Способ получения анионовых поверхностно-активных веществ

(51 ННОЕ ПАТЕНТНСССРССР) ГОСУДАРСТ ВЕДОМСТВ (ГОСПАТЕ НТ ЕТ ЕИ О ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 04 Гюл. " 3 ко, М.Н,ПУ стров В.И, инг,киГ В.Г,Ге уломан М,0тов,Р,8)етельство СССР11/04, 1955.Кислый гудросульфонатовнионных ПАВимия и нефте 07 (О е сги С 1 и др. тяных теза НефтеГ 3 ОС ПОн и как для пер или их с О 1 сью в количе слого гудрона ми углерода, стве 10-251при температ 1 лассы 20-6 ОНННХ УЧЕНИЯ Изобретение относится к усовершенствованному способу получения анионных поверхнгстно-активных веществ(ПАВ) из сульфонатоа минеральныхмасел используемых а качестве солюбилизаторов, дисперпаторов, эмульгаторов, техни еских моющих средств,мицеллярных дисперсий,Известен способ получения анионных ПАВ, по которому на основе кислого гудрона получают ПАВ путем экстракции толуолом, с последующей об"работкой экстракта водой для выделения органических сульфокислот, раст-воримых в воде. Водный раствор сульФокислот нейтрализуют известью.Недостаток этого способа заключается в том, что в процессе используют токсичный и пожароопасный толу.-.,(21) 3431472/(54)(57) СПЙС СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК 1072417 А 1 ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕ 1 лЕСТВ нейтрализацией щелочью кислого гудрона, полученного при сульфировании вязкихминеральных масел смесью газообразного серного ангидрида и воздуха, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода и качества целевого продукта, кислый гудрон предварительно обрабатывают органической алкилокисью общей формулы КОН-СН где К - алкил с 8-24 атома/О ол, которыи для повторного применения необходимо регенерироватьНаиболее близким к описываемому является способ получения анионных ПАВ, по которому кислые гудроны производства нефтяных супьфонатов полученных путем сульфирования минеральньх масел смесью газообразного серного ангидрида и воздуха, обрабатывают 20-33:;-ным водным раствором едкого натра.Нейтрализацию проводят при пос" тоянном перемешивании и постепенном добавлении раствора едкого натра, Нейтрализованные кислые гудроны пред-.ставляют собой малотекучий темно- коричневый пастообразный продукт, в состав которого входят .лас.",.: поверхностно-активные сульфонаты 22-33, 3 10724сульфат натрия 6,4-12, вода 16-60.В состав кислого гудрона входят,мас.В: поверхностно-активные сульфокислоты 40-55, серная кислота 5-12,несульфированные соединения 33-55.Сравнивая йейтральный и кислый продукт можно сделать вывод о низком выходе ПАВ в неитральном продукте посравнению с исходным гудроном, а такОже о примерно одинаковых выходах.сер"ной кихоты и сульфата натрия.Недостатки указанного способа за. ключаются в том, что нейтрализованный продукт обладает низким содержанием ПАВ, высоким содержанием сульфата натрия, воды, а также и в том,что на нейтрализацию серной кислотыкислого гудрона непроизводительнорасходуется щелочь. 20Кроме того, нейтрализованные кислые гудроны имеют высокую вязкость,затрудняющую их применение в промышленности,Целью изобретения является улучшение качества целевого продукта, атакже увеличение выхода ПАВ,Поставленная цель достигается спо"собом получения анионных ПАВ, за"ключающимся в том, что кислый гудрон,ЗОполученный после сульфирования вязких минеральных масел смесью серногоангидрида и воздуха,с последующимразделением сульфомассы отстаиванием и отделением нижнего слоя (кислый .гудрон), обрабатывают при температуре 20-65 С органической алкилокисьюобщей формулы КСН-СН, где К - ал"/О40 кил с 8-21 атомами углерода, или их смесью в количестве 10"253 от массы кислого гудрона. Полученную реакционную массу нейтрализуют. водными растворами щелочи, 45Отличительным признаком способа является предварительная обработка кислого гудрона органической алкилокисью общей формулы ВСН-СН , где К -/О 50алкил с 8-21 атомами углерода, или их смесью, взятой в количестве 1 Оот массы кислого гудрона, при температуре 20-65 С.