专利名称：一种用于精制表面活性剂的混合溶剂及其纯化方法
技术领域：
本发明涉及分离纯化技术领域，尤其涉及一种用于精制表面活性剂的混合溶剂及其纯化方法。
背景技术：
表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，井能使表面张カ显著下降的物质。表面活性剂通常很容易吸潮，与各种杂质的结合能力很强。エ业级表面活性剂(纯度通常在309^97%之间)大多都是以溶液、膏体或者其它无定形、非结晶粉末的产品形态出现。エ业级表面活性剂广泛应用于日用洗涤剂、エ业清洗齐U、油田化学品等行业，但由于纯度不够高，无法满足体外诊断试剂、医药合成、高纯度电子化学品、高端化妆品等高端领域的应用需求。现有技术可以单纯采用水或单纯采用有机溶剂(如无水こ醇、丙酮、ニ氯甲烷等)进行重结晶，来进行表面活性剂 的纯化，但需要最大限度的利用温度差析出产品(如溶质在接近沸点下溶解，然后强制冷却到(TC左右低温进行結晶)。由于表面活性剂类产品几乎不可能简单脱水，且在无水有机溶剂中的溶解度普遍较低，导致本方法的单釜产量低、生产效率低下，经纯化后的表面活性剂中无机盐和有机盐杂质的含量较高。此外，采用单一有机溶剂循环的索氏提取法同样也存在效率低、能耗大、单釜产量低的缺点。中国专利(申请号:200910162020.8)公开了ー种利用水-こ醇ニ元溶剂去除十二烷基硫酸钠中无机盐的方法。该方法只能将混合溶剂降到5°C左右，且只能去除部分无机盐，但去除有机盐(如甲酸钠、こ酸钠、草酸钠等)的效果不佳，无法获得高纯度的表面活性齐U。现有技术很难获得高纯度的无水结晶粉末形态的表面活性剤。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，发明人预料不到地发现，通过水、第一溶剂和こニ醇的协同作用得到的混合溶剂可加大表面活性剂与杂质溶解度差，有效去除无机盐、有机盐和重金属离子等杂质，可将エ业级表面活性剂纯化至99%纯度以上，产品呈白色或纯品色泽的结晶粉末状，可满足体外诊断试剂、医药合成、高纯度电子化学品、高端化妆品等高端领域的应用需求。ー个方面，本发明提供一种用于精制表面活性剂的混合溶剂，包括水、第一溶剂和第二溶剂，所述第一溶剂为可与水混溶的低沸点有机溶剂，所述第二溶剂为こ二醇；所述水的体积百分比为0.59^94%，所述第一溶剂的体积百分比为59^99%，所述第二溶剂的体积百分比为0.5% 35%。采用上述技术方案，通过こニ醇的加入，与水、第一溶剂发生协同作用得到的混合溶剂用于表面活性剂的纯化，可加大表面活性剂与杂质溶解度差，混合液可降低至-5° C以下，甚至达到-65° C而不凝固，从而使绝大部分的盐类杂质(包括无机盐和甲酸钠、こ酸钠、草酸钠等有机盐)析出，通过硅藻土、活性白土或中性氧化铝等助剂的作用下，重金属杂质在溶液中的含量可低至PPB级，得到的表面活性剂纯度高，呈结晶粉末状。作为本发明的进ー步改进，所述水的百分比为50%，所述第一溶剂的百分比为30%，所述第二溶剂的百分比为20%。作为本发明的进ー步改进，所述第一溶剂选自甲醇、こ醇、丙酮或ニ氯甲烷。作为本发明的进ー步改进，所述表面活性剂为离子型表面活性剤。本发明提供的表面活性剂的混合溶剂对阴离子表面活性剤、阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂都具有很好的纯化效果。此外，对于可以形成结晶的非离子表面活性剤，如茶皂素等，也具有很好的纯化效果。另ー方面，本发明还提供用于精制表面活性剂的混合溶剂的纯化方法，包括如下步骤:
A)将エ业级表面活性剂溶于表面活性剂的混合溶剂中得到混合液，添加助剂调pH至
7.5 8.5 ；
B)将所述混合液降温至-5°C -65° C，过滤除去析出的杂质，收集滤液；
