Способ получения высокоосновных сульфонатов кальция

Иностранцыен Луи Пиерр Ленэк и Робер Т (Франция)(72) Авторы изобрете Иностранная фирма(Я) СПОСОЬ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООСНОВНЫХ СУЛЬФОНАТО 0 КАЛЬЦИЯносится к способусновных сульфона"рые используютсяк смазочным масзобретение о ченюя высоко кальция, кот стве присадо т характеризует" кой растворита в масле, продукта, а Фильтрования лам.Известен способ получения высоко- основных сульфонатов каЛьция, согласно которому смесь сульфоната кальция, гидроокиси кальция, углеводородного масла и спирта с 1-5 атомами углерода 10 подвергают взаимодействию с углекислым газом до превращения 50-83 гидроокиси кальция в карбонат при 54, 93 С с последующим Фильтрованием сме" си 11, 6Наиболее близким к г 1 редлагаейому является способ получения высокоос-, новных сульфонатов кальция, согласно которому смесь, содержащую 5-30 вес.ч. маслорастворимого сульфоната кальция, 29 10-50 вес.ч. углеводорода с т.кип. не ниже 150 ОС, 5-30 вес.ч. метанола, около 0,25 ч. нелетучего масла с т.кип, выше 200 фС, 1-25 ч. оки ция, гидроокиси кальция, обраб и ют углекислым газом в расчете 0,75- ,0,95 моль на 1 моль гидроокиси или оксида кальция при температуре не выше 35 ОС, добавляют 20-85 вес.ч. н летучего масла на 100 ч. смеси, на" греваот для удаления основной части летучих веществ и затем пропускают через смесь углекислый газ для превращения всей гидроокиси или оксида кальция в карбонат с последующим фильтрованием 21.ОДнако этот способся относительно невысомостью целевого продукчто ухудшает качествотакже низкой скоростьюполученных дисперсий.Цель изобретения - интенсифика" ция процесса и повышение качества целевого продукта.Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения высокоосновных сульфонатов кальция смес содержащую сульфокислоту или сульФонат кальция, гидроокись кальция3 91959 в 5-50"ном по весу избытКе, угпеводородный растворитель, спирт с 1-3 атомами углерода и воду в количестве 4-353 от веса гидроокиси каль" ция, обрабатывают углекислым газом Ф при 20-35 ОС, затем удаляют летучие вещества и фильтруют, обработку угле- кислым газом проводят в присутствии воды, взятой в количестве 4-35 от веса гидроокиси кальция, и использова ние 5-503-ного избытка гидроокиси кальция. Количественные соотношения компонентов в реакционной смеси критическими не являются, но предпочтительными являются значения следующего порядка: на каждые 350 ч. по весу сульфокислоты приходится 150-350, предпочтительно, 250-300 ч. спирта вместе с 300"800, предпочтительно, 400- 600 ч. углеводородного растворителя и 180"210 ч, по весу гидроокиси кальция.Реакционную смесь выдерживают во время карбонизации в пределах диапа" зона 20"35 ОС, предпочтительно 20-30 фС, поскольку при применении более высоких температур, например 50 О 0, продукт становится вязким, в то время как в случае температур ниже 10 ОС он становится молочного цвета. В случае Причем предпочтительно используютметиловый спирт,ИС ц ел ью повышения скорости фильтрации, реакционную смесь по завершении добавления углекислого газа игидроокиси кальция выдерживают при20-35 фС.39К сул ьфокислотам, использующимсяв данном способе, относятся масло"растворимые сульфокислоты естествен"ного или синтетического происхождения, например неФтяные алкилсульфо- дкислоты или алкарилсульфокислоты,Алкилсульфокислота, предпочтительнодолжна содержать, по меньшей иере,25 атомов углерода на молекулу, аалкарилсульфокислота (например ал-килбенэолсульфокислота) -,по меньшей мере, 18 атомов углерода в алкильной цепи. Наиболее предпочтительными являются сульфокислоты с молекулярным весом от 300 до 700, например 400-500, Предпочтительно, чтобысульфокислота или сульфонат применялись в виде раствора в минеральноммасле с содержанием 50-9 И,Углеводородный растворитель можетпредставлять собой ароматический илиалифатический углеводород. Предпоч;тительными являются ароматическиеуглеводороды, например толуол, кси"лол, этилбензол. К пригодным алифатическим углеводородам относятся43парафиновые, как н-гексан, н-гептан,н-декан, н-додекан, уайт-спирт, нефтяные или изо"парафины и циклическиепарафины, как циклогексан. Применяемый С - С" спи рт, предпочтительно,представляет собой метанол, посколькув случае применения других спиртовво время карбониэации наблюдаетсятенденция к гелеобразованию,0 огласно настоящему изобретению ффполучают продукты, растворимые в парафиновых