陽離子表面活性劑（二）

1、陽離子表面活性劑（二） 1.長碳鏈季銨鹽 長碳鏈季銨鹽是陽離子表面活性劑中產(chǎn)量最大的一類，含一個至兩個長碳鏈烷基的季銨鹽主要用作織物松軟劑，制備有機(jī)膨潤土、殺菌劑等。這類表面活性劑的合成辦法主要有兩種：由高碳胺和低碳烷基化劑合成，用得比較多的是二甲基烷胺或雙長鏈烷基仲胺與鹵甲烷或舉行季銨化反應(yīng)；高碳鹵化物和低碳胺合成季銨鹽，如溴代烷和或芐基二甲胺反應(yīng)得季銨鹽。此外，還可在季銨鹽中引入硅烷以提高其抗菌性和防霉性。 當(dāng)陽離子表面活性劑中的親水基和疏水基通過酰胺、酯或醚等基團(tuán)相連時，不僅具有優(yōu)良的調(diào)理性能，還具有十分快的生物降解性能和平安牢靠的毒理性能。如： 抱負(fù)的季銨化物松軟劑是在氮原子上既有酯基

2、又有酰胺基，如： 脂肪烷基二甲基芐基氯化銨通常用作消毒殺菌劑，因為長時光應(yīng)用單一品種易使某些微生物產(chǎn)生抗藥性。因此，國內(nèi)外現(xiàn)已研制出其次代、第三代殺菌劑。雙烷基二甲基氯化銨因具有合成工藝容易、生產(chǎn)成本低、無毒、無味、殺菌效果好等優(yōu)點(diǎn)，成為第三代殺菌劑（雙烷基中以碳數(shù)為810的季銨鹽殺菌效果最佳）。若將其與第一代殺菌劑烷基二甲基芐基氯化銨復(fù)配用法，殺菌性能比前三代產(chǎn)品高出420倍。c8c10。雙烷基甲基叔胺的長鏈烷基可以是雙癸基、辛基癸基、雙辛基等系列產(chǎn)物。常用的還有氯化十二烷基三甲基銨（表面活性劑1231),氯化十六烷基三甲基銨（表面活性劑1631)等。 (1) c8c10。雙烷基二甲基氯化銨

3、 以椰子油加氫制得的c8c10醇為原料經(jīng)一步法合成雙烷基甲基叔胺，再用ch3c1經(jīng)季銨化反應(yīng)得c8c10雙烷基二甲基季銨鹽，反應(yīng)式如下： 因為雙烷基甲基的季銨化是自催化反應(yīng)，因此本工藝的關(guān)鍵是叔胺化反應(yīng)。實現(xiàn)此叔胺化反應(yīng)需要采納多功能高活性和具有優(yōu)良挑選性與穩(wěn)定性的催化劑。 圖2-8c8c10雙烷基二甲基季銨鹽生產(chǎn)工藝流程 1反應(yīng)釜；2a,2b,2c冷凝器；3,4油水分別器；5,18甲胺罐：6,15,16,17,21,28泵：7板框過濾機(jī)；8叔胺儲罐；9地槽；10配料槽；11高位槽：12,13,14流量計；19氫氣罐；20萃取罐；22蒸餾釜；23季銨化罐：24氯甲烷儲罐；25,26分別器；27

4、混合罐；29,30分餾柱；31叔胺儲罐；32季銨鹽儲罐；33,34氯甲烷凈扮裝置 c8c10雙烷基二甲基季銨鹽的生產(chǎn)工藝流程2-8所示。先由地槽9將脂肪醇打入高位槽11，計量后放入配料罐10，將催化劑稱量后加入，啟動攪拌大約5min后，將混合料通過泵16打入反應(yīng)釜1，反應(yīng)系統(tǒng)用氮?dú)馇逑?min；以380號導(dǎo)熱油加熱，攪拌下升溫至100，通氫循環(huán)，繼續(xù)升溫至200，保持約lh，即認(rèn)為催化劑活化完成。降溫至160，開頭進(jìn)甲胺氣，以1/min的速度升溫，以流量計12,13,14控制甲胺、氫氣（純度在70以上為宜）及混合氣（總氣流量）的流速，此時可以觀看到油水分別器4有大量水生成，水中有溶解的未反應(yīng)甲

