Способ выделения масловодорастворимых сульфонатов Советский патент 1992 года по МПК C07C303/44 C11D3/34 

в результате в качестве готового продукта получают в основном маслорастворимые сульфонаты с минимальны содержанием водорастворимых, .что о рицательно сказывается на способное ти сульфонатов к образованию мицеллярных растворов. К недостаткам следует отнести также применение сравнительно дорогого и дефицитного растворителя н-гексанола. Известен способ выделения маслов дорастворимых сульфонатов из их мас ляных растворов, согласно которому масловодорастворимые сульфонаты выд ляют в одну стадию изопропи ловым спиртом путем смешения исход.-. ного масляного раствора сульфонатов с $5%-ным изопропиловым спиртом в весовом отношении к масляному раствору {1-1,2):1 при температуре 6070С. В результате двухчасового отстаивания смесь расслаивается на три слоя: верхний - масляный, средНИИ - вод«о-спиртовый раствор сульфонатов, нижний - солевой раствор. После разделения слоев из каждой фазы отгоняют изопропиловый спирт. Сульфонаты получают в виде 4550% ного водного раствора, что не соответствует техническим требовани ям к товарной форме сульфонатов, согласно которым содержание воды должно быть не более 5 масД. Содержание масла в выделенных сульфонатах, считая на безводный, составляет не менее 33 мас., а содержание минеральных солей не менее 3 мас., что указывает на недостато ное качество извлекаемых сульфонатов. В выделенных маслах содержится до 5 мас. примесей; сульфонатов и смол, которые придают маслу темную окраску, что осложняет дальнейш переработку масел. Наиболее близким к предложенному способу является способ выделения масловодорастворимых сульфонатов, осуществляемый в две последовательн стадии. На первой стадии к масляному раствору сульфонатов добавляют 35 f водный раствор изопропилово спирта в весовом отношении к исходному масляному раствору (1,0-1,2):1 при температуре 60-70 С и отстаиваю в течение 2 ч при той же температур В результате отстаивания отделяют несульфированные масла (верхний слой). В нижнем слое остаются -практически все сульфоньты и .минеральные соли. На второй стадии нижний слой смешивают с техническим изопропиловым спиртом в весовом отношении к нижнему слою (0,3-0,5): при температуре зо-зо с. В результате отстаивания система разделяется на два слоя: верхний водно-спиртовой раствор масловодорастворимых сульфонатов; нижний - насыщенный водный раствор минеральных солей с примесью сульфонатов, смол, изопропилового спирта (ИПС). Состав слоев (фаз) приведен в табл. 1. Содержание сульфата натрия и изопропилового спирта (ИПС) в солевой фазе составилосоответственно 21,7 и 30 мас.. Изопропиловый спирт, содержащийся в солевой фазе, не возвращается на экстракцию. Потери ИПС с солевым раствором составили 6,8 мас. от исходного количества ИПС, взятого для экстракции. От водно-спиртового раствора сульфонатое отгоняют изопропиловый спирт при атмосферном давлении и получают водный раствор сульфонатов, содержащий, мае.: сульфонатов 30-35; воды 55-60; сульфата натрия 0,08-0,09; остальное количество приходится на несульфированные углеводороды. В водный раствор сульфонатов добавляют мас. керосина и отгоняют воду под вакуумом (остаточное давление 100-150 мм рт.ст. в роторном испарителе при 85-95С до прекращения отгонки воды). Содержание воды в смеси сульфонатов с керосином получается до 2,5 мас., что соответствует нормам (до 5 мас„% по техническим требованиям). Полученная после отгонки воды смесь масловодорастворимых сульфонатов имела следующий состав, мас.1: ПАВ56,0 Несульфированные углеводороды (масла)11,А Керосин30,0 Вода2,3 Сульфат натрия 0,3

Отделение сульфонятов от минеральных солей основано на различной растворимости сульфата натрия в изопропиловом спирте при разной концентрации его. Экспериментальным путем установлено, что растворимость сульфата натрия уменьшается с повышением концентрации изопропилового спирта (ИПС); при концентрации ИПС 50-55 мае. достигается минимальное значение - 2 г/л.

Следовательно, при концентрации изопропилового спирта выше 50 минеральные соли отслаиваются от спирта в виде насыщенного водного раствора.

А наиболее полное отделение масла от водно-спиртового раствора сульфонатов происходит при концентрации ИПС мае..

По способу-прототипу на первой стадии отделяют несульфированные масла с помощью 35- 0%-ного изопропилового спирта на второй - отделяют минеральные соли добавлением технического изопропилового спирта с целью доведения концентрации его до 50-60 мас..

Таким образом, сначала разбавляют изопропиловый спирт, а затем концентрируют, что нерационально и усложняет технологию выделения сульфонатов. На вторую стадию экстракции требуется относительно большое количество концентрированного изопропилового спирта, что приводит также к увеличению технологических потер, например с насыщенным водно-спиртовым раствором минеральных солей.

