CN106000218A - 一种新型糖苷类表面活性剂混合物、生产工艺及生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型糖苷类表面活性剂混合物、生产工艺及生产装置。目的是提供的所述产品品质高；所述工艺应无需设置脱醇工序；所述装置应配置方便。技术方案是：一种新型糖苷类表面活性剂混合物，其成分如下：阴离子硫酸酯盐类表面活性剂，烷基糖苷类表面活性剂，硫酸盐，其余为水。一种新型糖苷类表面活性剂混合物的生产工艺，包括以下步骤：1)糖苷化反应；2)磺化反应；3)磺化后酸酯经中和调整后，得到目标产物——糖苷类表面活性剂混合物。一种新型糖苷类表面活性剂混合物的生产装置，该装置包括糖苷化反应装置、过滤器、磺化反应系统、中和调整系统以及产品出口，糖苷化反应装置上分别设置有脂肪醇入料口、葡萄糖入料口以及催化剂入口。

Description

一种新型糖苷类表面活性剂混合物、生产工艺及生产装置

技术领域

本发明涉及一种新型糖苷类表面活性剂混合物、生产工艺及生产装置。

背景技术

烷基糖苷及烷基醇醚糖苷是由天然脂肪醇或醇醚和葡萄糖在一定的条件下失去一分子水而成的含有单苷、二苷、多苷的混合物，是安全无毒、刺激性低、不会导致人的皮肤产生接触性皮炎、生物降解快而完全的非离子表面活性剂。但由于中碳链单苷的水溶性较差、泡沫中等而限制了其某些应用范围，通过对其改性研究可在保持烷基糖苷的优点前提下，使缺点得到改善。

由于烷基多苷是多羟基化合物，因此可以与许多化学基团反应，生成新的衍生物，如烷基多苷酯、烷基多苷硫酸酯、磺基琥珀酸酯、烷基多苷季铵盐等。目前烷基多苷硫酸酯多采用氯磺酸、氨基磺酸、SO₃等对烷基多苷进行磺化生成，但由于烷基多苷的熔点在100℃以上，因此磺化反应需要在有机溶剂中进行，反应结束后再将溶剂蒸出加以利用，这给工业生产带来了很多困难。

目前，烷基糖苷的生产工艺采用过量脂肪醇与葡萄糖反应，反应后粗产品含有大量脂肪醇，需采用两级蒸醇装置将过量脂肪醇除去，能耗较大，且反应后产品颜色较深，不能满足使用需求，需进一步进行双氧水漂白工序。

发明内容

本发明的目的是克服现有工艺的不足，提供一种新型糖苷类表面活性剂混合物、生产工艺及装置；所述产品品质得以提升；所述工艺应无需设置脱醇工序，有效降低产品能耗，且工艺流程简单，生产效率高；所述装置应配置方便、投资成本不高。

本发明的技术方案是：

一种新型糖苷类表面活性剂混合物，其成分及相应质量百分比如下：

阴离子硫酸酯盐类表面活性剂20～80％，

烷基糖苷类表面活性剂0.1～40％，

硫酸盐0.1～5％，

其余为水；

所述阴离子硫酸酯盐类表面活性剂中包含20～50％的烷基糖苷硫酸酯盐和50～80％的脂肪醇硫酸酯盐。

一种新型糖苷类表面活性剂混合物的生产工艺，包括以下步骤：

1)糖苷化反应：脂肪醇、葡萄糖及催化剂按比例投入糖苷化反应系统，在105～120℃的反应温度，5-20kPa的真空条件下进行糖苷化反应，反应结束后经过过滤器除去未反应的葡萄糖及副产物多糖，得糖苷化反应后产物；

所述脂肪醇、葡萄糖的投料摩尔比控制在3～5:1；所述催化剂为浓硫酸、对甲苯磺酸中的一种，催化剂用量为总投料质量的0-1％；

2)磺化反应：糖苷化反应后产物输送至磺化反应器进行磺化，磺化反应温度为60-80℃，磺化物料中和值100-130mgNaOH/g；

3)磺化后酸酯经中和调整后，得到目标产物——糖苷类表面活性剂混合物。

所述脂肪醇为C6-C18脂肪醇及其混合物，优选C8-C16脂肪醇及其混合物；所述葡萄糖为淀粉、糖浆、无水葡萄糖及一水葡萄糖中的至少一种，优选无水葡萄糖。

所述糖苷化反应为连续生产工艺、间歇化生产工艺，优选连续生产工艺；

所述糖苷化反应的间歇化生产工艺采用釜式反应器，所述釜式反应器中的反应时间为4-6小时；

所述糖苷化反应的连续化生产工艺，包括以下步骤：

1)脂肪醇与糖苷化反应后产物经换热器升温后，与葡萄糖、催化剂进入一固液粉碎装置进行均质；

2)均质后物料经加热器升温后，进入一带搅拌装置的糖苷化反应釜进行反应，通过反应釜下的输送泵出料，控制平均停留时间为4～6小时；

3)输送泵输出的物料经步骤1)所述换热器降温后，经过滤器除去未反应的葡萄糖及副产物多糖，进入下步磺化反应。

一种新型糖苷类表面活性剂混合物的生产装置，其特征在于该装置包括通过管道依次相连的糖苷化反应装置、过滤器、磺化反应系统、中和调整系统以及产品出口，糖苷化反应装置上分别设置有脂肪醇入料口、葡萄糖入料口以及催化剂入口。

