一种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂及其制备方法和工艺系统的制作方法_5

文档序号:8952580阅读:来源:国知局
涂聚四氣涂料的反应设备,在水解反应蓋上设有供步骤A制 得的含酷氣端基产物和去离子水加入的液相加料口、排空口和冷却夹套,在水解反应蓋内 设有揽拌器。
[0162] (C)将步骤B制得的含氣低聚合物送入热处理反应蓋,经除过氧处理后获得含过 氧基团小于Ig/lOOg的一端带簇酸及其盐的含氣油性聚合物,其中,热处理反应蓋选用碳 钢衬氣或碳钢聚四氣乙締喷涂的反应设备,在热处理反应蓋上设有揽拌器、加热内盘管、加 热夹套、导热油装置。
[0163] (D)化1 :在中和反应蓋中加入步骤C制得的一端带簇酸及其盐的含氣油性聚合物 和去离子水,混合并揽拌; 化2 :向步骤化1制备物料中加入碱金属氨氧化物水溶液,得到含氣表面活性剂成品, 送入成品储罐储存。
[0164] 在上述过程中,中和反应蓋可选用不诱钢反应蓋,在中和反应蓋上设有供碱性溶 液和去离子水加入的加料口和冷却水夹套,在中和反应蓋内设有揽拌器。 阳1化] 为适应本发明的连续化工业生产,下面W几个典型实施例来举例说明实施例21~30 中制备方法所设及的工业生产系统。
[0166] 实施例41 : 本实施例是用于实施例21的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该工艺系统包括依次相连的光氧化反应回路、水解单元和成盐配置单元,光氧化反应回 路包括全氣締控储罐、第=单体储罐、光氧化反应器和气液分离器,在光氧化反应器的入口 连接有气液混合器,全氣締控、第=单体和氧气经气液混合器送入光氧化反应器,气液分离 器连接在光氧化反应器的出口上,气液分离器的气相出口与全氣締控储罐连接,气液分离 器的液相出口与水解单元连接;在成盐配置单元上连接有存储含氣聚酸表面活性剂的成品 储罐。 阳167] 实施例42: 本实施例是用于实施例22的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该连续化工艺系统与实施例41的区别在于:在本实施例中,光氧化反应回路还包括预 冷反应原料和预冷气液分离器回收气体的冷凝器,所述冷凝器的数量为=组,一组连接在 第=单体储罐上;一组连接在全氣締控储罐上;一组连接在全氣締控储罐与气液分离器的 气相出口之间。
[0168] 在本实施例中,光氧化反应器为由玻璃管串联组成的管式反应器,沿玻璃管的串 联方向均匀布置有一组W上的紫外光圈,每组紫外光圈由距离玻璃管外径1mm圆周上均匀 布置的LED紫外灯珠组成,LED紫外灯珠的发光面对应在玻璃管上,玻璃管的数量为50根, 每根玻璃管的长度为Im,LED紫外灯珠的数量为50个,每个LED紫外灯珠的波长为365nm。 阳1例实施例43: 本实施例是用于实施例23的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该连续化工艺系统与实施例42的区别在于:本实施例设及的水解单元包括循环水系 统、与气液分离器的液相出口相连的水解反应器、连接水解反应器出口的=相分离器,水解 反应器的入口和=相分离器的水相出口均与循环水系统相连接,在=相分离器的气相出口 设有尾气排空口,在=相分离器的油相出口上设有与成盐配置单元相连接的含氣低聚合物 储値。
[0170] 本实施例设及的水解反应器为由钢衬树脂管道串联组成的管式反应器,钢衬树脂 管道的内径为20mm,在水解反应器内设有混合挡板。 阳171] 实施例44: 本实施例是用于实施例24的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该连续化工艺系统与实施例43的区别在于:本实施例设及的成盐配置单元包括依次相 连的的水洗流程、精制流程和中和流程,水洗流程包括依次与含氣低聚合物储罐相连的水 洗蓋、第一油水分离器和第二油水分离器,水洗蓋入口、第一油水分离器水相出口、第二油 水分离器水相出口均与循环水系统连接,在第二油水分离器油相出口上设有与精制流程相 连接的含氣聚酸簇酸半成品储罐;成品储罐连接在中和流程上。 阳172] 在本实施例中,精制流程包括依次与含氣聚酸簇酸半成品储罐相连的预热器和脱 低器,在所述的脱低器上设有与中和流程相连接的含氣聚酸簇酸成品储罐和排空口。
