Способ выделения масловодорастворимых сульфонатов

( 9) (11) 10 51) 5 ТЕНИЯ 2 ующим отстаиваесульфированны ного раствора улъ ием послением от в способа являет- части водораствместе с минеНедостат ся отделени воримых сул ральными со и это больш фонато СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВ Е Н Н О Е Г 1 АТЕ НТНЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(5")(57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МАСЛОВОДОРАСТВОРИМЫХ СУЛЬФОНАТОВ из их масляных растворов путем двухстадийной Изобретение относится к усовершен ствованному способу выделения масловодорастворимых нефтяных сульфонатов натрия, поверхностно-активных веществ (ПАВ), применяемых в качестве диспергирующей основы мицеллярно-полимерного заводнения пластов,Известен способ выделения масло- растворимых нефтяных сульфонатов из продуктов, содержащих масло- и водорастворимые сульфонаты, минеральные соли и несульфированные углеводороды, по которому маслорастворимые сульфонаты выделяют в две последовательные стадии. На первой стадии удаляет несульфированные углеводороды путем смешения исходного продук та с водой в количестве 5-500 молей на 1 моль сульфогрупп в нефтяных С 07 С 303/44//С 11 о 3/34 экстракции разбавленным до концентрации 35-40 водным раствором изопропилового спирта при температуре60-70"С и концентрированным воднымраствором изопропилового спирта притемпературе 40-50 С с последующим отстаиванием, отгонкой изопропиловогоспирта и воды и добавкой керосина,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью уменьшения количества и потерьэкстрагента, сначала экстракцию ведут концентрированным 70-757,"ным водным раствором изопропилового спиртапри массовом соотношении с исходныммасляным раствором, равном 0,7-0,9: 1,.а затем разбавленным при массовомсоотношении вода: сульфонатная фаза,равном 0,4-0,6:1. с фанатах с едн и раздел н х углеводородов одсульфонатов.На второй стадии водный раствор сульфонатов смешивают с н-гексанолом в количестве 0,05-10 молей н"гексанола на 1.моль сульфогрупп в нефтяных сульфонатах, При этом образуют" ся две фазы, из которых нижняя содержит удаляемые примеси (минеральнысоли и водорастворимые сульфонаты),а верхняя - маслорастворимые нефтяные сульфонаты.В результате в качестве готовогопродукта получают в основном маслорастворимые сульфонаты с минимальнымсодержанием водорастворимыхцто отрицательно сказывается на способности сульфонатов к образованию мицеллярных растворов.К недостаткам следует отнеститакже применение сравнительно дорогого и дефицитного растворителян-гексанола.Известен способ выделения масловодорастворимых сульфонатов из их мас"ляных растворов, согласно которомумасловодорастворимые сульфонаты выделяют в одну стадию 554-ным изопропи"ловым спиртом путем смешения исход.-.ного масляного раствора сульфонатовс 553-ным изопропиловым спиртом ввесовом отношении к масляному раствору (1-1,2); при температуре 6070 С. В результате двухчасового отстаивания смесь расслаивается натри слоя: верхний - масляный, сРедний - водно-спиртовый раствор сульфонатов, нижний - солевой раствор,После разделения слоев из каждойфазы отгоняют изопропиловый спирт.Сульфонаты получают в виде 45503-ного водного раствора, цто несоответствует техническим требованиям к товарной Форме сульфонатов,согласно которым содержание водыдолжно быть не более 5 мас,Ф.Содержание масла в выделенныхсульфонатах, считая на безводный,составляет не менее 33 мас., а содержание минеральных солей не менее3 мас.4, цто указывает на недостаточ"ное качество извлекаемых сульфона 40тов.В выделенных маслах содержитсядо 5 мас.