PL116274B1 - Process for the preparation of oil-soluble metal sulfonates - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia olejorozpuszczalnych alkUoarylosulfomianów i naftosulfonianów metali grup ukladu okresowego Ib, Ilb, III, IV, V, VI, VIIb, i VIII znajdujacych zastosowanie jako dodatki do olejów smarowych, smarów plastycznych, paliw i innych.Znane metody wytwarzania olejorozpuszczalnych sulfonianów metali grup ukladu okresowego Ib, Ilb, III, IV, V, VI, VIIb, i VIII polegaja na reakcji neutralizacji kwasów alkiloarylosulfonowych lub naftosulfonowych tlenkami lub weglanami metali.Wodorotlenki tych metali, z uwagi na ich nie- trwalosc i szybki rozpad do tlenków nie sa sto¬ sowane.W przypadku slabej reaktywnosci tlenków lub weglanów metali z kwasami sulfonowymi, stoso¬ wana jest do wytwarzania sulfonianów reakcja podwójnej wymiany — w roztworze wodnym — alkiloarylosulfonianów lub naftosulfonianów sodu lub potasu z azotanami, chlorkami lub siarczanami odpowiednich metali.Sposób wedlug wynalazku polega na reakcji kwasu alkiloarylosulfonowego lub naftosuifonowe- go z wodorotlenkami metali grup ukladu okreso¬ wego Ib, Ilb, III, IV, V, VI, VIIb, i VIII, wytwo¬ rzonymi bezposrednio w procesie bez ich wydziela¬ nia i oczyszczania. Do zawiesiny wodnej wodoro¬ tlenków metali, wytworzonej w reakcji — w roz¬ tworze wodnym — soli metalu, korzystnie siarcza¬ nów lub chlorków, z wodorotlenkami metali alka- 10 15 20 80 licznych lub ziem alkalicznych w temperaturze ponizej 100°C, korzystnie 20—50°C, bezposrednio po jej wytworzeniu wprowadza sie kwas alkilo- arylosulfonowy lub naftosulfonowy, korzystnie roz¬ cienczony olejem oraz do 0,1% wagowych oleju metylopolisiloksanawego lub metylofenylopolisilo- ksanowego i prowadzi neutralizacje w obecnosci wody w temperaturze 20 do 100°C, nastepnie od¬ parowuje wode w obecnosci hydrofilnego adsor- benta o powierzchni wlasciwej powyzej 10 m2/g, korzystnie 100 do 2,50 m2/g wedlug metody BET, do zawartosci ponizej 1!%, korzystnie ponizej 0,3°/ oraz filtruje na typowych urzadzeniach filtracyj¬ nych. Do wytwarzania sulfonianów stosowane sa kwasy alkiloarylosulfonowe lub dwualkiloaryio- sulfonowe lub naftosulfonowe o ciezarze czastecz¬ kowym powyzej 300, korzystnie 400—700.W charakterze oleju rozpuszczalnikowego, stoso¬ wanego w procesie w celu obnizenia lepkosci ukla¬ du w trakcie prowadzenia reakcji neutralizacji oraz obnizenia lepkosci produktu finalnego, stoso¬ wane sa ogólnie dostepne oleje o temperaturze po¬ czatku wrzenia powyzej 1&0°C, korzystnie powyzej 300°C, uzyskane z ropy naftowej lub tez synte¬ tycznie.Wedlug wynalazku sole metali alkalicznych lub ziem alkalicznych, korzystnie siarczany lub chlorki, stanowiace produkt uboczny w procesie wytwarza¬ nia wodorotlenku metalu, poddawane sa krysta¬ lizacji w obecnosci hydrofilnego adsoftyenta o silnie 116 274116 274 rozwinietej powierzchni, co umozliwia, mimo nie¬ korzystnego oddzialywania sulfonianu na proces