《糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備》是上海發凱化工有限公司於2010年4月12日申請的專利，該專利的申請號為2010101453246，公布號為CN101912746A，授權公布日為2010年12月15日，發明人是董萬田、王豐收、楊慶利、姚學柱、梁艷艷、張燕山、吳慶凱、楊春光。
《糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備》是通過以下步驟實現的：（1）糖苷化反應：將葡萄糖與C6脂肪醇和催化劑一次投入反應釜中，進行糖苷化反應，得到粗產品；（2）脫醇：在一定溫度和真空條件下，進行脫醇，可用脂肪醇返回反應釜循環利用，脫除脂肪醇進入低溫冷凝尾氣處理系統處理後排放；（3）漂白：脫醇後的粗產品在工藝水中稀釋，加入漂白劑，得到外觀渾濁溶液；（4）精製：外觀渾濁的溶液濾網孔為3-15微米的精細過濾器，在溫度為70-80℃和壓力為0.4-0.5兆帕條件下過濾得到淺色的糖苷類非離子表面活性劑。該發明採用C6脂肪醇，並加入冷凍循環系統，解決C6脂肪醇沸點低、蒸發快、容易帶走熱量的問題，產品有超耐鹼性的新產品。
2016年12月7日，《糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備
- 公布號：CN101912746A
- 授權日：2010年12月15日
- 申請號：2010101453246
- 申請日：2010年4月12日
- 申請人：上海發凱化工有限公司
- 地址：上海市金山區亭林工業園林寶路318號
- 發明人：董萬田、王豐收、楊慶利、姚學柱、梁艷艷、張燕山、吳慶凱、楊春光
- Int.Cl.：B01F17/56(2006.01)I
- 代理機構：上海精晟智慧財產權代理有限公司3
- 代理人：何新平
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
20世紀90年代發展起來的不使用石油衍生產品的新一代非離子表面活性劑，其原材料均來自天然可再生資源，其中脂肪醇主要以天然棕櫚油和椰子油為原料、葡萄糖是以玉米等農作物澱粉加工而來，同時烷基糖苷（APG）在生產過程中無三廢產生，產品各項性能優良，無毒、無刺激、安全性好、能徹底生物降解，符合可持續發展要求，APG引起業界關注的原因不僅在於其優良的功能性和生產成本等方面的優勢，更在於其突出的人體安全性和環境相容性。一般烷基糖苷的碳數分布在C8-18，然而隨著表面活性劑的套用領域的進一步擴展，硬表面清洗等行業越來越希望有低泡且耐鹼性的表面活性劑產品，本項目就是開發了C6烷基糖苷系列產品實現多品種、小批量、高附加值的需求。
C6烷基糖苷主要原料也是無水葡萄糖由玉米發酵加工而來，中國作為農業大國，有豐富的玉米資源，且質量好、價格低、保證供應。故低碳APG產品的發展可帶動農副產品的深加工；不僅有良好經濟效益，還有顯著的社會效益。
截至2010年4月，世界上生產直鏈烷基糖苷（APG）的技術路線是轉糖苷化法（又稱兩步法或縮醛交換法）和直接糖苷化法（又稱一步法或直接法）。由於兩步法技術工藝流程長、產品質量差，正逐漸被淘汰；先進的直接法技術是在一定的溫度、壓力和酸催化劑存在下，使中長碳鏈的C8-18脂肪醇與葡萄糖直接進行固/液相反應製備烷基糖苷，反應原理是葡萄糖環上的半縮醛羥基與脂肪醇羥基的縮醛化過程。在烷基糖苷的製備過程中，為了得到糖聚合度適宜的功能性烷基糖苷產品，脂肪醇往往過量使用，反應結束後脂肪醇需要從產品中脫除分離並回用。
本項目採用直接法技術合成烷基糖苷（APG），是以葡萄糖和C6醇（過量使用，反應結束後需脫除回用）為原料，在專用複合催化劑（無需分離回收）存在下進行縮醛化反應，再經脫醇、後處理得到APG產品。直接法縮醛化反應方程式如下：
（n為葡萄糖平均聚合度），上述縮醛化反應屬固-液相反應體系，反應混合物中的未反應葡萄糖（殘糖）含量將直接影響最終產品的質量和外觀色澤，而長時間反應又會生成多糖等副反應產物，同樣造成產品質量問題。中國國內外通常的解決方案是將葡萄糖與少量脂肪醇預製成糖漿加入反應體系；或反應3-5小時後，去除未反應糖再進行後續工藝。
發明內容
專利目的
《糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備》提供一種糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備，採用C6為原料，並添加乙二醇冷凍循環系統，解決C6脂肪醇過量蒸發快速帶走熱量的工程化問題。
技術方案
一種糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備是通過以下的步驟實現的：
（1）糖苷化反應：將葡萄糖與C6脂肪醇以葡萄糖和C6脂肪醇的摩爾比為1:3-6，和催化劑一次投入反應釜中，進行糖苷化反應，在惰性氣體的保護下，設定真空度為20-30毫米汞柱、反應溫度為90-150℃、時間3-4小時進行反應，降溫至80-90℃加入中和劑，調節pH為8-9，得到糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物；
（2）脫醇：將上述得到的糖苷類非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物在溫度為110-180℃、真空度小於2毫米汞柱的條件下進行脫醇，可用脂肪醇返回反應釜循環利用，脫除脂肪醇進入低溫冷凝尾氣處理系統處理後排放；