所述糖苷化反应装置可为一带加热、搅拌、真空系统及输出泵的釜式反应器，或者为一套连续糖苷化反应装置；

所述连续糖苷化反应装置包括通过管道依次相通的脂肪醇入料口、换热器吸热管、固液粉碎机、加热器、糖苷化反应釜、输送泵、换热器放热管以及烷基糖苷混合物出口，所述固液粉碎机固相入口设置有葡萄糖入料口及催化剂入口；脂肪醇经由换热器吸热管升温后进入固液粉碎机，糖苷化反应釜物料经由输送泵经换热器放热管降温后，由烷基糖苷混合物出口输出。

所述磺化反应系统为常规的降膜式气相磺化反应器；

本发明与现有工艺相比，具有以下优点：

1、本发明所述糖苷类表面活性剂混合物即有烷基糖苷特性，又具有硫酸酯类阴离子表面活性剂特性，性能优异，绿色环保，产品颜色较浅，无需进行脱醇漂白工艺，而且生产工艺简单，生产效率高；

2)本发明将烷基糖苷生产中过量的脂肪醇与烷基糖苷直接磺化，无需原有繁琐复杂的中和催化剂、脱醇及漂白工艺；对比原有烷基糖苷生产工艺，吨产品能耗可下降60％以上。

3)本发明所述装置均由常规设备购置而成，因而配置方便、投资成本较低。

附图说明

图1为一种新型糖苷类表面活性剂混合物生产装置的结构示意图。

图2为连续糖苷化反应装置的示意图。

其中：1为脂肪醇入料口，2为葡萄糖入料口，3为催化剂入料口，4为糖苷化反应装置，5为过滤器，6为磺化反应器，7为中和调整系统，8为成品出口，4-1为换热器，4-2为固液粉碎机，4-3为加热器，4-4为糖苷化反应釜，4-5为输送泵，4-6为烷基糖苷混合物出口。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步说明。

实施例1

C12-14醇按812kg/h的流量通过换热器与糖苷化后物料换热后，进入固液固液混合器，与250kg/h的葡萄糖、5kg/h的对甲苯磺酸一同进入一固液粉碎机进行乳化均质后，经加热器加热后，进入一8M3的带搅拌的糖苷化反应釜进行反应，反应釜内保持110℃，5kPa的反应条件，通过反应釜液位控制平均停留时间5小时；反应釜出来的物料通过输送泵与原料醇换热降温后，经过滤器去除未反应的葡萄糖及副产物多糖后，进入磺化反应器进行磺化，控制磺化反应温度为65℃，磺化物料中和值110mgNaOH/g；经过磺化的酸酯与液碱中和后，得到糖苷类表面活性剂。该产品的组成如下

脂肪醇硫酸酯钠40.3％，烷基糖苷硫酸酯钠24.8％，烷基糖苷4.9％，水28.8％，硫酸钠1.2％。

实施例2

C8-14醇按750kg/h的流量通过换热器与糖苷化后物料换热后，进入固液固液混合器，与250kg/h的葡萄糖、5kg/h的对甲苯磺酸一同进入一固液粉碎机进行乳化均质后，经加热器加热后，进入一8M3的带搅拌的糖苷化反应釜进行反应，反应釜内保持115℃，8kPa的反应条件，通过反应釜液位控制平均停留时间4.5小时；反应釜出来的物料通过输送泵与原料醇换热降温后，经过滤器去除未反应的葡萄糖及副产物多糖后，进入磺化反应器进行磺化，控制磺化反应温度为68℃，磺化物料中和值115mgNaOH/g；磺化后酸酯与液碱中和后，得到糖苷类表面活性剂。

