精细生物化工产品工艺-表面活性剂-洗涤剂PPT推荐.pptx

1、提取和精制步骤：发酵液压滤浓缩结晶离心干燥淡褐色粗产品溶解脱色过滤 重结晶 离心 真空干燥 白色 晶体产品注：由于衣康酸有腐蚀性，所以接触衣康 酸的容器和设备都应该使用不锈钢材料制 作。应用：,OH,2、羟基丁二酸（HOOCCHCH2COOH）（又名 苹果酸）生产工艺：直接发酵法（产品为L-苹果酸）（1）种子培养基的制备（包括成分配制、调,PH、杀菌、加热、冷却）,K2HPO4 0.2 g/lNaCl0.01 g/l,葡萄糖 30g/lFeSO40.5g/l MgSO40.1 g/lCaCO360g/l玉米饼 10 g/l,（2）菌种扩大培养（种子:黄曲霉和米曲霉）斜面摇瓶种子培养法:斜面摇瓶

2、种子罐,发酵培养基的制备,发酵培养基采用葡萄糖7080 g/l，其余 成分与种子培养基相同。发酵工艺控制：a、温度T=3334,b、通气量（每分钟通气量/发 酵培养基的体积=1：0.7）c、搅拌转速180r/mind、时间约40hr,终点控制：,提取和精制,应用：是一种安全食用酸，广泛用于食品、医,药、日化等领域。,解,过滤,过滤,精制,真空浓缩,结晶干燥,成品,发酵液,无砷,H2SO4 酸,CaCO3 Ca（OH）2中和,无砷,H2SO4酸解,滤渣,石膏渣 菌体,过滤滤液,二.氨基酸及其发酵工艺,1、谷氨酸（谷氨酸一钠盐即：味精）,生产工艺：发酵法生产过程,a、发酵原料处理；（淀粉葡萄糖）b

3、、培养基的配制；（以磷酸盐、玉米浆、镁盐等先调合，后调PH值）c、种子培养；（斜面摇瓶种子培养）d、发酵；（C6 H12 O6+NH3+3/2O2C5 H9 O4N+CO2+3H2O）e、粗谷氨酸的提取；（水解等电点法）g、精制.（包括中和、脱色、浓缩、结晶、分离、干燥）,淀粉酶,磷酸盐 玉米浆 镁盐,淀粉 盐酸 H2O,斜面,调合,水解,摇瓶 种子,空气,空气净 化系统,调PH,中和,种子罐,分过 滤器,尿素贮罐,发酵罐,分过滤 器,菌种,谷氨酸 的提取粗谷氨酸,精制,味精,谷氨酸的提取：（水解等电点法）发酵液浓缩用盐酸水解过滤,滤液脱色,浓缩用碱中和低温放置,析晶,谷氨,酸晶体,T=303

4、7、通气比、氮源的加量、,生产工艺控制：a、发酵工艺控制 PH,值、时间等。b、谷氨酸的提取过程中PH值的控制一般PH=3.03.2（等电点,此时降温谷氨酸最易形成沉淀析出.），一方面 保证HCl被完全中和，另一方面又不使粗谷氨酸与碱反应。c、谷氨酸的精制过程中PH值的控制一般为PH约67，PH最好为6.7。控制二钠盐的生成，且谷氨酸一钠在PH=6 时，鲜味最高。,第二节阴离子表面活性剂的合成工 艺三、磺酸盐四、硫酸酯盐五、磷酸酯盐,三、磺酸盐,1、直链对十二烷基苯磺酸钠（LAS）LAS的特点及主要用途LAS没有支链，其生物降解性好，不带来污染。洗涤力强，发泡能力强，价格低廉。所以，在家用洗衣

5、粉中占主导地位。其产量 占阴离子表面活性剂总产量的90%以上。,LAS的工业生产过程长链正构烷烃的制备,煤油CH3（CH2）10CH3,烷烃的氯化,2CH3（CH2）10CH2Cl+HCl,注：控制氯化深度，减少二氯代烷的生成。,CH3（CH2）10CH3+Cl 130165,分子筛,烷基苯的制备（采用釜式连续化反应装 置）,CH3（CH2）10CH2Cl+O,CH2（CH2）10CH3O+HCl,工艺控制：,a.投料比 苯：氯代烷（mol比）为（510）：1；b.温度 T=6575；c.压力 微负压。,AlCl3,烷基苯的磺化,CH2（CH2）10CH3,CH2（CH2）10CH3 O+SO

