CS272776B2

CS272776B2 - Method of paraffine extraction

Info

Publication number: CS272776B2
Application number: CS557087A
Authority: CS
Inventors: Lucio Faggian; Maurizio Castellano; Edoardo Platone; Cosimo Franco
Original assignee: Eniricerche Spa
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1987-07-23
Publication date: 1991-02-12
Also published as: DE3762966D1; NO873056L; DK166020B; NO165492B; ZA875103B; IT8621224A0; JPH07110818B2; NO165492C; IT1213456B; CN87105311A; US4843184A; GR3000633T3; CS557087A2; DD261369A5; PT85389B; ATE53201T1; CN1010583B; MX168847B; DK379587A; DK166020C

Description

(57) Směsi parafinů Ci2“Cls ^s parafinsul^ fonovými kyselinami majícími stajný počet atomů uhliku, vodou a kyselinou sirovou, získané sulfoxidací uvedených parafinů oxidem uhličitým a kyslíkem v přítomnosti vody a UV zářeni se stripovánim zbaví přebytku SO2 a dekantuji se k odstraněni většiny parafinů za vzniku reziduálni směsi. I< této reziduálni směsi se přivádí kyselina sírová až do okamžiku vzniku dvoufázového systému nabo alespoň do okamžiku zakaleni směsi, načež se zakalená směs nebo směs plovoucí nad těžkou fázi vody a kyseliny sirové se extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým, který odstraní parafiny, které mohou být znovu použity při sulfoxidačním procesu.

272 776 (11) (13) B2 (51) Int Cl.⁵

C 07 C 309/03 .CS 272 776 B2

Vynález se týká způsobu extrakce n-parafinů z jejich směsí s parafinsulfonovými kyselinami.

Parafinsulfonové kyseliny obsahující 12 až 18 atomů uhliku se obecně připravuji sulf-o xidací parafinů ^C£2^-C18 ^oxiclem siřičitým a kyslíkem v přítomnosti vody za použiti UV zářeni pro iniciaci reakce.

Reakčni produkt získaný ze sulfoxidačniho reaktoru je tvořen směsi obsahující malé množstvi parafinsulfonových kyselin, vody a kyseliny sirové a převážné množství nezreagovaných n-parafinů.

Většina parafinů může být snadno oddělena z uvedené směsi, avšak podstatná frakce těchto parafinů zůstává v uvedené směsi společně s kyselinou sírovou, vodou a parafínsulfonovými kyselinami. De důležité poznamenat, že uvedené n-parafiny musi být odstraněny v maximální možné míře nejenom z obvyklých ekonomických důvodů, ale také proto, že jejich přítomnost v parafinsulfonových kyselinách je nežádoucí.

Dosud existuje několik způsobů pro odstraněni n-parafinů ze zbytku směsi obsahující ještě kyselinu sirovu, kyselinu parafinsulfonovou a vodu, přičemž jeden z těchto způsobů je popsán v evropské patentové přihlášce 131913, a to zejména ve zde uvedeném příkladu 1, kde na směs, obsahující parafinsulfonové kyseliny, nezreagované parafiny, vodu a kyselinu sírovou, působí isipropanolem v množstvi 15 % za účelem rozděleni směsi na tři oddělené fáza, přičemž horni fáze je v podstatě tvořena π-parafiny, dolni fáze je tvořena vodou, kyselinou sírovou a isopropanolem a střední fáze obsahuje parafinsulfonové kyseliny, kyselinu sirovou, vodu, n-parafiny a isopropanol.

Uvedená střadni vrstva se potom smísí s msthylenchloridem za vzniku fáze vodného roztoku kyseliny sirové obsahující isopropanol a malé množstvi methylenchloridu a oddělené od fáze obsahující parafinsulfonové kyseliny, n-parafiny, vodu, methylenchlorid a kyselinu sírovou, která se neutralizuje sodou, koncentruje a nakonec zahřeje na teplotu 200 °C za účelem oddestilováni n-parafinů.