П р и м е р 1. Сульфирование масла Новокуйбышевского НПК проводят на лабораторной установке с исполь. зованием пленочно-барботажного реакто 17ра, представляющего собой трубкуф 5 мм и длиной 800 мм, снабженногоохлаждающей рубашкой. После пленочного реактора расположен барботажный,в котором происходит реакция досульфиравания и разделение жидкой фазы игазообразной. Масло подают в реакторв виде пленки с расходам 10 г/мин,Газообразный веерный ангидрид в смесис воздухом подают через трубку, рас"положенную по оси реактора, с расходом серного ангидрида 0,6 г/мин ивоздуха 5,1 л/мин.Концентрация серного ангидридаподдерживается равной 3 об,Ф. Темпе-ратуру процесса поддерживают равнойИС,Получают 10,6 г/мин сульфомассы.После отстаивания из сульфомассы получают 9,9 г/мин кислого масла и0,7 г/мин кислого гудрона.В состав кислого гудрона входят, .мас. 4: 387 поверхностно-активныхсульфокислот, 7,7 серной кислоты,53,6 - несульфированных соединений.,П р и м е р 2. 100 г полученногов примере 1 кислого гудрона вязкостью 12800 мПа с при 20 С помещают,в реактор снабженный рубашкой, термометром и мешалкой, добавляют при20 С. 19, 7 г гексадецил-Ы-окиси , исмесь перемешивают в течение 10 минпри 50 С. Полученная реакционнаямасса в количестве 119,7 г содержит,мастиф 468 - анионных ПАВ, 1,7 серной кислоты, 51,5 несульфированных соединений, вязкость 550 мПа спри 20 С.Полученную реакционную массу нейтрализуют 103-ным водным раствором ед"кого натра до рН 7-8. Нейтрализованный продукт в количестве 136 г включает, мас.4: 39,1 поверхностно"активных сульфонатов, 2,1 сульфатанатрия, 6,3 воды, 52,5 несульфированных соединений, вязкость 490 мПа спри 20 С,Иа основе нейтрализованного продукта готовят мицеллярную дисперсиюследующего состава, мас.Ф: 6,3 ани"онных поверхностно-активных сульфонатов, 6,9 непросульфированных соединений, 30,6 керосина, 35,4 воды, 0,2 "сульфата натрия, 0,7 иэопропиловогоспирта, вязкость дисперсии 20,8 мПа-спри 25 С.Нагревание нейтрального анионногоповерхностно-активного сульфоната в5 10724 закрытом сосуде при 100 фС не приводит к протеканию процесса уплотнения.П р и м е р 3. В условиях приме" ра 1 получают 100 г кислого гудрона на основе масла ИСГсреднего молекулярного веса 410 с температурой кипения 350-500 С. Выход кислого гуд"Орона составляет 15 мас, Ф от просульфированного масла. 10Кислый гудрон с вязкостью 15100 мПа с при 20 С, содержащий, мас.: 35,5 анионных поверхностно- активных сульфокислот, 8,9 - серной кислоты, 55,6 несульфированных сое динений, помещают в реактор с мешалкой, термометром и рубашкой и пододерживая температуру 20 С, при перемешивании добавляют 16,6,г октил-М- -окиси. Реакционную смесь перемеши вают 40 мин.Полученная масса в количестве 116,6 г имеет вязкость 310 мПа с при 20 С и содержит, мас.В: 44,6 анионных поверхностно-активных сульфо кислот, 2,2 серной кислоты, 53,2 - . непросульфированных соединений. Реакционную массу нейтрализуют 30-ным водным раствором. едкого нат ра и получают продукт в количестве 137 г с вязкостью 290 мПа с при 20 С, содержащий, мас.3: 38,8 - анионных поверхностно"активных сульфонатов, 2,6 - сульфата натрия, 7,6 воды и 51 непросульфированных соединений.На основе нейтрализованного продукта получают мицеллярную дисперсию путем простого смешения с керо-, сином 14 ным водным раствОром хлОри 40 да натрия и изопропиловым спиртом следующего состава, мас.3. 6,6 - анионных поверхностно-активных сульфонатов, 29,3 - керосина, 55,4 - 1-ного водного раствора хлорида натрия, 0,9 45 изопропилового спирта, 0,3 " сульфата натрия, 7,9 - непросульфированных соединений.Вязкость мицеллярных дйсперсий составляет 18 мПа с при 25 С. 50П р и м е р 4. Р условиях примера 1 получают 100 г кислого гудрона с выходом 7 масА от реакционной смеси на основе масла 4 погона Новопо" лоцкого НПК среднего молекулряного веса 350 с темпетурой кипения 350- 500 фС.Кислый гудрон с вязкостью10100 мПа с при 20 С, содержащий,17 6мас,Ф: 31,3 анионных ловерхностно-активных суг,ьфокислот, 5,9 серной кис- . лоты, 62,8 несульфированных соединений, помещают в реактор с мешалкой, термометром и рубашкой и при перемешивании при температуре 20 С добавляют 10, 1 г децил-М-окиси, поддерживая затем температуру 60 С, переме" шивают в течение 15 мин. Получают .