磺化产品手册

1、1说说 明明本手册是安徽金桐精细化学有限公司研发兴趣小组人员在市场部朱伊涛部长的指导下编写的。手册收集整理了磺化相关原料、产品的性状、原料、合成工艺、用途及指标，以作为后续产品开发的参考资料，且只对研发相关人员开放。由于本手册编写时间较短以及编者水平有限难免有遗漏、商榷之处，望能批评指正以供我们进一步补充完善并修改。编者编者2011 年年 8 月月 28 日日2目目 录录1芳香烃磺酸类芳香烃磺酸类 -31.1芳香烃磺化机理-31.2主要产品-41.2.1 十二烷基苯磺酸-41.2.2 对氨基偶氮苯-4-磺酸 -41.2.3 2-萘胺-1,5-二磺酸-51.2.4 磺化沥青粉-51.2.5 N-

2、油酰基-N-甲基牛磺酸钠-61.2.6 十八烷基甲苯磺酸钠-61.2.7 重烷基苯磺酸钠-61.2.8 烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚硫酸钠-71.2.9 壬基酚聚氧乙烯醚硫酸三乙醇铵盐-71.2.10 壬基酚聚氧乙烯（10）醚硫酸钠 -82、烯烃磺酸类、烯烃磺酸类-82.1 烯烃磺化机理 -82.2 主要产品 -82.2.1 十一烯基单乙醇酰胺琥珀酸酸酯磺酰钠-83、脂肪酸甲酯磺酸类、脂肪酸甲酯磺酸类-93.1 脂肪酸甲酯磺化机理 -93.2 主要产品 -93.2.1 脂肪酸甲酯磺酸钠-94、烷烃磺酸类烷烃磺酸类-104.1 烷烃磺氯化和磺氧化的机理 -104.2 主要产品-114.2.1 脂肪醇

3、聚氧乙烯（2）醚硫酸钠-114.2.2 仲烷基硫酸钠 -114.2.3 十二烷基硫酸钠 -124.2.4 十二烷基硫酸单乙醇胺 -124.2.5 多烷基酸聚氧乙烯醚硫酸钠 -124.2.6 C12 脂肪醇聚氧乙烯（3）醚硫酸铵 -134.2.7 C1316 脂肪醇硫酸钠-134.2.8 C16 脂肪醇硫酸铵-1431 芳香烃磺酸类芳香烃磺酸类1.1 芳香烃磺化机理用不同磺化剂对芳烃进行磺化时，可得到不同的磺化动力学方程，因此，磺化反应随磺化剂浓度不同，可有如下的反应历程：首先形成-络合物，+SO3+HSO3-+H3S2O7+HSO3-+ H3SO4+HSO3-H2S2O7+ H2SO4+HSO

4、3-H3SO4+ H3O+然后是质子的脱落。+HSO3-+ HSO4-SO3-+H2SO44 可见，主要的磺化质点是 SO3，但在硫酸中则为 H2S2O7或 H3SO4+。一般情况下，可以认为 H2S2O7的活性要比 H3SO4+强，因此，H3SO4+比 H2S2O7有更高的选择性。另外，在低温条件下磺化，磺酸基主要进入电子云密度较高、活化能较低的位置，它受动力学控制。在高温下磺化则是受热力学控制，磺酸基可以异构化而转移到空间障碍较小或不易水解的位置。1.2 主要产品1.2.1 十二烷基苯磺酸别名：别名：LABS性质：性质：深褐色液体，溶于水，有腐蚀性，对皮肤和眼睛有强刺激性。合成工艺：合成工

