Способ экстракции с с -н-парафинсульфокислот

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 526 АЗИ ф У 1- ;", ЙМ:,цмй ЕНИЯ ОП ИСА 1 К ПАТЕНТУ(54) СПОСОБ ЭКСТ РАФИНСУЛЬФОКИ (57) Сущность изобр С 1 в-парафинсульфо дой и серной ки сульфоокислении и ботки смеси, содер рафинсул ьфокисло кислоты и 10-.12 м или циклогексаном шении парафинсул логексан), равном 1(72) Калогеро ГеноЭдоардо Платоне-отделение жащей серную жидкой фазы, с го растворител вую сульфокисл ием такой с стракции, с еси в к -гексан водной жидк кислоту. о остоящей иэ я, содержащой фазы, содер- органической кстрагирующеего парафиноГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР. п.А. и Энимонт Аугуства (Т), Ирена Блуте (ЯЕ) Т) Изобретение относится к способу экстракции парафиновых сульфокислот иэ их смесей с водой и серной кислотой,Целью изобретения является преодоление вышеуказанных недостатков прототипа.Более специфичная цель данного изобретения заключается в разработке способа, который дал бы возможность эффективно очищать парафиновые сульфокислоты, при использовании растворителя без нежелательных токсических характеристик,В соответствии с этим данное изобретение обеспечивает способ отделения и регенерирования парафиновых сульфокислот из их смесей с водой и серной кислотой, характеризирующийся: 51)5 С 07 С 303/42, С 11 О 3 РАКЦИИ С 12 - С 1 в-Н-ПАСЛОТетения: экстракция С 12- кислот иэ их смеси с вослот, полученной при арафинов, путем ображащей 60-75 мас.,4 пат, 6 - 12 мас.% серной ас.о/, воды: н- гексаномпри молярном соотноьфокислота: гексан (цик;2:20, и 25 - 70 С. 7 ил,ей парафиновых сульфоой органической жидкой Я- регенерацикислот из указаннфазы.Обработке для экстракции может бытьиспользована смесь, содержащая парафиновые сульфокислоты, воду и серную кислоту, В особенности, обработка удобно может быть использовано для смесей, полученных одновременным окислением и сульфированием н-парафинов, которые содержат пара-; финовые сульфокислоты в количестве порядка 60-70 О, серную кислоту в количестве порядка 6 - 12% и воду в количестве порядка 10-20 мас, о.В соответствии с данным изобретением экстрагирующий растворитель выбирается из н-гексана,или циклогексана. Из двух предпочтителен циклогексан, Эти раствори- тели, которые свободны от токсических характеристик, неожиданно показали хорошую селективность при экстракции парафиновых сульфокислот из их смесей с серной кислотой и водой.На этапе экстракции отдельно отношение масс экстрагирующего растворителя к парафиновым сульфокислотам в общем может изменяться от 2/1 до 20/1, причем вы181 1.";2 Г) 10 15 20 25 30 55 бор отношения главным образом зависит от требуемой чистоты парафиновых сульфокислот. Удобно, чтобы на этапе экстракции и на этапе отделения в водной фазе и органической фазе, температура процессов могла находиться в диапазоне от комнатной (около 25 ОС) до около 70 С, при необходимости применяют давление для сохранения системы в жидкой фазе, При атмосферном давлении лучшие результаты получили при проведении процессов при температуре между 50 и 70"С, поэтому это будет предпочтительным температурным диапазоном,В способе данного изобретения концентрация водной серной кислоты в смеси,подвергаемой экстракции, является критической, особенно было найдено, что есликонцентрация серной кислоты превышает80% в водной фазе начальной смеси, тонельзя получить приемлемых результатовпо показателю частоты регенерироранных .парафиновых сульфокислот. Концентрациякислоты поэтому установлена до 80% помассе или менее, и предпочтительно 55 - 75мас,% лучшие результаты были получены вэтом диапазоне, Концентрация водной серной кислоты в начальной смеси может бытьоткорректирована простым добавлением,например, воды, если концентрация кислоты достаточно высока, или добавлениемконцентрированной серной кислоты, еслидостаточно мала,На финальной стадии парафиновыесульфокислоты регенерируются из органической жидкой фазы обычными методами,например при испарении растворителя.Способ по изобретению может бытьосуществлен обычным оборудованием жидкость/жидкость экстракции и оборудованием разделения водных и органических фаз.Способ дает возможность. очищать парафиновые сульфокислоты, включая и их смеси,,1 спользующих нетоксичные углеводородные растворители, В частности, при условиях подходящей температуры и давлении,использование гексана и циклогексана даетвозможность получить парафиновые сульфокислоты, имеющие содержание водной исерной кислоты менее чем 2 мас,%,Следующие экспериментальные примеры даны для иллюстрации данного изобретения.