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烷基苯

洗涤剂用表面活性剂原料之一。其中的烷基平均碳数为C12,由烷基化剂(如卤代烷、烯烃等)和苯缩合而成。

烷基苯最早由煤油馏分和苯化合而成,称为煤油苯。1950年开始出现四聚丙烯苯(TPB),其中的烷基来自四聚丙烯,由四个丙烯聚合而成,由于带有支链,不易被微生物分解(降解),被称为硬性烷基苯,制成的洗涤剂为硬性洗涤剂。由于使用后排入水域,污染环境,现已较少使用。1965年前后,开始生产直链烷基苯(LAB),由于易被降解,称为软性烷基苯,制得的洗涤剂为软性洗涤剂。直链烷基苯已成为洗涤剂生产中最为重要的原料。直链烷基苯的生产首先是制取直链烷烃(又称正构烷烃,俗称轻蜡),然后和苯进行烷基化,制成直链烷基苯。

直链烷烃的制备

烷烃的碳数以11~14为佳。在石油的煤油馏分中直链烷烃的含量最高,占30%左右。提取洗涤剂用的直链烷烃通常采用以下两种方法。

(1)分子筛法:世界上从煤油馏分中提取直链烷烃的最主要方法。提取的直链烷烃纯度达96~98%,收率在98%以上。其原理是利用分子筛(常用沸石分子筛,一种结晶型的铝硅酸金属盐)内部孔径整齐而均匀的微孔,吸附直链烷烃,然后通过脱附(解吸),将其释出。常用的5A型分子筛微孔直径为5~5.5┱,直链烷烃分子的最大直径为4.9┱(平均直径为4.4┱),可以进入微孔,而其他杂烃分子的直径都大于5.6┱,即排斥在孔外,从而将它们分开。

(2)尿素络合法:尿素是一种白色晶体,具有直径5.5┱的孔穴,和分子筛微孔相近,可将平均直径为4.4┱的直链烷烃络合于晶格中,形成络合物。而非直链烷烃即被阻挡在晶格外。此种络合物为不溶性固体,可用过滤或沉淀的方法将其从原料油中分离出来,再通过加热水解、蒸馏和净化处理,制得直链烷烃。

直链烷基苯的制备

以直链烷烃为原料制取直链烷基苯的主要方法有以下 3种。它们的基本工艺流程相同(见图)。

图

(1)氯化法:以直链烷烃与氯进行氯化反应,生成氯代烷,然后以AlCI3为催化剂,使氯代烷与苯进行缩合而制成烷基苯。此法优点是工艺成熟,生产成本较低;缺点是耗氯,氯化时产生氯化氢,所得烷基苯的质量也不如其他方法的好。

(2)氯化-脱氯化氢法:先将直链烷烃氯化,生产氯代烷,继而在高温(300℃左右)和催化剂作用下脱去氯化氢,生成直链烯烃,然后以氟化氢(HF)为催化剂,与苯缩合生成烷基苯。此法与氯化法相比,多一道脱氯化氢工序,但生成的直链烯烃纯度与得率都较高。制成的烷基苯含副产物少,因而产品质量较高。

(3)直链烷烃脱氢法:此法是美国环球油品(UOP)公司于60年代开发并实现工业化的一种新的生产烷基苯的方法。由于其生产的烷基苯质量比前述两种方法好,又不存在使用氯和回收利用副产品氯化氢的问题,因此这一技术较快地得到推广和应用。此法以煤油馏分为原料,经加氢精制除去硫、氮、氧、芳烃等,烯烃加氢成为烷烃;分子筛脱蜡制取直链烷烃;直链烷烃脱氢生成直链烯烃;烯烃与苯烷基化等工艺制成。但此法工艺过程复杂,设备要求高,投资较大和烯烃单程收率低。