Способ выделения масловодорастворимых сульфонатов

 

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МАСЛОВОДОРАСТВОРИМЫХ СУЛЬФОНАТОВ из их Масляных растворов путем двухстадий юй Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения масловодорастворимых нефтяных сульфонатов натрия, поверхностно-активных веществ (ПАВ), применяемых в качестве диспергирующей основы мицеллярно-полимерного заводнения пластов. Известен способ выделения маслорастворимых нефтяных сульфонатов из продуктов, содержащих маслои водорастворимые сульфонаты, минеральные соли и несульфированные углеводороды , по которому маслорастворимые суль

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 07 С 303/44, /С 11 D 3/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3694736/04 (22) 27. 01 „84 (46) 23.10.92. Бюл. Ю 39 (72) В. И.Ульяненко, Н. П.Юрьева, В.Г. Гермашев, Н.А.Кононова, В.П.Сергеев, А. В. Боголепов и А. E. Бутова (53) 547. 541. 05 (088. 8) (56) Патент США 4" 4087456, кл.. С 07 С 143/24, 1978 °

Ю. И. Шехтер, С. Э. Крейн. Поверхностно-активное вещество из нефтяного сырья, М.: Химия, 1971.

Авторское свидетельство СССР и 1047900, кл. C 07 С 139/14, 17.02.82. (5")(57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МАСЛОВОДОРАСТВОРИИЫХ СУЛЬФОНАТОВ из их масляных растворов путем двухстадийной

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения масловодорастворимых нефтяных сульфонатов натрия, поверхностно-активных веществ (ПАВ), применяемых в качестве диспергирующей основы мицеллярно-полимерного заводнения пластов.

Известен способ выделения маслорастворимых нефтяных сульфонатов из продуктов, содержащих масло- и водорастворимые сульфонаты, минеральные соли и несульфированные углеводороды, по которому маслорастворимые сульфонаты выделяют в две последовательные стадии. На первой стадии удаляет несульфированные углеводороды путем смешения исходного продукта с водой в количестве 5-500 молей на 1 моль сульфогрупп в нефтяных. Ы,» 1163610 А1 экстракции разбавленным до концентрации 35-40ь водным раствором изопропилового спирта при температуре

60-70"С и концентрированным водным раствором изопропилового спирта при температуре 40-50 C с последующим отстаиванием, отгонкой изопропилового спирта и воды и добавкой керосина, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества и потерь экстрагента, сначала экстракцию ведут концентрированным 70-75>-ным водным раствором изопропилового спирта при массовом соотношении с исходным масляным раствором, равном 0,7-0,9: 1,. а затем разбавленным при массовом соотношении вода: сульфонатная фаза, равном 0,4-0,6:1. сулъфонатах с последующим отстаиванием и разделением несульфированных углеводородов от водного раствора сульфонатов.

На второй стадии водный раствор сульфонатов смешивают с н-гексанолом в количестве 0,05-10 молей н-гексанола на 1.моль сульфогрупп в нефтяных сульфонатах. При этом образуются две фазы, из которых нижняя содержит удаляемые примеси (минеральные соли и водорастворимые сульфонаты), а верхняя - маслорастворимые нефтяные сульфонаты.

Недостатком этого способа является отделение большей части водорастворимых сульфонатов вместе с минеральными солями.

В результате в качестве готового продукта получают в основном маслорастворимые сульфонаты с минимальным содержанием водорастворимых,,что отрицательно сказывается на способности сульфонатов к образованию мицеллярных растворов.

К недостаткам следует отнести также применение сравнительно дорогого и дефицитного растворителян-гексанола.

Известен способ выделения масловодорастворимых сульфонатов из их масляных растворов, согласно которому масловодорастворимые сульфонаты выделяют в одну стадию 553-ным изопропиловым спиртом путем смешения исход.-. ного масляного раствора сульфонатов с 553-ным изопропиловым спиртом в весовом отношении к масляному раствору (1-1,2):1 при температуре 6070 С. В результате двухчасового отстаивания смесь расслаивается на три слоя: верхний - масляный, средний — водно-спиртовый раствор сульфонатов, нижний - солевой раствор.

После разделения слоев из каждой

Фазы отгоняют изопропиловый спирт.

Сульфонаты получают в виде 45503-ного водного раствора, что не соответствует техническим требованиям к товарной Форме сульфонатов, согласно котОрым содержание воды должно быть не более 5 мас. .