（3）漂白：脫醇後得到的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑加入工藝水，攪拌條件下配成濃度為60-70％的鹼性水溶液，加入濃度為20-50％的雙氧水，加入量為葡萄糖量的5-8wt％，得到外觀渾濁的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑；
（4）精製：外觀渾濁的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑通過液濾網孔為3-15微米的精細過濾器，在溫度為70-80℃和壓力為0.4-0.5兆帕條件下過濾得到淺色的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑。
所述糖苷化反應所產生的反應水通過與反應釜相連線的隔油池及污水處理系統進行後處理和排放。
所述催化劑為複合催化劑，即為有機酸和無機酸的混合物。
所述中和劑是鹼土金屬氧化物和鹼金屬氫氧化物混合或單一的鹼土金屬氧化物。
所述糖苷化反應的反應釜帶有攪拌裝置。
有益效果
1、《糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備》開發了適用於葡萄糖顆粒與C6醇直接進行固-液相反應的工藝技術，葡萄糖無須預處理，與脂肪醇和複合催化劑一次性投入反應器中，在專用攪拌器和具有輸送及粉碎功能的外循環泵作用下、控制一定的真空度和加熱條件下完成糖苷化得到粗苷，葡萄糖轉化率高達99.8％以上。
2、該發明在原烷基糖苷裝置的基礎上增加乙二醇冷凍循環系統，解決C6醇過量蒸發快速帶走熱量的工程化問題。
3、該發明採用C6脂肪醇為原料，綠色環保，生產過程無三廢，環境和社會效益顯著。
附圖說明
圖1是糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備工藝流程圖。
圖1
技術領域
《糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備》涉及一種耐鹼性表面活性劑的製備工藝，特別涉及一種糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備。
權利要求
1.一種糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備，其特徵在於是通過以下的步驟實現的：
（1）糖苷化反應：將葡萄糖與C6脂肪醇以葡萄糖和C6脂肪醇的摩爾比為1:3-6，和催化劑一次投入反應釜中，進行糖苷化反應，在惰性氣體的保護下，設定真空度為20-30毫米汞柱、反應溫度為90-150℃、時間3-4小時進行反應，降溫至80-90℃加入中和劑，調節pH為8-9，得到糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物；
（2）脫醇：將上述得到的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物在溫度為110-180℃、真空度小於2毫米汞柱的條件下進行脫醇，可用脂肪醇返回反應釜循環利用，脫除脂肪醇進入低溫冷凝尾氣處理系統處理後排放；
（3）漂白：脫醇後得到的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑加入工藝水，攪拌條件下配成濃度為60-70％的鹼性水溶液，加入濃度為20-40％的雙氧水，加入量為葡萄糖量的5-8wt％，得到外觀渾濁的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑；
（4）精製：外觀渾濁的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑通過液濾網孔為3-15微米的精細過濾器，在溫度為70-80℃和壓力為0.4-0.5兆帕條件下過濾得到淺色的糖苷類非離子表面活性劑。
2.如權利要求1所述的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備，其特徵在於所述糖苷化反應所產生的反應水通過與反應釜相連線的隔油池及污水處理系統進行後處理和排放。
3.如權利要求1所述的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備，其特徵在於所述催化劑為複合催化劑，即為有機酸和無機酸的混合物。
4.如權利要求1所述的一種糖苷類非離子表面活性劑的製備，其特徵在於所述中和劑是鹼土金屬氧化物和鹼金屬氫氧化物混合或單一的鹼土金屬氧化物。
5.如權利要求1所述的一種糖苷類非離子表面活性劑的製備，其特徵在於所述糖苷化反應的反應釜帶有攪拌裝置。
實施方式
實施例1
（1）糖苷化反應：將葡萄糖100千克與C6脂肪醇420千克和催化劑對甲苯磺酸和硫酸的混合物2.5千克一次投入反應釜中，進行糖苷化反應，在惰性氣體的保護下，設定真空度為20毫米汞柱、反應溫度為110℃、時間3小時進行反應，降溫至80℃加入氧化鎂或氫氧化鈉，調節pH為8，得到糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物；