krystalizacji soli oraz duzego stezenia soli w ukla¬ dzie, uzyskanie ukladu latwo filtrujacego sie przy zastosowaniu ogólnie dostepnych urzadzen filtra¬ cyjnych, przy czym wytworzone sulfoniany metali charakteryzuja sie wysokim stopniem czystosci oraz praktycznie nie zawieraja sedymentujacycn stalych cial obcych pochodzenia nieorganicznego.Sposób wedlug wynalazku umozliwia wytworze, nie sulfonianów metali nie zawierajacych nieprze- reagowanego kwasu sulfonowego, co jest trudne do uzyskania znanymi metodami i wymaga stoso¬ wania duzego nadmiaru tlenku lub weglanu metalu w stosunku do ilosci s^echiometrycznej lufo zasto¬ powania metody podwójnej wymiany, w której uzyskuje sie duza iloscs trudnych do oczyszczenia i utylizacji scieków. Uzyskane w toku procesu, w trakcie filtracji, odpady moga byc latwo zutyli- zowane i nie stwarzaja problemów zwiazanych z zanieczyszczeniem srodowiska.Przyklad I. Do reaktora pojemnosci roboczej 250 kg wprowadza sie 32fi kg pieciowodnego siar¬ czanu miedziowego, oraz 50 kg wody. Rozpuszcza¬ nie soli prowadzi sie przy intensywnym mieszaniu w temperautrze 30°€. Do roztworu wprowadza sie nastepnie 16,5 kg 30% wodnego roztworu wodorotlenku sodowego. Mieszanie kontynuuje sie przez pól godziny utrzymujac temperature 30°C, po czym wprowadza sie mieszanine 36 kg mineralnego oleju rozpuszczalnikowego o_ lepkosci 5,5X10~6-mtys w temperaturze 100°C i temperaturze zaplonu 208°C, 0,01 kg oleju metylopolisiloksanowego o lep¬ kosci 250X10-3 Fa-s w 20°C oraz 80 kg kwasu alkilobenzenosulfonowego, o srednim ciezarze czasteczkowym 480, zawierajacego 30% oleju mi¬ neralnego. Mieszanine ogrzewa sie podnoszac tem¬ perature w ciagu 4 godzin do 100°C, a nastepnie odparowuje wode przy równoczesnym dmucha¬ niu azotem. W temperaturze 120°C wprowadza sie 3,6 kg ziemi okrzemkowej o powierzchni wlasciwej 190 m2/g, a nastepnie mieszanine odwadnia sie w temperaturze 125°C do zawartosci wody ponizej 0,1% i filtruje pTzez prase filtracyjna.Wytworzony roztwór olejowy sulfonianu miedzi posiada lepkosc kinematyczna 67,2 X10~6 m2/s w temperaturze 100°C, temperature krzepniecia —30C, temperature zaplonu 191°C, zawiera 3,4% miedzi, oraz 0,06% stalych cial obcych.Przyklad II. Do reaktora wprowadza sie 16,4 kg pieciowodnego siarczanu manganawego oraz 25 kg wody. Po rozpuszczeniu soli w tempera¬ turze 25°C dodaje sie przy intensywnym miesza¬ niu 12,4 kg 40% wodnego roztworu wodoro¬ tlenku sadowego. Reakcje prowadzi sie w ciagu pól godziny, utrzymujac temperature 30°C, a na¬ stepnie wprowadza 115 kg roztworu zawierajacego 56 kg kwasu alkilobenzenosulfonowego o srednim ciezarze czasteczkowym 485,59 kg alkilobenzenu o temperaturze wrzenia 251 do 208°C i 0,015 kg oleju metylofenylopolisiioksanowego o lepkosci 30OXlO-3 Pa«s w 20°C'. Miesaanine reakcyjna ogrzewa sie do temperatury 120°C w ciagu 5,5 go¬ dziny, do-dajac 3,3 kg ziemi aktywnej o powierzchni wlalcjwej X63 mVg i odwadnia w temperaturze 10 20 co 13<5°C, przy równoczesnym