CN112646166B - 一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，包括调整脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的原料脂肪醇聚氧乙烯醚AEO中环氧加成数的比例。本发明通过调整EO加成数，改善AES的胶束，提高AES的溶解速率，提高AES在日化中的使用效率，进而降低了生产成本，有较好的经济效益、环境效益和社会效益；AES遇水易形成凝胶，在水中形成块状凝胶后溶解速度非常缓慢，聚氧乙烯醚的加成数增加，可以改善AES的凝胶相区，加速AES的溶解速率；表面活性剂的EO数目增加，则表面活性剂的亲水性增强，胶束的聚集数减少，较好的改善的了AES的溶解速率。
Description
技术领域
本发明涉及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的应用领域，涉及一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法。
背景技术
AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)是由AEO(脂肪醇聚氧乙烯醚)经过硫酸化制得，是香波、浴液、洗手液等个人清洁用品和洗洁精、液体洗涤剂等家用洗涤用品的主要活性组分。脂肪醇硫酸钠(AS)具有水溶性好、抗硬水性能力强、刺激性小等优点，因此AES的溶解速率决定洗涤用品的生产效率，而影响AES溶解速率的关键主要是胶束的结构和性质。表面活性剂分子是由难溶于水的疏水基和易溶于水的亲水基组成，在低浓度时以单分子状处于分散状态，但当表面活性剂达到一定浓度时，表面上吸附的表面活性剂分子或离子将表面布满，多余的分子或离子除了一部分仍分散于体相外，随着浓度的增加，不少这种分子或离子为降低其在环境中的表面能，藉由分子间引力而相互聚集；开始只有几个分子相聚集，然后逐渐增大，成为类似球状的聚集体，其亲水基朝向水相，疏水基朝向内部，这种离子或分子的缔合体称为胶束。
胶束的一个重要性质是它的增溶作用，增溶作用只有出现胶束后才产生，并随着CMC以后浓度的增加而增长。可以这么说，胶束能与水溶液的任何种类的溶质发生作用。这些相互作用至少可分为四种类型：(1)与非极性分子的作用；(2)和极性和两亲分子的作用；(3)和间单的一价或多价离子的作用；(4)和两亲离子的作用。
增溶作用是在表面活性剂胶束形成的溶液中发生的现象，即被增溶物、溶剂与胶束之间发生作用。增溶作用是一个动态平衡的过程，被增溶物在胶束内的停留时间较短，且能在几种不同状态间相互转换。
增溶体系包括溶剂、增溶物和增溶剂，因此增溶作用必然受这三者相互作用的影响，这还是内部因素。此外还有外部因素如添加物、温度等的影响。
在液洗中应用时，AES的溶解速率直接影响到后续配料的效率，提高AES的溶解速率对生产企业提高产品效率、稳定质量、进一步控制成本具有重要的指导意义。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，提高AES的应用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，所述方法包括调整脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的原料脂肪醇聚氧乙烯醚AEO中环氧加成数的比例。
作为优选，所述AEO2＝AEO1+AEO3。
作为优选，所述AEO1与AEO3的比例为1﹕1～1﹕5。
作为优选，所述AEO1与AEO3的比例为1:2～1﹕3。
作为优选，所述方法包括以下步骤：
1)配置原料：调整脂肪醇氧乙烯醚的环氧加成数的比例AEO2﹕AEO1﹕AEO3；
2)磺化：将步骤1)配置好的原料经过滤与计量，换热后送入磺化器的料腔，与SO3混合气体发生磺化反应；反应物经分离后，将液相硫酸酯送到下一个工段，分离后的尾气经除酸雾后碱洗放空；
3)中和：将步骤2)得到的液相硫酸酯进行均质混合中和反应，通过中和循环系统大比例物料循环和中和冷却器进行冷却，经调整检测合格后包装出料。
作为优选，所述磺化器各列管中均匀分布由分布器。
作为优选，所述SO3混合气体与所述原料在各列管中顺流相遇而发生磺化反应。