Цель изобретения - уменьшение количества и потерь изопропилового спирта (экстрагента), взятого на экстракцию.

Это достигается согласно предложенному способу выделения масловодорастворимых сульфонатов, заключающемуся в том, что их масляный раствор на первой стадии экстрагируют концентрированным 70-75 -ным водным раствором изопропилового спирта в массовом отношении к исходному масляном раствору (0,7-0,9):1 при температуре От50°С и отстаивают в течение 1 ч при той же температуре. После отстаивания отделяют минеральные соли в виде их насыщенного водного раствора с примесью сульфонатов, изопропилового спирта, смол (нижний слой).

В этом случае при отстаивании наблюдается более четкая граница раздела слоевВ верхнем слое остаются практически все сульфонаты и несульфированныё масла.

На второй стадии верхний слой смешивают с водой в массовом отношении к массе верхнего слоя 0,Ц-0,6, доводя таким образом концентрацию ИПС до , при температуре 60-704 и отстаивают в течение 2 ч при той же температуре.

После отстаивания отделяют несульфированные масла (верхний слой).

После разделения фаз проводят осушку верхнего слоя (масляной фазы) и от водно-спиртового раствора супьфонатов отгоняют изопропиловый спирт и воду с добавкой керосина известным способом.

В результате получают следующие продукты: смесь сульфонатов с керосином и нейтральные масла.

Отличительным признаком способа является то, что сначала экстракцию ведут концентрированным 70-75% ИПС при массовом соотношении с исходным масляным раствором, равном 0,7-0,9:1, а затем - разбавленным при массовом соотношении вода : сульфонатная фаза, равном 0,4-0,6:1.

При проведении процессов экстракции натриевых солей сульфокислот, полученных сульфированием масляных дистиллатов фр. 350-500t газообразным серным ангидридом. Исходный продукт имеет следующий состав, масД: Сульфонаты (ПАВ) ,9 Масла (углеводороды) ,6 Неорганические соли (сульфаты и сульфиты) по сульфату натрия ,6 ЗодаИ6,9 при

рН среды 7

П р и м е р 1. Первая стадия. Экстрагируют масловодорастворимые сульфонаты из 300 г их масляного раствора в две стадии.