5、艺：将一定量的烷基苯输送的特殊的膜式磺化器中，与气浓为 5%7%的 SO3反应，产物经老化和水解处理后，可得烷基苯磺酸产品。参考指标：参考指标： 外观 深褐色液体 活性物含量 96.5% 未磺化物含量 1.5% 硫酸盐含量 1.2% 色泽，Kellt 20性能及用途：性能及用途：可作洗涤剂、乳化剂、发泡剂、分散剂和润湿剂，可用于浴用制品、汽车清洗剂、家用洗涤剂、餐具洗涤剂、硬表面清洗剂、脱脂剂、工业洗涤剂、金属加工清洗剂等。1.2.2 对氨基偶氮苯-4-磺酸别名：别名：对氨基偶氮苯基-4-磺酸；PAABSA；4-氨基偶氮苯-4-磺酸；对氨基偶氮苯-4-磺酸；对氨基偶氮苯-4-磺酸；4-氨基偶氮

6、苯-4-磺酸；对氨基偶氮苯-4-磺酸分子式：分子式：C12H11N3O3S5结构式：分子量：分子量：277.299 1.2.3 2-萘胺-1,5-二磺酸别名：别名：磺化吐氏酸分子式：分子式：C10H9O6NS2结构式：结构式：分子量：303性质：性质：白色粉末，含量80%，吐氏酸0.5%，游离酸1.0%用途：用途：萘系列染料中间体1.2.4 磺化沥青粉性质：性质：棕褐色易碎薄片或流动性粉末，密度 0.98g/cm3，它的分子结构是-C-C-，-C-S-键，键能比较强，故抗温性较高。参考指标：参考指标： pH 值 8-9 水分，% 10 磺酸钠基含量，% 10 水溶物，% 70 油溶物，% 25

7、 高温高压滤失量 ml，30min 25 塑性粘度降低率，% 30.0 动切力降低率，% 40.0 产品合成及工艺：产品合成及工艺：由石油沥青类物质经磺化、乳化等化学处理，是一种阴离子型高聚物，磺化沥青是沥青经发烟硫酸或三氧化硫进行磺化后，再水解制得的6产品。 性能及用途：性能及用途：产品含有很高的水溶成分和一定的油溶成分，具有优良的乳化性能。由于磺化沥青含有磺酸基，水化作用很强，当吸附在页岩界面上时，可阻止页岩颗粒的水化分散起到防塌作用。同时，不溶于水的部分又能填充孔喉和裂缝起到封堵作用，并可覆盖在页岩界面，改善泥饼质量。磺化沥青在钻井液中还起润滑和降低高温高压滤失量的作用，1 是一种堵漏、

8、防塌、润滑、减阻、抑制等多功能的有机钻井液处理剂；2、润滑减阻，降低钻具的提升能力和扭距延长钻头使用期，预防和解除卡钻；3、形成薄而坚韧的泥饼强化井壁。控制高温失水；4、控制泥浆的高温剪切强度；5、可与其它泥浆处理剂复配使用， 推荐加量 1-6%。1.2.5 N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠别名：别名：洗涤剂 209，伊捷邦 T性质：性质：微黄色粘稠液体，溶于水。合成工艺：合成工艺：将预先配好的 6%的氯化钠水溶液加入反应釜中，在搅拌下加入 73.4%的甲基牛磺酸钠水溶液，升温至 40，调节 pH 值至 910。再加入椰油脂肪酰氯，搅拌 10 小时得产品。参考指标：参考指标： 外观 微黄色粘稠液体

9、无机盐 % 5活性物 % 19pH 值 78脂肪酸皂 % 2不皂化物 % 2性能及用途：性能及用途：具有洗涤、均染、湿润、乳化、柔软性能。在毛纺和丝纺工业中作精炼剂、洗净剂、均染剂。在香波配制中作发泡剂、清洗剂。1.2.6 十八烷基甲苯磺酸钠别名：别名：SMBS性质：性质：油状液体，微溶于水，高温下可溶于水。合成工艺：合成工艺：制备工艺包括烷基甲苯磺化，磺化产物中和两步。7将十八烷基甲苯投入反应釜用三氧化硫磺化， （具体与烷基苯相似） ，再用氢氧化钠水溶液中和至 pH 值为 8 左右，出料包装即为产品。参考指标：参考指标：外观 油状液体活性物含量 % 40用途：用途：适用于油田热采工艺，作高温

