Способ экстракции парафинов из их смеси с алкансульфокислотами Советский патент 1992 года по МПК C07D303/44 C11D3/34 

Изобретение относится к способу экстракции парафинов из их смесей с алкансуль- фокислотами. В этом описании термин алкансульфокислоты является синонимом парафинсульфокислот.

Алкансульфокислоты, содержащие от 12 до 18 атомов углерода, обычно получают посредством сульфоокисления н-парафи- нов Ci2-Cis диоксидом серы и кислородом с использованием УФ-облучения для инициирования реакции. Продукт реакции, полученный в реакторе сульфоокисления, состоит из смеси, содержащей небольшие количества алкансульфокис/ют, воды и серной кислоты, но главным образом в нем содержатся нипрореагирозавшие н-пара- фины.

Большая часть этих парафинов может быть легко выделена из указанной смеси, однако значительная их часть остается вместе с серной кислотой, водой и алкансульфо- кислотами. Важно отметить, что зти парафины должны быть выделены с максимально возможной степенью извлечения не только по Ёполне очевидным экономическим соображениям, но также и потому, что их наличие в алкансульфокислотах является нежелательным.

Известны способы выделения указанных парафинов из остаточной смеси серной кислоты, алкансульфокислоти воды. Например, известен способ, в соответствии с которым смесь, содержащую алкансульфокислоты, непрореагировавшие парафины, воду

XI 00

о ел ы ю

и серную кислоту, обрабатывают изопропи- ловым спиртом, взятым в количестве 15%, для того чтобы разделить эту смесь на три различных фазы. Верхняя фаза состоит в основном из н-парафинов, нижняя фаза состоит из воды, серной кислоты и изопропи- лового спирта, а промежуточная фаза содержит алкансульфокислоты, серную кислоту, воду, парафины и изопропиловый спирт. Затем промежуточную фазу смешивают с хлористым метиленом для того, чтобы выделить фазу водной серкой кислоты, содержащую изопропиловый спирт и немного хлористого метилена, из фазы, содержащей алкансульфокислоты, н-парафины, воду, хлористый метилен и серную кислоту, причем последнюю нейтрализуют содой, концентрируют и окончательно выпаривают при температуре около 200°С, чтобы выделить парафины.

Очевидно, что эта методика удаления парафинов является сложной и, несмотря на ее различные стадии экстракции, необходимо еще использовать высокотемпературную обработку на последней стадии, которая во всех случаях ухудшает качество полученного продукта.

Поэтому с помощью известного способа было невозможно получить свободные алкансульфокислоты или их соли со слабыми основаниями, так как они нестабильны при высоких температурах.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, по которому выделение парафинов из их смеси с алкансульфо- кислотами, полученный при сульфировании парафинов, осуществляют следующим образом: водную смесь, содержащую парафины, алкансульфокислоты и серную кислоту, в присутствии алифатического спирта, а именно гексанола-1, подвергают обработке углекислым газом, экстрагирующим парафины при сверхкритических условиях, например, при 32-80°, давлении 75-350 бар и при массовом соотношении СОа: сульфо- кислоты, равном (1-50): 1. Выход парафинов составляет 98-99 %.

К недостатку известного способа относится сложность отделения используемого спирта, растворимость которого в воде более 7,5%.

Целью изобретения является упрощение процесса.

Описанные недостатки известного уровня техники, относящиеся к выделению н-парафинов, могут быть устранены очень простым способом - путем смешения смеси, выходящей из реактора сульфоокисле- ния н-парафинов, после удаления растворенного в ней диоксида серы известными способами с небольшим количеством изопропзнола до тех пор, пока не образуется двухфазная смесь, и затем экстрагируют эту двухфазную смесь сверхкритической

5 двуокисью углерода (СОа).

Настоящее изобретение обеспечивает способ экстракции парафинов из их смесей с алкансульфокислотами, включая предварительное удаление избытка диоксида серы

0 и последующее декантирование продукта реакции, выходящего из реактора сульфоо- кисления-н-парафинов Ci2-Cts посредством диоксида серы и кислорода в присутствии УФ-облучения и воды при тем5 пературв между 25 и 50°С. для того чтобы естественным образом отделить большую часть непрореагировавших н-парафинов от остальной реакционной смеси, причем смешивают указанный остаток реакционной

0 смеси с изопропанолом, алифатический спирт используется в количестве, которое необходимо для образования двухфазной смеси, и эту двухфазную смесь экстрагируют диоксидом углерода при сверхкритиче

5 ских условиях, чтобы отделить парафины of алкансульфокислот и от серной кислоты и воды. Затем образовавшуюся смесь можно нейтрализовать известным образом выбранным основанием с тем, чтобы получить

0 алкансульфонаты желаемого типа..