Содержание масла в выделенных сульфонатах, считая на безводный, составляет не менее 33 мас.Ф, а содержание минеральных солей не менее

3 мас.4, что указывает на недостаточ" ное качество извлекаемых сульфона40 тов.

В выделенных маслах содержится до 5 мас.3 примесей." сульфонатов и смол, которые придают маслу темную окраску, что осложняет дальнейшую переработку масел.

Наиболее близким к предложенному способу является способ выделения масловодорастворимых сульфонатов, осуществляемый в две последовательныеБО стадии.

На первой стадии к масляному ра° В створу сульфонатов добавляют 35Н03- ный водный раствор из о пропило во го спирта в весовом отношении к исход- )5 ному масляному раствору (1,0-1,2):1 при температуре 60-70"С и отстаивают в течение 2 ч при той же температуре.

Содержание сульфата натрия и изопропилового спирта (ИПС) в солевой фазе составило соответственно 21,7 и 30,4 мас.3.

Изопропиловый спирт, содержащийся в солевой Фазе, не возвращается на экстракцию.

Потери ИПС с солевым раствором составили 6,8 мас. от исходного количества ИПС, взятого для зкстракции.

От водно-спиртового раствора сульфонатов отгоняют изопропиловый спирт при атмосферном давлении и получают водный раствор сульфонатов, содержащий, мас.3: сульфонатов 30-35; воды

55-60; сульфата натрия 0,08-0,09; остальное количество приходится на несульфированные углеводороды.

В водный раствор сульфонатов добавляют l5-40 мас.; керосина и отгоняют воду под вакуумом (остаточное давление 100-150 мм рт.ст. в роторном испарителе при 85-.95 С до прекращения отгонки воды).

Содержание воды в смеси сульфонатов с керосином получается до

2,5 мас.3, что соответствует нормам (до 5 мас.3 по техническим требованиям).

Полученная после отгонки воды смесь масловодорастворимых сульфонатов имела следующий состав, мас.3:

ПАВ 56,О

Несульфированные углеводороды (масла)

Керосин

Вода

Сульфат натрия

11,4

30,0

2 3

0,3

В результате отстаивания отделяют несульфированные масла (верхний слой).

В нижнем слое остаются .практически все сульФоньты и мйнеральные соли.

На второй стадии нижний слой смешивают с техническим изопропиловым спиртом в весовом отношении к нижнему слою (0,3-0,5):1 при температуре

30-50 С.

В результате отстаивания система разделяется на два слоя: верхний водно" спиртовой раствор масловодорастворимых сульфонатов; нижний - насыщенный водный раствор минеральных солей с примесью сульфонатов, смол, изопропилового спирта (ИПС).

Состав слоев (Фаз) приведен в табл. 1.

5 116

Отделение сульфон тов от минеральных солей основано на различной растворимости сульфата натрия в изопропиловом спирте при разной концентрации его. Экспериментальным путем установлено, что растворимость сульфата натрия уменьшается с повышением концентрации .изопролилового спирта (ИПС)! при концентрации ИПС

50-55 мас.З достигается минимальное значение - 2 г/л.

Следовательно, при концентрации изопропилового спирта выше 50 мас.3 минеральные соли отслаиваются от спирта в виде насыщенного водного раствора.

А наиболее полное отделение масла от водно-спиртового раствора сульфонатов происходит при концентрации

ИПС 35-40 мас.3.

По способу-прототипу на первой стадии отделяют несульфированные масла с помощью 35-40 -ного иэопро" пилового спирта; на второй - отделяют минеральные соли добавлением технического изопропилового спирта с целью доведения концентрации его до

50-60 мас.3.

Таким образом, сначала разбавляют изопропиловый спирт, а затем концентрируют, что нерационально и усложняет технологию выделения сульфонатов. На вторую стадию экстракции требуется относительно большое количество концентрированного изопропилового спирта, что приводит также к увеличению технологических потерь, например с насыщенным водно-спиртовым раствором минеральных солей.

Цель изобретения - уменьшение количества и потерь иэопропилового спирта (экстрагента), взятого на экстракцию.

Это достигается согласно предложенному способу выделения масловодорастворимых сульфонатов, заключающе" муся в том, что их масляный раствор на первой стадии экстрагируют концентрированным 70-753-ным водным раствором изопропилового спирта в массовом отношении к исходному масляному раствору (0,7-0,9):1 при температуре

40.=50 С и отстаивают в течение 1 ч при той же температуре. После отстаивания отделяют минеральные соли в виде их насыщенного водного раствора с примесью сулЬфонатов, иэопропилового спирта, смол (нижний слой}. по сульфату натрия 4,6

g5 Вода -.16,9 при рН среды 7

Пример l. Первая стадия.

