CN112646168A - 一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法及设备 - Google Patents

一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐的快速溶解的方法，包括将脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3磺化后进行胶束重排，使脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠胶束排列成层状胶束。本发明通过胶束重排罐高温保温，进行AES胶束重排，由六方柱形体胶束转变成层状胶束,扁平状胶束更易溶解，因此，AES的胶束重排提高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。

Description

一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法及设备
技术领域
本发明涉及阴离子表面活性剂生产工艺,具体地说涉及提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐的快速溶解的工艺。
背景技术
AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)是一种重要的阴离子表面活性剂，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。表面活性剂分子是有难溶于水的疏水基和一溶于水的亲水基组成，它在低浓度时以单分子状态或离子状态分散，表现出表面吸附、表面张力降低等界面现象；但随着表面活性剂浓度增加时，由于分子间的引力而相互聚集，聚集数逐渐增大，形成类似球状的聚集体。而传统生产工艺的AES胶束一生成六方柱形的紧密状态,导致AES的溶解速率低,因此AES在使用过程中需要加热快速溶解,能耗高。
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，提供一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，该方法可以改进AES的生产工艺，提高AES的应用。
本发明的另一个目的是为了提供提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的设备。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，所述方法包括将脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3磺化后进行胶束重排，使脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠胶束排列成层状胶束。
作为本发明的一种优选方案，所述方法包括以下步骤：
1)脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3气体磺化，磺化反应产物经分离后，液相硫酸酯送到下一个工段，气相经尾气处理后排放；
2)将步骤1)得到的磺化后物料送入中和系统，同时根据需要把中和剂与工艺水送入中和系统，进行均质混合中和反应；中和反应物料经中和脱气后部分返回中和系统，部分进入胶束重排罐；
3)步骤2)中的物料进入胶束重排罐后，升温后保温，进行胶束重排，胶束重排罐上端溢流出的物料即为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3的摩尔比为1︰1.01-1.05，磺化器中SO3的浓度≤5％。
作为本发明的一种优选方案，步骤3)中，所述胶束重排罐中的物料的流速＜0.01m/s。胶束重排罐的直径根据物料胶束重排罐内轴向流速来确定，物料的流速＜0.01m/s。
作为本发明的一种优选方案，步骤3)中，所述磺化后物料在胶束重排罐中的温度为60-80℃。
作为本发明的一种优选方案，步骤3)中，所述磺化后物料在胶束重排罐中停留时间为3-5h。
作为本发明的一种优选方案，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。
本发明还提供了一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的设备，所述设备包括通过管道连接的磺化器、气液分离器、旋风分离器、输送泵、中和系统、脱气器与胶束重排罐；所述脱气器上还设有循环输送泵，所述循环输送泵分别连接中和系统与胶束重排罐。
所述的磺化器为多管式降膜磺化器。
作为本发明的一种优选方案，所述磺化器上部设有SO3气体进口与脂肪醇聚氧乙烯醚入口。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过胶束重排罐高温保温，进行AES胶束重排，由六方柱形体胶束转变成层状胶束,扁平状胶束更易溶解，因此，AES的胶束重排提高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。
附图说明
图1是本发明的设备示意图。
图中，1.SO3气体进口；2.脂肪醇聚氧乙烯醚入口；3.磺化器；4.气液分离器；5.旋风分离器；6.输送泵；7.脱气器；8.循环输送泵；9.中和系统；10.工艺水入口；11.胶束重排罐；12.产品出口；13.尾气出口。
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。
参见图1，本发明提供了提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的设备，所述设备包括通过管道连接的磺化器3、气液分离器4、旋风分离器5、输送泵6、中和系统9、脱气器7与胶束重排罐11；所述脱气器7上还设有循环输送泵8，所述循环输送泵8分别连接中和系统9与胶束重排罐11。
磺化器3的顶端设置有SO3气体进口1，上部设置有脂肪醇聚氧乙烯醚入口2，磺化器3的出口连接至气液分离器4，气液分离器4上的液相出口与输送泵6连接，气相出口与旋风分离器5连接，所述旋风分离器5的上端设置有尾气出口13；
输送泵6连接至中和系统9上的中和泵，中和系统9上还设置有工艺水入口10，中和系统9与脱气塔7的进口连接，脱气塔7的出口处连接循环输送泵8，该循环输送泵8将脱气塔7出来的物料部分输送回中和系统9的中和泵，部分物料输送至胶束重排罐11，该胶束重排罐11的顶部设置有产品出口12。
实施例1
本实施例的设备是5t/h脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠系统。
本实施例提供了一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，包括：
1)SO3气体经SO3气体进口1，脂肪醇聚氧乙烯醚有机料经脂肪醇聚氧乙烯醚入口(2)按摩尔比1︰1.01进入多管式降膜磺化器3进行磺化，磺化器3中SO3的浓度≤5％，磺化反应产物经气液分离器4和旋风分离器5分离后的液相硫酸酯利用输送泵6送到下一个工段，气相经尾气处理后通过尾气出口13排放；
