处理即可继续循环使用;②丙烯烃迅速异构化后,像a-烯烃一样进行反应;③氢化活性极高,无需形成醛即可一步反应制醇,简化了反应流程;④操作压力较低,既节省投资,又节约能源和操作费用,故称之为20世纪70年代OXO合成醇划时代技术,在直链度要求较高的洗涤剂醇生产中被广泛应用。

(2)齐格勒法

齐格勒法是从Kril-Ziegier的有机铝化学合成方法基础上发展起来的,美国大陆油公司1961年实现工业化生产。在齐格勒法的基础上由维斯塔化学公司和乙基公司开发出两种工业化工艺,其主要差别是产品醇的链长分布不同[乙基公司工艺的产品85%为C13醇,而维斯塔化学公司醇的碳数分布按泊松(Poisson)分布,为C2~C28]。

该法特点:①产品碳数分布可调,产品醇的链长不受原料限制,可按市场需要任意调整,操作上有一定的灵活性,而羰基合成醇的碳数分布受原料限制,在C12~C14正构烷烃原料下产品醇碳数分布窄不可调,只能生产C12~C13,C14~C15 ,C12~C15醇;②独特的产品质量,齐格勒醇质量近似于天然醇,碳链正构直链,几乎100%为偶碳数伯醇,从而使其应用更加广泛,羰基合成醇在这方面无法与齐格勒醇相比;③装置能生产C6~C20的各种单组分醇和混合醇,可以适应市场的多种需求。

(3)天然油脂加氢法

国内脂肪醇生产厂家除抚顺洗化厂和吉化股份公司外,其余均为天然醇。

天然脂肪醇的生产技术从蜡酯水解法、钠还原法发展到目前的高压加氢法。天然油脂高压加氢法制醇工艺路线主要有3条:油脂直接加氢法、脂肪酸加氢(鲁奇法)、脂肪酸甲酯加氢法(亨克尔法)。技术路线也有3条:固定床气相加氢、固定床滴流加氢、悬浮床液相催化加氢。总投资费用,齐格勒醇最高,OXO合成醇投资费用只有齐格勒醇的1/2,在两种天然醇生产方法中,脂肪酸甲酯加氢法的投资费比脂肪酸加氢法少13%。比较其技术经济指标和各种费用消耗,OXO醇较低,齐格勒醇和天然醇均较高。从长远看,生产合成醇可获得更大的经济效益。

天然脂肪醇生产及销售受油脂价格影响颇大,近几年发展呈起伏状,但国内相关单位还是在技术进步方面做了不少工作。

脂肪醇生产技术的进步主要有以下几点:羰基合成醇催化剂的国产化。抚顺洗化厂所用的生产羰基合成醇催化剂已由中科院兰州化物所自主开发的催化剂替代进口催化剂,可以实现国产化。②甲酯加氢制脂肪醇催化剂的改进。中国日化院新开发的催化剂小试和扩试实验表明,其性能比传统的甲酿加氢催化剂有明显提高,有待进行产业化验证。

2.国内表新型表面活性剂的开发与生产情况如何?

由于表面活性剂一般作为活性组分存在于复配型的最终产品中,因此表面活性剂对人体的温和性、安全性及环境相容性一直为人们所关注。国际上表面活性剂行业一直强调可持续发展,致力于新型“绿色”表面活性剂的开发。国内表面活性剂行业紧跟世界发展潮流,在新型绿色表面活性剂的研究开发方面做了大量工作,取得了明显的进步。此外,为了适应不同领域的应用要求,在功能型表面活性剂与特种表面活性剂的合成上也取得了一些进展。

(1)烷基多苷(APG)

烷基多苷为典型的温和型绿色表面活性剂,又称环保型表面活性剂,在国际上已是成熟的产品。经过近十几年的努力,国内相关单位开发出拥有自主知识产权的烷基多苷制造技术,工艺技术已由起初的工程化问题相对简单、但工艺复杂且产品质量差的两步法发展到先进的一步法,近几年在产品的色泽、气味等指标上取得明显改善,产品总体质量已达到国际先进水平。除目前已经实施的千吨级的产业化装置之外,相关单位已具备建立3000~5000t/a的生产装置的能力。随着国内APG市场的日渐成熟,APG的规模化生产已不会久远。

(2)醇醚羧酸盐(AEC)