Экстрагируют масловодорастворимые сульфонаты из 300 г их масляного ра50 створа в две стадии.

На первой стадии исходный продукт смешивают с 240 r 753-ного иэопропилового спирта, что соответствует массовому соотношению растворитель: - .сульфонаты (P:С)=0,8: I, Экстракцию проводят в цилиндрической целитель- ной воронке емкостью 1 л, внутрен ним диаметром 80 мм, высотой цилиндрической части 300 мм, помещенной в

361 0 6

В этом случае при отстаивании наблюдается более четкая граница раздела слоев.

В верхнем слое остаются практически все сульфонаты и несульфированные масла.

На второй стадии верхний слой смешивают с водой в массовом отношении

1и к массе верхнего слоя 0,4-0,6, доводя таким образом концентрацию ИПС до 35-409,, при температуре 60-70 С и отстаивают в течение 2 ч при той же температуре.

После отстаивания отделяют несульфированные масла (верхний слой), После разделения фаз проводят осушку верхнего слоя (масляной фазы) и от водно"спиртового раствора суль20 фонатов отгоняют изопропиловый спирт и воду с добавкой керосина известным способом.

В результате получают следующие продукты: смесь сульфонатов с керосином и нейтральные масла.

Отличительным признаком способа является то, что сначала экстракцию ведут концентрированным 70-753 ИПС при массовом соотношении с исходным

ЗС масляным раствором, равном 0,7-0,9: 1, а затем - разбавленным при массовом соотношении вода: сульфонатная Фаза, равном 0,4"0,6: 1.

При проведении процессов экстракЗ5 ции натриевых солей сульфокислот, полученных сульфированием масляных дистиллатов Фр. 350-500 "С газообразным серным ангидридом. Исходный продукт имеет следующий соотав, мас.3:

40 Сульфонаты (ПАВ) 28,9

Масла (углеводороды) 49,6

Неорганические соли (сульфаты и сульфиты) Потери ИПС с солевым раствором составили 3,90 г, что составляет

2,2 мас.3 на исходное количество

ИПС, взятого для экстракции.

Вторая стадия.

Сульфонатную Фазу в количестве

501,.1 г смешивают в.той же делительной воронке с водой, взятой в массовом соотношении 0,4:1 к исходной 30 сульфонатной фазе, доводя концентрацию ИПС до 35-403 при температуре

60-65"С с последующим отстаиванием в течение 2 ч.! 35

После отстаивания смесь разделяют на два слоя: верхний - масляная фаза 134,4 г (19, 1 мас. i), нижний водно-спиртовый раствор сульфонатов

567,1 г (80,9 мас.i)

Состав Фаз приведен в табл. 3.

Масляную фазу подвергают сушке под вакуумом и от водно-спиртового раствора сульфонатов отгоняют изопропиловый спирт в виде азеохропа с водой и воду с добавкой керосина по известному способу и получают 132 г нейтрального масла,.204 r изопропилового спирта в виде азеотропной смеси с водой, смесь сульфонатов с керосином 148,1 r, которая содержит, мас.3:

ПАВ 56,0

Несульфированные масла

Керосин

Вода

Сульфат натрия

55! 16361 термостат. Исходный масляный раствор сульфонатов смешивают с растворителем при температуре 40-50"С спиральной металлической мешалкой возвратно-поступательного действия в течение 1 мин в два приема через 3 мин.

С помощью спираль ной мешалки в делительной воронке создается диспергирование смеси. Затем смесь от- 10 стаивают при той же температуре в течение 1 ч.

После отстаивания смесь разделяют на два слоя: верхний - водно-спиртовый раствор сульфонатов с непро- 15 сульфированным маслом 501,1 г (92,8 мас.3); нижний - насыщенный водный раствор неорганических солей

38,9 r (7,2 мас.3).

Состав фаз приведен в табл. 2. 20

0 8

Полученная смесь сульфонатов с керосином представляет собой однородную жидкую подвижную массу, технологически удобную для приготовления мицеллярных растворов.

Выделенные таким способом сульфонаты с керосином испытаны для получения мицеллярных дисперсий с углеводородной внешней фазой в соответствии с методикой определения способности ПАВ образовывать мицеллярные растворы определенных состава и свойств.

Пример 2 (сравнительный).

По способу-прототипу экстрагируют масловодорастворимые сульфонаты из

300 r их масляного раствора в две стадии.

