一种采用微流场反应技术制备高品质聚醚羧酸盐的方法及反
应装置
技术领域
背景技术
[0002] 聚醚羧酸盐是一类新型的阴离子
表面活性剂，是由非离子表面活性剂改性而来，因其在疏
水基和亲水基之间嵌入了一定加成数的环
氧基团，如环氧丙烷、环氧乙烷，所以具有其他阴离子表面活性剂所不具有的特性，如耐温抗盐性能强、毒性小、易
生物降解、表面张
力低及与其他表面活性剂兼容性好等特点，是一类多功能的绿色表面活性剂。由于其特殊的性质，聚醚羧酸盐类的表面活性剂在
化妆品、
洗涤剂、生物化学、塑料、皮革、制药、
食品加工和石油工业等领域有着广泛的应用。
[0003] 尽管现有的制备方法较多，但是如何解决
现有技术在制备聚醚羧酸盐时，存在的制备成本过高、效率低下、工程放大困难，且产物中含有剧毒物残留等问题仍是重要的待解决问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中制备聚醚羧酸盐时，存在的制备成本过高、效率低下、工程放大困难，且产物中含有剧毒物残留等问题仍是重要的待解决问题，提供了一种采用微流场反应技术制备高品质聚醚羧酸盐的方法，包括如下步骤：
[0005] (1)将聚醚多元醇、催化剂、
次氯酸钠水溶液和无机
碱用
溶剂溶解后经微通道模
块化反应装置的第一微混合器混合后注入微通道模块化反应装置的第一微结构反应器中进行反应；
[0006] (2)将步骤(1)中所得的混合体系与亚氯酸钠溶液通过微通道模块化反应装置的的第二微混合器混合后注入微通道模块化反应装置的第二微结构反应器进行反应；
[0007] (3)将步骤(2)中所得的混合体系导入微通道模块化反应装置中的产品收集器中，进行后处理，得到聚醚羧酸盐。
[0008] 作为改进，步骤(1)中，催化剂为贵金属类催化剂、
路易斯酸类化合物、氮氧自由基类化合物或卤素类化合物中任一种，催化剂的用量为聚醚多元醇摩尔量的1～10％。
[0009] 作为改进，步骤(1)中，贵金属类催化剂为铂、钯、钌、铑、
银中的一种或几种，路易斯酸类化合物为三氟化
硼、三氧化硫、三氯化
铁、五氟化锑中的一种或几种，氮氧自由基类化合物为哌啶氮氧自由基、吡咯烷氮氧自由基、恶唑烷氮氧自由基、proxyl氮氧自由基中的一种或几种，卤素类化合物为
氯化钠、溴化钠、碘化钠、氯化
钾、溴化钾、碘化钾中的一种或几种。
[0010] 作为改进，步骤(1)中，次氯酸钠为有效氯含量5～10％的水溶液，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:(1～10)，优选1：(1～5)。
[0011] 作为改进，步骤(1)中，所述的无机碱为
碳酸钠、
碳酸氢钠、碳酸钾、氯化钠或溴化钾中任一种，其中无机碱的添加量为聚醚多元醇摩尔量的5～20％。
[0012] 作为改进，步骤(1)中，所述的溶剂为乙酸乙酯、二甲基亚砜、乙腈、二氯乙烷、二氯甲烷或水中任一种。
[0013] 作为改进，步骤(1)中，所述的微通道模块化反应装置的第一微结构反应器反应
温度为0～90℃，反应
停留时间为3～30min，经第一微混合器混合后得到的混合溶液的流速为0.5～5mL/min，所述第一微结构反应器体积为5～50mL。
[0014] 作为改进，步骤(2)中，亚氯酸钠溶液的制备方法为：将亚氯酸钠用溶剂溶解并充分搅拌，溶剂为去离子水、碳酸氢钠溶液、氯化钠溶液、
磷酸缓冲溶液或
醋酸缓冲溶液中任一种，其中亚氯酸钠与聚醚多元醇的摩尔比为1:(1～10)，优选1：(1～5)。
[0015] 作为改进，步骤(2)中，所述的微通道模块化反应装置的第二微结构反应器反应温度为10～100℃，反应停留时间为3～30min，步骤(1)所得混合体系与亚氯酸钠溶液经第二微混合器混合后的流速为0.1～10mL/min，所述第二微结构反应器体积为5～50mL。
[0016] 同时，本发明还提供了一种上述方法发生反应的装置，包括微通道模块反应装置，所述的微通道模块反应装置包括通过管道依次相连的第一微混合器、第一微结构反应器、第二微混合器、第二微结构反应器和产物收集器；其中，第一原料储罐和第二原料储罐分别与第一微混合器的进料口相连，第三原料储罐与第二微混合器的进料口相连。
[0017] 有益效果：本发明的方法一种采用微流场反应技术制备高品质聚醚羧酸盐的方法及反应装置，该反应装置通过设置微通道模块反应装置，其中其包括通过管道依次相连的第一微混合器、第一微结构反应器、第二微混合器、第二微结构反应器和产物收集器；本装置中第一原料储罐和第二原料储罐分别与第一微混合器的进料口相连，第三原料储罐与第二微混合器的进料口相连，该装置构思新颖，制备简单。具有绿色环保、安全高效、原料易得且价格低廉、无剧毒反应物残留、反应速度快等优点。
[0018] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照
说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳
实施例并配合
附图详细说明如后。
附图说明
[0019] 图1为本发明反应装置的结构示意图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0021] 实施例1
[0022] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:5，在10℃下停留15min，混合溶液的流速为0.6mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:5，微结构反应器1出料的流速为0.9mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在80℃下停留5min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀
盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品
酸化后测得其酸化度为75.6％，聚醚多元醇的转化率为88.1％。
[0023] 实施例2
[0024] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的15％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的10％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:5，在30℃下停留15min，混合溶液的流速为0.3mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:5，微结构反应器1出料的流速为0.45mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在80℃下停留5min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐
酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为92.6％，聚醚多元醇的转化率为96.4％。
[0025] 实施例3
[0026] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的10％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的10％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:5，在20℃下停留30min，混合溶液的流速为0.2mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:5，微结构反应器1出料的流速为0.3mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在50℃下停留10min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为87.5％，聚醚多元醇的转化率为89.6％。