该产品的组成如下：

脂肪醇硫酸酯钠39.4％，烷基糖苷硫酸酯钠26.5％，烷基糖苷4.1％，水28.9％，硫酸钠1.1％。

实施例3

C12-14醇按750kg/h的流量通过换热器与糖苷化后物料换热后，进入固液固液混合器，与200kg/h的葡萄糖、5kg/h的对甲苯磺酸一同进入一固液粉碎机进行乳化均质后，经加热器加热后，进入一8M3的带搅拌的糖苷化反应釜进行反应，反应釜内保持108℃，7kPa的反应条件，通过反应釜液位控制平均停留时间5小时；物料通过输送泵与原料醇换热降温后，经过滤器去除未反应的葡萄糖及副产物多糖后，进入磺化反应器进行磺化，控制磺化反应温度为65℃，磺化物料中和值110mgNaOH/g；磺化后酸酯与液碱中和后，得到糖苷类表面活性剂。

该产品的组成如下：

脂肪醇硫酸酯钠44.％，烷基糖苷硫酸酯钠21.1％，烷基糖苷4.8％，水29.0％，硫酸钠1.0％。

Claims (9)

1.一种新型糖苷类表面活性剂混合物，其成分及相应质量百分比如下：

阴离子硫酸酯盐类表面活性剂 20～80％，

烷基糖苷类表面活性剂0.1～40％，

硫酸盐 0.1～5％，

其余为水；

所述阴离子硫酸酯盐类表面活性剂中包含20～50％的烷基糖苷硫酸酯盐和50～80％的脂肪醇硫酸酯盐。

2.权利要求1所述的新型糖苷类表面活性剂混合物的生产工艺，包括以下步骤：

1)糖苷化反应：脂肪醇、葡萄糖及催化剂按比例投入糖苷化反应系统，在105～120℃的反应温度，5-20kpa的真空条件下进行糖苷化反应，反应结束后经过过滤器除去未反应的葡萄糖及副产物多糖，得糖苷化反应后产物；

所述脂肪醇、葡萄糖的投料摩尔比控制在3～5:1；所述催化剂为浓硫酸、对甲苯磺酸中的一种，催化剂用量为总投料质量的0-1％；

2)磺化反应：糖苷化反应后产物输送至磺化反应器进行磺化，磺化反应温度为60-80℃，磺化物料中和值100-130mgNaOH/g；

3)磺化后酸酯经中和调整后，得到目标产物——糖苷类表面活性剂混合物。

3.根据权利要求2所述的新型糖苷类表面活性剂混合物的生产工艺，其特征在于：所述脂肪醇为C6-C18脂肪醇及其混合物，所述葡萄糖为淀粉、糖浆、无水葡萄糖及一水葡萄糖中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的新型糖苷类表面活性剂混合物的生产工艺，其特征在于：所述脂肪醇为C8-C16脂肪醇及其混合物；所述葡萄糖为无水葡萄糖。

5.根据权利要求4所述的新型糖苷类表面活性剂混合物的生产工艺，其特征在于：所述为间歇化生产工艺，采用釜式反应器，所述釜式反应器中的反应时间为4-6小时。

6.根据权利要求4所述的新型糖苷类表面活性剂混合物的生产工艺，其特征在于：所述糖苷化反应为连续生产工艺，包括以下步骤：

1)脂肪醇与糖苷化反应后产物经换热器升温后，与葡萄糖、催化剂进入一固液粉碎装置进行均质；

2)均质后物料经加热器升温后，进入一带搅拌装置的糖苷化反应釜进行反应，通过该反应釜下的输送泵出料，控制平均停留时间为4～6小时；

3)输送泵输出的物料经步骤1)所述换热器降温后，经过滤器除去未反应的葡萄糖及副产物多糖，进入下步磺化反应。

7.一种新型糖苷类表面活性剂混合物的生产装置，其特征在于该装置包括通过管道依次相连的糖苷化反应装置(4)、过滤器(5)、磺化反应系统(6)、中和调整系统(7)以及产品出口(8)，糖苷化反应装置上分别设置有脂肪醇入料口(1)、葡萄糖入料口(2)以及催化剂入口(3)；

所述糖苷化反应装置为一带加热、搅拌、真空系统及输出泵的釜式反应器，或者为连续糖苷化反应装置。

8.根据权利要求7所述的新型糖苷类表面活性剂混合物的生产装置，其特征在于：所述连续糖苷化反应装置包括通过管道依次相通的脂肪醇入料口(1)、换热器(4-1)吸热管、固液粉碎机(4-2)、加热器(4-3)、糖苷化反应釜(4-4)、输送泵(4-5)、换热器放热管以及烷基糖苷混合物出口(4-6)，所述固液粉碎机固相入口设置有葡萄糖入料口(2)及催化剂入口(3)；脂肪醇经由换热器吸热管升温后进入固液粉碎机，糖苷化反应釜物料经由输送泵经换热器放热管降温后，由烷基糖苷混合物出口输出。

9.根据权利要求8所述的新型糖苷类表面活性剂混合物的生产装置，其特征在于：所述磺化反应系统为常规的降膜式气相磺化反应器。