przedmuchu azotem a nastepnie filtruje na prasie filtracyjnej.Wytworzony roztwór olejowy sulfonianu manga¬ nu posiada lepkosc kinematyczna 35,6 Xi0~6 mVs w temperaturze 100°C, temperature krzepniecia —22°C, zawiera 3,5% manganu oraz 0,043%; stalych cial obcych.Przyklad III. Do reaktora pojemnosci roibo- czej 600 kg, wprowadza sie 40,2 kg szesciowodnego chlorku kobaltowego oraz 30 kg wody. Po roz¬ puszczeniu soli w temperaturze 25°C, przy inten¬ sywnym mieszaniu dodaje sie 42„6 kg 25°/o wodnego roztworu wodorotlenku potasowego oraz 182 kg oleju mineralnego o lepkosci kinematycznej 15 56X10-6 mPs w temperaturze 50°C i temperaturze krzepniecia —23°C. Mieszanie kontynuuje sie w ciagu jednej godziny, utrzymujac temperature 40°C, a nastepnie wprowadza sie 171 kg kwasu dwualkilobenzenosulfonowego o srednim ciezarze czasteczkowym 465 i 0,05 kg oleju metylopolisilo¬ ksanowego o lepkosci 380X10-8 Pa-s w 20°C. Mie¬ szanine reakcyjna ogrzewa sie do temperatury 100°C w ciagu 6 godzin, przedmuchuje azotem ogrzewajac do temperatury 130°C, a nastepnie do¬ daje 8 kg ziemi okrzemkowej o powierzchni wlas¬ ciwej 129 m2/g i 3 kg wegla aktywnego. Dalsze odwodnienie mieszaniny prowadzi sie w tempera¬ turze 130°C do osiagniecia zawartosci wody w pro¬ dukcie ponizej 0,2%, po czym filtruje przez prase filtracyjna. _ Uzyskany roztwór sulfonianu, kobaltu posiada lepkosc kinematyczna 80,2X10^8 mVs w tempera¬ turze lO0°C, temperature krzepniecia —5°C, za¬ wiera 3,7% kobaltu oraz 0,02*9 stalych cial obcych.Przyklad IV. W reaktorze rozpuszcza sie 21,2 kg chlorku kadmowego w 20 kg wody i wpro¬ wadza 28,1 kg 42% wodnego roztworu wodoro¬ tlenku potasowego. Zawartosc reaktora miesza sie w ciagu pól godziny w temperaturze 30°C.Nastepnie dodaje sie 80 kg oleju mineralnego o lepkosci kinematycznej 25X10^6 m2/s w 50° 100 kg kwasu dwualkilabenzenosulfonowego o sred¬ nim ciezarze czasteczkowym 478 i 0,03 kg oleju metylopolisiloksanowego o lepkosci 200 XlO-3 Pa«s w 20°C. Mieszanine reakcyjna ogrzewa sie do tem¬ peratury lO0°C w ciagu 4 godzin. Dalsze ogrzewa¬ nie do teimperatury%130°C prowadzi sie przy przed¬ muchiwaniu azotem. W temperaturze 130°C dodaje sie 6 kg ziemi okrzemkowej o powierzchni wlasci¬ wej 188 m*/g, odwadnia do zawartosci wody 0,2%, po czym uzyskany (produkt filtruje sie przez prase filtracyjna.Wytworzony roztwór alejowy sulfonianu kadmu posiada lepkosc kinematyczna 56,3X10-6 mVs w temperaturze 100°C|, temperature krzepniecia —<5°C, zawiera 6,3% kadmu oraz 0,045% stalych cial obcych.Przyklad V. Do reaktora pojemnosci 2500 kg wprowadza sie 294 kg trójwodnego octanu olowia¬ nego oraz 400 kg wody, miesza w temperaturze 35°C do calkowitego rozpuszczenia, po czym do¬ daje 124 kg 25% wodnego roztworu wodo¬ rotlenku sodowego i kontynuuje mieszanie w ciagu pól godziny, utrzymujac temperature 35°C. Na¬ stepnie dodaje sie 550 kg oleju mineralnego o lep. 40 45 50 55 055 kosci 2,9 X10~6 m2/s w lO0°C i temperaturze krzepniecia —8°C, 