[0027] 实施例4
[0028] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:3，在50℃下停留5min，混合溶液的流速为0.3mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:5，微结构反应器1出料的流速为0.45mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在50℃下停留10min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为78.5％，聚醚多元醇的转化率为83.1％。
[0029] 实施例5
[0030] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:5，在30℃下停留10min，混合溶液的流速为0.3mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:3，微结构反应器1出料的流速为0.45mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在80℃下停留10min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为85.7％，聚醚多元醇的转化率为79.3％。
[0031] 实施例6
[0032] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的10％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:3，在30℃下停留10min，混合溶液的流速为0.2mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:3，微结构反应器1出料的流速为0.3mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在80℃下停留10min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为88.5％，聚醚多元醇的转化率为85.3％。
[0033] 实施例7
[0034] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的10％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:5，在20℃下停留5min，混合溶液的流速为0.3mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:5，微结构反应器1出料的流速为0.45mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在90℃下停留10min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为82.7％，聚醚多元醇的转化率为85.5％。
[0035] 实施例8
[0036] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:3，在30℃下停留5min，混合溶液的流速为0.4mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:5，微结构反应器1出料的流速为0.6mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在70℃下停留5min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为83.3％，聚醚多元醇的转化率为85.2％。
[0037] 实施例9
[0038] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的10％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的10％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:4，在10℃下停留5min，混合溶液的流速为0.2mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:4，微结构反应器1出料的流速为0.3mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在80℃下停留5min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为86.6％，聚醚多元醇的转化率为85.1％。
[0039] 实施例10
[0040] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的10％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:5，在30℃下停留5min，混合溶液的流速为0.6mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:3，微结构反应器1出料的流速为0.9mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在70℃下停留10min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为83.7％，聚醚多元醇的转化率为82.8％。
[0041] 实施例11
[0042] 将装有催化剂TEMPO和聚醚多元醇的水溶液的原料储罐1和装有次氯酸钠和溴化钠的水溶液的原料储罐2经微混合器1充分混合后注入到微通道模块化反应装置的微结构反应器1中，催化剂的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，助催化剂溴化钠的含量为聚醚多元醇摩尔量的5％，聚醚多元醇与次氯酸钠的摩尔比为1:3，在20℃下停留3min，混合溶液的流速为0.3mL/min，微结构反应器1的体积为5mL；微结构反应器1出料与亚氯酸钠磷酸缓冲溶液混合后分别先后经过微混合器2、微结构反应器2，其中控制聚醚多元醇与亚氯酸钠的摩尔比为1:5，微结构反应器1出料的流速为0.45mL/min，微结构反应器2的体积为5mL。在80℃下停留5min，微结构反应器2出料导入到产品收集器中，将产品迅速倒入稀盐酸溶液中，加热该酸性水溶液，促使有机相和水相分离；收集有机相，并用去离子水多次洗涤，用氢氧化钠溶液将其中和至pH为8.5～9.5，即得到脂肪醇醚羧酸钠产品。取少量样品酸化后测得其酸化度为87.7％，聚醚多元醇的转化率为80.6％。
[0043] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明
专利范围的限制。应当指出的是，对于本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
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