Tento způsob odstranění n-parafinů je zjevně komplikovaný a kromě jeho rozmanitých extrakčnich stupňů je ještě nezbytné použit nakonec vysokou destilačni teplotu, která každopádně poškozuje požadovaný produkt.

Použitím tohoto známého způsobu je tedy nemožně připravit volné parafinsulfonové kyseliny nebo jejich sole se slabými bázemi, protože tyto jsou nestabilní při vysoké teplotě.

Nyní bylo s překvapením zjištěno, že výěe uvedené nedostatky známého stavu techniky související se separaci n-parafinů mohou být Jednoduše odstraněny přidáním kyseliny sirové ke směsi parafinsulfonových kyselin, kyseliny sirové, vody a parafinů až k vytvořeni dvoufázového systému nebo alespoň do okamžiku, kdy se směs zakalí a extrakcí zakalené směsi nebo uspernatantové fáze dvoufázového systému oxidem uhličitým za nadkritických podmínek.

Předmětem vynálezu je způsob odstraněni n-parafinů, obsahujících 12 až 18 atomů uhliku ze směsi uvedených parafinů: s parafinsulfonovými kyselinami majícími stejný počet atomů uhliku, vodou a kyselinou sírovou, získané sulfoxidaci parafinů při teplotě 25 až 50 °C oxidem siřičitým a kyslíkem v přítomnosti vody a UV zářeni, zahrnující odstraněni popřípadě přítomného oxidu siřičitého z reakčni směsi, pocházející z reaktoru pro syntézu párafinsulfonových kyselin a dekantování směsi za účelem odstraněni většiny parafinů ^ci2“^C18’ P^čemž podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se k reziduální směsi po odstranění oxidu siřičitého a dekantování parafinů přivádí kyselina sírová až do okamžiku, kdy se vytvoří dvoufázový systém nebo alespoň do okamžiku^ kdy se reziduální směs zakalí, potom se zakalená směs nebo supernatantová fáze dvoufázového systému extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým.

CS 272 776 B2

Pokud jde o kvalitu kyseliny sírové použité při způsobu podle vynálezu k vytvořeni dvoufázového systému, potom touto kyselinou může být oleum, koncentrovaná kyselina sirová nebo kyselina sírová zředěná vodou na minimální koncentraci kyseliny sirové 20 % hmot. Pokud jde o tvorbu dvoufázového systému v důsledku přidávání kyseliny sirové, potom tato tvorba začíná zakalením směsi a pokračuje přídavkem další kyseliny sirové k dosaženi ostrého rozděleni těžké fáze, tvořené vodou a,kyselinou sirovou od supernatantové fáze.

Směsi, která má být podrobena extrakci nadkritickým oxidem uhličitým, je bu3 zakalená směs vytvořená přidáním minimálního množství kyseliny sirové, nebo supernatantová směs po oddělení těžké směsi kyseliny sirové a vody ziskanó přidáním kyseliny sirové v množství přesahujícím uvedené minimální množstvi kyseliny sirové, které je zde definováno jako množstvi nezbytné k zakaleni uvedené směsi. Za použiti 96% kyseliny sirové může hmotnostní poměr kyseliny sirové k reziduálni směsi dosáhnout hodnoty 1:1 nsbo vyšši.

Pokud jde o podmínky, za kterých se extrahuje zakalená nebo supernatantová směs nadkritickým oxidem uhličitým, jsou tyto podmínky následující;

Extrakční teplota: 32 až 80 °C

Extrakční tlak 7,5 až 35 MPa

Hmotnostní poměr oxidu uhličitého použitého pro extrakci k parafinsulfonovým kyselinám přítomným ve směsi 1:1 až 50:1.

Směs parafinsulfonových kyselin získaná při způsobu podle vynálezu se potom obecně neutralizuje o sobě známým způsobem za použití zvolených bází k získáni parafinsulfonétů požadovaného typu.