625 kg kwasu dwunonylonafta- lenosulfonowego zawierajacego 20% oleju roz¬ puszczalnikowego i 0,5 kg oleju metalofenylopo- lisijoksanowego o lepkosci 190Xlfl-3 Pa-s w 20°C. • Zawartosc reaktora miesza sie w ciagu 2,5 godziny w temperaturze 85°C, po czyim odwadnia, pod¬ noszac temperature do 130°C„ a nastepnie wpro¬ wadza 40 kg ziemi okrzemkowej o powierzchni wlasciwej 203 m2/g. Dalsze odwodnienie miesza- i0 niny reakcyjnej prowadza sie w temperaturze 140°C, przy równoczesnymi przedmuchu gazem obojetnym, a nastepnie filttruje na prasie filtra¬ cyjnej.Uzyskany roztwór sulfonianu olowiu posiada 15 lepkosc kinematyczna 80,6 Xa0-6 m2/s w tempera¬ turze 100°C, temperature krzepniecia +,'5°C, za¬ wiera 11,8% olowiu oraz 0,015% stalych cial obcych.Przyklad VI. Do reaktora wprowdaza sie 20 16,6 kg chlorku zelazowego oraz 50 kg wody. Po rozpuszczeniu soli, dodaje sie 40,8 kg 25% wodnego roztworu wodorotlenku sodowego, miesza sie w ciagu pól godziny, utrzymujac temperature 35°C i wprowadza 150 kg kwasu alkilobenzeno- 25 sulfonowego o srednim ciezarze czasteczkowym 590, rozcienczonego 15)5 kg oleju mineralnego. Pod¬ wyzsza sie temperature do 85°C i miesza zawartosc reaktora przez 3 godziny, po czym grzeje przy równoczesnym dmuchaniu azotem do temperatury 30 130°C i dodaje 9 kg ziemi okrzemkowej o po¬ wierzchni wlasciwej 190 mtyg. Odwodnienie pro¬ wadzi sie w temperaturze 150°C do zawartosci wody w produkcie ponizej 0,15%, a nastepnie ^filtruje. 15 Wytworzony roztwór olejowy sulfonianu zelaza posiada lepkosc kinematyczna 51,6X)10~6 m2/s w temperaturze 100°C, temperature krzepniecia —4°C, zawiera 1,6% zelaza oraz 0,023% stalych cialobcych. 40 Przyklad VII. Do reaktora wprowadza sie 6,6 kg siarczanu glinowego oraz 20 kg wody. Roz¬ puszczanie prowadzi sie w temperaturze 30°C przy intensywnym mieszaniu, po czym dodaje 8 kg 25% wodnego roztworu wodorotlenku sodo- 45 wego. Dalsze mieszanie prowadzi sie w ciagu pól godziny, utrzymujac temperature 30°C, a nastepnie wprowadza 61,5 kg kwasu naftosulfonowego, o srednim ciezarze czasteczkowym 467 zawieraja¬ cego 404% substancji czynnej. Mieszanine reak- 50 cyjna ogrzewa sie w ciagu 4 godzin do tempera¬ tury 100°C, a nastepnie odparowuje wode, ogrze¬ wajac przy równoczesnym dmuchaniu azotem.W temperaturze 120°C dodaje sie 2y5 kg ziemi okrzemkowej o pow. wlasciwej 243 m2/g i dalej M 6 odparowuje wode ogrzewajac zawartosc reaktora do temperatury 1&5°C Po odwodnieniu produkt filtruje sie przez prase filtracyjna.Wytworzony roztwór sulfonianu glinu posiada lepkosc kinematyczna 49,6 Xll0-6 m2/s w tempera¬ turze 100°C, temperature krzepniecia +1°Q za¬ wiera 0,6% glinu oraz 0y0fc9% sitlaych cial obcych.Przyklad VIII. Do reaktora wprowadza sie 18 kg pieciowodnego siarczanu chromowego oraz 50 kg wody. Do wytworzonego roztworu, w tem¬ peraturze 30°C, dodaje przy intensywnym miesza¬ niu 10,3 kg 40% wodnego roztworu wodoro¬ tlenku sodowego. Mieszanie kontynuuje sie przez pól godziny utrzymujac