Способ выделения С @ - С @ -н-парафинсульфокислот Советский патент 1993 года по МПК C07C303/14 C11D3/34 

Изобретение касается усовершенствованного способа выделения сульфоновых кислот парафинового ряда с числом атомов углерода в диапазоне от 10 до 20,

Целью изобретения является способ получения сульфокислот парафинового ряда, содержащих количество атомов углерода в диапазоне от 10 до 20, который включает в себя первоначальную реакцию сульфоокисления соответствующей смеси н- парафинов, удаление непрореагировавших н-парафинов из реакционной смеси, удаление избыточного S02 из названной смеси, и удаление из реакционной смеси образовавшейся в ней серной кислоты, с одновременно полученным целевым продуктом, отличающийся тем, что после удаления S02 в реакционную смесь вводится перекись водорода, и полученный таким образом раствор подвергается одной из обработок, выбранной из числа следующих обработок:

а) введение гексанола,

в) нагревание до температуры в диапазоне от 50 до 150°С и вакуумная дистилляция при остаточном давлении в диапазоне от 5 до 500 мм рт.ст., пока не произойдет отгонки по крайней мере 60% содержащейся воды,

с) введение н-гексана и дистилляция результирующей азеотропной смеси при температуре в диапазоне от 20 до 110°С.

В первом случае (а) в смесь вводится гексанол, который вызывает процесс отделения тяжелой фазы, содержащей почти всю серную кислоту, которая таким образом удаляется, тогда как легкая фаза нейтрализуется гидроокисями щелочных металлов с получением солей сульфокислот парафинового ряда после удаления н-парафинов еще оставшихся в реакционной смеси.

Во втором случаек (в) после введения перекиси водорода смесь нагревается в вакууме до температуры 50-150°С и одновременно подвергается дистилляции при остаточном давлении в диапазоне от 5 до 500 мм рт.ст., чтобы удалить не менее 60% воды, содержащейся.в системе.

После такой обработки образуется две фазы, которые состоят из следующего:

легкая фаза содержит сульфокислоты парафинового ряда, н-парафины, воду и остатки серной кислоты,

тяжелая фаза содержит смесь воды и серной кислоты, в которой серная кислота имеет концентрацию в диапазоне от 25 до 75% как функция предшествующей обработки дистилляцией.

Легкая фаза названной двухфазной системы имеет состав, состоящий из следующих компонентов, мас.%: Сульфокислоты парафинового ряда35-41 н-Парафины (CicrC2d) 50-55 Серная кислота2-7 Вода2-8 Такая фаза подвергается экстракции с помощью сверхкритического С02 в соответствии с известным способом (4).

Условия экстракции вышеназванной фазы с помощью сверхкритического CU2 состоят в следующем:

температуры экстракции в диапазоне от 32 до 80°С,

давление экстракции в диапазоне от 75 до 350 бар,

массовое отношение сверхкритического С02, используемого для извлечения остаточного раствора, к сульфокислотам парафинового ряда, содержащимся в реакционной смеси, в диапазоне от 1:1 до 50:1. Смесь сульфокислот парафинового ряда, образующаяся в этом последнем упомя- нутом процессе, будет вообще нейтрализоваться любым известным из предшествующего уровня техники способом с помощью любых требуемых оснований, с получением сульфонатов парафинового ряда требуемых типов.

В случае (с) раствор, полученный после введения перекиси водорода, подвергается непрерывной обработке для удаления воды и серной кислоты, согласно которой вводится гексан который образует азеотропную смесь с водой, содержащейся в этой смеси, которая нагревается до температуры в диапазоне от 20 до 110°С и одновременно подвергается азеотропной дистилляции при остаточном давлении в диапазоне от 5 до 760 мм рт.ст.

После такой обработки образуется две

фазы, которые состоят из нижеследующего: легкая фаза: содержит сульфокислоты парафинового ряда н-парафины, остаточную воду, остаточную серную кислоту и компонент, образующий азеотропную смесь;

тяжелая фаза: представлена смесью воды и серной кислоты, в которой серная кислота имеет концентрацию в диапазоне от 25 до 70% как функция предшествующей азеотропной дистилляции.

Легкая фаза вышеназванной двухфазной системы после удаления компоненте образования азеотропной смеси путем дистилляции в вакууме, имеет состав компонентов в следующих диапазонах, мас.%:

Сульфокислоты парафинового ряда40-55 н-Парафины () 45-60 Серная кислота0,5-4 Вода 0,1-2

Такая фаза подвергается извлечению с помощью сверхкритического CU2 в соответствии с вышеописанным способом (4).

