專利名稱：一種季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置。屬于表面活性劑制備的設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
表面活性劑在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用，俗稱“工業(yè)味精”。季銨鹽表面活性劑是重要的陽離子表面活性劑之一。季銨鹽表面活性劑的生產(chǎn)通常是以長碳鏈?zhǔn)灏窞樵吓c季銨化試劑反應(yīng)得到相應(yīng)的長碳鏈季銨鹽。常用的季氨化試劑有鹵代甲烷(如氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷)和硫酸二甲酯等。但是，上述的季氨化試劑均有不同程度的毒性和安全性差的問題。如鹵代甲烷具有較高的毒性，而硫酸二甲酯具有較高的毒性和較大的反應(yīng)活性，如其遇水、熱、明火或氧化劑可燃或引發(fā)爆炸，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用中存在較大的安全隱患。利用國際上公認(rèn)的綠色季氨化試劑——碳酸二甲酯代替上述季氨化試劑與胺反應(yīng)制備季銨鹽是生產(chǎn)季銨鹽一種重要的綠色化路線。中國專利200410012215. I公開了一種酯胺類季銨鹽的合成方法，采用碳酸二甲酯作季氨化試劑，成功地制備了一系列酯胺類季銨鹽。該方法中引入溶劑使得生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的純化成為困難，高沸點(diǎn)溶劑的回收提高了生產(chǎn)成本。中國專利200510061094. 4公開了一種季銨鹽的合成方法，采用碳酸二甲酯與銨離子反應(yīng)合成了一系列的季銨鹽。該方法采用的溫度較高。耿濤等在“甲基碳酸酯季銨鹽的合成與表征”(精細(xì)化工，2010，27 (6) : 537-541)—文中研究了在沒有催化劑存在的條件下長鏈?zhǔn)灏放c碳酸二甲酯的甲基化反應(yīng)。該研究僅對(duì)甲基化反應(yīng)本身進(jìn)行了研究。上述混合在季銨鹽的實(shí)際制備過程中均采用旋蒸的方式得到產(chǎn)物，這種混合在實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備時(shí)可行，但是在擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)或在實(shí)際生產(chǎn)中的工藝和設(shè)備的改進(jìn)，迫在眉睫。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置，其特點(diǎn)是該表面活性劑的綠色制備裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，生產(chǎn)效率高，長鏈季銨鹽活性物含量大于98%。實(shí)現(xiàn)了以長鏈?zhǔn)灏窞樵?，碳酸二甲酯為季氨化試劑，反?yīng)混合物直接進(jìn)行重結(jié)晶制備長鏈季銨鹽表面活性劑的連續(xù)化、穩(wěn)定化、綠色生產(chǎn)過程。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置，其特點(diǎn)是該裝置包括反應(yīng)釜、結(jié)晶池、過濾器、蒸發(fā)冷凝器、儲(chǔ)罐、產(chǎn)品包裝設(shè)備、碳酸二甲酯進(jìn)料管、叔胺進(jìn)料管、催化劑進(jìn)料管、結(jié)晶池進(jìn)料管、攪拌器和夾套，反應(yīng)釜與結(jié)晶池連接，結(jié)晶池與過濾器連接，過濾器的一端與蒸發(fā)冷凝器連接，過濾器的另一端與母液儲(chǔ)罐連接，母液儲(chǔ)罐通過管道的一端與反應(yīng)釜的碳酸二甲酯進(jìn)料管連接，母液儲(chǔ)罐通過管道的另一端與結(jié)晶池的進(jìn)料管連接，蒸發(fā)冷凝器與產(chǎn)品包裝設(shè)備連接構(gòu)成長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置。[0010]反應(yīng)釜上設(shè)碳酸二甲酯進(jìn)料管、叔胺進(jìn)料管和催化劑進(jìn)料管，反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)攪拌器，反應(yīng)釜外設(shè)夾套。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I、長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，有利于工 業(yè)化生產(chǎn)。2、長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置生產(chǎn)效率高，長鏈季銨鹽活性物含量大于 98%ο

