JPS61164633A - 界面活性物質の製造法 - Google Patents

界面活性物質の製造法

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JPS61164633A
JPS61164633A JP60007188A JP718885A JPS61164633A JP S61164633 A JPS61164633 A JP S61164633A JP 60007188 A JP60007188 A JP 60007188A JP 718885 A JP718885 A JP 718885A JP S61164633 A JPS61164633 A JP S61164633A
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JP
Japan
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nitric acid
solvent
oxygen
active substance
asphalt
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JP60007188A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Hiroya
広谷 精啓
Yazaemon Morita
森田 弥左衛門
Shinichi Okada
伸一 岡田
Katsuo Inagaki
稲垣 勝夫
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FUJI SEKIYU KK
Original Assignee
FUJI SEKIYU KK
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アスファルトもしくは石油系ピッチ等の石油
系重質炭化水素、又は石炭1石炭系ピッチ及び石炭類を
不活性溶媒中に溶解もしくは分散し、スルホン化後酸化
処理を行う界面活性物質の改良された製造法に関するも
のであZ6本発明によって得られる界面活性物質は、七
ジント用分散剤、ドリリング(ポーリング)用泥水分散
剤、石膏用分散剤等に用いることができる0 〔従来の技術〕 、分子内にスルホン基を含有する有機化合物とフミン酸
類とを併用したセメント用分散剤が特開昭56−125
260号公報に記載されており、また、同一分子中にス
ルフォン基、ニトロ基、カルボキシル基その他の酸性基
を有する物質を製造す   ゛る方法として、アスファ
ルト又はアスファルトを熱処理して得られるピッ千類を
濃硫酸を用いてスルフォン化した後、硝酸で処理する方
法が特開昭58−174490号公報に記載されている
。しかしながら、従来の濃硫酸によるスルフォン化及び
硝酸による酸化においては反応効率が極めて低く、製造
の過程で多量の802.NO2等の毒性ガスが発生し、
廃酸が多量に生成するので工業的規模で製造しようとす
る場合、802.NO2等の処理及び廃酸の処理が大き
な問題であった。しかも、従来の方法によって得られた
物質を粘性物に対する界面活性剤として使用した場合、
スルフォン化、ニトロ化が充分に行われないため粘性物
に対する流動性向上効果、及び減粘効果が極めて小さい
ものであった。
そこで、本発明者らは、アスファルトもしくはアスファ
ルトを熱処理して得られるアスファルトピッチ等の石油
系重質炭化水素、又は石炭、ピッチ類、及び石炭類を、
重質炭化水素に対して親和性が強い、もしくは重質炭化
水素を溶解することができてスルフォン化剤に対して化
学的に安定な溶媒に分散せしめて無水硫酸と接触させス
ルフォン化を行ない、次いで硝酸で処理することにより
廃ガスの発生が殆んどなく、流動性向上効果及び減粘効
果の優れた界面活性物質を製造する方法を特願昭59−
96156号特許出願において提案した。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した特願昭59−96156号に記載の方法におい
ては、スルフォン化を効率よく行うことができ、優れた
界面活性物質を得ることができたがスルフォン化後の硝
酸処理において、硝酸処理に要する硝酸量が多く、発生
する廃硝酸及びNo2゜Noガスが多い。また、得られ
る界面活性物質が水溶性であるため、硝酸処理後界面活
性物質と廃硝酸との分離が容易でない等の問題点があっ
た〇本発明は、原料重質炭化水素をスルフォン化し、更
に経済的に酸化処理を行なって、流動性向上効果、及び
減粘効果の優れた界面活性物質を製造する方法を提供す
ることを第1の目的とし、更に副生物の処理を考慮し、