На первой стадии исходный продукт смешивают с 2АО г 75 -ного изопропилового спирта, что соответствует массовому соотношению растворитель: . :сульфонаты (Р:С)0,8:1, Экстракцию проводят в цилиндрической лелитепьной воронке емкостью 1 л, внутренним диаметром 80 мм,, высотой цилиндрической части 300 мм, помещенной в 7 термостат. Исходный масляный раство сульфонатов смешивают с растворите лем при температуре спирал ной металлической .мешалкой возврат но-поступательного действия в тече ние 1 мин в два приема через 3 мин С помощью спиральной мешалки в делительной воронке создается диспергирование смеси. Затем смесь отстаивают при той же температуре в т чение 1ч. После отстаивания смесь разделяют на два слоя: верхний - водно-спи товый раствор сульфонатов с непросульфированным маслом 501)1 г (92,8 мас.); нижний - насыщенный водный (эаствор неорганических солей 38,9 г (7,2 мас.%). Состав фаз приведен в табл. 2. Потери ИПС с солевым раствором составили 3,90 г, что составляет 2,2 мас.% на исходное количество ИПС, взятого для экстракции. Вторая стадия. Сульфонатную фазу в количестве 501 ,-1 г смешиваютБ.той же делительной воронке с водой, взятой в массо вом соотношении 0,4:1 к исходной сульфонатной фазе, доводя концентра цию ИПС до при температуре 60-б5 С с последующим отстаиванием в течение 2ч. После отстаивания смесь разделяю на два слоя: верхний - масляная фаза 13,J г (19,1 мас.%), нижний водно-спиртовый раствор сульфонатов 5б7,1 г (80,9 мас.). Состав фаз приведен в табл. 3. Масляную фазу подвергают сушке под вакуумом и от водно-спиртового раствора сульфонатов отгоняют изопропиловый спирт в виде азеохтропа с водой и воду с добавкой керосина по известному способу и получают 132 г нейтрального масла, 204 г изопропилового спирта в виде азестропной смеси с водой, смесь сульфонатов с керосином 148,1 г, которая содержит мас.: ПАВ56,0 Несульфированные масла11,4 Керосин ; 30,0 Вода 2,3 Сульфат натрия 0,3 . Полученная смесь сульфонатов с керосином 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 методикойопределения способности ПАВ образовывать мицеллярные растворы определенных состава и свойств. П р и м е р 2 (сравнительный). По способу-прототипу экстрагируют масловодорастворимые сульфонаты из 300 г их масляного раствора в две стадии. На первой стадии исходный продукт смешивают с ЗбО г 40 -ного изопропилового спирта, что соответствует массовому соотношению растворитель:сульфонаты (Р:С)1,2:1. Экстракцию проводят в цилиндрической делительной воронке емкостью 1 л, внутренним диаметром 80 мм, высотой цилиндрической части 300 мм, помещенной в термостат. Исходный масляный раствор сульфонатов смешивают с растворителем при 60-65С 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 смесио Затем смесь отстаивают при той же температуре в течение 2 ч. После отстаивания смесь разделяют на два слоя: верхний слой - масляная фаза 134,4 г (20,4 мас.); нижний слой -водно-спиртовой раствор сульФонатов с солями 525,6 г (79,6 мас.). Масляную фазу 134,4 г, содержащую, мас.: собственно масла 98,2; изопропанол 0,9; сульфонаты 0,6; воДУ 0,3, подвергают вакуумной сушке при 75-80 С (остаточное давление 80100 мм рт.ст.). Нейтральные масла после сушки имеют чистоту 99,4 мас. и содержат примеси сульфонатов 0,6 мас.. Цвет масла - желтый. Вторая стадия. Сульфонатную фазу с солями в количестве 525,6 г смешивают в той же делительной воронке со изопропйловым спиртом, взятым в массово соотношении 0, (растворитель: {-водно-спиртовый раствор сульфонатов при 50°С с последующим отстаиванием в течение 0 мин, а затем при в течение jO мин, В результате отста ивания смесь расслаивается на два слоя: верхний - водно-спиртовый раст вор сульфонатов 662,2 г (89,8 мас.) нижний - насыщенный водно-спиртовый раствор неорганических солей 75,2 г (10,2 масЛ). Из водно-спиртового раствора суль фонатов 662,2 г отгоняют изопропиловый спирт при атмосферном давлении ,и при 82-83 С в течение 1,5 ч. После отгонки изопропилового спи та в виде азертропа с водой ( концентрации) в количестве 303,6 г в куб добавляют керосин в количестве 15 мае. от массы водного раствора сульфонатов и отгоняют воду под вакуумом в роторном испарителе (остато ное давление 100-150 мм рт,ст.)„ После отгонки воды получаемая смесь масловодорастворимых сульфонатов с керосином в количестве 148,1 г содержит, мас.: ПАВ56,0 Несульфированные углеводороды (масла)1,Ц Керосин30,0 Вода2,3 Сульфат натрия 0,3 В табл. А приведены сравнительные технические данные по предлагаемому способу и по прототипу. При выделении масловодорастворимых сульфонатов по примеру 1 применение на первой стадии водного раствора ИПС ниже 70 мае. в массовом соотношении к исходному масляному раствору сульфонатов ниже 0,7:1 отри цательно сказывается на качестве вы деленных сульфонатов, увеличивается содержание сульфата натрия в конечном товарном продукте до 1-2 мае.%, Разделение слоев при отстаивании затруднено нечеткостью границы раздела слоево Повышение концентрации изопропилового спирта выше 75 мас.% 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-.J 0 мас., необходимой для отделения сульфонатов от масел. Для этого на второй стадии используют воду в массовом соотношении к исходному спиртовому раствору сульфонатов (0,0,6):1. При массовом соотношении воды на второй стадии ниже 0,А:1 концентрация изопропилового спирта будет выше чем 30-40 мас.. В этом случае в выделенных маслах содержатся примеси сульфонатов 2-3 мае.И вместо 0,6 масД: Технические преимущества предложенного способа по сравнению с прототипом заключаются в уменьшении количества взятого для экстракции растворителя - изопропилового спирта и соответственно в уменьшении технологических потерь его в процессе экстракции сульфонатов.

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МАСЛОВОДОРАСТВОРИМЫХ СУЛЬФОНАТОВ из их Масляных растворов путем двухстадий юй Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения масловодорастворимых нефтяных сульфонатов натрия, поверхностно-активных веществ (ПАВ), применяемых в качестве диспергирующей основы мицеллярно-полимерного заводнения пластов. Известен способ выделения маслорастворимых нефтяных сульфонатов из продуктов, содержащих масло- и водорастворимые сульфонаты, минеральные соли и несульфированные углеводороды, по которому маслорастворимые суль

Сульфонатная Солевая

0,02 33,68 48,1

18,2 21,7 45,5 30,4 2,4 фаза Сульфонатная Солевая фаза Масляная Сульфонатная При- Способ выдел мер сульфонатов 1Предлагаемый 2По прототипу )хировая часть сульфат вода ИПС (сульфонаты+ натрия несульфированные масла) 52,0 0,05 13,0 3,95 2,0 33,3 5, . 10,0 Состав, масД ПАВ масла вода ИПС сульфат 0,6 98,2 0,3 0,9 Нет k,6 3,051,35 31,0 0,05 ния Количество ИПССодержаниеПотери ИПС (всего), взято-ИПС в соле-от исходного на экстрак-вом раство-го, масД цию, гре, мас.% 180,0-202,5 10,0 2,2 286,0-32,0 30, 6,8 Таблица 2 Состав, масД ТаблицаЗ натрия Таблица k