AEC是一种性能非常温和的阴离子型表面活性剂,通常由醇醚和氯乙酸钠的缩合反应制备,涉及比较复杂的工程化问题。国内相关单位在AEC制备工艺上进行了重大改进,取得了突破,避免了由于粉状氯乙酸钠制备所涉及的工程化问题,为该产品的产业化奠定了基础。目前国内已经具备建立3000t/a规模的产业化装置的技术,一旦市场成熟,即可迅速推开。

(3)脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)

FMEE是近几年发展起来的新型非离子表面活性剂,其制备技术的关键是甲酯环氧乙烷进行插入式反应。国内近几年已开发出适用于大规模生产,并进行了产业化规模的制备实验,产品也经过了工业化应用实验。目前国内已具备进行万吨级规模的产业化的能力。

(4)葡糖酰胺(AGA)

AGA为一类性能优良的温和型表面活性剂,但其制备工艺具有较高的技术含量,尤其是亚胺加氢工艺及催化剂具有一定的难度。国内近几年致力于该产品的开发,小试及中试规模已取得突破,有待开展更大规模的实验,进行工艺及工程化技术的完善。

新疆化学研究所以新疆的特有资源棉籽油及甜菜糖为原料开发这一产品对促进新疆农业经济的发展具有十分重要的现实意义。此项目的目标为完成50t/a的糖脂肪酸酯的中试,然后与泛达公司合作进行产业化生产。

(5)脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)

MES多年来一直为国内表面活性剂行业所关注,并在制备技术、分析方法及性能评价等方面作了大量工作。近年来一些单位又进行了甲酯的喷射式磺化工艺的开发,取得了初步的结果。

(b)新型两性离子表面活性剂

两性表面活性剂同时携带正负离子电荷,其表面活性离子的亲水基既具阴离子部分,又具阳离子部分。其结构既不同于阳离子表面活性剂,又不同于阴离子表面活性剂。它有许多优异的性能:低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性;极好的耐硬水性和耐高浓度的电解质性;良好的生物降解性;柔软性和抗静电性;有一定的杀菌性和抑霉性;良好的乳化性和分散性;可与几乎所有其他类型的表面活性剂配伍;有很好的润湿性和发泡性。

传统的两性表面活性剂主要有甜菜碱型及咪唑啉型表面活性剂,一般都具有良好的温和性能。这些类型的表面活性剂的制备要用氯乙酸钠为原料,而氯乙酸钠对人体有较强的刺激。因此上述两类产品中氯乙酸钠含量控制是至关重要的。而一些新品种如羟磺基甜菜碱的制备工艺不用氯乙酸钠为原料,可以避免其残留问题。国内一些单位已经开发出羟磺基甜菜碱并有产品投放市场,为下游产品制造商提供更多的选择。

(7)功能型表面活性剂与特种表面活性剂

20世纪90年代以来,在原有的表面活性剂基础上研制开发的功能性表面活性剂是新一代的表面活性剂。它们有的是通过合成表面活性剂的应用技术发掘出新功能的功能性合成表面活性剂;有的是利用天然表面活性剂开发技术得到的新型天然表面活性剂;有一些是作为易于发生生物降解的表面活性剂进行开发合成的。

为了加速纺织功能助剂及整理剂的国产化,近年来国内一批封端醇醚、快速渗透剂已取得技术突破进入市场。含硅表面活性剂亦在有机硅聚季铵盐、环氧改性硅油及糖基有机硅表面活性剂取得良好的技术进展,有的已实现了产业化。食品乳化剂柠檬酸甘油酯已批量投入生产,产品质量达到美国FDA要求。

①天然表面活性剂的应用技术天然表面活性剂多来自动植物体,为较复杂的高分子有机物。由于其亲水性强,因而能形成乳浊液。而这类物质多有较高的黏度,有益于乳化稳定性。如卵磷脂胆固醇、羊毛脂、茶皂素、蛋白质、皂苷类、糖类及烷基多苷等功能性表面活性剂的开发。

②生物降解表面活性剂的发展表面活性剂要易于生物降解,原料可再生,广泛使用后,对环境无污染,对人、畜安全温和。长链烷基多苷(APG)和直链十二烷基苯磺酸钠(LAS)就是很有希望的两种表面活性剂。APG是新发展的,原料可再生的表面活性剂,并且有很好的生物降解性。LAS是一种老产品,最近研究证明,经废水厂处理后,生物降解度为98%,达到了环保要求。

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