廃ガスの発生が殆んどなく、界面活性物質の分離が酸化
処理後容易である製造方法を開発することを第2の目的
とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、アスファルトもしくはアスファルトを熱処理
して得られるアスファルトピッチ等の石油系重質炭素、
又は石炭、ピッチ類、及び石炭類を、重質炭化水素に対
して親和性が強い、もしくは重質炭化水素を溶解するこ
とができて、スルフォン化処理時もしくは酸化処理時に
化学的に安定な溶媒に分散せしめて無水硫酸と接触させ
゛、スルフォン化を行い、次いで酸素もしくは空気の存
在下で硝酸、二酸化窒素、一酸化窒素のうち少なくとも
1種により酸化することを特徴とする界面活性物質の製
造法に係るものである。
本発明において使用される重質炭化水素は、あらかじめ
破砕等によって細粒化し、不活性溶媒中に分散させてお
くことが好ましい。使用する上記溶媒は、特に限定され
るものではないが、テトラクロロエタン、ジクロロエタ
ン、ジクロロエチレン、トリクロロエタン、トリクロロ
エチレン、テトラクロロエチレン等のハロゲン化脂肪族
炭化水素を使用することが好ましい。スルフォン化は上
記原料1重量部を不活性溶媒2〜10重量部に溶解又は
分散し、無水硫酸0.01〜3.0重量部を加え、溶媒
沸点以下の温度で行う。反応温度は高い方が導入される
スルフォン基は増加する傾向にあり、スルフォン基が極
めて高い反応効率をもって導入される。無水硫酸は、原
料を混合分散せしめた溶媒中に気化させて導入しても、
また、あらかじめ溶媒中に無水硫酸を加えた後、原料を
投入攪拌してもよい。反応時間は約20〜180分、反
応温度は15°C位から溶媒の沸点迄である。
次いで不活性溶媒中で酸化処理を行う。不活性溶媒は1
上記スルフオン化に用いたものをそのまま使用すること
ができる0酸化剤としては、硝酸。
二酸化窒素、一酸化窒素、一酸化窒素と二酸化窒素の混
合物のうち任意のものを適宜選択使用する。
使用量は、スルフォン化前の原料1重量部に対して硝酸
を100%換算で0.02〜2重量部使用し、二酸化窒
素、一酸化窒素及び二酸化窒素と一酸化窒素との混合物
については、硝酸使用量と当モル量となる量を使用する
。反応は、酸素又は空気の存在下で温度100〜150
°C1圧力は溶媒の沸とうする圧力にもよるが溶媒が沸
とうする圧力よりも0.5〜5.0%Q程度高い圧力で
あることが望ましい。実施に際しては、例えばスルフォ
ン化された生成物と硝酸、又は一酸化窒素、二酸化窒素
等を密閉容器中に導入し、更に空気又は酸素を容器中に
導入して2〜1(IG程度の圧力下で反応させる。反応
時間は約30〜300分である。酸素又は空気の使用量
は特に限定はされないが前記反応圧力を一定に維持でき
る程度の酸素又は空気を導入することにより、硝酸酸化
が促進され、反応時間が短縮されると共に、生成する界
面活性物質中の全酸性基量を増加せしめることができる
酸化処理後、溶媒に不溶であるため凝固析出する生成物
と不活性溶媒とを濾過等により分離し、濾別された生成
物は水洗乾燥して、目的とする界面活性物質を得る。こ
のものの収率は原料に対して約100〜150重量%、
スルフォンJil約0.2〜1.0mg当量/g全酸性
基量約2〜5mg当量/gの優れた減粘効果を有するセ
メント用分散剤。
ド+J l)ンダ用泥水分散剤1石膏用分散剤等に好適
な界面活性物質である。
〔実 施 例〕
実施例1 イラニアンヘビー原油を減圧蒸留し、減圧蒸留残渣油を
得た。減圧蒸留残渣油を480°Cの高温下、加熱水蒸
気により熱分解をし、ピッチを得た。ピッチの性状は、
以下の如くであつらピッチ性状 軟化点 180℃  c高化式70−テスタ→揮発分 
42重皿% (JIS−8812)灰 分 0.2重量
% (JIS−8813)H/C原子数比 0.8 (燃焼法−柳本製CHNコーダーによる)ピッチを破砕
し、100メツシユ以下の粉末とし、1重量部をガラス
製オートクレーブに採取シ、テトラクロルエチレン5重
量部を加え、攪拌機500rpm で撹拌して均一な分
散状態にした。これに10重量%の無水硫酸を含有する
テトラクロルエチレン1重量部を少しづつ滴下して50
℃に保持し、60分間スルフォン化を行った。スルフォ
ン化終了後、50重量%硝酸0.4重量部を加え、加熱
して120°Cに保持し、酸素で加圧し、オートクレー
ブ内圧力を6%Gに保持した。120分で反応を終了し
た。反応終了後、室温まで放冷し、残ガスを抜き、内容
物を硝子濾過器で濾過し、テトラクロルエチレンを回収
した。濾過器中の生成物を水洗乾燥し、生成物を得た。
対原料当り、140重薫%の収率であった。また生成物
は、スルフォン基量0、619重量/I全酸性基量3.