Серная кислота может быть выделен из алкансульфонатов, не содержащих пара финов, известными методами, такими ка смешивание с подходящими веществами

5 или осаждение с образованием нераствори мых солей.

Количество используемого спирта длА образования двухфазной смеси в соответствии с изобретением является таким, чтоб

0 его концентрация в смеси изменялась от Л до 8,5% и предпочтительно составляет 6 мас,%.

УСЛОВИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ПРОВОДИТСЯ 3KCtракция сверхкритической С02, следующий: 5 температура между 32 и 80°С, давление между 75 и 350 бар и массовое отношение используемой для экстракции С02 к общему весу смеси составляет между (1-50): 1.

Ниже приведены примеры, иллюстри- 0 рующие изобретение.

П р и м е р 1. Применялся лабораторный аппарат для экстракции, который схематично показан на чертеже.

Он состоит из охлаждающего цикла 1

5 для конденсации С02 в-теплообменнике 8.

Жидкая С02 закачивается диафрагменным

насосом 2 в предварительный нагреватель

3 и затем в экстрактор 4, Температура в

аппаратах 3 и 4 поддерживается постоян ой и одинаковой с помощью воды, циркулирующей из термостата с регулируемой температурой. Давление в экстракторе 4 поддерживается постоянным на заданном уровне с помощью регулятора 5 и регулируемого клапана 6.

Экстрагированные из подаваемой в аппарат А сырой смеси продукты, содержащие СОа, проходят через клапан б и покидают сверхкритическую зону в сепараторе 7, в котором углекислота испаряется и конденсируется в теплообменнике 8, чтобы затем возвратиться в уже описанный цикл, тогда как экстракт остается в сепараторе 7. Требуемое количество свежей С0$ подается по трубке 9.

Сепаратор 7 снабжен двумя диаметрально противоположными смотровыми стеклами для визуального контроля за уровнем. Он поддерживается постоянным посредством регулирования температуры воды, выходящей из второго термостата с регулируемой температурой. Давление в сепараторе 7 поддерживается постоянным с помощью переключателя давления, который приводит в действие охлаждающий цикл,

.Внутри экстрактор 4 заполнен набивкой из нержавеющей стали, которая удерживается каплеотбойником.

Для непрерывной работы используется, второй насос 10, для того, чтобы подавать сырой продукт, подлежащий экстракции. В этом случае очищенный продукт выпускают через клапан 11.

124,3 г сырой смеси, из которой удалены декантируемые н-парафины и диоксид серы, содержащей, мас.%:

Алкэнсульфокислоты 24,74

н-Парафин Cia-Cie 26,46

Вода 40.94

Серная кислота 7,86

подают в экстрактор 4, вместе с 6,4 г изо- пропилового спирта, что соответствует 5,15%.

В экстракторе 4 поддерживается температура, равная 45°С, и затем туда подают СОг со скоростью 1,46 кг/ч, поддерживая давление в экстракторе, равное 200 бар.

Через 1 ч экстракции поданную С02 суспендируют и продукт, содержащийся в экстракторе, выгружают и анализируют. Было найдено, что количество экстрагированного парафина составляет 96% от его потенциального содержания в сыром продукте.

Пример2 (сравнительный без добавления изопропанола). 123,9 г сырой смеси алкансульфокислот, имеющей тот же состав, что и в примере 1, экстрагируют сверх- крити.ческой СОа в тех же условиях и с-той

же длительностью, что и в примере 1. Анализ очищенного продукта показал, что парафины были экстрагированы в количестве 67,5% от потенциального содержания в исходном сыром продукте.

Таким образом, описываемый способ проще известного по технологии исполнения

Формула изобретения

1. Способ экстракции парафинов из их смеси с злкансульфокислотами, полученной сульфоокислением Сиа-Сш-парафинов диоксидом серы и кислородом в присутствии воды при УФ-облучении и температуре 2550°С, с использованием спирта и двуокиси углерода при сверх критических условиях,

отличающийся тем, что, с целвю упрощения процесса, из реакционной смеси удаляют избыток диоксида серы, декантируют ее для отделения большей части парафинов и в остаточную смесь добавляют изопропанол в количестве, необходимом для образования двухфазной системы, с последующей экстракцией двуокисью углерода при сверхкритических условиях.

2.Способ-no п. 1,отличающийся тем, что изопропанол добавляют до его концентрации а смеси 3-8,5 мас.%.

3.Способ по пп,.1-2, отличающий- с я тем, что концентрация изопропанола в

смеси составляет 5 мас.%.

4.Способ по п. 1,отличающийся- тем, что экстракцию проводят при массовом соотношении двуокись углерода: двухфазная система, равном 1-50:1, температуре 32-80°С и давлении 75-350 бар.

5.Способ по п. 1,отличающийся- тем, что экстрагированные алкансульфокис- лоты подвергают нейтрализации основанием.