В этих примерах компоненты экстракционной смеси (парафиновые сульфокислоты, водный раствор серной кислоты иалифатический углеводородный растворитесь) приходят в контакт в приемлемых отношениях масс при условиях экстракции. Затем система разделяется на, водную фазу и органическую фазу, На финальном этапе две фазы отделяются и их составы анализиру ются,Фиг,1 - 7 иллюстрируют предлагаемый способ.П р и м е р 1, Получили синтетические смеси взвешенных н-гектана, сырых парафиновых сульфокислот и концентрированной водной серной кислоты, Конкретно парафиновые сульфокислоты и водная серная кислота смешиваются вместе в определенном отношении масс и растворитель добавляют до получения смесей 50, 60, 70,80 и 90 мас,%. В частном случае, включающем использование н-гексана как растворителя, использовали две концентрации водной серной кислоты, а именно 60 и 77 мас,%.В полученных смесях эффективная концентрация водной серной кислоты составляет 58 и 74 мас,% соответственно, и отношение масс смеси парафиновых сульфокислот к серной кислоте составляет 1,45 и 1,13 соответственно для двух систем За этим последовала следующая экспериментальная процедура:- образцы приготовили, как описано здесь выше,- после энергичного перемешивания образцы отстаивались до полного отделения водной фазы от органической фазы;- н-гексан отогнали под вакуумом из органической фазы;35 - анализировали содержание сернойкислоты, смеси парафиновых сульфокислот и воды в водной фазе и в остатке дистилляа органической фазы.Фиг.1 показывает степень чистоты, вы ракенную как процентное содержание серной кислоты в извлеченной парафиновой сульфокислоте для системы; н-гексан (58 процентной по массе водной серной кислоты) смесь парафиновых сульфокислот, отно сительно концентрации н-гексана для двухразличных температур (25 и 55 С). Вертикальная ось представляет отношение масс (выраженное в процентных единицах) серной кислоты к парафиновой сульфокислоте,как параметр чистоты смеси парафиновых сульфокислот, и горизонтальная ось выражает отношение масс (в процентных единицах) смеси парафиновых сульфокислот к и-гексану в начальном образце. Фиг.2 показывает влияние концентрации серной кислоты на чистоту смеси парафиновых сульфокислот для системы: н-гексан/ серная кислота парафиновая сул ьфо кислота при тем пера туре 55 С, Соответственно использовали 60 и 77 мас, ь серную кислоту.Как при 25 С, так и при 55 С использовали водные фазы, которые отдельно состоят из воды и серной кислоты с возможными примесями, но без присутствия смеси парафиновых сульфокислот, независимо от концентрации серной кислоты,П р и м е р 2. Вслед эа процедурой, описанной в примере 1, анализировали поведение системы, используя циклогексан как экстрагирующий растворитель. Использовали 60, 70, 80 и 90 мас.% водные растворы серной кислоты. В полученных смесях финальная концентрация водной серной кислоты. составила.58, 67, 77 и 86 мас.% соответственно, отношение масс смеси парафиновых сульфокислот /серной кислоты для различных систем будет 1,45, 1,24, 1,09 и 0,97 соответственноФиг,4 показывает влияние концентрации серной кислоты на чистоту смеси парафиновых сульфокислот при 25 ОС, при использовании циклогексана как экстрагирующий растворитель, Фигура 5 показывает влияние температуры на чистоту смеси парафиновых сульфокислот для системы циклогексан (67 мас. Осерная кислота) смеси парафиновых сульфокислот, фиг,б показывает влияние концентрацииводной серной кислоты (67 массовых ои 77 массовых % соответственно) на чистоту очищенных смесей парафиновых сульфокислот, полученных при 70 С;Со ссылкой на фиг.4, можно видеть, что в диапазоне концентраций серной кислоты 55 - 75 мас, оотсутствуют значительные изменения и кривые практически накладываются друг на друга, в то время, как при высоких концентрациях серной кислоты существует большое увеличение в количестве серной кислоты, содержащейся в очищенной смеси парафиновых сульфокислот, На фиг.5 можно видеть, что содержание серной кислоты в очищенной смеси парафиновых сульфокислот прогрессивно уменьшается при увеличении температуры системы,П р и м е р 3, После процедуры, описанной в примере 1, анализировали поведение системы как функцию экстрагирующего растворителя (н-гексан и циклогексан). Фиг.3 сравнивает степень чистоты, исходя из массовых процентов серной кислоты в очищенной смеси парафиновых сульфокислот в испытаниях, выполненных при 25 ОС, используя 58 мас,% водную серну о кислоту, с н-гексаном и циклогексаном как зкстрагирующий растворитель соответ, ственна.Как видно из фиг,З, использование циклогексана привело к смеси парафиновых сульфокислот с более низким содержанием серной кислоты во всем диапазоне концен траций растворителя.