Kyselina sírová obsažená ve směsi získané způsobem poudle vynálezu je v připadě extrakce supernatantové fáze nadkritickým oxidem uhličitým přítomna v meněim množstvi, naž v jakém byla přítomna před zpracováním a může být popřípadě oddělena o sobě známým způsobem, například smíšením s vhodnými látkami nebo srážením za vzniku nerozpustných soli.

Za účelem bližšího objasnění způsobu podls vynálezu je v následujíc! části popisu uvedeno několik příkladů provedení, které mají pouze ilustrativní charakter a rozsah vynálezu nikterak neomezuji.

Příklad 1

Používá se laboratorní extrakčni zařizeni, které v podstatě sestává z extrakční nádoby, do které se přivádí směs obsahující produkt; který má být extrahován nadkritickým oxidem uhličitým, a separátoru, ze kterého se recykluje oxid uhličitý, oddělený od extrahovaného produktu, zpět do extrakčni nádoby měrným čerpadlem po kondenzaci.

Ke 401 g surové směsi (po dekantováni n-parafinů a odstraněni oxidu siřičitého) parafinsulfonových kyselin získané sulfoxidací parafinů ^C12~^C18 ^a mající následující složení:

parafinsulfonové kyseliny 24,74 % hmot.

parafiny C₁₂-C₁₈ 26,46 % hmot.

voda 40,94 % hmot.

kyselina sírová 7,86 % hmot.

bylo v děliči nálevce přidáno 80 g 96% kyseliny sirové při teplotě okolí.

Po vyčiření ss vytvořily dvě fáze. Spodni fáze (213,5 g) sestává z vody a kyseliny sírové, zatímco horni fáze (267,5 g) obsahuje veškeré množstvi n-parafinů'a parafinsulfonových kyselin přítomné v přivedené surové směsi společně s vodou a kyselinou sirovou.

105,8 g produktu horni fáze bylo extrahováno nadkritickým oxidem uhličitým

CS 272 776 82

Extrakce byla provedena při 45 °C a 15 MPa; přitom bylo udržováno konstantní prosazeni oxidu uhličitého 1,72 kg/h. Po jedné hodině byl přívod oxidu uhličitého přerušen a rafinovaný produkt obsažený v extraktoru byl z extraktoru odveden.

Analýza tohoto produktu poskytla následujíc! výsledky: parafinsulfonové kyseliny 62,29 % hmat.

parafiny ^ci2”^cl8 0.11 % hmot, voda 26,47 % hmot.

kyselina sirové 11,13 % hmot.

Extrahované parafiny jsou prakticky čisté a mohou být recyklovány do sulfoxidačni reakce bez jakéhokoliv zpracováni.

Přiklad 2

3149,7 g surové směsi (shora definované) parafinsulfonových kyselin mající složení uvedené v příkladu 1 se zpracuje 158,1 g 96% kyseliny sirové. Po odděleni spadni fáze (92,6 g) sestávající z vody a kyseliny sirové, se k horni fázi opětovně přidá 96% kyselina sírová (161,1 g). Spodní fáze (827,2 g) se znovu oddělí (obsahuje vodu a kyselinu sírovou) a k horní fází se zase přidá 96% kyselina sirové v množství 160,3 g. Potom se spodní fáze tvořená kyselinou sírovou a vodou (392,4 g) oddělí. Rezultujicí horní fáze (1918,1 g) se extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým. Provede se 15 extrakčních testů, přičemž se při každém testu přivede do extraktoru asi 120 g.

Extrakce se provádí při 45 °C, 15 MPa a prosazeni oxidu uhličitého 1,72 kg/h. Ooba extrakce je 2 hodiny. Po každém testu se rafinovaný produkt a extrahované parafiny z extraktoru odvedou a do extraktoru se potom přivede nová dávka směsi určené k extrakci.

