高堿性合成磺酸鈣清凈劑的研究

磺酸鹽添加劑是目前使用最廣泛、產(chǎn)量最高的金屬洗劑之一。近年來合成磺酸鹽的發(fā)展重點在于提高磺酸鹽的堿度,提高其穩(wěn)定性及膠體分散性高堿性磺酸鈣的合成過程非常復(fù)雜,其關(guān)鍵是促進劑和溶劑的選擇以及反應(yīng)條件如CO11.1原材料(1)磺酸撫順洗滌劑化學(xué)廠生產(chǎn),酸值:120～135mgKOH/g;硫酸含量:1.0%～2.0%;(2)氫氧化鈣山東齊魯乙烯化工股份有限公司,含量>98%;(3)中立油150SN,撫順石化公司生產(chǎn);(4)正丁醇工業(yè)品,吉林石化公司生產(chǎn);(5)a工業(yè)品;(6)b廣告工業(yè)品;(7)氯化鈣工業(yè)品;(8)輔助濾劑工業(yè)品;(9)甲醇工業(yè)一級;(10)二氧化碳鋼瓶裝。1.2產(chǎn)品的分析評估方法所用的分析評定方法見表1。1.3合成原理和過程1.3.1合成原理1.3.2中和或中性鹽的合成本試驗采用三次碳酸化工藝合成高堿性磺酸鈣。(1)先將一定量磺酸、基礎(chǔ)油與氫氧化鈣在溶劑和促進劑作用下進行中和反應(yīng),在65～75℃之間反應(yīng)30～60min至直接堿值降到20左右,而后升溫至125～130℃真空脫水和丁醇形成中性鹽。(2)當(dāng)溫度降至50℃以下時,再加入促進劑和溶劑,在新促進劑作用下,中性鹽與一定量氫氧化鈣及二氧化碳進行第一次碳酸化反應(yīng),CO2堿土金屬對碳平衡過程的作用制備高堿性合成磺酸鈣的過程是一個氣、固、液多相膠體化學(xué)反應(yīng)。此過程是氫氧化鈣在二氧化碳的作用下,原地生成極微細的碳酸鹽顆粒,在促進劑作用下轉(zhuǎn)移到油相中,形成粒徑均勻,<100nm的膠體顆粒,形成“堿性儲備”。反應(yīng)過程十分復(fù)雜,影響因素非常多。因此在中試過程中,對重要的因素進行了放大研究。2.1關(guān)于氫氧化鈣含量、劑量和添加方法的研究2.1.1中性鹽的測定在中試中,用兩個廠家不同含量的氫氧化鈣制備了中性鹽,結(jié)果見表2。從表2可以看出氫氧化鈣含量低時,產(chǎn)物過濾困難、收率低,而且能耗增加。所以氫氧化鈣含量應(yīng)控制在98%以上。2.1.2鈣的用量氫氧化鈣加入量對反應(yīng)的影響見表3。從表3可見,氫氧化鈣必須過量,才能達到預(yù)定的堿值,這是因為氫氧化鈣的純度不是100%,含有一定量的其它化合物,并且其中還有粒度不合格的部分,這部分氫氧化鈣不能生成。膠體CaCO2.1.3次性加入時氫氧化鈣的不良反應(yīng)一些專利文獻認為,如果在碳酸化反應(yīng)時將氫氧化鈣一次性加入,將會產(chǎn)生以下不利情況:(1)氫氧化鈣過多,水分子聚集其表面,而將氫氧化鈣包圍其中,從而影響膠粒的形態(tài);(2)生成的CaCO2.2溶劑用量考察在碳酸化過程中,用烴溶劑或丁醇保持反應(yīng)混合物的流動性是很有效的,烴溶劑選用脂肪烴及芳烴。脂肪烴用正庚烷,芳烴用甲苯、二甲苯。正庚烷作溶劑,所制產(chǎn)品粘度較大。甲苯、二甲苯、正丁醇作溶劑,均可以順利制出質(zhì)量指標(biāo)合格的產(chǎn)品。但使用正丁醇可避免有毒害的苯類溶劑,本試驗選擇正丁醇做溶劑。溶劑用量對碳酸鈣的形成及其向油相轉(zhuǎn)移起重要作用。提高溶劑用量,能降低反應(yīng)物粘度,有利于碳酸鈣的形成,并提高其向油相轉(zhuǎn)移的速度,保證產(chǎn)品堿值。溶劑用量考察結(jié)果列入表4。從表4可以看出隨丁醇用量增加,總堿值增加,但丁醇用量達到20%時產(chǎn)品符合要求。繼續(xù)增加用量增加幅度不大,所以選擇用量在20%左右。2.3顆粒形態(tài)及堿向溫度的影響二氧化碳的通入速度,直接影響碳酸鈣的形成速度,顆粒大小、形態(tài)及其向油相轉(zhuǎn)移的速度,因而也影響產(chǎn)品的過濾速度、粘度、堿值、濁度及膠團穩(wěn)定性。CO從表5可以看出,CO2.4總硅含量在鈣鹽制備過程中,須嚴格控制通氣量,因為過量的COCa(HCO2.5碳化合物的溫度隨著CO從表6可以看出,溫度過低CO2.6中試實驗驗證為了考察經(jīng)大量試驗結(jié)果確定的較佳工藝條件的可靠性,在2m從表2可以看出,5次中試重復(fù)試驗得到的高堿性合成磺酸鈣達到所規(guī)定的指標(biāo)要求,重復(fù)性好,與實驗室水平相當(dāng)。33.1皮膚白皙將中試產(chǎn)品50g放在小燒杯里,暴露于空氣中,在室溫下觀察其結(jié)皮現(xiàn)象,經(jīng)過30天未發(fā)現(xiàn)結(jié)皮現(xiàn)象。3.2與復(fù)合劑的相溶性和抗泡性根據(jù)某企業(yè)產(chǎn)品性能評價的要求,將中試產(chǎn)品(3.5%)與T154(3.0%)、T202(1.0%)、T115B(1.0%)一起調(diào)和到91.5%HVI650基礎(chǔ)油中,觀察其相溶性和抗泡性,結(jié)果見表8。4中試工藝和方案(1)以重烷基苯磺酸為原料制備高堿性合成磺酸鈣清凈劑,采用三次碳酸化工藝,中試得到的高堿性合