（2）脫醇：將上述得到的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物在溫度為130℃、真空度小於2毫米汞柱的條件下進行脫醇，可用脂肪醇返回反應釜循環利用，脫除脂肪醇進入低溫冷凝尾氣處理系統處理後排放；
（3）漂白：脫醇後得到的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑加入工藝水，在攪拌和鹼性水溶液中，加入濃度為28％的雙氧水，加入量為葡萄糖量的5wt％，得到外觀渾濁的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑；
（4）精製：外觀渾濁的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑通過液濾網孔為3微米的精細過濾器，在溫度為70℃和壓力為0.4兆帕條件下過濾得到淺色的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑350千克。
實施例2
（1）糖苷化反應：將葡萄糖150千克與C6脂肪醇750千克和催化劑十二烷基苯磺酸和鹽酸的混合物2千克一次投入反應釜中，進行糖苷化反應，在惰性氣體的保護下，設定真空度為30毫米汞柱、反應溫度為100℃、時間4小時進行反應，降溫至90℃加入中和劑氧化鎂或氫氧化鈉，調節pH為9，得到糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物；
（2）脫醇：將上述得到的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物在溫度為180℃、真空度小於2毫米汞柱的條件下進行脫醇，可用脂肪醇返回反應釜循環利用，脫除脂肪醇進入低溫冷凝尾氣處理系統處理後排放；
（3）漂白：脫醇後得到的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑加入工藝水，攪拌條件下和鹼性水溶液中，加入濃度為50％的雙氧水，加入量為葡萄糖量的8wt％，得到外觀渾濁的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑；
（4）精製：外觀渾濁的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑通過液濾網孔為15微米的精細過濾器，在溫度為80℃和壓力為0.5兆帕條件下過濾得到淺色的糖苷類非離子表面活性劑520千克。
實施例3
（1）糖苷化反應：將葡萄糖125千克與C6脂肪醇560千克和催化劑乙二胺四乙酸和硫酸混合物1.5千克一次投入反應釜中，進行糖苷化反應，在惰性氣體的保護下，設定真空度為25毫米汞柱、反應溫度為120℃、時間3.5小時進行反應，降溫至85℃加入中和劑氧化鎂和氫氧化鈉，調節pH為8，得到糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物；
（2）脫醇：將上述得到的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑和脂肪醇的混合物在溫度為160℃、真空度小於2毫米汞柱的條件下進行脫醇，可用脂肪醇返回反應釜循環利用，脫除脂肪醇進入低溫冷凝尾氣處理系統處理後排放；
（3）漂白：脫醇後得到的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑加入工藝水，攪拌條件下和鹼性水溶液中，加入濃度為30％的雙氧水，加入量為葡萄糖量的7wt％，得到外觀渾濁的糖苷類陽離子表面活性劑；
（4）精製：外觀渾濁的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑通過液濾網孔為9微米的精細過濾器，在溫度為75℃和壓力為0.5兆帕條件下過濾得到淺色的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑480千克。
產品 | 耐鹼性（克/升） |
APG1214 | 260 |
APG-C6 | 667 |
APG-C8 | 400 |
AE09 | 62 |
AES | 138 |
鹼濃度 | 現象 |
500 | 攪拌30分鐘後，有絮狀不溶物質 |
450 | 攪拌30分鐘，靜置後，上層有白色漂浮物，疑是泡沫， 放置一段時間後，上層白色物質基本消失，溶液澄清透明 |
400 | 澄清透明 |
由表2可知APG-C8在鹼濃度為400克/升時耐鹼度效果最佳。
鹼濃度 | 現象 |
667 | 攪拌30分鐘後，APG基本全部溶解，上層無白色泡沫，溶液黃色澄清透明 |
由表3可知，以C6為原料製備的糖苷類非離子表面活性劑耐鹼度更佳。
綜上所述，《糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備》採用的C6脂肪醇為原料生產的糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑產品的耐鹼性最佳，並且生產過程中加入了醇冷凍循環系統，解決C6醇過量蒸發快速帶走熱量的工程化問題，產品質量佳，採用C6脂肪醇為原料，綠色環保，生產過程無三廢，環境和社會效益顯著。
榮譽表彰
2016年12月7日，《糖苷類耐鹼性非離子表面活性劑的製備》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