圖I為長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖I、反應(yīng)釜，2、結(jié)晶池，3、過濾器，4、蒸發(fā)冷凝器，5、儲(chǔ)罐，6、產(chǎn)品包裝設(shè)備，7、碳酸二甲酯進(jìn)料管，8、叔胺進(jìn)料管，9、催化劑進(jìn)料管，IO、結(jié)晶池進(jìn)料管，11、攪拌器，12、夾套。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體的描述，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例I長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置，其特征在于裝置包括反應(yīng)釜I、結(jié)晶池
2、過濾器3、蒸發(fā)冷凝器4、儲(chǔ)罐5、產(chǎn)品包裝設(shè)備6、碳酸二甲酯進(jìn)料管7、叔胺進(jìn)料管8、催化劑進(jìn)料管9、結(jié)晶池進(jìn)料管10、攪拌器11和夾套12，反應(yīng)釜I與結(jié)晶池2連接，結(jié)晶池2與過濾器3連接，過濾器3的一端與蒸發(fā)冷凝器4連接，過濾器3的另一端與母液儲(chǔ)罐5連接，母液儲(chǔ)罐5通過管道的一端與反應(yīng)釜的碳酸二甲酯進(jìn)料管7連接，母液儲(chǔ)罐5通過管道的另一端與結(jié)晶池的進(jìn)料管10連接，蒸發(fā)冷凝器與產(chǎn)品包裝設(shè)備連接構(gòu)成長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置。反應(yīng)釜I上設(shè)碳酸二甲酯進(jìn)料管7、叔胺進(jìn)料管8和催化劑進(jìn)料管9，反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)攪拌器11，反應(yīng)釜外設(shè)夾套12。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的將十六烷基二甲基叔胺碳酸二甲酯=I 6的摩爾比和反應(yīng)物重量10%的相轉(zhuǎn)移劑甲醇加入帶有攪拌器、溫度計(jì)的反應(yīng)釜I中，于溫度120°c反應(yīng)6h，反應(yīng)完成后，冷卻至25°C時(shí)，在攪拌下加入重結(jié)晶劑50重量份；再將上述帶有重結(jié)晶劑的混合物放入結(jié)晶池2，冷卻至室溫，所生成的產(chǎn)物從反應(yīng)體系中沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到長鏈季銨鹽，長鏈季銨鹽活性物含量為98. 70% ;結(jié)晶母液直接回收，用于反應(yīng)原料或用作重結(jié)晶劑。
權(quán)利要求1.一種長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置，其特征在于該裝置包括反應(yīng)釜(I)、結(jié)晶池(2)、過濾器(3)、蒸發(fā)冷凝器(4)、儲(chǔ)罐(5)、產(chǎn)品包裝設(shè)備(6)、碳酸二甲酯進(jìn)料管(7)、叔胺進(jìn)料管(8)、催化劑進(jìn)料管(9)、結(jié)晶池進(jìn)料管(10)、攪拌器(11)和夾套(12)，反應(yīng)釜(I)與結(jié)晶池(2)連接，結(jié)晶池(2)與過濾器(3)連接，過濾器(3)的一端與蒸發(fā)冷凝器(4)連接，過濾器(3)的另一端與母液儲(chǔ)罐(5)連接，母液儲(chǔ)罐(5)通過管道的一端與反應(yīng)釜的碳酸二甲酯進(jìn)料管(7)連接，母液儲(chǔ)罐(5)通過管道的另一端與結(jié)晶池的進(jìn)料管(10)連接，蒸發(fā)冷凝器(4)與產(chǎn)品包裝設(shè)備(6)連接構(gòu)成長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置，其特征在于反應(yīng)釜(I)上設(shè)碳酸二甲酯進(jìn)料管(7)、叔胺進(jìn)料管(8)和催化劑進(jìn)料管(9)，反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)攪拌器(II)，反應(yīng)釜外設(shè)夾套(12)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種長鏈季銨鹽表面活性劑的綠色制備裝置，其點(diǎn)是該裝置包括反應(yīng)釜(1)、結(jié)晶池(2)、過濾器(3)、蒸發(fā)冷凝器(4)和儲(chǔ)罐(5)，反應(yīng)釜(1)與結(jié)晶池(2)連接；、結(jié)晶池(2)與過濾器(3)連接；、過濾器(3)的一端與蒸發(fā)冷凝器(4)連接；過濾器(3)的另一端與母液儲(chǔ)罐(5)連接；母液儲(chǔ)罐(5)通過管道的一端與反應(yīng)釜的碳酸二甲酯進(jìn)料管(7)連接，母液儲(chǔ)罐(5)通過管道的另一端與結(jié)晶池的進(jìn)料管(10)連接，蒸發(fā)冷凝器與產(chǎn)品包裝設(shè)備(6)連接構(gòu)成長鏈季銨鹽表面活性劑的制備裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，生產(chǎn)效率高，所得長鏈季銨鹽活性物含量大于98%。
文檔編號(hào)C07C209/20GK202717728SQ20122042586
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者姚永毅, 張?jiān)ゼt, 周濤 申請(qǐng)人:四川大學(xué), 成都科宏達(dá)科技有限公司