10、注蒸汽时的表面活性剂。1.2.7 重烷基苯磺酸钠别名：别名：C14C18 烷基苯磺酸钠性质：性质：淡黄色液体，相对密度 0.8640.866，与水互溶，在酸碱介质中稳定。合成工艺：合成工艺：先磺化再中和，与烷基苯磺酸钠制法相似。参考指标：参考指标：活性物含量 % 28用途：用途：可用作乳化剂。1.2.8 烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚硫酸钠别名：别名：速泊，sopa 性质：性质：淡黄色或棕黄色流动液体。合成工艺：合成工艺：将等摩尔的烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚和亚硫酸钠依次加入反应釜中，再加适量的水搅拌均匀后升至 6570，反应 4h，得产品。参考指标：参考指标：外观 淡黄色或棕黄色液体总氮量 % 0.

11、06固含量 % 40pH 值 57性能及用途：性能及用途：具有较好的润湿性、分散性可作农药乳化剂，具有较好的润湿性、分散性。1.2.9 壬基酚聚氧乙烯醚硫酸三乙醇铵盐别名：别名：壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐性质：性质：无色透明液体，溶于水。合成工艺：合成工艺：制备工艺包括氨磺化、中和、稀释将一定量得壬基酚聚氧乙烯醚投入反应釜中，升温至 115120，于81015min 内加入氨基磺酸粉末，然后在 120125下搅拌 1h，冷却到 70，得棕色粘稠液，加入三乙醇胺中和，使 pH 达到 7.58.5，反应结束。用12%15%的乙醇水溶液将产物稀释到 60%左右，出料。参考指标：参考指标：外观 无色透明

12、液体相对密度 1.065活性物含量 % 55粘度 0.1用途：用途：乳液聚合用乳化剂，硬表面清洗剂，纺织助剂中乳化剂、分散剂。1.2.10 壬基酚聚氧乙烯（10）醚硫酸钠别名：别名：NPES性质：性质：琥珀色透明液体。合成工艺：合成工艺：将定量的壬基酚聚氧乙烯醚投入反应釜中，升温至 120130，分批加入氨基磺酸，在 140反应 1h，冷却到 70，得琥珀色粘稠液，加氢氧化钠水溶液中和至 pH 值 88.5，加 10%的乙醇水溶液稀释到成品要求浓度。参考指标：参考指标：外观 琥珀色透明液体活性物含量 % 35pH 值 89性能及用途：性能及用途：泡沫丰富，良好的去污去油性能，对皮肤刺激性小。用

13、于液体洗涤剂，硬表面洗涤剂，纺织助剂作净化剂和乳化剂。2、烯烃磺酸类烯烃磺酸类2.1 烯烃磺化机理由-烯烃磺化可制取烯基磺酸盐： NaSOCHRCHNaSOCHRCHOHCHHSOCHCHRCHSOCHCHRCHNaOH3232232322 其反应机理是烯烃的亲电加成反应，符合马尔科夫尼科夫规律。因此，磺化生成末端磺化物，亲电体 SO3和烯烃反应生成 1,2-磺内酯、烯基磺酸、1,3-磺内酯、1,4-磺内酯和二磺内酯。2.2 主要产品92.2.1 十一烯基单乙醇酰胺琥珀酸酸酯磺酰钠性质：性质：浅黄色膏状物。合成工艺：合成工艺：将摩尔比为 1.25:1 的单乙醇胺和顺丁烯二酸酐，投入反应釜，在碱