5rI19重量/yであった。スルフォン基量及び全酸
性基量は、乾燥した生成物1gに対して、1規定水酸化
ナトリウム水溶液15mA!を加え、蒸留水にて50a
tに希釈したものを陽イオン交換樹脂にてイオン交換し
た後、その1/10部を0.1規定水酸化ナトリウム溶
液を用い、電位差滴定によって求めたO 実施例2 原料としてアスファルト、石炭系ピッチ、石炭を用いて
実施例1に記載したと同様の処理を行った。
・アスファルト・・・イラニアンヘビー原油を減圧蒸留
し、減圧蒸留残渣油を得た。残渣油の針入度(J I 
S−に2207)は70の通常のアスファルトであった
・石炭系ピッチ・・・北来産強粘結炭から得られたコー
ルタールを480°Cの高温下で過熱水蒸気により熱分
解し、黒色のピッ牛を得た。
ピッチ性状 軟化点  96℃  αMVフローテスターお揮発分 
41重息% (JISM8812)H/C原子数比 0
.8 (燃焼法−柳本製CHNフーダーによる)・石炭・・・
北来産強粘結炭 石炭性状 水分     3.0重量% 灰分     6.5重量% 揮発分   24.5重量% 固定炭素  66.0重量% 得られた生成物についてそれぞれの対原料収率、スルフ
ォン基量、全酸性基量を調べた結果は以下の通りであっ
た。
実施例3 実施例1で使用した酸素の代りに、空気を用いて同一の
石油ピッチを実施例1と同一条件で反応させた0その結
果、収率140重量%、スルフォン基0.6■当量/g
、全酸性基量3.4即重i/gで酸素を用いる場合とほ
ぼ同等の生成物を得た。
実施例4 実施例1の硝酸の代りに、同当量の二酸化窒素を用いて
、他は実施例1と同じ条件で反応させた。その結果、収
率140重量%で、スルフォン基量0.7■当量/1)
.全酸性基量3,4即当量/gの生成物を得た。
実施例5 実施例1の硝酸の代りに、同当量の一酸化窒素を用いて
、他は実施例1と同じ条件で反応させた。その結果、収
率140重量%で、スルフォン基量07■当量/g、全
酸性基量3.3当量/gの生成物を得た。
実施例6 実施例1.2−1.2−2.2−3.3,4゜5で得ら
れた生成物を界面活性剤として使用した場合の効果につ
いて述べる。上記実施例によって得られた生成物を炭酸
ナトリウムで中和処理を行い、乾燥して7種の界面活性
物質を得れ37.5重量%炭酸カルシウム水溶スラリー
液に対して各々の界面活性物質0.5重量%、1.0重
量%、2.0電量%をそれぞれ添加した時の、水スラリ
ー液の粘度を測定した。電動モーター回転粘度計(フン
トラバス社製レオマット)により口〜ターと水スラリー
の内部抵抗をトルクとして検出し、粘度(cp)を求め
た。
更に、実施例1及び実施例4で得られた生成物をセメン
トモルタル用添加剤として使用した場合の実施例につい
て記載する。実施例1及び実施例4で得た生成物を炭酸
ナトリウムで中和処理を行い、乾燥して2種の界面活性
物質を得た。
水780,9.普通ポルトランドセメント1560.9
.標準5号硅砂3120.litを混練りして、セメン
トモルタルを得た◇前記セメントモルタル混練時、−各
々の界面活性物質0,1重量%、0.3重量%、0.5
重量%をそれぞれ添加した時の、セメントモルタルのフ
ロー値を測定した。フロー値測定は、JISR,−52
01による。
結果は次の通りであった。
比較例 実施例1及び実施例2−1.2−2.2−3と同一の原
料−1即ち、石油ピッ千、アJl)L、+5フルト9石