2)磺化后物料立即进入中和系统9的中和泵，同时根据需要把中和剂与工艺水经工艺水入口10也一起送入中和系统9的中和泵，进行均质混合中和反应；中和反应物料进去中和脱气器7，脱气器7内物料利用循环输送泵8，部分返回中和泵，部分去从胶束重排罐11底部进入胶束重排罐11(出料量通过维持中和脱气器内液位稳定，即进出平衡)；
3)胶束重排罐11内物料温度维持60-65℃，胶束重排罐直径根据物料胶束重排罐内轴向流速确定，控制物料的轴向流速小于0.01m/s，物料在胶束重排罐中停留时间为4h；胶束重排罐上端的产品出口12溢流留出的物料即为产品。
实施例2
本实施例提供了一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，包括：
1)SO3气体经SO3气体进口1，脂肪醇聚氧乙烯醚有机料经脂肪醇聚氧乙烯醚入口(2)按摩尔比1︰1.02进入多管式降膜磺化器3进行磺化，磺化器3中SO3的浓度≤5％，磺化反应产物经气液分离器4和旋风分离器5分离后的液相硫酸酯利用输送泵6送到下一个工段，气相经尾气处理后通过尾气出口13排放；
2)磺化后物料立即进入中和系统9的中和泵，同时根据需要把中和剂与工艺水经工艺水入口10也一起送入中和系统9的中和泵，进行均质混合中和反应；中和反应物料进去中和脱气器7，脱气器7内物料利用循环输送泵8，部分返回中和泵，部分去从胶束重排罐11底部进入胶束重排罐11(出料量通过维持中和脱气器内液位稳定，即进出平衡)；
3)胶束重排罐11内物料温度维持70-75℃，胶束重排罐直径根据物料胶束重排罐内轴向流速确定，控制物料的轴向流速小于0.01m/s，物料在胶束重排罐中停留时间为3h；胶束重排罐上端的产品出口12溢流留出的物料即为产品。
实施例3
本实施例提供了一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的方法，包括：
1)SO3气体经SO3气体进口1，脂肪醇聚氧乙烯醚有机料经脂肪醇聚氧乙烯醚入口(2)按摩尔比1︰1.05进入多管式降膜磺化器3进行磺化，磺化器3中SO3的浓度≤5％，磺化反应产物经气液分离器4和旋风分离器5分离后的液相硫酸酯利用输送泵6送到下一个工段，气相经尾气处理后通过尾气出口13排放；
2)磺化后物料立即进入中和系统9的中和泵，同时根据需要把中和剂与工艺水经工艺水入口10也一起送入中和系统9的中和泵，进行均质混合中和反应；中和反应物料进去中和脱气器7，脱气器7内物料利用循环输送泵8，部分返回中和泵，部分去从胶束重排罐11底部进入胶束重排罐11(出料量通过维持中和脱气器内液位稳定，即进出平衡)；
3)胶束重排罐11内物料温度维持75-80℃，胶束重排罐直径根据物料胶束重排罐内轴向流速确定，控制物料的轴向流速小于0.01m/s，物料在胶束重排罐中停留时间为5h；胶束重排罐上端的产品出口12溢流留出的物料即为产品。
对比例
SO3气体经SO3气体进口1，脂肪醇聚氧乙烯醚有机料经脂肪醇聚氧乙烯醚入口(2)按摩尔比1︰1.01进入多管式降膜磺化器3进行磺化，磺化器3中SO3的浓度≤5％，磺化反应产物经气液分离器4和旋风分离器5分离后的液相硫酸酯利用输送泵6送到下一个工段，气相经尾气处理后通过尾气出口13排放；
磺化后物料立即进入中和系统9的中和泵，同时根据需要把中和剂与工艺水经工艺水入口10也一起送入中和系统9的中和泵，进行均质混合中和反应；中和反应物料进去中和脱气器7，脱气器7内物料利用循环输送泵8，部分返回中和泵，部分出料即为成品。
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 548 324 276 359
由表1可见，对比例1方法制得的AES的溶解时间远远大于实施例1-3方法制得的AES的溶解时间，这是由于本发明通过胶束重排罐高温保温，进行AES胶束重排，由六方柱形体胶束转变成层状胶束,扁平状胶束更易溶解，AES的胶束重排提高AES的溶解速率。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种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，所述方法包括将脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3磺化后进行胶束重排，使脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠胶束排列成层状胶束。
2.根据权利要求1所述的一种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)脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3气体磺化，磺化反应产物经分离后，液相硫酸酯送到下一个工段，气相经尾气处理后排放；
2)将步骤1)得到的磺化后物料送入中和系统，同时根据需要把中和剂与工艺水送入中和系统，进行均质混合中和反应；中和反应物料经中和脱气后部分返回中和系统，部分进入胶束重排罐；
3)步骤2)中的物料进入胶束重排罐后，升温后保温，进行胶束重排，胶束重排罐上端溢流出的物料即为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
3.根据权利要求2所述的一种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，步骤1)中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚与SO3的摩尔比为1︰1.01-1.05，磺化器中SO3的浓度≤5％。
4.根据权利要求2所述的一种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，所述胶束重排罐中的物料的流速＜0.01m/s。
5.根据权利要求2所述的一种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，步骤3)中，所述磺化后物料在胶束重排罐中的温度为60-80℃。
6.根据权利要求2所述的一种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，步骤3)中，所述磺化后物料在胶束重排罐中停留时间为3-5h。
7.根据权利要求2所述的一种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。
8.一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的设备，其特征在于，包括通过管道连接的磺化器、气液分离器、旋风分离器、输送泵、中和系统、脱气器与胶束重排罐；所述脱气器上还设有循环输送泵，所述循环输送泵分别连接中和系统与胶束重排罐。
9.根据权利要求8所述的一种提升脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶解性能的设备，其特征在于，所述磺化器上部设有SO3气体进口与脂肪醇聚氧乙烯醚入口。
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