temperature 40°C, a na¬ stepnie dodaje: 52 kg oleju mineralnego o lepkosci kinematycznej 5,7XjlO~e m»/s w 100°C, 50 kg kwasu alkilobenzenosulfonowego o srednim ciezarze czasteczkowym 480°C i 0,3 kg oleju metylopodi- siloksanowego o lepkosci 300X10—s Pa«s w 20°C.Mieszanine ogrzewa sie w ciagu 4 godzin do tem¬ peratury 100°C, a nastepnie rozpoczyna przedmu¬ chiwanie azotem i grzeje dalej do temp. 130°C, po czym wprowdza sie 6,5 kg ziemi okrzemkowej o powierzchni wlasciwej 203 m*/g. Dalsze odwod¬ nienie, prowadzi sie w temperaturze 13i50C przy ciaglym przedmuchiwaniu azotem, a nastepnie filtruje.Wytworzony roztwór sulfonianu chromu posiada lepkosc kinematyczna 53,4X10~6 m2/s w tempera¬ turze 100°C, temperature krzepniecia 0°C, zawiera 1,7% chromu oraz 0,039% stalych cial obcych.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania olejorozpuszczalnych alkilo- arylosulfonianów lub naftosiulfonianów metali grup ukladu okresowego Ib, Ilb, III, IV, V, VI, VIIb i VIII w reakcji kwasów suflfonowych z wodoro¬ tlenkami tych metali, znamienny tym, ze do zawie¬ siny wodnej wodorotlenku metalu, wytworzonej w reakcji, w roztworze wodnym, soli metalu, ko¬ rzystnie siarczanów lufo chlorków, z wodoroltlen- kami metali alkalicznych w temperaturze ponizej 100°C, korzystnie 20 do 50°C, bezposrednio po jej wytworzeniu wprowadza sie przy intensywnym mieszaniu kwas alkiloarylosuOifonowy lub nafto- sulfonowy o ciezarze czasteczffowyim powyzej 300, korzystnie rozcienczony olejem oraz do 0yl% wa¬ gowych oleju metylopoHisiloksanowego lub metylo- fenylopoLisiloksanowego i prowadzi neutralizacje w temperaturze 20 do 100°C, nastejpnie odparowuje wode do zawartosci ponizej 1% korzystnie ponizej 0,3% wprowadzajac w trakcie odparowania wody hydrofilny adsorbent o powierzchni wlasciwej po¬ wyzej 10 mVg, korzystnie 100 do 250 mflg wedlug metody BET, po czym filtruje. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania olejorozpuszczalnych alkilo- arylosulfonianów lub naftosiulfonianów metali grup ukladu okresowego Ib, Ilb, III, IV, V, VI, VIIb i VIII w reakcji kwasów suflfonowych z wodoro¬ tlenkami tych metali, znamienny tym, ze do zawie¬ siny wodnej wodorotlenku metalu, wytworzonej w reakcji, w roztworze wodnym, soli metalu, ko¬ rzystnie siarczanów lufo chlorków, z wodoroltlen- kami metali alkalicznych w temperaturze ponizej 100°C, korzystnie 20 do 50°C, bezposrednio po jej wytworzeniu wprowadza sie przy intensywnym mieszaniu kwas alkiloarylosuOifonowy lub nafto- sulfonowy o ciezarze czasteczffowyim powyzej 300, korzystnie rozcienczony olejem oraz do 0yl% wa¬ gowych oleju metylopoHisiloksanowego lub metylo- fenylopoLisiloksanowego i prowadzi neutralizacje w temperaturze 20 do 100°C, nastejpnie odparowuje wode do zawartosci ponizej 1% korzystnie ponizej 0,3% wprowadzajac w trakcie odparowania wody hydrofilny adsorbent o powierzchni wlasciwej po¬ wyzej 10 mVg, korzystnie 100 do 250 mflg wedlug metody BET, po czym filtruje. PL