RU2688694C1 - Способ получения сульфонатов - Google Patents

Способ получения сульфонатов Download PDF

Info

Publication number
RU2688694C1
RU2688694C1 RU2018141519A RU2018141519A RU2688694C1 RU 2688694 C1 RU2688694 C1 RU 2688694C1 RU 2018141519 A RU2018141519 A RU 2018141519A RU 2018141519 A RU2018141519 A RU 2018141519A RU 2688694 C1 RU2688694 C1 RU 2688694C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
sulfuric acid
sulfonation
minutes
temperature
Prior art date
Application number
RU2018141519A
Other languages
English (en)
Inventor
Альбина Дарисовна Бадикова
Регина Алсыновна Федина
Ахат Газизьянович Мустафин
Артем Викторович Сидельников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority to RU2018141519A priority Critical patent/RU2688694C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2688694C1 publication Critical patent/RU2688694C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/02Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
    • C07C303/04Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups
    • C07C303/06Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups by reaction with sulfuric acid or sulfur trioxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Изобретение относится к получению нефтяных сульфонатов, где в качестве нефтяного сырья используют тяжелые нефтяные остатки с суммарным содержанием асфальтено-смолистых компонентов не ниже 50 мас. %, а в качестве сульфирующего реагента - отработанную серную кислоту процесса алкилирования олефинов изоалканами концентрацией 68-75% HSO, сульфирование проводят при температуре 55-70°С в течение 60-120 мин при массовом соотношении тяжелые нефтяные остатки : отработанная серная кислота, равном 1:1.5-2.5, которые могут быть применены в качестве водорастворимого реагента для нужд нефтяной отрасли при производстве буровых реагентов. Технический результат - повышение эффективности способа и упрощение технологического процесса. 1 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к области получения нефтяных сульфонатов, которые могут быть применены в качестве водорастворимого реагента для нужд нефтяной отрасли, при производстве буровых реагентов. Изобретение позволит также утилизировать отходы нефтехимических производств.
Известен способ получения диспергатора - разжижающего и стабилизирующего агента для водных дисперсий твердых веществ сульфированием мазута [Патент 1836136, СССР. МПК B01F 17/12 опубл.: 23.08.1993]. Мазут, с содержанием ароматических углеводородов 84-88%, растворяют в жидком диоксиде серы, и полученный раствор приводят в контакт с жидким или газообразным триоксидом серы при температуре 20-100°С, давление - 1,5-45 бар, соотношение «мазут: триоксид серы» - от 1:0,9 до 1:1,3, время - 10-120 мин. По завершению реакции диоксид серы удаляют, сульфированный мазут обрабатывают водным раствором гидроксида щелочного, щелочно-земельного металла или гидроксида аммония до рН 7-9.
Основным недостатком известного способа является использование жидкого или газообразного триоксида серы, который, соединяясь с водяным паром, образует пары серной кислоты, что в свою очередь потребует тщательного контроля рабочего режима по давлению паров в системе.
Известен способ получения сульфокатионитов из тяжелых нефтяных остатков, включающий сульфирование сырья 4-6-кратным избытком концентрированной серной кислоты при комнатной температуре в течение не менее 5 мин при перемешивании, отмывание целевого продукта водой до удаления избытка серной кислоты (рН=7), удаление воды и сушку целевого продукта (Патент РФ 2623574, C08F 8/36, С10С 3/02, 2017 г.).
Недостатком способа является значительный расход концентрированной серной кислоты, высокая стоимость сульфирующего реагента.