6、O3SO H3,烷基苯磺酸的中和CH2（CH2）10CH3,O+NaOHSO3H,CH2（CH2）10CH3O+H2O SO3Na,SO3磺化工艺控制：a.反应热的及时移走，一般采用带夹 套（冷却水）的膜式反应器；b.SO3常被空气稀释为3%5%；c.SO3用量接近理论量，一般控制 SO3：烃（mol比）为（1.031.05）：d.反应温度控制在3050。,2.烯烃磺酸盐（AOS）,制备方法：工业生产包括磺化和水解两个,过程,R-CH2 CH=CH2（由石油裂解制得）SO3磺化,RCH=CH CH2 SO3HNaOH中和,R CH CH2 CH2 SO2（磺内酯）NaOH水解,产品：R CH=

7、CH2 CH2 SO3 Na（烯基磺酸盐6472%）,RCH（OH）CH2 SO3 Na（羟基磺酸盐2126%）,注：产品中还包括7%11%的二磺酸盐。,生产工艺控制：,a、SO3和烯烃的摩尔比为1.05，SO3用量不宜过高,控制二磺化的进行；b、磺化反应剧烈并放出大量热量，则采 用二次风（鼓空气）稀释SO3的浓度约35%，且磺化设备须有良好的传热性能；c、磺化反应温度以不高于50为宜（温度过高导致烯烃的异构化，影响磺化反 应）；d、适当地延长时间可提高转化率，所以，生 产过程中采用老化器。,特点及主要用途：,AOS与LAS性能相似，但AOS对皮肤的刺 激性更弱，且生化降解速度快，生产工艺简

8、便。（在生产AES的流程上加上一个“水解”过程即可得AOS）原料成本低廉，从80年代 开始，AOS的生产和应用均有上升趋势，AOS的主要用途是配制液状洗涤剂和化妆品。,四、硫酸酯盐,1、脂肪醇硫酸酯盐（AS）制备方法：R-OH+ClSO3HR-O-SO3H+HCl或 R-OH+SO3R-O-SO3HR-O+SO3H+NaOHR-O-SO3Na+H2O主要用途：是生产合成洗涤剂、洗发香波等的主,要表面活性剂，还可用于乳化聚合 工艺中作乳化剂.,2、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）,制备方法：,R-OH+n CH2CH2,R-O（CH2CH2O）nH,R-O（CH2CH2O）nH+SO3,R-O（

9、CH2CH2O）nSO3H,R-O（CH2CH2O）nSO3H+NaOH,R-O（CH2CH2O）nSO3Na+H2O,主要用途：仅用于制备液体洗涤剂、洗发香波 等，还可用于乳化聚合工艺中作乳化剂、纺织工 业助剂。,3、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐,制备方法：ROH+n CH2CH2R,O（CH2CH2O）nH,R,O（CH2CH2O）nH+SO3,R,O（CH2CH2O）nSO3H,R,O（CH2CH2O）nSO3H+NaOH,R,O（CH2CH2O）nSO3Na,+H2O 主要用途：仅用于工业，用于乳化聚合工艺中作 乳化剂、纺织工业助剂以及配制工业清洗剂。,五、磷酸酯及其盐,磷酸酯盐的制备过程：

10、,3ROH+P2O5,NaOH中和 ROPO（OM）2+（RO）2PO（OM）通过控制反应条件可以得到以磷酸单酯为主或 以磷酸双酯为主的产品。,主要用途：可作乳化剂，润湿剂等，还要作良 好,的干洗剂，也是合成纤维的抗静电剂。,ROPO（OH）2+（RO）2PO（OH）,第三节非离子型表面活性剂的合成工艺学习重点：非离子型表面活性剂的特点聚氧乙烯类、脂肪酸多元醇酯类非 离子表面活性剂的生产工艺及应用学习难点：聚氧乙烯类、脂肪酸多元醇酯类非 离子表面活性剂的生产工艺,.非离子型表面活性剂的特点,-OH 及酯基、,非离子型表面活性剂的亲水基:（OCH2CH2）n酰胺基等。非离子型表面活性剂存在“浊点