Пример 1. 222,5 г исходной реакционной смеси сульфокислоты парафинового

ряда (из которой удалены декантируемые н-парафины и S02), полученная посредством сульфоокисления н-парафинов(dcrC2o), обрабатывалась в сосуде 500 мл емкостью с 2,3 г Н202 (80 объемов). Раствор нагревался

до температуры 60-70°С, затем добавлялось 55,6 г н-гексилового спирта.

После декантации фазы произошло разделение на тяжелую фазу 80,7 г и легкую фазу 192,2 г, содержащую сульфокислоты

парафинового ряда, н-гексиловый спирт и следы Н20 и H2S04.

Пример 2. К160г исходной реакционной смеси сульфокислот парафинового ряда (из которой были удалены декантируемые н-парафины и S02), полученной посредством сульфокисления н-парафинов (Сю-С2о), было добалено 1,9 г перекиси водорода (60 объемов). Раствор нагревался до температуры 60-70°С, затем добавлялось

40 г н-гексилового спирта.

Две фазы разделялись центрифугированием, Легкая фаза, 144,7 г, содержала сульфокислоты парафинового ряда, н-гексиловый спирт и следы воды и серной

кислоты.

Пример 3. Использовалось дистил- ляционное устройсто, которое по существу состояло из сосуда, в который загружалась смесь, конденсатора для охлаждения паров,

резервуара для сбора содержимого, и вакуумного насоса.

200 г исходной реакционной смеси следующего состава, мас.%: Сульфокислоты парафинового ряда22,4 н-Парафины31,3 Серная кислота8,4 . Вода38 было загружено в сосуд, в которую было введено 1 г перекиси водорода (80 объемов), и полученная смесь перемешивалась. К сосуду был применен вакуум для получения остаточного давления 30 мм рт.ст. столба, и затем сосуд нагревался с тем, чтобы удалить 69,7 г воды.

Давление в сосуде было повышено до атмосферного, и была выгружена тяжелая фаза, весом 18,15 г, содержащая 67,4% серной кислоты, и легкая фаза весом 107 г. Эта легкая фаза имела следующий состав, мас.%:

Сульфокислота парафинового ряда41 н-Парафины54 Серная кислота2,5 Вода2,6 102,3 г этой легкой фазы было подвергнуто экстракции с помощью сверхкритического С02.

Экстракция производилась при 45°С и давлении 150 бар; скорость потока CU2 поддерживалась постоянной; час спустя подача С02 была прервана, и был выгружен рафинированный продукт, образовавшийся в экстракторе.

Анализ этого продукта дал следующие результаты мас.%:

Сульфокислота парафинового ряда88,85 н-Парафины0,55 Серная кислота4,95 Вода5,60 Экстрагированные н-парафины были чистые и могли быть повторно использованы в реакторе сульфокисления.

Пример 4, 1000 г исходной реакционной смеси (того же состава, как в примере 3) было загружено в сосуд, и было добавлено в нее 9,5 г перекиси водорода (80 объемов). Раствор нагревался до своей точки кипения, затем кипел в течение 5 минут, после чего охлаждался до 90°С.

При этих условиях раствор разделился на две фазы: тяжелая фаза весом 153,4 г, состоящая из воды и серной кислоты в размере 25% по массе, и легкая фаза весом 854,6 г, следующего состава, мас.%: Сульфокислота парафинового ряда28,4

н-Парафины31,9

Серная кислота5,5

Вода27,7

После отделения фазы 497,7 г легкой фазы было подвергнуто вакуумной дистилляции в том же устройстве, как в примере 3. При остаточном давлении 20 мм рт.ст. и температуре 80°С было отогнано 116,3 г воды, эквивалентного 84,36% первоначально содержащейся воде.

После дистилляции оставшаяся смесь

разделилась на две фазы: тяжелую фазу,

33,9 г, содержащую 55,7% серной кислоты,

и легкую фазу, 349,3 г следующего состава,

мас.%:

Сульфокислота парафинового ряда40,2 н-Парафины55,35 Серная кислота2,2 Вода2,9

114,9 г этой смеси было подвергнуто экстракции с помощью сверхкритического С02.

Экстракция проводилась при 45°С и 150 бар.

Конечный рафинированный продукт реакции имел следующий состав, мас.%: Сульфокислота парафинового ряда88,05 н-Парафины0,25 Серная кислота4,85 Вода6,30 Пример 5. 49,7 г исходного раствора сульфокислот парафинового ряда, получен- ных посредством сульфокисления н-пара- финов (), освобожденные от декантируемых н-парафинов и SOa и имеющие нижеследующий состав, мас.%:

Сульфокислоты пара- финового ряда28,1

Серная кислота5,5

Вода26,6

н-Парафины39,8

и в которые было добавлено 0,5 г перекиси водорода (80 объемов), было загружено в сосуд емкостью 0,5 литра и обрабатывалось в присутствии 251,7 г н-гептана. .

