烷基苯磺酸磺化所用磺化剂及比较
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烷基苯磺酸磺化所用磺化剂及比较磺化是生产阴离子表面活性剂最常用的技术,是重要而又应用广泛的有机化工单元。磺化对烷基苯磺酸钠洗涤剂的质量影响很大。工业上可采用的磺化方法主要有SO3磺化法、过量硫酸磺化法、氯磺酸磺化法、亚硫酸盐磺化法、共沸去水磺化法、烘焙磺化法等。所用磺化剂位SO3、各种浓度的硫酸、发烟硫酸、氯磺酸和亚硫酸盐等。各种磺化剂具有不同的特点,适用于不同的场合。
(1)酸和发烟硫酸工业硫酸有两种规格,分别是ω(H2 SO4)约为92%和98%,工业发烟硫酸也有两种规格,ω(游离SO3)分别为20%和65%左右。这几种规格的硫酸在常温下都是液体,运输方便,
以硫酸为磺化反应过程一般认为如下:
2H2SO4⇋H3SO4++HSO4−
H3 SO4−⇌SO H−+H2 O
SO3 H−⇌3 H−+ H−
在这个反应中SO3 H−+SO3 H−+浓度越高,反应越易朝正方向进行。浓硫酸做磺化剂反应温和、副反应少,加入的过量硫酸可降低物料的粘度并有利于传热,所以工业上应用很普遍。
(2) 三氧化硫
SO3在常压的沸点为44.8℃,溶于水生成硫酸,溶于浓硫酸则生成发烟硫酸。SO_3作为磺化剂时,不生成水,反应迅速,反应活化性高而且反应进行完全无废酸生成。缺点是:
SO3过于活泼,瞬时反应反热量大,极易发生多磺化、氧化和焦化等副反应。(3)氯磺酸
氯磺酸是有刺激气味的无色或棕色油状液滴,凝固点-80℃,沸点151℃
-152℃。达到沸点时就解离成HCL和SO3 H−。氯磺酸与水相遇立即分解成H2SO4和HCL,并放出大量的热,容易发生喷料和爆炸事故,因此在生产中特别注意避水,以保证正常、安全生产。氯磺酸可视作SO3+HCL的配合物,磺化反应活性较强,副产品HCL可以及时排除,使反应进行完全,它还具有反应温度低、同时进行磺化反应和氯化反应的特点,但是由于其价格高以及HCL的腐蚀问题,工业上应用较少,主要用于制备芳基磺酰氯。
各种常用的磺化剂的综合评价如下表
对于磺化工艺,目前主要采用SO3磺化烷基苯来生产烷基磺酸