[0173] 中和流程包括中和配置罐,在中和配置罐入口连接有碱液配置罐和纯水配置罐, 中和配置罐出口连接成品配置罐。 阳174] 实施例45: 本实施例是用于实施例25的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该连续化工艺系统与实施例44的区别在于:本实施例在预热器和脱低器上均连接有提 供热源的导热油系统。 阳175] 实施例46: 本实施例是用于实施例26的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该连续化工艺系统与实施例44的区别在于:本实施例在光氧化反应器、冷凝器、第=单 体储罐、全氣締控储罐、水解反应器上均连接有控制溫度的冷冻液循环系统。 阳176] 实施例47: 本实施例是用于实施例27的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该连续化工艺系统与实施例44的区别在于:在连接气液分离器气相出口与全氣締控储 罐的冷凝器上设有尾气出口,尾气出口、尾气排空口和排空口上连接有处理尾气的尾气净 化塔。 阳177] 实施例48: 本实施例是用于是实施例28的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该连续化工艺系统流程如下: (A)全氣締控、氧气和第S单体巧日偏氣乙締)在0°C的溫度和0.1 Mpa的压力下连续 进入光氧化反应回路,经光氧化后制得含酷氣端基产物,其中,光氧化回路包括全氣締控储 罐、第=单体储罐、光氧化反应器、气液分离器和气液混合器。在上述步骤中,来自全氣締控 储罐的全氣締控、氧气和来自第=单体储罐的全氣締控经气液混合器形成混合物料后送入 光氧化反应器,在紫外光照射下完成光氧化反应,保持混合物料的持续进料和紫外光的持 续照射,反应产物连续送入气液分离器,分离得到的未反应的全氣締控和含酷氣端基产物, 未反应的全氣締控送入全氣締控储罐,含酷氣端基产物送入水解单元。
[0178] 在本实施例中,全氣締控、氧气和第S单体的质量比为50 :100 :1 ;光氧化反应器 为由玻璃管串联组成的管式反应器,沿玻璃管的串联方向均匀布置有一组W上的紫外光 圈,每组紫外光圈由距离玻璃管外径5mm圆周上均匀布置的LED紫外灯珠组成,LED紫外灯 珠的发光面对应在玻璃管上。其中,玻璃管的数量为100根,每根玻璃管的长度为2m ;LED 紫外灯珠的数量为100个,每个LED紫外灯珠的波长为405nm。
[01巧]光氧化回路还冷凝器,冷凝器的数量为=组,一组连接在第=单体储罐上;一组连 接在全氣締控储罐上;一组连接在全氣締控储罐与气液分离器的气相出口之间。
[0180] (B)将含酷氣端基产物送入水解单元,水解、分离后,获得一端带簇酸酸性基团的 含氣低聚合物,其中,水解单元包括循环水系统、水解反应器和=相分离器。在上述步骤中, 含酷氣端基产物加入水解反应器中,由循环水系统向水解反应器加入系统水,保持水解的 持续进行,水解产物连续送入=相分离器,分离获得酸性尾气、水和一端带簇酸酸性基团的 含氣低聚合物,酸性尾气由=相分离器的尾气排空口排出,水返回循环水系统,一端带簇酸 酸性基团的含氣低聚合物送入成盐配置单元。 阳181] 在本实施例中,系统水与含酷氣端基产物的质量比为1. 5 :1 ;水解反应器为由钢 衬树脂管道串联组成的管式反应器,钢衬树脂管道的内径为20mm,在水解反应器内设有混 合挡板。