Rafinované produkty a extrakty ze všech 15 testů se potom sloučí a analyzuji.

Analýza rafinovaného produktu poskytuje následující výsledky: parafinsulfonové kyseliny 69,73 % hmot.

parafiny 0,55 % hmot.

voda 19,58 % hmot.

kyselina sírová 10,14 % hmot.

Přiklad 3

200,2 g surové směsi (definované výše) parafinsulfonových kyselin mající složeni uvedené v přikladu 1 bylo zpracováno pří teplotě okolí 32/2 g 96% kyseliny sirové.

Po odděleni spodní fáze (88,8 g) byla frakce horni fáze (102,5) extrahována nadkritíckým oxidem uhličitým za podmínek popsaných v přikladu 2.

Analýza rafinovaného produktu poskytuje následující výsledky: parafinsulfonové kyseliny 60,55 % hmot.

parafiny C₁₂-C_la 0,09 % hmot.

voda 27,77 % hmot.

kyselina sírová 11,59 % hmot.

Přiklad 4

199/9 g surové směsi (definované výše) parafinsulfonových kyselin majicí složeni uvedené v přikladu 1 bylo zpracováno při teplotě okolí 16,75 g 96% kyseliny sirové.

Spodní fáze tvořená vodou a kyselinou sirovou (45,4 g) byla oddělena a horní fáze obsahujici veškeré množství parafinsulfonových kyselin a parafinů přítomné v původní surové směsi se extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým za podmínek uvedených v příkladu 2.

f rí

Š

CS 272 776 B2

Analýza rafinovaného produktu poskytuje následující výsledky: parafinsulfonové kyseliny 43,98 % hmot.

parafiny ^CX2“^C18 0/07 % hmot.

voda 39/89 % hmot.

kyselina sírová 16,06 % hmot.

Příklad 5

96% kyselina sírová se přidává ke 200,3 g surové směsi (definované výše) parafinsulfonových kyselin mající složeni uvedené v přikladu 1 a účinnS mic.ané při teplotě 22 °C až do okamžiku, kdy se při 22 °C dosáhne trvalého zakaleni směsi.

Množství přidané kyseliny sirové činí 9,65 g.

114,'6 g této směsi se extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým za podmínek popsaných v přikladu 2.

Analýza rafinovaného produktu poskytuje následujíc! výsledky: parafinsulfonové kyseliny 33,72 % hmot.

parafiny ^cj2“^C18 0/28 % hmot.

veda kyselina sirová

50/12 % hmot. 15,88 % hmot.

Příklad 6

96% kyselina sírová se přidává k 200,5 g surové směsi (definované výše) parafinsulfonových kyselin mající složení uvedené v příkladu 1 a udržované v pohybu účinným mícháním při 45 °C až do okamžiku, kdy se dosáhne při teplotě 45 °C trvalého zakalení směsi.

Množství přidané kyseliny sirové čini 6,10 g.

119,25 g této směsi se extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým za podmínek uvedených v příkladu 2.

Analýza rafinovaného produktu poskytuje následující výsledky: parafinsulfonové kyseliny 33,53 % hmot.

parafiny ^ci2^c18 1/49 % hmot.

voda 49,38 %. hmot.

kyselina sírová 15/60 % hmot.

Příklad 7

200.1 g surové směsi (definované shora) parafinsulfonových kyselin mající složeni uvedené v příkladu 1 se zpracuje při teplotě okolí 54,6 g 70% kyseliny sirové (vodný roztok). Spodní fáze tvořená vodou a kyselinou sírovou (107/5 g) se odděli.

127.2 g horní fáze se extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým za podmínek uvedených v přikladu 2.

Analýza rafinovaného produktu poskytuje následující výsledky: parafinsulfonové kyseliny 58/185 % hmot.

parafiny ^C|2^_C18 0,025 % hmot.

voda 29,680 % hmot.

kyselina sírová 12,110 % hmot.

