提升传统醇醚生产工艺技术的路径探索

吴晓春

摘 要：在社会生产与生活中，醇醚是应用十分广泛的一类产品，且拥有较大的市场需求。然而对于醇醚生产工艺的研究时间从开始之间仍较短，尽管已经产生多种生产工艺，但传统各种生产工艺技术都存在不同程度的缺点，能满足的产品品种生产需求也各不相同。对此，就需要相关领域继续加大对其生产工艺技术提升路径的研究探索，以使醇醚生产得到进一步发展。本文对醇醚生产工艺进行了简述，并对传统各项生产工艺进行了分析，然后在此基础上对醇醚生产工艺技术提升的路径进行了探讨。

关键词：醇醚生产;AEO;循环喷射;脂肪醇

1 醇醚生产工艺概述

醇醚即脂肪醇聚乙氧基醚（AEO），是非离子表面活性剂中的一类主要产品。该类产品品种较多，在实践中又有较为广泛的用途，所以化工领域一直都对其生产工艺有较多研究。醇醚生产工艺主要是以EO为原料，运用各种起始剂通过催化发生加成聚合反应，从而产生不同品种的AEO产品。该类产品最早是由Scholler在1930年使用聚乙二醇进行还原得到的，随后其生产工艺经过长时间的不断发展已逐渐成熟。在传统醇醚产品的生产中，其主要使用的反应起始剂对分子上的活泼氢原子要求较高，因此多为一些天然脂肪醇、合成脂肪醇、烷基酰胺以及烷基酚等。这些起始剂在氢氧化钾、氢氧化钠等碱性催化剂的作用下会与环氧乙烷反应生产各种乙氧基化产品，而脂肪醇在与环氧乙烷的进一步加成反应后就会得到不同聚合度的AEO。在整个生产工艺中，其脂肪醇醚的分子量分布宽窄度对其生产加工性能影响较大。所以醇醚生产工艺中的研究重点就一直集中在如何获得窄分布脂肪醇醚上。通过研究人们发现在工艺条件固定的情况下，催化剂成为关键所在。随后各国都对其催化剂展开研究。美国在1978年发现一些含钡化合物可以被当做催化剂且能够得到较窄分布的产物。日本随后又研究发现水滑石作为催化剂也有较好效果。同时我国国内也对此有相应研究，其中以中国日用化学工业研究院的研究发现成果最为突出，并实现了我国在醇醚生产上的重要突破。

2 传统醇醚生产工艺分析

随着国内外对醇醚生产研究的不断深入，已经诞生出不同的生产工艺。传统生产工艺中最为突出的是釜式生产工艺。从醇醚生产的整个公艺过程可以发现其特点主要表现在以下几个方面：一是其反应过程属于强热反应;二是生产过程中由于用到EO气体，所以具有较高危险性容易发生火灾、爆炸等情况。传统釜式工艺之所以在实际生产中广泛应用，是因为其在长期发展过程中工艺已经较为成熟，容易上手，且所需设备十分简单，整个反应过程都在机械搅拌反应釜内进行，无需其他设备，所以资金投入少，对于各种小批量、小品种、大分子量的醇醚生产十分便利。但同时该生产工艺的缺点也十分明显，即反应过程中温度与压力跳动较大，控制难度大，且生产中传质效果也不理想。此外，其生产过程中的气相内EO含量较大，在搅拌传动的过程中极易出现泄漏进而带来巨大安全隐患。正是基于其危险性较高的原因，行业内不断探索提升醇醚生产工艺技术的方法，并由此产生了喷雾式生产工艺。

喷雾式生產工艺在生产效率与生产安全性上都对之前的釜式生产工艺进行了强化提升。首先，该生产工艺的反应效率更高，生产醇醚产品所花时间更短。其次，其在工艺上的最大改革就是通过喷雾的方式使物料雾化，进一步增大了液相与EO气体间的接触面积，使其反应速度更快，更充分。再者，其生产中所使用的设备无需搅拌，只需为气液提供接触机会，所以也不会因搅拌或静电而发生生产安全事故，使醇醚整个生产过程更为安全。但该生产工艺也有其局限性，即不能用以生产高黏度产品以及小批量多品种产品。