炭ピッチ、石炭を使用し、酸化工程で酸素の代りに窒素
を用いて6%Gに加圧する以外は実施例1と同一の条件
でスルフォン化及び酸化を行って次のような結果を得た
。各々の生成物は、何れも全酸性基量が低いため、永に
不溶であった。
〔発明の効果〕
原料である重質炭化水素の酸化処理において、従来法で
は硝酸による酸化が行われており、このような方法では
大量の硝酸を必要とし、効率的に酸化が行われず、多量
の廃酸、−2二酸化窒素ガスが副生じた。
しかしながら本発明方法により不活性溶媒中で酸素又は
空気の存在下で酸化を行うと、実施例に記載のように硝
酸使用量は、従来法の5〜10分の1以下になり、それ
に比例して廃酸の発生は減少する。更に、一酸化窒素も
しくは二酸化窒素を使用すれば、はとんど廃酸は生じな
くなり、−9二酸化窒素ガス排気も大幅に減少する。
実施例6に記載のように、本発明方法によって得られる
生成物は、炭酸カルシウムスラリー液。
セメントモルタルに対して優れた流動性向上効果。
減粘効果を有する界面活性物質である。しかしながら比
較例に記載されているように、酸化処理を空気又は酸素
が存在しない状態で行う場合は酸化が充分に行われず、
生成物の全酸性基量が低く界面活性剤として使用するこ
とができない。
また、酸化処理後、生成物である界面活性物質を分離す
る際、従来法においては界面活性物質が水溶性であるた
め、濾過をしようとする場合、濾過性が悪く、所要濾過
面積が大きく、問題があったが、本方法によれば界面活
性物質が溶媒に不溶であるため、従来法に較べて10分
の1以下の濾過面積で溶媒から濾別することができる。
従って、本発明方法は、硝酸の使用量、廃ガス処理、濾
過面積等において工業的規模で実施する上で極めて優れ
た方法である。
特許出顆人 富土石油株式会社 代理人弁理士  大 野 克 躬 〃       大  野  令  子〃    大 
野 柳之輔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)石油系ピッチ、アスファルト3石炭系ピッチ、石
    炭類のうち少なくとも1種と無水硫酸とを不活性溶媒中
    で接触させることによりスルホン化を行い、次で、不活
    性溶媒中で酸素もしくは空気の存在下で、硝酸、二酸化
    窒素、一酸化窒素のうち少なくとも1種と接触させて酸
    化処理を行うことを特徴とする界面活性物質の製造法。
JP60007188A 1985-01-17 1985-01-17 界面活性物質の製造法 Pending JPS61164633A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103614121A (zh) * 2013-11-21 2014-03-05 中国石油大学(华东) 一种利用废机油制备钻井液多功能润滑剂的方法
RU2771546C1 (ru) * 2021-11-09 2022-05-05 Мокроусов Юрий Борисович Сульфоаддукт углерода

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CN103614121B (zh) * 2013-11-21 2017-01-04 中国石油大学(华东) 一种利用废机油制备钻井液多功能润滑剂的方法
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