14、催化下，于 140150进行酯化反应。反应 48h 后测酸值，酸值降到5mgKOH/g 时，反应结束。经处理后，将酯打入磺化釜中，加亚硫酸氢钠进行磺化。酯与亚硫酸氢钠的摩尔比控制在 1:1.05，加入一定量的乙醇作溶剂，在110120下反应 2h，磺化结束。将磺化产物打入酰基化釜中，加入十一碳烯酰氯，进行酰基化反应。参考指标：参考指标：固含量 % 4753pH 值 5.57.5不皂化物 % 3性质及用途：性质及用途：具有良好的润湿、杀菌力，对皮肤无刺激作用有良好的润湿、杀菌力，皮肤无刺激作用主要用在洗衣液、香波、儿童香皂及化妆品的配制方面。3、脂肪酸甲酯磺酸类脂肪酸甲酯磺酸类3.1 脂肪酸甲酯

15、磺化机理脂肪酸甲酯和三氧化硫反应可制得-磺基脂肪酸甲酯钠盐，是以油脂为原料的表面活性剂。根据核磁共振波谱对反应的跟踪和对反应条件的分析，得最新机理如下：-H 的激活大于三氧化硫和酯基氧的络合，并形成六元环。若分子内重排成-磺酸，必须具备大于 70的温度条件。在低温条件下，则引入第二个三氧化硫，并在氢氧化钠的作用下生成二钠盐。若采用甲醇回流则可使二钠含量减少，这就是当前采用的两条合成-磺酸脂肪酸甲酯钠盐的路线。3.2 主要产品3.2.1 脂肪酸甲酯磺酸钠别名：别名：MES性质：性质：浅黄色糊状物，闪点 149，25水溶性 1%。合成工艺：合成工艺：常见的产品有硬脂酸甲酯磺酸钠，月桂酸甲酯磺酸钠，

16、肉豆蔻酸甲酯磺酸钠，棕榈酸甲酯磺酸钠。以硬脂酸甲酯磺酸钠为例介绍其制法。10制法工艺：包括硬脂酸甲酯的制备、硬脂酸甲酯的磺化、中和三大步骤。将硬脂酸投入反应釜中加甲醇吗，二者摩尔比 1:2，在搅拌下加热溶解后加入总投料量得 1.3%的硫酸作催化剂。加热回流 67h，酯交换反应完毕。将物料移到蒸馏塔中先蒸出过量的甲醇，再减压蒸出甘油。然后将硬脂酸甲酯送人磺化釜，用三氧化硫作磺化剂，摩尔比（1.21.25）：1。三氧化硫稀释到 6%左右，以保证三氧化硫被充分吸收。反应温度在 7090，用 12%的次氯酸钠进行漂白处理。最后用氢氧化钠水溶液中和至 pH 值 88.5。参考指标：参考指标：活性物 %

17、29未硫化物 % 1.0氯化物 % 1.0固含量 % 3135硫酸盐 % 2.0pH 值 6.06.8性能及用途：性能及用途：具有较高的去污力，优良的钙皂分散力和抗硬水能力，生物降解性好用以肥皂和香皂中的钙皂分散剂。可代替三聚磷酸钠作低磷或无磷洗涤剂。也可在液体洗涤剂中作活性物。工业上用作中泡型矿物浮选物剂。在皮革、染料、农药中作分散剂、润湿剂。在印刷行业中作脱墨剂。4、烷烃磺酸类烷烃磺酸类4.1 烷烃磺氯化和磺氧化的机理烷烃的磺氯化、磺氧化反应是制备烷烃磺酸盐的主要方法。烷烃的磺氯化、磺氧化是在氧化剂氯或氧的影响下，二氧化硫与烷烃化合的反应。二者是游离基的链反应。磺氯化反应通常称 Reed

18、反应：NaClOHNaRSONaOHClRSOHClClRSOClSORH2322222此反应需紫外线光照射，引发氯游离基的产生及链反应的开始。游离烷基和二氧化硫的反应比它和氯的反应快 100 倍，因此，生成烷基磺酰游离基比较容易，从而可避免生成烷烃的卤代物。11长链烷烃磺氧化工艺是磺氯化工艺的发展。烷烃在紫外线或-射线的照射下，可生成烷基游离基：HRRHh同样，烷基游离基可和二氧化硫生成磺酰游离基：ROOHRSORHOORSOOORSOORSORSOSOR2222222在水的作用下，烷基过氧化磺酸和二氧化硫及水反应生成烷基磺酸，使链反应终止。423222SOHHRSOOHSOOOHRSO正构