在针对醇醚生产工艺技术不断研究的过程中，人们又在以往生产工艺的基础上通过进一步优化开发出了环路喷射式生产工艺。该生产工艺对解决了釜式生产工艺存在的问题，同时也为喷雾式生产工艺有了进一步的提升。该生产工艺在传统生产流程上进行了简化，所以其生产流程更为简单。所使用的设备采用立式结构设计，占地面积小，能够为实际生产节省大量资源。此外，该生产工艺还有诸多优点，如反应速率高，生产时间短，生产出的醇醚产品品质优，传质效果突出等。该工艺能够胜任高黏度品种醇醚产品的生产且可以使用粉末式催化剂。经过该生产工艺最终生产出的醇醚产品，其游离脂肪醇含量更低，其中游离的EO含量也十分低，所以几乎不用对其进行脱气处理。在安全性方面，由于环路喷射式生产工艺中所使用的载气为N2，所以其反应设备内的可燃气体容易被控制在安全范围内，这就在最大程度上保障了生产的安全性。再者，其在实际生产中也具有极高的实用性，可以应付不同品种产品的生产任务。这主要是因为其设备中的循环死角少，易进行清理，转换生产品种十分简单。可以说，改生产工艺已经十分符合现代醇醚生产的各方面需求。但美中不足的是该工艺流程下生产过程中的操作压力较高。

3 提升传统醇醚生产工艺技术的路径

通过上述分析可以发现，醇醚生产工艺技术优化过程中一直是在围绕如何增大反应速率、如何保障生产安全性等进行的。所以在提升传统醇醚生产工艺技术方面相关领域仍在持续研究中。目前针对传统生产工艺的提升路径主要有以下几种：

3.1 对生产工艺进行组合

在探索醇醚生产工艺提升的过程中，由于以往各项传统生产工艺都有着各自的优点，所以人们尝试对各种生产工艺进行组合，以期通过融合各种工艺的优点使其生产工艺流程不断优化。目前已经探索出和组合工艺流程主要有以下几种：

3.1.1 搅拌工艺与喷雾工艺进行组合

这是在传统釜式反应器的基础上对其增加循环喷雾混合器，如此就是的液相与气相的接触面积进一步增大，从而使反应效率得到提升。这种组合工艺由于引入了喷雾的方式，所以其搅拌过程中所存在的危险也相应降低，同时还能够各种小批量、小品种、大分子量的醇醚产品的生产。

3.1.2 搅拌工艺与喷射工艺进行组合

这种组合模式同样是在传统釜式生产工艺技术上进一步衍生优化而形成的。该组合最早有美国研究出来，同时利用了搅拌设备与喷嘴反应器，使两种反应设备在生产中的优点得到了有机结合。该生产工艺反应效率同样较高，且能够用以多种品种的小批量醇醚产品生产以及满足黏度较大反应过程的醇醚产品生产需求，从而生产出高品质的高黏度醇醚产品。

3.1.3 喷雾工艺与喷射工艺的组合

这种组合方式是在传统喷雾混合反应生产工艺的基础上进一步吸取喷射生产工艺的优点，加入喷射混合器，从而使反应设备内头部空间中不容易得到反应的EO气体也可以被喷嘴吸入物料中进行反应，从而使物料利用率更高，反应速率进一步加快，生产时间进一步缩短。同时也极大减少了最终产品与为其中的EO含量，且整个生产工艺流程安全性更高。

3.2 优化游离脂肪醇与EO分布指标

通过对醇醚生产过程的分析不难看出，其游离脂肪醇与EO指标是对醇醚产品品质影响最大的两个因素，所以在生产工艺技术提升过程中就需要对这两项因素在生产过程中的指标加以优化。在这个研究方向上，研究人员需要不断对游离脂肪醇和EO分布两项指标间的相互关系进行分析，从而找到对两项指标加以有效控制的方法并运用到实际生产中，如此就可以使其生产工艺技术得到进一步提升。

4 结束语

随着社会的不断发展，社会对醇醚的需求仍将不断加大。因此，对于醇醚的生产工艺技术提升的研究必须进行下去。一方面药对现有生产工艺进行优化，另一方面要结合其生产特点探索全新的生产工艺模式，以使醇醚生产的效率、质量、安全性等都能够得到进一步提升。

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