реакционную массу в количестве 110,1 г с вязкостью 190 мйа с, содержащую, мас.Ф: 42,1 анионных поверхностно-активных сульфокислот, 1,4 серной кислоты, 56,5 - несульфированных соединений.Реакционную смесь нейтрализуют 304-ным водным раствором едкого натра до нейтральной реакции (рН 7"7,5), Полученный продукт в количестве 129 г включает, мас.Ф: 358 анионных поверхностно-активных.сульфонатрв 1,8 , сульфата натрия, 10,3 воды, 52,1 непросульфированных соединений, вязкость продукта составляет 160 мПас при 20 С.На основе нейтрализованного продукта простым смешением получают мицеллярную дисперсию следующего состава, масА; 7,1 - анионных поверхностно-активных сульфонатов, 28 " керосина 9,5 йепросульфированных соединений, 54 3 - воды, 0,.9 изопропи" лового спирта, 0,2 сульфата натрия, вязкость мицеллярной дисперсии составляет 22 мйа с, межфазное натяжение менее 0,01 дин.см. Й р и и е р 5. В условиях примера 2 к кислому гудрону добавляют 25 гкубовогоОстатка органических окисейфракции С 2 -С, содержащего 50эпоксигрупп внутри цепи, среднегомолекулярного веса 320.Реакционную смесь перемешиваютпри температуре 64 С в течение 50,мини получают массу в количестве 125 гс вязкостью 390 мПа с, содержащую,мас.3: 41,3 анионных поверхностноактивных сульфокислот, 1,9 сернойкислоты, 56,8 - непросульфированныхсоединений,. Реакционную. массу нейтрализуют203-ным водным раствором едкого натра до РН 7-7,5. Нейтральный. продуктв количестве 158,0 г включает,мас.Ф:36,9 анионных поверхностно-активныхсульфонатов 2 - сульфата натрия,11,4 воды и 49,7 непросульфированных .10727417 состав кислого гудрона, нас.г Состав не тоалиаованнык анионнык Одо нас,г супьпо даннону способу по прототипу сернаякиснесуль. Фнрованные соесупь- фонафокис"лоты лота количество добавки суль- фонаг/100 г соотнове- ь ты кислого ниегудрона вода сульФатнатнесуль"фированные соевязвяз.кость,нда. с сульфат натвода несульФированные соекость,нда с динения Линения рия динения рия 19,7:00 16,6:100 10,3:10025:100 16,4 49,2 1890 193 453 1650 22,4 49,9 1430 23,9 45,4 гоп 490 290 160 6,3 52,5 7,610,3 52, 1 11,4 49,6 39,1 2,1 ЗО,Е г,6 з 5,е 1,р 36,9 2,0 38,7 53,6 7,7 26,3 35,5 55,6 89 24,3 313 "2 Е 5,9 214 7 53 6 7 7 гг 6 19,7 166 1 О,З 25,о 9,1 10,4 6,3 Р,1 гго Редактор Т,1 арганова Техред М.Моргентал .орректор Л.Лукач Гаказ 2572 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва Ж, Раушская наб, д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 следиений вязкость 220 мПа с приНа основе нейтрализованного пр дукта простым смешением приготовилимицеллярную дисперсию следующего состпаа Мае,6: 73 - аНИОННЫХ ПОВЕРХностно-активных сульфонатов, 52воды, 303 - керосина, 101 - непросульфированных соединений, 03сульфата натрия,Вязкость мицелпярной дисперсии32 мПа с при 25 С, межфазное натяжение менее 0,01 дин.см,Результаты всех опытов приведень в таблице.Таким образом, преимущество данного способа по сравнению с прототипом состоит в увеличении выхода на 2-16 мас,у анионных поверхностно- активных сульфонатов, в уменьшении нэ 2-10 мас.4 содержания сульфата натрия, в уменьшении на 6-50 мас.4 КО 71 ИьЕСтаа ВОДЫ В НЕйтРаЛИЗОВаННОМ 25 продукте, причем по данному способу получаются сульфонаты .с меньшей вязкостью, чем по способу-прототипу,что облегчает применение получаемых про дуктов.,71 ругое преимущество данного способа состоит в уменьшении количества непроизводительно затрачиваемой щелочи, которая расходуется на нейтрализацию серной кислоты, в 2,6 раза, что приводит к значительной зкономии едкого натра.Анионные ПАВ полученные из кислого гудрона по данному способу, проф являют солюбилизирующие свойства и образуют устойчивые мицеллярные дисперсии, которые могут быть применены для затеснения нефти иэ пластов.В настоящее время получаемые на заводах по производству сульфонатных присадок кислые гудроны не находят квалифицированного применения, их сжигают или вывозят в отвалы, Сжигание кислых гудронов приводит к быстрому г износу оборудования за счет коррозии, а также к загрязнению атмосферы газовыми выбросами, содер" жащими окислы серы, Кислые гудроны в прудах-накопителях загрязняют окружающую среду.