第二章 表面活性剂 Chapter2 Surfactant 第四节 乙氧基化与 非离子表面活性剂生产技术

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1 第二章 表面活性剂 Chapter2 Surfactant 第四节 乙氧基化与 非离子表面活性剂生产技术

2 非离子型表面活性剂 亲水基： 醚基和羟基 聚氧乙烯醚类 多元醇脂肪酸酯类 醚酯类 醇酰胺类 甘油脂肪酸（单）酯 Tween 脂肪醇酰胺
失水山梨醇脂肪酸（单）酯 甘油脂肪酸（单）酯 多元醇脂肪酸酯类 Tween 醚酯类 脂肪醇酰胺 醇酰胺类 脂肪醇聚氧乙烯醚酰胺

3 亲水基结构与性质关系 亲水基：醚基和羟基 亲水性和溶解性：氢键作用结果 醚基、羟基数越多，亲水性越强

4 非离子型表面活性剂－溶解性与温度关系 浊点 浑浊与氢键作用 使用上限温度 浊点与亲水性关系

5 表面活性剂溶解性与温度关系 非离子型表面活性剂：浊点(Cloud point) 浑浊原因：氢键随温度升高断裂，使溶解度降低。 浊点是离子表面活性剂应用温度的上限 浊点越高，亲水性越强

6 离子型表面活性剂： Krafft （克拉夫托）点
此时的溶解度即CMC。 Krafft点是离子表面活性剂应用温度的下限。

7 非离子型表面活性剂 亲水基： 醚基和羟基 聚氧乙烯醚类 多元醇脂肪酸酯类 醚酯类 醇酰胺类
Tween 醚酯类 醇酰胺类 非离子表面活性剂中品种最多、产量最大、应用最广的一类表面活性剂是 类 聚氧乙烯醚类

8 第五节 乙氧基化与 非离子表面活性剂生产技术
第五节 乙氧基化与 非离子表面活性剂生产技术 一、乙氧基化反应 加成聚合反应 脂肪醇 脂肪酸 脂肪胺 烷基酚

9 一、乙氧基化反应 （一）乙氧基化的反应机理 （二）环氧乙烷加成物的聚合度分布 （三）乙氧基化的影响因素 （四）乙氧基化工艺过程

10 （一）乙氧基化的反应机理 阴离子聚合机理 链引发：形成单氧乙烯阴离子 链增长：生成聚氧乙烯阴离子 竞争反应 夺质子反应

11 夺质子反应对链增长的影响 链引发 链增长 全部生成单氧乙烯加成物，再进一步聚合 夺质子反应 ROH为脂肪酸、烷基酚
夺质子易进行，全部链引发后再进行链增长 ROH为脂肪醇 夺质子不易进行，链增长伴随链引发进行

12 聚氧乙烯类表面活性剂的性质，不仅与平均聚合度有关，
（二）环氧乙烷加成物的分子量分布 链引发 链增长 夺质子反应 酚类、羧酸与环氧乙烷加成物的分布 完成链引发后再一起链增长，产物分子量分布较窄 醇类与环氧乙烷加成物的分布 链引发与链增长同时进行，产物分子量分布较宽 聚氧乙烯类表面活性剂的性质，不仅与平均聚合度有关， 而且与分子量分布（多分散性）有关。

13 聚氧乙烯类表面活性剂的性质，不仅与平均聚合度有关，
（二）环氧乙烷加成物的分子量分布 链引发 链增长 夺质子反应 酚类、羧酸与环氧乙烷加成物的分布 完成链引发后再一起链增长，产物分子量分布较窄 醇类与环氧乙烷加成物的分布 链引发与链增长同时进行，产物分子量分布较宽 聚氧乙烯类表面活性剂的性质，不仅与平均聚合度有关， 而且与分子量分布（多分散性）有关。

14 （三）乙氧基化影响因素 1、反应物结构的影响 2、催化剂的影响 3、温度: 130~180℃ 4、压力:0.05~0.5MPa
反应速度：伯醇＞仲醇＞叔醇 反应速度：伯醇＞酚＞羧酸 取代酚结构 2、催化剂的影响 3、温度: 130~180℃ 4、压力:0.05~0.5MPa

15 （四）乙氧基化工艺过程 常压为液态的脂肪醇、脂肪酸、烷基酚 常压为气态的环氧乙烷 1、用搅拌器混合的间歇操作法 2、循环混合的间歇操作法
采用何种方式混合、接触、反应的问题 1、用搅拌器混合的间歇操作法 加压下液态环氧乙烷与液态疏水基原料搅拌混合反应 2、循环混合的间歇操作法 利用液态疏水基原料高速喷出呈雾状与气态环氧乙烷混合反应 3、press乙氧基化操作法 疏水基原料喷出形成液滴与高压下呈雾状的环氧乙烷混和反应

16 循环式间歇操作工艺流程图 物料循环代替搅拌
文丘里管利用相邻两段的流体压差来测量流体的流量。按照其原理，流体在从A端高速喷射（喷嘴）到突然扩张（扩张室）的过程中，会产生一定的负压差（真空气室），使得旁路B端的流体因负压而被吸入。 Venturi tube是由意大利物理学家 G.B.文丘里发明而得名 文丘里管是由等直径入口段、收缩段、等直径喉道和扩散段等组成， 利用相邻两段的流体压差来测量流体的流量。 物料循环代替搅拌

17 二、聚氧乙烯类非离子表面活性剂 （一）脂肪醇聚氧乙烯醚的生产 反应过程 O-烷基化 反应机理 阴离子聚合条件：无水无氧 商品名：苄泽
链引发 链增长 阴离子聚合条件：无水无氧 商品名：苄泽 操作特点：真空脱水、氮气置换

18 （一）脂肪醇聚氧乙烯醚的生产 1、间歇搅拌釜式生产 出料 操作特点：真空脱水、 氮气置换 真空脱水 脂肪醇 氮气置换 氢氧化钠 环氧乙烷
反应釜 蒸汽 氮 气 氢氧化钠 脂 肪 醇 出 料 冷却水 下水道 氮气 管路 真空 环氧乙烷 回流 脂肪醇 氢氧化钠 环氧乙烷 （连续加入） 出料 真空脱水 氮气置换 搅拌反应 操作特点：真空脱水、 氮气置换

19 （一）脂肪醇聚氧乙烯醚的生产 ２、间歇循环式生产 物料循环混和 文丘里射流器（混合环氧乙烷） ④ ① ① ② ③ ③ 脂肪醇或烷基酚
①脂肪醇或烷基酚及催化剂送入反应釜7，； ②在真空下加热脱水，然后充入氮气； ③开启循环泵10及11，使物料在气液接触器及主反应釜中循环; ④送入环氧乙烷或环氧丙烷，气化后与喷入的雾状疏水原料接触反应。 ② ③ ③

20 ３、连续管式乙氧基化生产 回流路线 环氧乙烷 连续进料 脂肪醇 混和 连续出料

21 小 结 Summary 克拉夫托点与浊点的区别； 乙氧基化反应机理：阴离子聚合； 阴离子聚合条件与操作特点：无水无氧；真空脱水、氮气置换
乙氧基化工艺：液态与气态原料的接触方式 脂肪醇聚氧乙烯醚生产：间歇搅拌、间歇循环、连续生产