Известен способ синтеза технических нефтяных сульфонатов путем сульфирования углеводородного сырья (экстрактов селективной очистки масляных фракций, ароматических концентратов, нефтяных фракций, нефтей, масел) с последующей нейтрализацией полученного продукта, причем процесс сульфирования проходит в присутствии параформа. В результате реакции получают нефтяные сульфонаты димерного строения с высокой склонностью к мицеллообразованию для нужд нефтяной отрасли (Патент РФ 2622652, С07С 303/00, 2017 г.).
Недостатком синтеза является проведение е процесса сульфирования в присутствии параформа, который является горючим веществом. Его пыль с воздухом образует взрывоопасные смеси.
Наиболее близким аналогом является способ получения сульфонатов путем сульфирования нефтяного сырья с последующей нейтрализацией полученного продукта, при этом в качестве сырья для сульфирования используют экстракты ароматических углеводородов, полученных путем экстрагирования селективными растворителями из газойлевых фракций. Способ позволяет получить из доступного сырья сульфонаты, применяемые в качестве эффективных добавок различного назначения к смазочным маслам, смазочно-охлаждающим жидкостям, буровым растворам, моюще-диспергирующих присадок к смазочным маслам, эмульгаторов различного назначения, в качестве смачивателей, технических ПАВ (Патент РФ 2230058, С07С 303/00, С10М 135/00, 2004 г.).
Недостатком известного способа является то, что концентрация нефтяных сульфонатов в сульфированных продуктах зависит от содержания сульфирующихся компонентов в исходном сырье, а концентрация ароматических углеводородов в нефтях и прямогонных углеводородных фракциях невелика. Недостатком известного способа является также сложность процесса, из-за необходимости проведения стадии экстрагирования сырья, а также невозможность использования в качестве сырья тяжелых нефтяных остатков.
Задачей изобретения является создание нового эффективного и экономичного способа получения сульфонатов на основе тяжелых нефтяных остатков (ТНО), упрощение технологического процесса.
Критерием оценки эффективности способа является содержание растворимого в воде вещества - не менее 60% на 100 г воды.
Поставленная задача достигается заявляемым способом получения сульфонатов путем сульфирования ТНО с последующей нейтрализацией и сушкой полученного продукта, при этом в качестве нефтяного сырья используют ТНО с суммарным содержанием асфальтено-смолистых компонентов не ниже 50 мас. %, а в качестве сульфирующего реагента -отработанную серную кислоту (ОСК) процесса алкилирования олефинов изоалканами, сульфирование проводят при температуре 55-70°С в течении 60-120 мин при массовом соотношении тяжелые нефтяные остатка: отработанная серная кислота, равным 1:1.5-2,5.
Суть процесса.
В качестве сырья были использованы ТНО, которые представляют собой нерастворимые продукты, остающиеся после высокотемпературного парового крекинга нефти или газойля в нефтехимических процессах получения этилена и других легких углеводородов, которые обычно содержат парафинонафтеновых соединений - 5-25% мас.; ароматических соединений - 10-50% мас.; смол и асфальтенов - 10-60% мас.
Чем выше исходная концентрация отработанной серной кислоты, тем меньше ее расход для проведения процесса. Однако повышение концентрации сульфирующего агента приводит к нежелательным побочным эффектам (образование полисульфокислот, сульфонов, окисление субстрата и т.д.). Концентрация отработанной серной кислоты соответствует реакционной способности углеводородов в составе ТНО.