маслах с вязкостью при37,78 С выше 500 сП или равной этому 2 ,фзначению. Эти продукты также обладают улучшенной фильтруемостью. Точное количество воды, необходимое для этой реакции, зависит от количества избытка применяемой гидроокиси кальция и степени ее чистоты. Применение стехиометрического избытка гидроокиси каль" ция ведет к получению продукта с повышенной растворимостью в масле, в частности парафиновых минеральных маслах. Выражение стехиометрический избыток выше и ниже обозначает избы" ток относительно количества, необходимого для взаимодействия с сульфо" кислотой и углекислым газом. Повышение маслорастворимости достигается введением, избытка гидроокиси кальция в реакционную смесь и регулированием количества углекислого газа таким образом, чтобы осталось некоторое количество непрореагировавшей гидроокиси кальция, или же карбонизацией реакционной смеси до завершения поглощения углеки.слого газа с последующим добавлением дополнительного ,количества гидроокиси кальция перед фильтрацией. Чтобы продукт отличался повышенной растворимостью в масле, он должен показывать щелочность по фенолфталеину.Реакционная смесь вредставляет собой раствор в масле компонентов, при" чем к пригодным маслам следует отнести углеводородные масла, в частности, минерального происхождения. Оцень пригодным следует считать масла с вязкостью порядка 15"30 сП лри 3778 С. Альтернативным вариантом являются масла для смазки, описываемые ниже.ведения карбонизации до точки насыщения и последующего добавления избытка гидроокиси кальция на каждые 350 ч. по весу сульфокислоты, содержащейся в реакционной смеси, поглощается 95-115 ц. ао весу углекислогр газа.По завершении карбонизации и добавления избытка гидроокиси кальция, реакционную смесь, предпочтительно для повышения скорости фильтрации, выдерживают при температуре порядка 20-35 фС, более предпочтительно, 25-30 ОС в течение, по меньшей мере, получаса. 1 О 15 Детергенты на основе сверхосновного сульфоната кальция, получаемые попредлагаемому способу, пригодны дляприменения в качестве добавок и при"садок к смазочным маслам минерального и синтетического происхождения.Смазочное масло может быть животным,растительным или минеральным, например фракции нефтяного топлива от наф" 25 ты до шпиндельного масла и смазочных масел типа касторового масла, рыбьего жира или окисленного минерального масла. В цастностипродукты находят применение в парафиновых минеральных в ограниченной степени.К пригодным синтетическим сложно- эфирным смазочным маслам относятся сложные диэфиры, как диоктиладипат, диоктилсебакат, дидецилазелат, три"дециладипат, дидецилсукцинат, дидецилглутарат и их смеси. С другой стороны, синтетический сложный эфир может представлять собой сложный по" лиэфир, например, полученный взаимо" действием м 11 огоатомных спиртов, как триметилолпропан и пентаэритрол, с 35 монокарбоновыми кислотами, как масляной, капроновой, каприловой и пеларго новой, с получением соответствующихсложных три- и тетраэфиров. Применение могут найти как и комплексные сложные эфиры в качестве основных масел, так и полученные эте" рификацией в сложный эфир путем взаимодействия дикарбоновой кислоты со спиртом или монокарбоновой кислотой.Вместе с добавками, получаемыми по предлагаемому способу,в смазочное масло можно добавить и другие добав" ки. Выбор этих добавок зависит от назнацения смазоцного материала. К со" маслах, в которых ранее известные зосульфонаты кальция растворяются лищь ответствующим добавкам относятся алкилсукцинимидные диспергаторы, сополимерные агенты повышения показателя вязкости и добавки против износа на основе диалкилдитиофосфата цинка.В примерах скорость Фильтрации измеряют в воронке Бухнера либо в течение 1 ч, либо дополучения 500 г фильтрата. Применяют бумажный Фильтр размером 77 см при 150 С и 7 г вспомогательного фильтрующего агента в виде слоя на бумажном фильтре.П р и м е р 1. 52 ч. по весу алкиларилсульфокислоты и 90 ч. по весу толуола смешивают в реакторе до полного растворения сульфокислоты. Затем добавляют 11 ч. метанола и 6,7 ч. во" ды, смесь перемешивают, добавляют.28,5 ч. гидроокиси кальция954-ной . степени чистоты с содержанием 3 по весу карбоната кальция) и выдерживают температуру около 25 фС. Через реакционную смесь пропускают углекислый гаэ со скоростью 1,2 ч, в час до прекращения его адсорбции примерно 1 ч) при 25-30 С. По завершении карбонизации вводят еще 6 ч. гидроокиси кальция и смесь перемешивают 1 ч при 30 С.