Ф примесей," сульфонатови смол, которые придают маслу темную окраску, цто осложняет дальнейшуюпереработку масел,Наиболее близким к предложенномуспособу является способ выделениямасловодорастворимых сульфонатов,осуществляемый в две последовательныеЫстадии.На первой стадии к масляному раОствору сульфонатов добавляют 35 Н 0-ный водный раствор изопропиловогоспирта в весовом отношении к исходному масляному раствору (1,0-1,2):1при температуре 60-70"С и отстаиваютв течение 2 ч при той же температуре.Содержание сульфата натрия и изопропилового спирта (ИПС) в солевой фазе составило соответственно 21,7 и 30,4 мас 3.Изопропиловый спирт, содержащийся в солевой Фазе, не возвращается на экстракцию.Потери ИПС с солевым раствором составили 6,8 мас.3 от исходного количества ИПС, взятого для зкстракции. От водно-спиртового раствора сульфонатов отгоняют изопропиловый спирт при атмосферном давлении и получают водный раствор сульфонатов, содержащий, мас.3: сульфонатов 30-35; воды 55-60; сульфата натрия 0,08-0,09; остальное количество приходится на несульфированные углеводороды.В водный раствор сульфонатов добавляют 15-40 мас.; керосина и отгоняют воду под вакуумом (остаточное давление 100-150 мм рт.ст. в роторном испарителе при 85-95 С до прекращения отгонки воды).Содержание воды в смеси сульфонатов с керосином получается до 2,5 мас.3, что соответствует нормам (до 5"мас.3 по техницеским требованиям).Полученная после отгонки воды смесь масловодорастворимых сульфонатов имела следующий состав, мас.3:ПАВ 56,0Несульфированныеуглеводороды(масла)КеросинВодаСульфат натрия 11,4 30,0 2 3 0,3 В результате отстаивания отделяютнесульфированные масла (верхний слой).В нижнем слое остаются практическивсе сульФоньты и мйнеральные соли.На второй стадии нижний слой смешивают с техническим изопропиловымспиртом в весовом отношении к нижнему слою (0,3-0,5):1 при температуре30-50 С.В результате отстаивания системаразделяется на два слоя: верхнийводно"спиртовой раствор масловодорастворимых сульфонатов; нижний - насыщенный водный раствор минеральныхсолей с примесью сульфонатов, смол,изопропилового спирта (ИПС),Состав слоев (Фаз) приведен втабл. 1.3610 6В этом случае при отстаивании наблюдается более четкая граница раздела слоев,В верхнем слое остаются практичес"ки все сульфонаты и несульфированныемасла.На второй стадии верхний слой смешивают с водой в массовом отношении1 О к массе верхнего слоя 0,4-0,6, доводя таким образом концентрацию ИПСдо 35-40, при температуре 60-70 Си отстаивают в течение 2 ч при тойже температуре.После отстаивания отделяют несульфированные масла (верхний слой),После разделения фаз проводятосушку верхнего слоя (масляной Фазы)и от водно"спиртового раствора суль"20 фонатов отгоняют изопропиловый спирти воду с добавкой керосина известнымспособом,В результате получают следующиепродукты: смесь сульфонатов с кероси 2"- ном и нейтральные масла.Отличительным признаком способаявляется то, что сначала экстракциюведут концентрированным 70-753 ИПСпри массовом соотношении с исходнымЗС масляным раствором, равном 0,7-0,9: 1,а затем - разбавленным при массовомсоотношении вода: сульфонатная Фаза,равном 0,4"0,6: 1.При проведении процессов экстракЗ 5 ции натриевых солей сульфокислот,полученных сульфированием масляныхдистиллатов Фр. 350-500 "С газообразным серным ангидридом. Исходный продукт имеет следующий состав, мас.:40 Сульфонаты (ПАВ) 28,9Масла (углеводороды) 49,6Неорганические соли,5 Вода 16,9 прирН среды 7П р и м е р 1. Первая стадия.Экстрагируют масловодорастворимыесульфонаты из 300 г их масляного ра"50 створа в две стадии.