11、”。可用浊点来衡量其亲 水性。当亲油基相同时，加成的环氧乙烷分子数越多，亲水性越大，浊点越高。当加成的环氧乙烷分子数相同时，亲油基的碳原子数越 多，亲水性越小，浊点越低。复配性好。应用:主要用作乳化剂（特别是食品和化妆品中）,也可作洗 涤剂等。,.聚氧乙烯类非离子表面活性剂,乙氧基化1.反应机理（加成聚合）分成两步：环氧乙烷与酸性羟基形成单氧 乙烯加成物；进一步与环氧乙烷反应生成聚氧 乙烯加成物。,2.乙氧基化的影响因素反应物的结构脂肪醇同系物中,反应速率一般随碳链长度增加 而降低。反应速率：伯醇仲醇叔醇反应速率：伯醇酚羧酸对酚类，取代基对反应速率也有影响。CH3O-CH3-H-Br-NO2,

12、催化剂碱性催化剂的碱性越大，则效率越高；碱性催化剂的浓度越大，则速率越快；催化剂的加量：为醇质量的0.10.5%。温度：T=130180T反应速度压力：P=0.050.5Mpa P反应速度,级脂肪醇,3.乙氧基化工艺过程,用搅拌器混合的间歇操作法,环氧乙烷 碱催化剂乙氧基化反应釜,冰醋酸H2O2漂白釜,液状产品,乙氧基化反应釜的操作要点：先加高级脂肪醇和碱催化剂搅拌混合加热，真空 脱水；充N2，再抽真空后加入环氧乙烷液体；环氧乙烷液体的加入速度不能太快；反应结束后，必须将物料冷却后再放至漂白釜。,高级脂肪醇,Press乙氧基化操作法,工艺流程：,碱催化剂,环氧乙烷,预热器中和冷却器,气液接触反

13、应器产品,操作要点：先在预热器中加高级脂肪醇和碱催化剂搅拌混合 加热，真空 脱水；在气液接触反应器中，环氧乙烷液体高压下雾化，高级脂肪醇形成液滴与之反应。优点：该法反应速度快，所以产品色泽好，一般不 需要漂白，产品质量好。,脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）的生产,RO（CH2CH2O）nH,ROH+nCH2 CH2O2.生产工艺,采用搅拌器混合的间歇操作法,Press乙氧基化操作 法均可。3.应用主要用作乳化剂（特别是化妆品中）,也可作洗涤剂等。,1.反应原理NaOH,烷基酚聚氧乙烯醚,RC6H5O（CH2CH2O）nH,反应原理 RC6H5OH+nCH2 CH2O生产工艺,采用搅拌器混合的间歇操作

14、法,Press乙氧基化操作 法均可。3.应用主要用作乳化剂和匀染剂,由于其生物降解性差,仅 限于工业应用。,NaOH,.脂肪酸多元醇酯类非离子表面活性剂,原料:高级脂肪酸多元醇（甘油、乙二醇、失水山梨醇等）反应原理（酯化反应）：高级脂肪酸+多元醇脂肪酸多元醇酯 应用：主要用于食品、医药、化妆品中作乳化剂。,1.脂肪酸甘油酯,甘油一酯+甘油二,工业制法天然油脂+甘油 酯应用,主要用于面包、糕点、焙烤食品中作添加 剂，也可用作乳化剂。,Ca（OH）2,2.脂肪酸二元醇酯,脂肪酸一酯+脂肪酸二酯,工业制法高级脂肪酸+二元醇应用,主要用于化妆品中作乳化剂，也可用于液 体洗涤剂。,3.脂肪酸失水山梨醇酯,一酯+二酯+三酯,工业制法Span系列高级脂肪酸+失水山梨醇Tween系列,一酯+二酯+三,高级脂肪酸+失水山梨醇聚氧乙烯醚 酯应用,主要用于化妆品、食品中作乳化剂。,学习重点:阳离子型表面活性剂的合成与应 用,两性表面活性剂的合成与应用 特种表面活性剂的合成与应用,学习难点:阳离子型表面活性剂的合成,两性表面活性剂的合成 特