作为优选，所述中和剂为碱性盐、碱性氧化物、碱性氢氧化物中的一种或二种以上任意比例的混合物。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明通过调整EO加成数，改善AES的胶束，提高AES的溶解速率，提高AES在日化中的使用效率，进而降低了生产成本，有较好的经济效益、环境效益和社会效益；
2)AES遇水易形成凝胶，在水中形成块状凝胶后溶解速度非常缓慢，聚氧乙烯醚的加成数增加，可以改善AES的凝胶相区，加速AES的溶解速率；
3)表面活性剂的EO数目增加，表面活性剂的CMC和表面张力降低，这是由于聚氧乙烯基团除了具有一定的亲水性，还具有一定的疏水性，随着聚氧乙烯基团的引入，表面活性剂的亲水性增加，使其在水中的溶解性能提高；
4)表面活性剂的EO数目增加，则表面活性剂的亲水性增强，胶束的聚集数减少，较好的改善的了AES的溶解速率。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
本发明中，中和剂为碱性盐、碱性氧化物、碱性氢氧化物中的一种或二种以上任意比例的混合物，例如氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸氢钠，氧化铜，氧化铁，氧化铝等；
缓冲剂可以是HAc与NaAc、NH3·H2O与NH4Cl等或其它在AES制备是常用的缓冲剂。
实施例1
本实施例提供了一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，包括
1)配置脂肪醇聚氧乙烯醚原料
将脂肪醇氧乙烯醚AEO按比例AEO2﹕AEO1﹕AEO3＝3﹕1﹕2
2)磺化
原料输送泵将有机物料从贮罐送出，经过滤器过滤和质量流量计计量，部分原料需经换热器加热或冷却后，进入磺化器头部的有机料腔，经分布器均匀分布于磺化器各列管，与进入磺化器的SO3混合气体在各列管中顺流相遇而发生磺化反应。反应热通过夹套冷却水移去，磺化反应产物经气液分离器和旋风分离器分离后的液相硫酸酯送到下一个工段，分离后的尾气通过静电除雾器除去酸雾后，再经过碱洗塔除去少量的SO2和SO3后放空；
3)中和
来自上一工段的硫酸酯送入中和系统的中和泵，同时根据需要把中和剂、工艺水、缓冲剂等也一起送入中和系统的中和泵，进行均质混合中和反应。中和反应生成的大量反应热，通过中和循环系统大比例物料循环和中和冷却器进行冷却。通过出料泵送入调整釜，经调整检测合格后包装出料。
实施例2
本实施例提供了一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，包括
1)配置脂肪醇聚氧乙烯醚原料
将脂肪醇氧乙烯醚AEO按比例AEO2﹕AEO1﹕AEO3＝4﹕1﹕3
2)磺化
原料输送泵将有机物料从贮罐送出，经过滤器过滤和质量流量计计量，部分原料需经换热器加热或冷却后，进入磺化器头部的有机料腔，经分布器均匀分布于磺化器各列管，与进入磺化器的SO3混合气体在各列管中顺流相遇而发生磺化反应。反应热通过夹套冷却水移去，磺化反应产物经气液分离器和旋风分离器分离后的液相硫酸酯送到下一个工段，分离后的尾气通过静电除雾器除去酸雾后，再经过碱洗塔除去少量的SO2和SO3后放空；
3)中和
来自上一工段的硫酸酯送入中和系统的中和泵，同时根据需要把中和剂、工艺水、缓冲剂等也一起送入中和系统的中和泵，进行均质混合中和反应。中和反应生成的大量反应热，通过中和循环系统大比例物料循环和中和冷却器进行冷却。通过出料泵送入调整釜，经调整检测合格后包装出料。
实施例3
本实施例提供了一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，包括
1)配置脂肪醇聚氧乙烯醚原料
将脂肪醇氧乙烯醚AEO按比例AEO2﹕AEO1﹕AEO3＝6﹕1﹕5
2)磺化
原料输送泵将有机物料从贮罐送出，经过滤器过滤和质量流量计计量，部分原料需经换热器加热或冷却后，进入磺化器头部的有机料腔，经分布器均匀分布于磺化器各列管，与进入磺化器的SO3混合气体在各列管中顺流相遇而发生磺化反应。反应热通过夹套冷却水移去，磺化反应产物经气液分离器和旋风分离器分离后的液相硫酸酯送到下一个工段，分离后的尾气通过静电除雾器除去酸雾后，再经过碱洗塔除去少量的SO2和SO3后放空；
3)中和
来自上一工段的硫酸酯送入中和系统的中和泵，同时根据需要把中和剂、工艺水、缓冲剂等也一起送入中和系统的中和泵，进行均质混合中和反应。中和反应生成的大量反应热，通过中和循环系统大比例物料循环和中和冷却器进行冷却。通过出料泵送入调整釜，经调整检测合格后包装出料。
