專利名稱：閉循環(huán)填料塔反應器制環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷聚合物的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及精細化工產(chǎn)品的合成領域，尤其是對油/水型、水/油型及其包絡復合物這類非離子型表面活性劑等聚合物的合成。
根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，目前在精細化工合成領域，制備環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷聚合物及其非離子型表面活性劑，主要采用帶攪拌的間歇釜式反應法、Press法和Buss法。但在這三種方法中，由于均存在反應介質(zhì)之間接觸面小、接觸時間短、傳質(zhì)傳熱效率低和安全可靠性差等缺點，從而造成產(chǎn)品相對分子量難以控制與調(diào)節(jié)，并且造成產(chǎn)品相對分子量分布寬、產(chǎn)品單一、質(zhì)量不穩(wěn)定以及生產(chǎn)效率低下。在非均相反應體系中，更是如此。致使產(chǎn)品性能難以滿足不同工業(yè)部門的使用要求。然而，以填料塔式反應器來制備環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷類聚合物及其非離子型表面活性劑，目前乃仍是空白。
本發(fā)明之目的就是要建立一種行之有效的方法來生產(chǎn)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷類聚合物，及其高效、廉價、適應面廣的新型非離子型表面活性劑(即油溶性或水溶性)系列產(chǎn)品，以便能廣泛應用于電廠、油田、煤田、船舶以及煉油等工業(yè)中的絮凝、脫水、脫油及油水分離，以及在機械轉(zhuǎn)動設備、動力設備、發(fā)動機上的清洗、除塵等。
本發(fā)明的技術(shù)特點之一就是以密閉循環(huán)填料塔反應器系統(tǒng)來制備上述產(chǎn)品。該反應系統(tǒng)是以填料塔作為反應器，通過建立汽、液相密閉循環(huán)，先合成環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷聚合物或嵌段型共聚物，然后通過添加適量助劑、溶劑或介質(zhì)，以制得油溶性或水溶性的非離子型表面活性劑，進而可制得洗滌劑系列產(chǎn)品。本發(fā)明因在反應器內(nèi)采用了高效填料，不僅使反應物料能充分接觸、過程的傳質(zhì)傳熱效率提高，從而加快反應速度，提高生產(chǎn)能力。而且使系統(tǒng)操作彈性增大、安全可靠性也提高，所制備的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷聚合物分子量能方便地控制，使其親水/親油比例可以達到很大范圍，從而可制得多種性能、多種應用的系列化最終產(chǎn)品。
在本發(fā)明的反應系統(tǒng)中，作為非均相體系的汽液兩相，采用逆流操作，液體作為分散相在反應塔內(nèi)自上而下，氣相作為連續(xù)相在反應塔內(nèi)自下而上，兩相在高效填料塔內(nèi)經(jīng)充分逆流接觸、混合、反應并傳質(zhì)傳熱，使反應快速進行并達到完全。由于傳質(zhì)傳熱充分，使局部熱效應很小、副反應受到抑制，從而保證了主反應及產(chǎn)率，這樣也就保證了產(chǎn)品中主成分的分子量。另外，由于在系統(tǒng)中引入了惰性氣體(N2)作保護劑，既增加了系統(tǒng)分壓，又對反應系統(tǒng)起了保護作用。從該系統(tǒng)的反應動力學角度既提高了物料反應幾率，也增加了反應體系的安全可靠性。在填料塔反應器的精餾段，還延長了低加成物與E.O或P.O的反應時間，促進整個系統(tǒng)的產(chǎn)品相對分子量分布變窄。精餾段的高度依產(chǎn)品相對分子量分布要求而定，一般可為全塔總高度的20％～70％。在反應系統(tǒng)中，氣相循環(huán)用風機來實現(xiàn)，液體循環(huán)則用塔底循環(huán)泵來建立。系統(tǒng)壓力通過控制風機循環(huán)量和引入的惰性氣體(N2)量來調(diào)節(jié)，系統(tǒng)溫度可通過塔釜加熱器、循環(huán)換熱器來控制。
本發(fā)明系列產(chǎn)品中的非離子型表面活性劑產(chǎn)品(油溶性與水溶性)，其制備方法是以乙二醇、丙二醇、丙三醇、山梨醇、單糖或多糖、乙二胺、三乙醇胺、乙烯多胺、高級脂肪醇及含羥基酚醛樹脂、蜜胺樹脂、脂肪酸、脂肪胺、脂肪酰胺等為起始劑，與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷進行聚合反應，并在反應系統(tǒng)中加入適量堿、助劑或溶劑。起始劑中每個活潑氫所連的E.O分子數(shù)可為8-180，所連的P.O分子數(shù)可為20-200，P.O與E.O的摩爾比可為30～1.0。
本發(fā)明結(jié)合實施例作如下進一步詳述(1)在由裝有規(guī)整填料(或亂堆填料)的反應塔和建立密閉循環(huán)所組成的反應系統(tǒng)中，先取水1000g，KOH5g，加入其塔釜中，升溫至110℃-130℃，控制塔內(nèi)壓力在0.35MPa，再在N2保護下，加入2500g環(huán)氧乙烷反應生成己二醇。