П р и м е р 4, Сырой продукт одновременного окисления и сульфирования, содержащий 68,4 смеси парафиновых сульфокислот С 14-С 17 сульфированные па рафины), 8,95 мас,серной кислоты и 14,4. мас,% воды использовался;К этому сырому продукту добавили равные количества водной серной кислоты, финальная концентрация водной серной 15 кислоты затем стала 72,16 мас.% и отношение масс смеси парафиновых сульфокислот к серной кислоте стало 0,77.Затем выполнили зкстракцию циклогексаном при 70 С, действуя с 70,250 г следую щего образца: 3,511 г сырого продукта одновременно окисления и сульфирования; 3,509 г 80 масоводкой серной кислоты;63,250 г циклогексана. После отделения при 70 С получили 66,070 г органической фазы и 4.180 г водной фазы, Водная фаза имела следующий состав: 73,67 мас, осерная кислота, 26 мас.овода. После испарения растворителя, органическая фаза обеспечила выход очищенной смеси 2,814 грамма следующего состава: смесь парафиновых суль-. фокислот 94,56%, серная кислота 1,45 мас.%, вода 3,99 мас,%.П р и м е р 5, Процедуру примера 4 повторили используя 33,388 г системы, включающей 5,020 г сырого продукта одновременного окисления и сульфирования,30 35 4,998 г (80 мас,%) серной кислоты и 23,370 г циклогексана.В начальной смеси концентрация водной серной кислоты составила 72,08 мас,% и отношение масс смеси парафиновых сульфокислот к серной кислоте составило 0,77, После экстракции с циклогексаном получили 5,950 г всдного раствора и 27,120 г органического раствора. Водный раствор имел следующий состав: 74,0 мас,% серной кислоты и 24,4 мас.воды. После испарения растворителя, органическая фаза обеспечила выход 3,834 г очищенной смеси парафиновых сульфокислот сгедующего состава: 91,97 мас.% парафинозых сульфокис 50 лот, 1,89 мас.серной кислоты, б, 34 мас,6воды. П р и м е р 6, Повторили процедуру 55 примера 4, используя 31,982системы,включающей 7,989 г сырого продукта одновременного окисления и сульфирования 8,001 г 80 мас.% серной кислоты и 15,992 г циклогексана.(смесь плглв В этой смеси концентрация водной серной кислоты составила 72,2 мас.% и отношение масс смеси парафиновых сульфокислот к серной кислоте составило 0,77.После фазы отделения, получили 9,605 г водной фазы и 22,182 г органической фазы. Состав водной фазы имел 73 мас., серной кислоты и 26,6 мас,о воды. После испарения растворителя, органическая фаза обеспечила выход 6,220 г очищенной смеси парафиновых сульфокислот следующего состава: 95,23 смесь .парафиновых сульфокислот, 2.66 мас. )ь серной кислоты, 2,11 мас. воды.П риме р 7,Повторили процедуру примера 4, используя 39,591. г системы, включающей 11,258 г сырого продукта одновременного окисления и сульфирования, 11,290 г 80 мас,% серной кислоты и 16,047 г циклогексана,В этой смеси концентрация водной серной кислоты составила 72,13 мас. ф и отношение масс смеси парафиновых сульфокислот к серной кислоте составило 0,77. После экстракции с циклогексаном при 70 С получили 13,779 грамм водного раствора и 24,750 г органического раствора. Водный раствор имел следующий состав: 73,4 мас. серная кислота и 26.5 мас.; вода. После испарения растворИеля органическая фаза обеспечила выход 8,669 г очищенной смеси парафиновых сульфокислот, 3,01мас, серная кислота, 3,38 мас4 вода,Данные примеры 4 и 7 схематично показаны на фиг.7,5 Формула изобретения Способ экстракции С 12-С 1 а-н-парафинсульфокислот из их смеси с водой и серной кислотой, полученной при сульфоокислении 10 С 12-С 1 в-н-парафинов диоксидом серы и кислородом в водной среде и в присутствии УФ-облучения с последующим дегидратированием полученной смеси и удалением избытка диоксида серы и дальнейшим уда лением из дегидратированной смеси непрореагировавших парафинов путем обработки жидким экстрагирующим органическим растворителем при 25 - 70 С, отделения водной жидкой фазы, содержащей серную кислоту 20 от органической жидкой фазы, состоящей изэкстрагирующего растворителя и парафинсульфокислот, и выделения целевого продукта из органической жидкой фазы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 25 безопасности процесса, для экстракции используют смесь, содержащую, мас,% н-парафин-сульфокислота 60 - 75, серная кислота с концентрацией в реакционной смеси 55-75 мас.% - 6-12 и вода 10-20, в 30 качестве экстрагирующего растворителя используют н-гексан или циклогексан и процесс экстракции проводят при массовом соотношении парафин-сульфокислота; экстрагирующий растворитель 1;2-20,1811526 Т.= 55 ССМЕСЬ ПАРАФИНОВЫХ СУЛЬФОКИСЛОТ/ГЕКСАН/ВОЗЩАЯ Н 2504 МЕСЬ ПАРЛФИНОВЫХ СУЛЬФО Т= 25 С ф 58 Ф СПЬФОКИСЛОТ/УГЛЕВОД АО 50 6КИСЛОТ/УГЛЕВОДОРОД) 100.5 Составитель Т. Техред М,Морге ректор Л, Пилипенко Иванова ак Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 каз 1462ВНИИП ГК Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1