[0182] (C)将步骤B中获得的一端带簇酸酸性基团的含氣低聚合物送入成盐配置单元, 成盐配置单元包括水洗流程、精制流程和中和流程,包括W下步骤: C. 1 :将步骤B制得的一端带簇酸酸性基团的含氣低聚合物送入水洗流程,水洗流程包 括:将步骤B制得的一端带簇酸酸性基团的含氣低聚合物送入水洗蓋,循环水系统向水洗 蓋供应系统水,水洗后送入油水分离器,分离得到水和含氣聚酸簇酸半成品,水返回循环水 系统,含氣聚酸簇酸半成品送入精制流程; C. 2 :将含氣聚酸簇酸半成品送入精制流程,精制流程包括:将含氣聚酸簇酸半成品依 次送入预热器,经180°C的溫度预热后送入脱低器,脱低后得到含氣聚酸簇酸成品,其分子 量控制在100,在预热器和脱低器上均连接有提供热源的导热油系统; C. 3 :将含氣聚酸簇酸成品送入中和流程,中和流程包括:将含氣聚酸簇酸成品送入中 和配制罐,向中和配制罐中加入碱液和纯水后,得到含氣聚酸表面活性剂成品,该含氣表面 活性剂成品送入成品储罐进行储存。按质量比计,含氣聚酸簇酸成品:碱液:纯水=20 :5 : 10,碱液为锭盐。 阳183]为进一步提高本实施例的工业适用性,在=相分离器和水洗蓋之间、油水分离器 和预热器之间、脱低器和中和配制罐之间均设有中间储罐;光氧化反应器、冷凝器、第=单 体储罐、全氣締控储罐、水解反应器上均连接有控制溫度的冷冻液循环系统;在脱低器上设 有排空口,在连接气液分离器气相出口与全氣締控储罐的冷凝器上设有尾气出口,尾气出 口、尾气排空口和排空口上连接有处理尾气的尾气净化塔。 阳184]实施例49 : 本实施例是用于是实施例29的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该连续化工艺系统流程如下: (A)全氣締控、氧气和第S单体设日氯乙烘)在20°C的溫度和0. 5Mpa的压力下连续进入 光氧化反应回路,经光氧化后制得含酷氣端基产物,其中,光氧化回路包括全氣締控储罐、 第=单体储罐、光氧化反应器、气液分离器和气液混合器。在上述步骤中,来自全氣締控储 罐的全氣締控、氧气和来自第=单体储罐的全氣締控经气液混合器形成混合物料后送入光 氧化反应器,在紫外光照射下完成光氧化反应,保持混合物料的持续进料和紫外光的持续 照射,反应产物连续送入气液分离器,分离得到的未反应的全氣締控和含酷氣端基产物,未 反应的全氣締控送入全氣締控储罐,含酷氣端基产物送入水解单元。 阳化5] 在本实施例中,全氣締控、氧气和第=单体的质量比为1 :1 :1 ;光氧化反应器为由 玻璃管串联组成的管式反应器,沿玻璃管的串联方向均匀布置有一组W上的紫外光圈,每 组紫外光圈由距离玻璃管外径3mm圆周上均匀布置的L邸紫外灯珠组成,L邸紫外灯珠的 发光面对应在玻璃管上。其中,玻璃管的数量为80根,每根玻璃管的长度为1. 5m ;L邸紫外 灯珠的数量为60个,每个LED紫外灯珠的波长为388nm。 阳186]光氧化回路还冷凝器,冷凝器的数量为=组,一组连接在第=单体储罐上;一组连 接在全氣締控储罐上;一组连接在全氣締控储罐与气液分离器的气相出口之间。
[0187] (B)将含酷氣端基产物送入水解单元,水解、分离后,获得一端带簇酸酸性基团的 含氣低聚合物,其中,水解单元包括循环水系统、水解反应器和=相分离器。在上述步骤中, 含酷氣端基产物加入水解反应器中,由循环水系统向水解反应器加入系统水,保持水解的 持续进行,水解产物连续送入=相分离器,分离获得酸性尾气、水和一端带簇酸酸性基团的 含氣低聚合物,酸性尾气由=相分离器的尾气排空口排出,水返回循环水系统,一端带簇酸 酸性基团的含氣低聚合物送入成盐配置单元。
[0188] 在本实施例中,系统水与含酷氣端基产物的质量比为2 :1 ;水解反应器为由钢衬 树脂管道串联组成的管式反应器,钢衬树脂管道的内径为40mm,在水解反应器内设有混合 挡板。
[0189] (C)将步骤B中获得的一端带簇酸酸性基团的含氣低聚合物送入成盐配置单元, 成盐配置单元包括水洗流程、精制流程和中和流程,包括W下步骤: C. 1 :将步骤B制得的一端带簇酸酸性基团的含氣低聚合物送入水洗流程,水洗流程包 括:将步骤B制得的一端带簇酸酸性基团的含氣低聚合物送入水洗蓋,循环水系统向水洗 蓋供应系统水,水洗后送入油水分离器,分离得到水和含氣聚酸簇酸半成品,水返回循环水 系统,含氣聚酸簇酸半成品送入精制流程; C. 2 :将含氣聚酸簇酸半成品送入精制流程,精制流程包括:将含氣聚酸簇酸半成品依 次送入预热器,经220°C的溫度预热后送入脱低器,脱低后得到含氣聚酸簇酸成品,其分子 量控制在300,在预热器和脱低器上均连接有提供热源的导热油系统; C. 3 :将含氣聚酸簇酸成品送入中和流程,中和流程包括:将含氣聚酸簇酸成品送入中 和配制罐,向中和配制罐中加入碱液和纯水后,得到含氣聚酸表面活性剂成品,该含氣表面 活性剂成品送入成品储罐进行储存。按质量比计,含氣聚酸簇酸成品:碱液:纯水=30 :10 : 30,碱液为钟盐。