Процесс сульфирования ТНО ОСК ведут при постоянном перемешивании. В способе получения температура, при которой проводится сульфирование, является особенно существенной для получения требуемых характеристик водной растворимости конечных получаемых сульфированных солей. По окончании сульфирования сульфированную нефтяную фракцию нейтрализуют добавлением водного раствора гидроксида щелочного металла, щелочноземельного металла. Предпочтительно использовать гидроксид натрия. Добавление гидроксида продолжается до достижения рН порядка 7-8.
Технический результат обеспечивается путем сульфирования углеводородного сырья, а именно ТНО, ОСК процесса сернокислотного алкилирования изоалканов алкенами с последующей нейтрализацией полученного продукта, причем процесс сульфирования проходит без экстремальных рабочих параметров, с образованием водорастворимых сульфонатов.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Пример 1. В реактор с объемом 0.5 л внесли 25 г ТНО с суммарным содержанием асфальтено-смолистых компонентов не менее 50 мас. %. Сульфирующий агент, отработанную серную кислоту процесса алкилирования олефинов изоалканами концентрацией 70%, подавали в реактор равномерно, по каплям, при постоянном перемешивании и температуре 25°С. Расход ОСК 25 г. Продолжительность ведения процесса сульфирования - 60 мин. Массовое соотношение «ТНО : ОСК» - 1:1. В результате получали однородную жидкую фазу темного цвета, которую нейтрализовали 40%-ным водным раствором гидроксида натрия до рН 7-8. Далее продукт высушивали в сушильном шкафу при температуре 100-105°С. Водорастворимость полученного продукта 41 г в 100 г воды при температуре 20°С.
При варьировании температуры, продолжительности процесса сульфирования и массового соотношения ТНО:ОСК проводились эксперименты в примерах №2-16 (табл.).
Figure 00000001
При температуре ниже 55°С - глубина процесса сульфирования ниже, о чем свидетельствуют значения водорастворимости продуктов, это может быть связано с ухудшением массопередачи между реагентами в связи с низкой текучестью ТНО. Повышение вязкости ТНО с понижением температуры определяется присутствием в них углеводородов парафинового ряда. При температуре превышающей 70°С количество нерастворимого продукта становится также нежелательно высоким. Наилучших результатов в отношении водорастворимости достигают при температуре 55-70°С.
Оптимальное реакционное время изменяется в интервале 60-120 минут.Образование сульфопродукта наблюдали в первые несколько минут, однако для завершения реакции сульфирования, требуется не менее 60 минут, что связано с диффузией сульфирующего агента внутрь образовавшегося сульфоната. Увеличение продолжительности сульфирования более 120 минут не оказывает существенного влияния на показатель водорастворимости. Оптимальное время для получения сульфонатов с высоким содержанием сульфогрупп 60-120 минут.
Отработанная серная кислота, как сульфирующий агент, обладает невысокой активностью, также в процессе выделяется вода, которая снижает концентрацию сульфирующего агента, поэтому для сульфирования всегда берут избыток серной кислоты. При расходе ОСК меньше 1.5 частей наблюдается низкая растворимость продукта. Ведение процесса при массовом соотношении ТНО:ОСК - 1:1.5-2.5 обеспечивает получение качественного водорастворимого сульфоната из легко доступного дешевого сырья. Дальнейшее увеличение более 2.5 частей расхода ОСК экономически нецелесообразно.
Таким образом, заявляемый способ позволяет получить сульфонаты, которые представлены водорастворимыми порошкообразными компонентами и могут быть использованы как разжижающий компонент буровых промывочных жидкостей. Условия процесса являются мягкими, что является преимуществом в сравнении с аналогами. Использование ТНО и ОСК для проведения процесса сульфирования, позволяет частично решить проблему утилизации отходов предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Claims (1)

