การนำกลับของกรดลิเนียร์อัลคิลเบนซีนซัลโฟนิกจากของเสียจากกระบวนการซัลโฟเนชันThe Recovery of Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid from the Waste Sulfonation Process

Abstract

สารซักล้างเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดที่มีแนวโน้มความต้องการใช้เพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากการความตระหนักทางด้านสุขภาวะส่วนบุคคลที่เป็นผลจากการแพร่ระบาดของ COVID-19 โดยองค์ประกอบหลักของสารซักล้าง คือ สารลดแรงตึงผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กรดลิเนียร์อัลคิลเบนซีนซัลโฟนิก (LAS) เป็นสารลดแรงตึวผิวที่นิยมใช้ในสารซักล้าง และผลิตได้จากกระบวนการซัลโฟเนชันของลิเนียร์อัลคิลเบนซีน (LAB) ร่วมกับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ แม้สภาวะในการดำเนินกระบวนการจะถูกควบคุมอย่างดี อย่างไรก็ตาม จะเกิดของเสียจากกระบวนการซึ่งมีองค์ประกอบของกรดลิเนียร์อัลคิลเบนซีนซัลโฟนิก (LAS) สูงถึงร้อยละ 78-88 การนำกรดลิเนียร์อัลคิลเบนซีนซัลโฟนิก (LAS) ที่มีอยู่ในของเสียกลับมาใช้ในการผลิตสารซักล้างจะทำให้สารซักล้างมีสีน้ำตาลและเป็นกรดส่งผลให้ผลิตภัณฑ์เสียมูลค่า ดังนั้นงานวิจัยนี้ได้ศึกษาการปรับปรุงสีของของเสียจากกระบวนการซัลโฟเนชันด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และปัจจัยที่ทำให้เกิดสี อีกทั้งศึกษาเสถียรภาพของของเสียหลังการปรับปรุงคุณภาพ พบว่า การปรับปรุงสีของของเสีย 30 กรัม ด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ร้อยละ 3.84 โดยน้ำหนัก สามารถกำจัดสารที่ก่อให้เกิดสีเข้ม ประกอบด้วย ซัลโฟนและโอเลฟินส์ ส่งผลให้ค่าสี (Klett color scale) ลดลงจาก 874 เหลือ 35 ซึ่งมีค่าสีเท่ากับค่ามาตรฐาน และค่าสีมีความเสถียรอย่างน้อย 7 วัน อีกทั้ง ยังสามารถกำจัดกรดซัลฟิวริก (H2SO4) เหลือร้อยละ 10.3 และค่าความเป็นกรด (Acid value) เหลือ 263 มิลลิกรัมโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ต่อกรัม ซึ่งยังมีค่าสูงกว่าค่ามาตรฐาน 3.5 เท่า และ 0.4 เท่า ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม การเติมไฮโดรเจนไฮดรอกไซด์จะไม่ทำลายสารลดแรงตึงผิวที่มีอยู่ โดยค่าค่าร้อยละของสารลดแรงตึงผิวมีค่าคงที่ กระบวนการปรับปรุงคุณภาพของเสียจากกระบวนการนี้ ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการกำจัดของเสียในเตาเผา (Incinerator) ซึ่งลดการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และสารประกอบซัลเฟอร์ออกไซด์ (SOx) ที่เกิดขึ้นจากกระบวนการกำจัดของเสีย ออกสู่บรรยากาศอีกด้วย ยิ่งไปกว่านั้น กรดลิเนียร์อัลคิลเบนซีนซัลโฟนิก (LAS) ที่นำกลับมาจากของเสียจากกระบวนการจะส่งเสริมเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular economy) อีกด้วย

Demand for detergent has been growing rapidly due to the impact of the COVID-19 pandemic on personal healthcare. The surfactant, particularly Linear Alkylbenzene Sulfonic acid (LAS), is the key component of detergent and is mainly synthesized via the sulfonation process between Linear Alkylbenzene (LAB) and Sulfur Trioxide (SO3). Even though the parameters involving the sulfonation process are carefully controlled, the waste of the sulfonation process still occurs. The waste is rich in LAS (78%–88%); Recovery of rich LAS waste by directly being used in detergent production can cause brownish color and acidic in fresh detergent leading to the devalued product. Therefore, the LAS recovered from the waste cannot be supplied for detergent production. This research aims to bleach the LAS contained in the sulfonation waste by hydrogen peroxide. The parameter that caused the dark brown color of LAS was identified. Moreover, the stability of LAS after bleaching with hydrogen peroxide was also examined. The result showed that the bleaching of 30 g of sulfonation waste with 3.84 wt% of hydrogen peroxide exhibited the decreasing of the value of the Klett color scale from 874 to 35 which approaches the standard quality of LAS for detergent production. These phenomena are caused by the decomposition of sulfone and olefins contained in the waste by hydrogen peroxide. Moreover, the stability of bleached LAS color was expected to prolong at least 7 days. Moreover, the percent of sulfuric acid (%H2SO4) and the Acid Value (AV) were diminished to 10.3% and 263 mg KOH/g sample which was 3.5 and 0.4 times higher than the standard quality of LAS, respectively. However, the addition of hydrogen peroxide could not destroy LAS due to the unchanged in the percent of active ingredients (%AI). This waste improvement process could reduce the cost of waste destruction in the incinerator which leads to the decline in the emission of CO2 and SOx from the destruction to the atmosphere. Furthermore, LAS recovered from the waste could be driving the Circular economy.