о Затем добавляют 16 ч. парафинового минерального масла, смесь нагревают для удаления летучих веществ, отгоняют прй 105 С толуол и воду, а остаточ" ный толуол удаляют отгонкой,легких Фракций в токе азота при 150 фС. В конце добавляют 7,5 ч. указанного вспомогательного фильтрующего средства, продукт Фильтруют описанным методом, получая Фильтрат общей щелоцности ОЩ порядка 300" 320 мг КОН/г, 1Если карбонизацию приостанавливают до завершения поглощения углекислого газа или варьируют количество добав" ляемой после карбониэации гидроокиси кальция и количество воды, вводимой в реакционную смесь, продукт обладает ОЦ 1 около 300, а его фильтруемость, внешний вид и растворимость в тяжелом парафиновом минеральном масле с вяз". костью 600 сП при 37.78 фС и с содержанием 60/ парафиновых атомов углерода приведены в табл. 1. Во всех случаях добавления воды продукт обладает приемлемой вязкостью. Растворимость определяют добавлением 5 г фильтрата в 95 г масла с последующим визуальным наблюдением раство" римости при комнатной температуре,7 91959П р и м е р 2. В условиях приме ра 1 применяют гидроокись кальция 98-мой степени чистоты и с содержанием менее 1 Ф по весу карбоната кальция, при этом все количество гидро- з окиси кальция добавляют в исходную реакционную смесь, а карбонизацию прекращают при поглощении реакционной смесью 823 стехиометрического количества углекислого газа, звтем добав ляют различные количества воды, получая продукты, свойства которых приведены в табл. 2.В этом примере 15 г вспомогатель ного Фильтрующего средства добавляютна каждые 500 г сульфоната перед Фильтрацией. Масло 1 - парафиновое масло, применявшееся в примере 1, масло 2 - смесь из 70 ч. масла примера 1 и 30 ч. парафинового масла с 2 о содержанием 60 парафиновых атомов Оба продукта прозрачны после фильтрации. В аналогичном опыте, где продукт нагревают до 50 С в течениеО1 ч, скорость фильтрации составляет только 48 кг/ч/м.Скорость фильтрации та же, вне зависимости ат добавления разбавляющего масла до или после выдержки. Таблиц а 1 Растворимость Са(ОН) после карбониза" ции,ф Фильтруемость,кг/ч/м ПоглоКоличество НОо Внешний вид щениеСо,о Раст ворим 20 75 макс, 0 Прозрачный Слегка мутный Прозрачный Молочный Нерастворим Растворим 130 Мутный Молочный продукт 75 7,2 Растворим 25 Прозрачный 7,5 80 13,1о 19,7 Слегка мутный Прозрачный 120 26 3 100 20 б 120 юе%В пересчете на первоначальное количество гидроокиси кальция,фФеВ пересчете на общее количество гидроокиси кальция. 85 0100 0100 15100 5100 10 100 15 100 20 100 20 100 20 2 8углерода и с вязкостью при 1778 оС2500 сП,П р и м е р 3. В условиях примера 2 применяют гидроокись кальция,использованную в.примере 1, включая7,5 Ф по весу воды в пересчете на весгидроокиси кальция. В зависимости отвремени, в течение которого смесьвыдерживают примерно при 30 С дофильтрации, получают различные результаты по скорости фильтрованияВремя при 30 вС те О Составитель Т. ЛевашоваРеаактор Ид банеува Техщщ Л.Пекарь Корректор И КостаЗаказ 2179/ 4 Тираж . ПодписйоеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийИ 3035 Иосква Ж"36 Раковская наб. а. МБт т т т т т т т т т т % е й т Л ее т т т е т Й т 3 в 1 т т е в т т. тею т т е т Лт те т т т т т т е т т т тФилиал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,Формула изобретения1. Способ получения высокоосновных сульфонатов кальция путем обра" 35 ботки смеси, содержащей сульфокислоту или сульфонат кальция, гидроокись . кальция, углеводородный растворитель и спирт, углекислым газом при тем" пературе 20"35 С .с последующим удале нием летучих веществ и фильтрованием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,11с целью интенсификации процесса и повьаения качества целевого продукта, обработку углекислым газом проводят в присутствии воды, взятой в количестве 4-353 от веса гидроокиси каль" ция, а гидроокись кальция используют в 5"504-ном избытке.2. Способ по п 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что используют мети" ловый спирт.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ют щ и й с я тем что, с целью повыше ния скорости Фильтрации, реакционную смесь по завершении добавления углекислого газа и гидроокиси кальция вы" держивают при температуре 20-35 ОС.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Патент СОА Р 3537996кл. 252"33.4, 19722. Патент СВА Р 3830739 кл. 252"33.4, 19 Й