对比例
1)配置脂肪醇聚氧乙烯醚原料
将脂肪醇氧乙烯醚AEO按比例AEO2﹕AEO1﹕AEO3＝2﹕1﹕1
2)磺化
原料输送泵将有机物料从贮罐送出，经过滤器过滤和质量流量计计量，部分原料需经换热器加热或冷却后，进入磺化器头部的有机料腔，经分布器均匀分布于磺化器各列管，与进入磺化器的SO3混合气体在各列管中顺流相遇而发生磺化反应。反应热通过夹套冷却水移去，磺化反应产物经气液分离器和旋风分离器分离后的液相硫酸酯送到下一个工段，分离后的尾气通过静电除雾器除去酸雾后，再经过碱洗塔除去少量的SO2和SO3后放空；
3)中和
来自上一工段的硫酸酯送入中和系统的中和泵，同时根据需要把中和剂、工艺水、缓冲剂等也一起送入中和系统的中和泵，进行均质混合中和反应。中和反应生成的大量反应热，通过中和循环系统大比例物料循环和中和冷却器进行冷却。通过出料泵送入调整釜，经调整检测合格后包装出料。
检测方法：将10gAES(70％)加90g水在25℃水浴锅中保温溶解，观察AES完溶解的时间，结果见表1。
表1.检测结果
| 对比例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 溶解时间，s | 555 | 371 | 267 | 459 |
由表1可见，采用对比例1的AEO1﹕AEO3＝1:1的方案和实施例3的AEO1﹕AEO3＝1:5的溶解时间大于采用实施例1的AEO1﹕AEO3＝1:2的方案和实施例2的AEO1﹕AEO3＝1:3的方案的溶解时间，说明本发明实施例1的AEO1﹕AEO3＝1:2的方案和实施例2的AEO1﹕AEO3＝1:3的方案为更优选的方案，而实施例2的AEO1﹕AEO3＝1:3的方案的溶解时间为267s，实施例1的AEO1﹕AEO3＝1:2的方案的溶解时间为371，说明AEO1﹕AEO3＝1:3是最优选的方案。
本发明通过调整EO加成数，改善AES的胶束，提高AES的溶解速率，提高AES在日化中的使用效率，进而降低了生产成本，有较好的经济效益、环境效益和社会效益；AES遇水易形成凝胶，在水中形成块状凝胶后溶解速度非常缓慢，聚氧乙烯醚的加成数增加，可以改善AES的凝胶相区，加速AES的溶解速率；表面活性剂的EO数目增加，表面活性剂的CMC和表面张力降低，这是由于聚氧乙烯基团除了具有一定的亲水性，还具有一定的疏水性，随着聚氧乙烯基团的引入，表面活性剂的亲水性增加，使其在水中的溶解性能提高；表面活性剂的EO数目增加，则表面活性剂的亲水性增强，胶束的聚集数减少，较好的改善的了AES的溶解速率。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，其特征在于，所述方法包括调整脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的原料脂肪醇聚氧乙烯醚AEO中环氧加成数的比例，AEO2=AEO1+ AEO3，所述AEO1与AEO3的比例为1:2～1﹕3。
2.根据权利要求1所述的一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1）配置原料：调整脂肪醇氧乙烯醚的环氧加成数的比例AEO2﹕AEO1﹕ AEO3；
2）磺化：将步骤1）配置好的原料经过滤与计量，换热后送入磺化器的料腔，经分布器均匀分布于磺化器各列管，与SO3混合气体发生磺化反应；反应物经分离后，将液相硫酸酯送到下一个工段，分离后的尾气经除酸雾后碱洗放空；
3）中和：将步骤2）得到的液相硫酸酯进行均质混合中和反应，通过中和循环系统大比例物料循环和中和冷却器进行冷却，经调整检测合格后包装出料。
3.根据权利要求2所述的一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，其特征在于，所述SO3混合气体与所述原料在磺化器各列管中顺流相遇而发生磺化反应。
4.根据权利要2所述的一种快速提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，其特征在于，所述中和步骤中使用的中和剂为碱性盐、碱性氧化物、碱性氢氧化物中的一种或二种以上任意比例的混合物。
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