  1. Способ получения сульфонатов путем сульфирования нефтяного сырья с последующей нейтрализацией и сушкой полученного продукта, отличающийся тем, что в качестве нефтяного сырья используют тяжелые нефтяные остатки с суммарным содержанием асфальтено-смолистых компонентов не ниже 50 мас. %, а в качестве сульфирующего реагента - отработанную серную кислоту процесса алкилирования олефинов изоалканами концентрацией 68-75% H2SO4, сульфирование проводят при температуре 55-70°С в течение 60-120 мин при массовом соотношении тяжелые нефтяные остатки : отработанная серная кислота, равном 1:1.5-2.5.
RU2018141519A 2018-11-26 2018-11-26 Способ получения сульфонатов RU2688694C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141519A RU2688694C1 (ru) 2018-11-26 2018-11-26 Способ получения сульфонатов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141519A RU2688694C1 (ru) 2018-11-26 2018-11-26 Способ получения сульфонатов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688694C1 true RU2688694C1 (ru) 2019-05-22

Family

ID=66637017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018141519A RU2688694C1 (ru) 2018-11-26 2018-11-26 Способ получения сульфонатов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688694C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762505C1 (ru) * 2021-01-18 2021-12-21 Павел Евгеньевич Красников Способ получения анионных поверхностно-активных веществ
RU2789868C2 (ru) * 2021-02-12 2023-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "ЛИГМАД" Способ получения реагента для глинистых буровых растворов

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1087515A1 (ru) * 1982-08-20 1984-04-23 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт строительных материалов им.С.А.Дадашева Способ получени концентрата натриевых солей нефт ных сульфокислот
US4614623A (en) * 1974-01-04 1986-09-30 Marathon Oil Company Sulfonation of crude oils with gaseous SO3 to produce petroleum sulfonates
RU2230058C2 (ru) * 2002-08-22 2004-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Производственное объединение "Киришинефтеоргсинтез" Способ получения сульфонатов
RU2623574C1 (ru) * 2016-09-07 2017-06-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук Способ получения сульфокатионитов из тяжелых нефтяных остатков

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4614623A (en) * 1974-01-04 1986-09-30 Marathon Oil Company Sulfonation of crude oils with gaseous SO3 to produce petroleum sulfonates
SU1087515A1 (ru) * 1982-08-20 1984-04-23 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт строительных материалов им.С.А.Дадашева Способ получени концентрата натриевых солей нефт ных сульфокислот
RU2230058C2 (ru) * 2002-08-22 2004-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Производственное объединение "Киришинефтеоргсинтез" Способ получения сульфонатов
RU2623574C1 (ru) * 2016-09-07 2017-06-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук Способ получения сульфокатионитов из тяжелых нефтяных остатков

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762505C1 (ru) * 2021-01-18 2021-12-21 Павел Евгеньевич Красников Способ получения анионных поверхностно-активных веществ
RU2789868C2 (ru) * 2021-02-12 2023-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "ЛИГМАД" Способ получения реагента для глинистых буровых растворов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4148821A (en) Process for sulfonation
US3320162A (en) Increasing the base number of calcium petroleum sulfonate
US4144266A (en) Sulfonation of crude oils to produce petroleum sulfonates
JP2015506340A (ja) 内部オレフィンスルホナートを調製するための方法
US4390474A (en) Sulfonation petroleum composition
RU2688694C1 (ru) Способ получения сульфонатов
US2567854A (en) Production of alkyl aromatic sulfonic acids and their salts
US2650198A (en) Oil-soluble petroleum sulfonates
US2738326A (en) Preparation of oil solutions of basic alkaline earth metal petroleum sulfonates
RU2700772C2 (ru) Способ получения анионных поверхностно-активных веществ
RU2622652C1 (ru) Способ получения нефтяных сульфонатов
US2061601A (en) Process of preparing alcohol-amine mineral oil sulphonates
US2479202A (en) Recovery of sulfonic compounds from sulfuric acid sludge
US3798261A (en) Process for preparing high molecular weight sulfonic acids
US2281347A (en) Sweetening hydrocarbon oils
US2519930A (en) Recovering sulfonates of oilsoluble sulfonic acids from acid-treated hydrocarbon oils
US2204326A (en) Oil-insoluble reaction product of an alkanol amine and petroleum sulphonic acids
RU2230058C2 (ru) Способ получения сульфонатов
Gilbert et al. Sulfonation with Sulfur Trioxide—Petroleum Lubricant Raffinates
US2578657A (en) Process for producing sulfonic acids and sulfonates
EP0012759B1 (en) Stabilized petroleum sulfonate products and their use in subterranean oil recovery
US2226118A (en) Process for resolving petroleum emulsions
US2130326A (en) Method of forming an emulsifying agent
US1914321A (en) Production of assistants for the textile and related industries
US1477829A (en) Sulpho compound and its production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201127