Раствор был подвергнут дистилляции при температуре в диапазоне от 20 до 40°С и при давлении в диапазоне от 30 до 40 мм рт.ст.

В результате было отогнано 10,12 г воды, а н-гептан был возвращен в цикл дис- тилляционногоустройства.В

дистилляционном устройстве раствор разделился на две фазы: тяжелую фазу, 3,9 г, содержащую серную кислоту в размере 55,8%, и легкую фазу, 271 г, следующего состава, мас.%:

Сульфокислоты парафинового ряда5,30 Серная кислота0,18 Вода0,70 н-Парафины () 7,15 н-Гептан86,50 После отгонки всего н-гептана легкая фаза была подвергнута экстракции с помощью сверхкритического СОа.

Экстракция производилась при 45°С и 150 баар; скорость потока СОа поддерживалась пЬсто,ятнмцй.

. чаб спустя подача С02 была прекращена, из экстрактора был выгружен рафиниро- ы дел рг цу ЦП.

нализ этого продукта дал следующие результаты, мас.%:

Сульфокислоты парафинового ряда85,30 Серная кислота2,90 Вода11,20 н-Парафины 0,50 Экстрагированные н-парафины были чистые и могли быть возвращены в цикл реактора сульфокисления.

Пример 6. 78,21 г исходной реакционной смеси (без декантируемых н-парафи- нов и избыточного S02), содержащей Сульфокислоты парафинового ряда, полученные посредством сульфокисления н-па- рафинов (CicrC2o) и имеющей состав, как в примере 5, было загружено в сосуд объемом 1 литр, и в эту смесь было добавлено 0,89 г перекиси водорода (80 объемов) и 394,59 г н-гептана.

Раствор был подвергнут дистилляции при температуре в диапазоне от 85 до 104°С и при атмосферном давлении.

16,4 г воды было отогнано, а н-гептан был возвращен в цикл дистилляционного устройства,

В сосуде две фазы разделили, из которых тяжелая фаза 8,45 г состояла из водного раствора серной кислоты 42,4%, и легкая фаза 447,8 г имела состав, мас,%: Сульфокислоты парафинового ряда4,90

Вода0,02

Серная кислота0,08

н-Парафины () 7,49 н-Гептан87,50

После отгонки всего н-гептана в вакууме

легкая фаза подвергалась экстракции, с помощью сверхкритического С02.

Экстракция проводилась при 45°С и 150 бар, скорость потока С02 поддерживалась постоянной.

После одного часа подача С02 была прекращена, и рафинированный продукт был выгружен из эктрактора.

Анализ полученного продукта дал сле- дующие результаты, мас.%: Сульфокислоты парафинового ряда97,20 Серная кислота1,60 Вода 0,50 н-Парафины 0,60

Экстрагированные н-парафины были чистые и могли быть возвращены в цикл реактора сульфокисления.

Формула изобретения Способ выделения Сю-С20-н-парафин- сульфокислот из смеси, образующейся при сульфоокислении н-парафинов, путем удаления из реакционной смеси непрореагировавших н-парафинов, избыточного сернистого ангидрида и образовавшейся е ней серной кислоты и выделения целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, после удаления сернистого ангидрида в реакционную смесь вводят перекись водорода и полученный раствор подвергают обработке, выбранной из группы: вводят гексанол или нагревают до 50-150°С и проводят вакуумную дистилляцию при остаточном давлении 50-500 мм рт.ст. до отгонки не менее 60% содержащейся воды с последующей экстракцией двуокисью углерода при сверхкритических условиях или вводят н-гексан и дистиллируют полученную азеотропную смесь при 20- 110°С с последующей экстракцией двуокисью углерода При сверхкритических условиях.

Сущность изобретения: выделение н- парафинсульфокислот из смеси, образующийся при сульфоокислении н-парафинов, путем удаления непрореагировавших парафинов, избыточного сернистого ангидрида и образовавшейся серной кислоты, таким образом, что после удаления S02, в реакционную смесь вводят Н202 и полученный раствор подвергают обработке, выбранной из группы: вводят гексанол или нагревают до 50-150°С и проводят вакуумную дистилляцию при остаточном давлении 5-500 мм рт.ст. до отгонки не менее 60%, содержащейся воды с последующей экстракцией двуокисью углерода при сверхкритических условиях, или вводят н-гексан и дистиллируют полученную азеотропную смесь при 20- 110°С с последующей экстракцией двуокисью углерода при сверхкритических условиях. сл с