C)蒸发结晶釜中将所述滤液蒸发浓縮，蒸发汽经过精馏回流低沸点溶剂至蒸发结晶釜中提高结晶釜中低沸点溶剂的含量至98%左右停止回流，直至表面活性剂结晶析出。通过采用低沸点溶剂精馏回流的方法逐渐调整混合溶剂中水和有机溶剂的比例，回流的低沸点溶剂通常是第一溶剤，使得混合溶剂中的水分含量逐渐降低，第一溶剂含量不断升高。表面活性剂产品最終在接近无水的低沸点有机溶剂环境中缓慢结晶析出；利用有机杂质在高温有机溶剂中溶解性好的特点，从结晶母液的形式带走绝大部分有机杂质。作为本发明的进ー步改进，所述助剂包括氧化铝、硅藻土、活性白土和四甲基氢氧化铵中的ー种或多种。作为本发明的进ー步改进，所述助剂还包括聚合物絮凝剂，如壳聚糖。通过聚合物絮凝剂的添加可进ー步加强重金属杂质的去除效果。作为本发明的进ー步改进，所述步骤B)还包括:对所述滤液进行层析柱吸附处理。对于表面活性剂中有机杂质(如表面活性剂合成阶段未反应完的原料长链醇或有机胺)含量较高的情形，将滤液过层析柱精制后再度收集，可以进ー步提高目标产品的纯度和质量。作为本发明的进ー步改进，所述步骤B)中降温至-35° C。作为本发明的进ー步改进，实时測量和观察所述步骤C)中蒸发结晶釜中气相出口温度，至该出口温度下降至略高于第一溶剂的正常沸点广2° C即可判断结晶釜中混合溶剂中第一溶剂的含量已经提高到了 98%左右，即可停止精馏塔低沸点溶剂的回流，进入蒸发浓缩阶段。与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明提供的混合溶剂可广泛应用于表面活性剂的纯化，充分利用了表面活性剂与杂质在混合液中的溶解度差，通过调节混合液温度和PH值，有效去除无机盐、有机盐和重金属离子等杂质，继而蒸发滤液、精馏回流低沸点溶剂不断提升混合溶剂中第一溶剂在混合溶剂中的比例，最終在接近无水的溶剂中浓缩结晶，可将エ业级表面活性剂纯化至99%纯度以上，呈白色或纯品色泽的结晶粉末状，可满足体外诊断试剂、医药合成、高纯度电子化学品、高端化妆品等高端领域的应用需求；此外本发明提供的纯化方法简单，单釜产量较高，收率高，产品纯度高，色泽和形态良好，实现了溶剂的充分利用。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明做进ー步详细说明。 实施例一用于精制表面活性剂的混合溶剂。取50体积份数的水，30体积份数的こ醇，20体积份数的こニ醇，混匀，得到表面活性剂的混合溶剤。实施例ニ用于精制表面活性剂的混合溶剤。取70体积份数的水，15体积份数的丙酮，15体积份数的こニ醇，混匀，得到表面活性剂的混合溶剤。实施例三十二烷基硫酸钠的纯化。在配料釜中投入体积比为9:1的电子级こ醇和纯水共计4000L，开启搅拌，投入2000Kg医用级十二烷基硫酸钠(十二烷基硫酸钠的质量百分含量为95%)。夹套加热至溶液沸腾，混合蒸发汽体经冷凝后回流2小吋，再将混合物料冷却至40° C过滤，滤除母液，得到滤饼。再按1:5:0.5的纯水、こ醇、こニ醇体积比配置3250L混合溶剂，充分溶解滤饼后，用氢氧化钠调整混合溶液的PH值至7.5 8.5之间，将混合溶液冷却降温至-15° C，通过阻截孔径小于0.2微米的陶瓷膜或PE烧结管精密过滤器后，将滤液注入蒸发结晶釜。经过加热蒸发浓缩，蒸出的混合溶剂以气相进入精馏塔。从塔顶得到的こ醇冷凝液继续回流至结晶釜。当结晶釜中的こ醇浓度提高到98%以上后，精馏塔顶的冷凝液不再回流，继续加热蒸发浓缩，直到结晶釜中的溶液体积浓缩到1000L停止加热。将蒸发结晶釜内残余物料排入旋转过滤器中进行真空干燥，得到纯度大于99.5%的生化超纯级十二烷基硫酸钠无水结晶产品约1100kg，呈白色结晶粉末状。上述操作中所得母液可混合后加入纯水，调整到こ醇的含量为30%左右，对稀释母液进行冷却降温至-15° C，滤除固形物后，再次进入蒸发结晶釜进行浓缩结晶，再次得到585kg纯度为979^99%的电泳级十二烷基硫酸钠无水结晶产品。实施例四十二烷基三甲基氯化铵的纯化。在配料釜中投入体积比为40:5的电子级こ醇和こニ醇共计4500L后加热搅拌，再投入3800Kgエ业级十二烷基三甲基氯化铵(含水量为50%的淡黄色膏体)。加料完毕，开启夹套加热至溶液沸腾。蒸发汽体经冷凝后回流循环2小吋。测得混合溶液的pH值低于