На первой стадии исходный продуктсмешивают с 240 г 753-ного иэопропи"лового спирта, что соответствуетмассовому соотношению растворитель:д;,сульфонаты (Р:С)=0,8: 1, Экстракциюпроводят в цилиндрической целитель-ной воронке емкостью 1 л, внутренним диаметром 80 мм, высотой цилинд"рической части 300 мм, помещенной вПотери ИПС с солевым раствором составили 3,90 г, что составляет 2,2 мас.3 на исходное количество ИПС, взятого для экстракции,Вторая стадия.Сульфонатную Фазу в количестве 501,1 г смешиваютв той же делительной воронке с водой, взятой в массовом соотношении 0,4:1 к исходной 30 сульфонатной фазе, доводя концентрацию ИПС до 35-403 при температуре 60-65"С с последующим отстаиванием в течение 2 ч. После отстаивания смесь разделяют на два слоя: верхний - масляная Фаза 134,4 г (19, мас,Ф), нижний водно-спиртовый раствор сульфонатов 567,1 г (80,9 мас.Ф).Состав Фаз приведен в табл. 3,40 Масляную фазу подвергают сушке под вакуумом и от водно-спиртового раствора сульфонатов отгоняют изопропиловый спирт в виде азеохропа с водой и воду с добавкой керосина по известному способу и получают 132 г нейтрального масла,.204 г изопропилового спирта в виде азеотропной смеси с водой, смесь сульфонатов с керосином 148,1 г, которая содержит, мас.Ф:ПАВ 56,0Несульфированныемасла 11,4 Керосин 30,0 Вода 2,3Сульфат натрия 0,3 50 7 116361 термостат. Исходный масляный растворсульфонатов смешивают с растворителем при температуре 40-50"С спиральной металлической мешалкой возвратно-поступательного действия в течение 1 мин в два приема через 3 мин.С помощью спиральной мешалки в делительной воронке создается диспергирование смеси, Затем смесь от стаивают при той же температуре в течение 1 ч.После отстаивания смесь разделяют на два слоя: верхний - водно-спиртовый раствор сульфонатов с непро сульфированным маслом 501,1 г (92,8 мас.); нижний - насыщенный водный раствор неорганических солей 38,9 г (7, 2 мас 3)Состав фаз приведен в табл, 2, 20 О 8Полученная смесь сульфонатов скеросином представляет собой однородную жидкую подвижную массу, технологически удобную для приготовления мицеллярных растворов.Выделенные таким способом сульфонаты с керосином испытаны для получения мицеллярных дисперсий с углеводородной внешней фазой в соответствии с методикой определения способности ПАВ образовывать мицеллярныерастворы определенных состава исвойств.П р и м е р 2 (сравнительный).По способу-прототипу экстрагируютмасловодорастворимые сульфонаты из300 г их масляного раствора в двестадии.На первой стадии исходный продуктсмешивают с 360 г 401-ного изопропилового спирта, что соответствует массовому соотношению растворитель;сульфонаты (Р:С)=1,2: 1. Экстракцию проводят в цилиндрической делительнойворонке емкостью 1 л, внутреннимдиаметром 80 мм, высотой цилиндрической части 300 мм, помещенной в термостат,Исходный масляный раствор сульфонатов смешивают с растворителем при .60-65"С спиральной металлической мешалкой возвратно-поступательного действия в течение 1 мин в два приемачерез 3 мин,.С помощью спиральной мешалки вделительной воронке создается диспергирование смеси. Затем смесь отстаивают при той же температуре в течение 2 ч.После отстаивания смесь разделяютна два слоя: верхний слой - маслянаяфаза 134,4 г (20,4 мас.4); нижнийслой - войно-спиртовой раствор сульфонатов с солями 525,6 г (79,6 мас.4),Масляную фазу 134,4 г, содержащую, мас.3: собственно масла 98,2;изопропанол 0,9; сульфонаты 0,6; воду 0,3 подвергает вакуумной сушкепри 75-80 С (остаточное давление 80100 мм рт.ст.).Нейтральные масла после сушки имеют чистоту 99,4 мас.3 и содержатпримеси сульфонатов 0,6 мас Цветмасла - желтый.