Přiklad 8 (srovnávací přiklad bez přídavku H₂S0₄)

76,1 g surové směsi (definované výše) parafinsulfonových kyselin majici složeni uvedené v přikladu 1 se extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým za podmínek popsaných v přikladu 2.

CS 272 776 B2

Analýza rafinovaného produktu poskytuje následující výsledky:

parafinsulfonové kyseliny	33,33% hmot.
parafiny C₁₂-C₁₈	8,99 % hmot.
voda	47,11 % hmot.
kyselina sírová	10,60 % hmot.

V tomto případě byla extrakce parafinů shledána zcela nedostatečnou.

Příklady 9 až 16 (srovnávací příklady bez přídavku ^H2^SO4)·

Surová směs (definovaná shora) parafinsulfonových kyseliny mající složeni uvedené v přikladu 1 se extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým za rozličných podmínek. Použité podmínky a získané výsledky analýz rafinovaných produktů jsou shrnuty v následující tabulce 1.

Claims

Tabulka 1

Číslo pří- kladu Vsázka směsi ís) Extr. teplota (°C) Extr. tlak (MPa) Extr. doba £h) Množství C0₂ (kg/h) Analýza rafinovaného produktu (% hmot.) Parafin- sulfonové kyseliny Parafiny Voda Kyselina sírová 9 124,1 33 30 1 1,07 28,74 18,56 43,79 8,91 10 125,2 35 15 1 1,80 27,-80 14,84 46,84 10,52 11 125 ;9 40 15 1 1,80 28,65 11,55 49,70 10,10 12 124 ,'2 40 15 3 1,80 31,99 11,37 45,94 10,70 13 124/3 40 30 2 1,40 29,50 11,-22 48,67 10,61 14 123 ,^!9 45 20 1 1,46 31,'4O 11,96 46,78 9,87 15 124,3 50 35 1 1.11 32,-82 8,20 48,50 10,48 16 124,2 56 30 2 1,07 43,80 2,21 45,18 8,81 P 8 E 0 M Ě Τ V YN Á LE Z U

1. Způsob extrakce parafinů ^cj2^c18 ² jejich směsi s parafinsulfonovanými kyselinami, majícími stejný počet atomů uhliku,' vadou a kyselinou sírovou, získaných sulfoxidací směsí parafinů G]_2”^18 při teplotě 25 až 50 °C oxidem siřičitým a kyslíkem v přítomnosti vody a UV zářeni,^: zahrnující odstraněni popřípadě přítomného nadbytku oxidu siřičitého z reakčni směsi pocházející z reaktoru pro syntézu parafinsulfonových kyselin a dekantováni směsi za účelem odstranění většiny parafinů a získáni reziduálni směsi,' vyznačující se tím; že se k uvedené reziduální směsi přidává kyselina sírová až do okamžiku vzniku dvoufázového systému nebo alespoň do okamžiku, kdy se-reziduálni směs zakalí/ potom se zakalená směs nebo supernatantová fáze dvoufázového systému extrahuje nadkritickým oxidem uhličitým.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím; že minimálním přidaným množstvím kyseliny sírové je takové množství; které způsobí zakalení reziduální směsi.
3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tim, že se jako kyseliny sírové použije olea, koncentrované kyseliny sírové a kyseliny sírové zředěné vodou na minimální koncentraci 20 % hmot.
4. Způsob podle bodů 1 a 3; vyznačující se tím, že při použití 96% kyseliny sirové je hmotnostní poměr kyseliny sirové k reziduální směsi 1:1 a vyšši.

/«

CS 272 776 B2 Ε
5. Způsob podle bodu 1, vyznačující ss tím, žs extrakce nadkritickým oxidem uhličitým se provádí při tlaku 7,5 až 35 MPa, teplotě 32 až 80 °c a hmotnostním poměru CO_g k parafinsulfonovým kyselinám 1:1 až 50:1,