5、胺放入罐5,蒸發(fā)出甲胺導(dǎo)入罐18重復(fù)用法。通甲胺時光約3h停止通胺，保持溫度205，只通氫氣，總循環(huán)量保持不變條件下1h，停止通氫氣降溫至150時，由板框過濾機(jī)7過濾，過濾后的粗叔胺產(chǎn)品可儲于叔胺儲罐8。催化劑重復(fù)用法，其次批投料，不用活化催化劑，只需在氫循環(huán)下升溫至160，挺直通甲胺反應(yīng)即可重復(fù)其后操作。 萃取工序：粗叔胺產(chǎn)品中溶解一部分過渡金屬離子，蒸餾前先通過泵17打入萃取罐20，將配制好的含10的萃取劑溶液按粗胺量的20（體積分?jǐn)?shù)）打入，升溫至60，攪拌40min,靜置20min后放去下層萃取溶液，同樣操作重復(fù)一次。其次次萃取液可做其次批萃取的第一次萃取溶液用法，經(jīng)過萃取的叔胺為淡黃色

6、，當(dāng)叔胺收率在98以上時，可以挺直通過泵21打入季銨化罐23，舉行季銨化當(dāng)叔胺收率較低時或要求以叔胺作為終產(chǎn)品出售時，可以通過泵21打入蒸餾釜22。 蒸餾工序：蒸餾可以提純叔胺，回收未反應(yīng)的醇和少量仲胺，降低消耗定額，蒸餾總收率大于96，收集185220餾分，作為叔胺可以挺直放入季銨化罐23，也可以放入精叔胺的儲罐31（作為終產(chǎn)品出售）。 季銨化工序：放入季銨化罐23的叔胺，在常壓及50下，通入ch3c1反應(yīng)5h，可使叔胺季銨化50以上。在0.40.5mpa, 85±2反應(yīng)4h，可使叔胺徹低季銨化，無游離胺存在。需要注重的是本工藝用的ch3c1是農(nóng)藥副產(chǎn)品。因此增強(qiáng)了兩步裝置33,3

7、4凈化ch3ci，并加1525以均化基質(zhì)的極性。但在通ch3c1 0.5h左右時，因季銨化是自催化的過程，又是放熱反應(yīng)，所以操作應(yīng)特殊慎之，以免飛溫，導(dǎo)致季銨化產(chǎn)物色彩變深。 (2)氯化十二烷基三甲基銨（表面活性劑1231) 由十二烷基二甲基胺（十二叔胺）和氯甲烷舉行季銨化反應(yīng)而制得。其反應(yīng)方程式如下： 十二烷基二甲基叔胺的生產(chǎn)工藝 十二烷基二甲基叔胺的生產(chǎn)工藝按原料分有脂肪酸法和法。脂肪酸法具有工藝路途長、產(chǎn)品質(zhì)量不高及環(huán)境污染等方面的缺點(diǎn)，己逐漸被淘汰。醇法有鹵代和醇一步法兩種工藝，前者具有設(shè)備腐蝕及環(huán)保等問題不易解決，后者則有工藝路途短、產(chǎn)品質(zhì)量高、基本上無三廢污染等優(yōu)點(diǎn)，近幾年進(jìn)展比較

8、快速，也是我國目前生產(chǎn)十二烷基二甲基叔胺的主要辦法。其反應(yīng)如下： 生產(chǎn)工藝流程參見圖2-9。 圖2-9十二烷基二甲基叔胺生產(chǎn)工藝流程圖 a配料將脂肪醇和催化劑投入配料罐d101攪拌勻稱后壓入胺化反應(yīng)釜d102中； b.胺化反應(yīng)胺化反應(yīng)釜內(nèi)泵入氮?dú)?、氫氣置換，攪拌升溫并通入二甲胺，反應(yīng)溫度為180240； c.未反應(yīng)完的二甲胺再通過c101冷卻后流回f101儲存罐中； d.催化劑分別胺化反應(yīng)結(jié)束后物料壓入催化劑沉降罐l101中，催化劑在下層沉積，上層清液送至蒸餾工段，下層返回至配料罐； e.蒸餾催化劑沉降分別后，使粗產(chǎn)品在e101中減壓條件下蒸餾，得到十二烷基二甲基叔胺成品。 氯化十二烷基三甲基銨（表面活性劑1231)的生產(chǎn)工藝先將430kg、水和少量堿(naoh）加入反應(yīng)釜，經(jīng)置換空氣后，升至反應(yīng)溫度，在攪拌下通入lllkg，反應(yīng)數(shù)小時即可冷卻出料。 表面活性劑1231主要用作殺菌劑、合成纖維（如丙綸）抗靜電劑。在油田鉆深井時，用作抗高溫油包水型乳化泥漿的乳化劑，亦用作乳膠工業(yè)的防粘劑和隔離劑等。 (3)氯化十六烷基三甲基銨（表面活性劑1631) 由十六烷基二甲基胺（十六叔胺）與舉行季銨化反應(yīng)而制得。其反應(yīng)方程式如下： 先將650kg十六叔胺或c16c18烷基叔銨、300kg乙醇、水和少量堿（n