19、烷烃链上伯碳原子与仲碳原子上氢原子的相对活性比为 1:3，因此，磺氧化产物极大部分为仲位取代物。磺氧化过程对低链烷烃是一个自动催化反应，但对于长链烷烃则需要连续提供引发剂。4.2 主要产品4.2.1 脂肪醇聚氧乙烯（2）醚硫酸钠别名：别名：AES性质：性质：淡黄色流动膏状体合成工艺：合成工艺：在 SO3气浓为 3%5%的条件下，在膜式磺化器中，对月桂醇聚氧乙烯醚进行磺化反应，产物经二级中和后，得产品。用途：用途：可用于泡沫浴、淋浴剂、个人卫生用品、洗手剂及家用洗涤剂等。参考指标：参考指标： 外观 淡黄色可流动膏体 活性物含量 28%或 70% 未磺化物含量 硫酸盐含量 色泽，Kellt 104

20、.2.2 仲烷基硫酸钠别名：别名：SAS性质：性质：琥珀色粘稠液体，相对密度 1.051.07，对酸、碱、盐均稳定，在反射12光照射下有荧光。合成工艺：合成工艺：用三氧化硫在膜式反应器中对脂肪醇进行硫酸酯化，摩尔比为1:1.05，反应温度 50左右。硫酸化的产品经老化、水解、中和后得产品。参考指标：参考指标：外观 琥珀色粘稠液pH 值 8.59.0用途：用途：具有优良的润湿、渗透力，配制洗涤剂，适用于棉纺、毛皮、毛纺、制革工业。4.2.3 十二烷基硫酸钠别名：别名：K12，月桂醇硫酸钠性质：性质：有粉状和液体两种形式，有特征气味，易溶于水。合成工艺：合成工艺：用 C1012 脂肪醇为原料，用

21、SO3作硫酸化剂，先制备脂肪酸硫酸酯，再用 30%的碱液中和，处理后得成品。参考指标：参考指标：外观 淡黄色粉（粒）状或液体活性物 % 301硫酸盐 % 1.0未硫酸化物 % 2.5pH 值 7.59.5用途：用途：广泛用于牙膏、香波、润发油膏生产中，也用于毛、丝类精细织物的洗涤，此外，在医疗方面，十二烷基硫酸钠可用于胃溃疡病治。4.2.4 十二烷基硫酸单乙醇胺别名：别名：ASMEA，L-M12，LS-MEA，K12MEA性质：性质：淡黄色粘稠液，溶于水。合成工艺：合成工艺：三氧化硫与脂肪醇的摩尔比控制在 1;1，三氧化硫浓度为 4%。平均反应温度为 34左右。由于硫酸酯在酸性介质中不稳定，所

22、以磺化反应完成后立即用单乙醇胺中和，单乙醇胺的加入量用 pH 计连续控制，pH 值达到 78.5时得产品。参考指标：参考指标：13外观 淡黄色油状物活性物 % 302pH 值 79用途：用途：去污力强，对织物及头发有柔软作用，对皮肤刺激性低。4.2.5 多烷基酸聚氧乙烯醚硫酸钠别名：别名：PES性质：性质：无色透明液体，溶于水。合成工艺：合成工艺：将计量的多烷基酚聚氧乙烯醚和亚硫酸钠加入反应釜中，加入适量水，在搅拌下加热至 7080，反应 8h 得产品。参考指标：参考指标：外观 无色液体活性物 % 50粘度 Pas 0.1性能及用途：性能及用途：具有良好的乳化、均染、渗透、润湿性，可用作硅油乳化剂，金属去油防锈剂，表面工件洗净剂，洗涤剂