(2)油溶性聚合物的合成是在上述同樣的裝置中，將(1)中所生成的乙二醇50g，KOH2g，置于塔內(nèi)真空脫水。脫畢，在130℃-180℃，控制壓力在0.35MPa，并在N2保護下，分批加入環(huán)氧乙烷500g和1250g進行反應。反應時間為1小時。反應過程中，控制好反應溫度和壓力，防止超壓。風機流量控制在12m3/h。
(3)水溶性聚合物的合成是在上述同樣的裝置中，將(1)中所生成的乙二醇50g，KOH2g，置于塔內(nèi)真空脫水。脫畢，在130℃-180℃，控制壓力在0.35MPa，并在N2保護下，加入環(huán)氧丙烷1100g進行反應。反應時間為40分鐘。風機流量控制在10m3/h。
(4)在上述同樣的裝置中，加入(2)中所生成的聚乙二醇250g，KOH5g，置于塔內(nèi)真空脫水。脫畢，加入二甲苯1000ml，在130℃-180℃，控制壓力在0.35MPa，并在N2保護下，加入環(huán)氧丙烷2150g進行反應，風機流量控制在18m3/h。反應50分鐘后加入助劑，即得到油溶性非離子型表面活性劑產(chǎn)品。
(5)在上述同樣的裝置中，加入(3)中所生成的聚丙二醇250g，KOH5g，置于塔內(nèi)真空脫水。脫畢，加入二甲苯1000ml，在130℃-180℃，控制壓力在0.35MPa，并在N2保護下，加入環(huán)氧乙烷850g進行反應。風機流量控制在15m3/h，反應時間為35分鐘。反應完畢后，在減壓下脫除二甲苯，再加入無離子水和助劑，即可得到所需的水溶性非離子型表面活性劑產(chǎn)品。
以下就說明書附圖進行圖面說明。


圖1是本發(fā)明的工藝流程簡圖。其中R1為填料塔反應器，E1為換熱器，P1、P2、P3、P4為泵，V1、V2分別為原料罐和起始劑或助劑罐，V3為緩沖罐，V4為尾氣吸收罐，圖中未編號設備為風機，N2為氮氣，PI、TI分別為壓力表和溫度計，反應器頂部出口是安全閥。塔式反應器(R1)分上下兩段，下段是帶加熱器的容器，上段是裝有高效填料的塔。
按圖1流程并控制好參數(shù)就可以生產(chǎn)出本發(fā)明的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.閉循環(huán)填料塔反應器制環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷聚合物，其技術(shù)特征之一是以填料塔作反應器，所用填料為空隙率大、阻力降小、傳質(zhì)傳熱效率高的填料，如Y型、X型、W型金屬孔板或絲網(wǎng)規(guī)整填料及金屬環(huán)形、階梯形、矩鞍形填料以及陶瓷環(huán)形、矩鞍形填料等散堆填料；
2.由權(quán)利要求1所述反應器構(gòu)成的反應系統(tǒng)，其技術(shù)特征之二是要建立相應的氣、液相閉路循環(huán)系統(tǒng)，兩相循環(huán)分別用風機和泵來實現(xiàn)；
3.如權(quán)利要求1、2所述的反應系統(tǒng)，反應器塔徑、塔高可不受限制；
4.由權(quán)利要求1、2、3組成的反應系統(tǒng)制備環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷聚合物，其基本原料是環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷；
5.如權(quán)利要求1、2、3、4所述的反應系統(tǒng)制備非離子型表面活性劑等聚合物，所用起始劑為乙二醇、丙二醇、丙三醇、山梨醇、單糖或多糖、乙二胺、三乙醇胺、乙烯多胺、高級脂肪醇及含羥基酚醛樹脂、蜜胺樹脂、脂肪酸、脂肪胺、脂肪酰胺等；
6.如權(quán)利要求1、2、3、4、5所述反應系統(tǒng)制備非離子型表面活性劑等聚合物，所用堿為氫氧化鉀、甲醇鉀、苛性堿、有機胺等，所用酸為鹽酸、硫酸等；
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6所述反應系統(tǒng)制備非離子型表面活性劑等聚合物，所用溶劑(助劑)為有機溶劑或無機溶劑。
全文摘要
本發(fā)明采用密閉循環(huán)填料(規(guī)整或散堆填料)塔反應器來制備環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷聚合物以及非離子型表面活性劑，特別是具有環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷嵌段共聚的非離子型表面活性劑。通過配方的調(diào)整和反應條件與反應參數(shù)的改變，就可以調(diào)節(jié)聚合物的相對分子質(zhì)量，以達到產(chǎn)品特定的物化性能要求，從而制得規(guī)定的產(chǎn)品。
文檔編號C08G59/00GK1412217SQ0113593
公開日2003年4月23日 申請日期2001年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月19日
發(fā)明者林鴻亮 申請人:深圳市星原燃氣輪機維修開發(fā)有限公司