[0190] 为进一步提高本实施例的工业适用性,在S相分离器和水洗蓋之间、油水分离器 和预热器之间、脱低器和中和配制罐之间均设有中间储罐;光氧化反应器、冷凝器、第=单 体储罐、全氣締控储罐、水解反应器上均连接有控制溫度的冷冻液循环系统;在脱低器上设 有排空口,在连接气液分离器气相出口与全氣締控储罐的冷凝器上设有尾气出口,尾气出 口、尾气排空口和排空口上连接有处理尾气的尾气净化塔。
[0191] 实施例50: 本实施例是用于是实施例30的制备不含全氣辛酸的含氣表面活性剂的连续化工艺系 统,该连续化工艺系统流程如下: (A)全氣締控、氧气和第S单体巧日偏氣乙締)在12°C的溫度和0. 3Mpa的压力下连续 进入光氧化反应回路,经光氧化后制得含酷氣端基产物,其中,光氧化回路包括全氣締控储 罐、第=单体储罐、光氧化反应器、气液分离器和气液混合器。在上述步骤中,来自全氣締控 储罐的全氣締控、氧气和来自第=单体储罐的全氣締控经气液混合器形成混合物料后送入 光氧化反应器,在紫外光照射下完成光氧化反应,保持混合物料的持续进料和紫外光的持 续照射,反应产物连续送入气液分离器,分离得到的未反应的全氣締控和含酷氣端基产物, 未反应的全氣締控送入全氣締控储罐,含酷氣端基产物送入水解单元。
[0192] 在本实施例中,全氣締控、氧气和第S单体的质量比为100 :50 :1 ;光氧化反应器 为由玻璃管串联组成的管式反应器,沿玻璃管的串联方向均匀布置有一组w上的紫外光 圈,每组紫外光圈由距离玻璃管外径3mm圆周上均匀布置的L邸紫外灯珠组成,L邸紫外灯 珠的发光面对应在玻璃管上。其中,玻璃管的数量为80根,每根玻璃管的长度为1. 8m ;LED 紫外灯珠的数量为60个,每个LED紫外灯珠的波长为400nm。 阳193] 光氧化回路还冷凝器,冷凝器的数量为=组,一组连接在第=单体储罐上;一组连 接在全氣締控储罐上;一组连接在全氣締控储罐与气液分离器的气相出口之间。
[0194] (B)将含酷氣端基产物送入水解单元,水解、分离后,获得一端带簇酸酸性基团的 含氣低聚合物,其中,水解单元包括循环水系统、水解反应器和=相分离器。在上述步骤中, 含酷氣端基产物加入水解反应器中,由循环水系统向水解反应器加入系统水,保持水解的 持续进行,水解产物连续送入=相分离器,分离获得酸性尾气、水和一端带簇酸酸性基团的 含氣低聚合物,酸性尾气由=相分离器的尾气排空口排出,水返回循环水系统,一端带簇酸 酸性基团的含氣低聚合物送入成盐配置单元。
[01巧]在本实施例中,系统水与含酷氣端基产物的质量比为1. 7 :1 ;水解反应器为由钢 衬树脂管道串联组成的管式反应器,钢衬树脂管道的内径为38mm,在水解反应器内设有混 合挡板。
[0196] (C)将步骤B中获得的一端带簇酸酸性基团的含氣低聚合物送入成盐配置单元, 成盐配置单元包括水洗流程、精制流程和中和流程,包括W下步骤: C. 1 :将步骤B制得的一端带簇酸酸性基团的含氣低聚合物送入水洗流程,水洗流程包 括:将步骤B制得的一端带簇酸酸性基团的含氣低聚合物送入水洗蓋,循环水系统向水洗 蓋供应系统水,水洗后送入油水分离器,分离得到水和含氣聚酸簇酸半成品,水返回循环水 系统,含氣聚酸簇酸半成品送入精制流程; C. 2 :将含氣聚酸簇酸半成品送入精制流程,精制流程包括:将含氣聚酸簇酸半成品依 次送入预热器,经200°C的溫度预热后送入脱低器,脱低后得到含氣聚酸簇酸成品,其分子 量控制在280
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