7.5，加入20kg四甲基氢氧化铵，将混合溶液的pH调整到7.5^8.5之间；再投入50kg硅藻土或活性白土，保持混合溶液温度在45飞0 ° C之间搅拌5(T60min后，将混合溶液冷却降温至-20° C，通过阻截孔径小于0.2微米的陶瓷膜或PE烧结管精密过滤器后，将滤液注入蒸发结晶釜。经过加热蒸发浓缩，蒸出的混合溶剂以气相进入精馏塔。从塔顶得到的こ醇冷凝液继续回流至结晶釜。当结晶釜中的こ醇浓度提高到98%以上后，精馏塔顶的冷凝液不再回流，继续加热蒸发浓缩，直到结晶釜中的溶液体积浓缩到1000L停止加热。将蒸发结晶釜内残余物料排入旋转过滤器中进行真空干燥，可得到纯度大于99.5%的生化超纯级十二烷三甲基氯化铵无水结晶产品900kg。上述操作中所得母液可混合后再加入纯水，调整到こ醇的含量为30%，对稀释母液进行冷却降温至-35° C，滤除固形物后，再次进入蒸发结晶釜进行浓缩结晶，再次得到750kg纯度为979^99%的分析纯级十二烷三甲基氯化铵无水结晶-1r ロ
广叩O以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进ー步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于精制表面活性剂的混合溶剂，其特征在于:包括水、第一溶剂和第二溶剤，所述第一溶剂为可与水混溶的低沸点有机溶剂，所述第二溶剂为こ二醇；所述水的体积百分比为0.59^94%，所述第一溶剂的体积百分比为59^99%，所述第二溶剂的体积百分比为0.5% 35%。
2.根据权利要求1所述的用于精制表面活性剂的混合溶剂，其特征在于:所述水的百分比为50%，所述第一溶剂的百分比为30%，所述第二溶剂的百分比为20%。
3.根据权利要求1所述的用于精制表面活性剂的混合溶剂，其特征在于:所述第一溶剂选自甲醇、こ醇、丙酮或ニ氯甲烷。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于精制表面活性剂的混合溶剂，其特征在于:所述表面活性剂为离子型表面活性剂或可以形成结晶的非离子表面活性剤。
5.一种用于精制表面活性剂的混合溶剂的纯化方法，其特征在于:包括如下步骤: 将エ业级表面活性剂溶于如权利要求1至3中任一项所述的表面活性剂的混合溶剂中得到混合液，添加助剂调PH至7.5~8.5 ； 将所述混合液降温至-5° C -65° C，过滤除去析出的杂质，收集滤液； 蒸发结晶釜中将所述滤液蒸发浓缩，回流低沸点溶剂至蒸发结晶釜中，直至表面活性剂结晶析出。
6.根据权利要求4所述的用于精制表面活性剂的混合溶剂的纯化方法，其特征在于:所述助剂包括氧化铝、硅藻土、活性白土和四甲基氢氧化铵中的ー种或多种。
7.根据权利要求4所述的用于精制表面活性剂的混合溶剂的纯化方法，其特征在于:所述助剂还包括聚合物絮凝剂。
8.根据权利要求4所述的用于精制表面活性剂的混合溶剂的纯化方法，其特征在于:所述步骤B)还包括:对所述滤液进行层析柱吸附处理。
9.根据权利要求4所述的用于精制表面活性剂的混合溶剂的纯化方法，其特征在于:所述步骤B)中降温至-35° C。
10.根据权利要求4所述的用于精制表面活性剂的混合溶剂的纯化方法，其特征在于:实时测量和观察所述步骤C)中蒸发结晶釜中气相出ロ温度，至该出ロ温度下降至略高于第一溶剂的正常沸点广2° C即可判断结晶釜中混合溶剂中第一溶剂的含量已经提高到了98%左右，即可停止精馏塔低沸点溶剂的回流，进入蒸发浓缩阶段。
全文摘要
本发明提供一种用于精制表面活性剂的混合溶剂，包括水、第一溶剂和第二溶剂，所述第一溶剂为可与水混溶的低沸点有机溶剂，所述第二溶剂为乙二醇；所述水的体积百分比为0.5%~94%，所述第一溶剂的体积百分比为5%~99%，所述第二溶剂的体积百分比为0.5%~35%。本发明通过水、第一溶剂和乙二醇按特定比例的混合得到的混合溶剂可加大表面活性剂与杂质溶解度差，有效去除无机盐、有机盐和重金属离子等杂质，可将工业级表面活性剂纯化至99%纯度以上；同时有效解决高纯度表面活性剂难以彻底脱水的问题，可得到结晶粉末产品，以满足体外诊断试剂、医药合成、高端化妆品等领域的应用需求。
文档编号C07C305/06GK103111228SQ20131003142
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者谈宇清, 袁正明, 刘定飞 申请人:深圳市美凯特科技有限公司