Вторая стадия.Сульфонатную Фазу с солями в коли"честве 525,6 г смешивают в той жеделительной воронке со 1003-ным изо1163610 Таблица 1 Состав, мас.3 фаза сульфат вода ИПСнатрия жировая часть(сульфонаты+несульфированные масла) 18,22,4 0,02 33,68 48,1 21,7 45,5 30,4 СульфонатнаяСолевая пропиловым спиртом, взятым в массовом соотношении 0,3:10 (растворитель: ,водно-спиртовый раствор сульфонатов) при 50 С с последующим отстаиванием в течение 40 мин, а затем при 35 С ф в течение 40 мин. В результате отстаивания смесь расслаивается на два слоя: верхний - водно-спиртовый раствор сульфонатов 662,2 г (89,8 мас.3), 10 нижний - насыщенный водно-спиртовый раствор неорганических солей 75,2 г (10,2 мас.4).Из водно-спиртового раствора сульфонатов 662,2 г отгоняют изопропило" вый спирт при атмосферном давлении ,и при 82-83 С в течение 1,5 ч.После отгонки изопропилового спирта в виде азеотропа с водой (883-ной концентрации) в количестве 303,6 г в куб добавляют керосин в количестве 15 мас.4 от массы водного раствора сульфонатов и отгоняют воду под ва" куумом в роторном испарителе (остаточ" ное давление 100-150 мм рт,ст,). 25После отгонки воды получаемая смесь масловодорастворимых сульфонатов с керосином в количестве 148,1 г содержит, мас.3:ПАВ 56,0 ЗОНесульфированныеуглеводороды(масла) 11,4Керосин .30,0Вода 2,3Сульфат натрия 0,3В табл, 4 приведены сравнительные технические данные по предлагаемому способу и по прототипу. 40При выделении масловодорастворимых сульфонатов по примеру 1 применение на первой стадии водного раствора ИПС ниже 70 мас.Ж в массовом соотношении к исходному масляному раствору сульфонатов ниже 0,7:1 отрицательно сказывается на качестве вы деленных сульфонатов, увеличивается содержание сульфата натрия в конечном . товарном продукте до 1-2 мас.3. Разделение слоев при отстаивании затруднено нечеткостью границы раздела слоев.Повышение концентрации изопропилового спирта выше 75 мас.Ф и увеличе ние величины массового соотношения его к масляному раствору выше 0,9:1 нецелесообразно из-за того, что на второй стадии потребуется увеличить количество воды для разбавления изопропилового спирта с целью доведения концентрации его в смеси до 30" . 40 мас. 3, необходимой для отделения сульфонатов от масел. Для этого на второй стадии используют воду в массовом соотношении к исходному спиртовому раствору сульфонатов (0,4- О,б):1.При массовом соотношении воды на второй стадии ниже 0,4:1 концентрация изопропилового спирта будет выше чем 30-40 мас. ь. В этом случае в выделенных маслах содержатся приме" си сульфонатов 2-3 мас.Ф вместо 0,6 мас.4;Технические преимущества предложенного способа по сравнению с прототипом заключаются в уменьшении количества взятого для вкстракции растворителя - изопропилового спирта и соответственно в уменьшении технологических потерь его в процессе экстракции сульфонатов,1163610 Таблица 2 Фаза Состав, мас.3 жировая часть сульфат вода(сульфонаты+ натриянесульфированные масла) ИПС 0,05 13.,0 34,9533,3 5,7 , 10,0 52,0 2,0 Таблица 3 Состав, мас.4 фаза ПАВ масла вода ИПС сульфатнатрия 0,6 98,2 0,3 0,9 Нет1 й,б 3,0 1,35 31,0 0,05 Таблица При- Способ выделениямер сульфонатов Количество ИПС(всего), взятого на экстракцию, г СоставительРедактор Е, Гиринская Техред .Иоргентал КорректоэТ.Палий Заказ ч 573 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,101 СульфонатнаяСолевая МаслянаяСульфонатная Предлагаемый2 По прототипу 18 о,оаг,5 286,0-321,О СодержаниеИПС в солевом растворе, мас.3 10,0 30,1 Потери ИПСот исходного, мас.4 2,2 6,8