На первой стадии исходный продукт смешивают с 360 г 40 -ного изопропилового спирта, что соответствует массовому соотношению растворитель:сульФонаты (P:С)=1,2: 1, Экстракцию проводят в цилиндрической делительной воронке емкостью 1 л, внутренним диаметром 80 мм, высотой цилиндрической части 300 мм, помещенной в термостат.

Исходный масляный раствор сульфонатов смешивают с растворителем при .

60-65" С спиральной металлической мешалкой возвратно-поступательного действия в течение 1 мин в два приема через 3 мин,.

С помощью спиральной мешалки в делительной воронке создается диспергирование смеси. Затем смесь отстаивают при той же температуре в течение 2 ч.

После отстаивания смесь разделяют на два слоя: верхний слой - масляная фаза 134,4 г (20,4 мас. ); нижний слой -водно-спиртовой раствор сульфонатов с солями 525,6 г (79,6 мас.ь).

Масляную фазу 134,4 г, содержащую, мас.3: собственно масла 98,2; изопропанол 0,9; сульфонаты 0,6; воду 0,3, подвергают вакуумной сушке при 75-80 С (остаточное давление 80100 мм рт.ст.).

Нейтральные масла после сушки имеют чистоту 99,4 мас.3 и содержат примеси сульфонатов 0,6 мас.3. Цвет масла — желтый.

Вторая стадия.

Сульфонатную фазу с солями в коли" честве 525,6 г смешивают в той же делительной воронке со 1009 -ным изо1163610

Таблица 1

Состав, мас.3 фаза сульфат вода ИПС натрия жировая часть (сульфонаты+ несульфированные масла) 18,2

2,4

О, 02 33,68 48,1

21 7 45,5 30,4

Сульфонатная

Соле вая пропиловым спиртом, взятым в массовом соотношении 0,3:1,0 (растворитель:

,водно-спиртовый раствор сульфонатов) при 50 С с последующим отстаиванием в течение 40 мин, а затем при 35 С в течение 40 мин. В результате отстаивания смесь расслаивается на два слоя: верхний - водно-спиртовый раствор сульфонатов 662,2 r (89,8 мас.3), 10 нижний - насыщенный водно-спиртовый раствор неорганических солей 75,2 r (10,2 мас.4).

Из водно-спиртового раствора сульфонатов 662,2 г отгоняют изопропило" вый спирт при атмосферном давлении ,и при 82-83 С в течение t,5 ч.

После отгонки изопропилового спирта в виде азеотропа с водой (883-ной концентрации) в количестве 303,6 г в куб добавляют керосин в количестве

15 мас.4 от массы водного раствора сульфонатов и отгоняют воду под вакуумом в роторном испарителе (ocTaTQ " ное давление 100-150 мм рт.ст.). 25

После отгонки воды получаемая смесь масловодорастворимых сульфонатов с керосином в количестве 148,1 r содержит, мас.Ф:

ПАВ 56,0 ЗО

Несульфированные углеводороды (масла) 11,4

Керосин 30,0

Вода 2 3

Сульфат натрия 0,3

В табл. 4 приведены сравнительные технические данные по предлагаемому способу и по прототипу.

При выделении масловодорастворимых сульфонатов по примеру 1 применение на первой стадии водного раствора ИПС ниже 70 мас.3 в массовом соотношении к исходному масляному раствору сульфонатов ниже 0,7:1 отрицательно сказывается на качестве вы деленных сульфонатов, увеличивается содержание сульфата натрия в конечном . товарном продукте до 1-2 мас.3. Разделение слоев при отстаивании затруднено нечеткостью границы раздела слоев.

Повышение концентрации изопропилового спирта выше 75 мас.3 и увеличе ние величины массового соотношения его к масляному раствору выше 0,9:1 нецелесообразно из-за того, что на второй стадии потребуется увеличить количество воды для разбавления изопропилового спирта с целью доведения концентрации его в смеси до 30" . °

40 мас. 3, необходимой для отделения сульфонатов от масел. Для этого на второй стадии используют воду в массовом соотношении к исходному спиртовому раствору сульфонатов (0,4О,б)г1

При массовом соотношении воды на второй стадии ниже 0,4:1 концентрация изопропилового спирта будет выше чем 30-40 мас. ь. В этом случае в выделенных маслах содержатся приме" си сульфонатов 2-3 мас. Фвместо

0,6 мас.4;

Технические преимущества предложенного способа по сравнению с прототипом заключаются в уменьшении количества взятого для вкстракции растворителя - изопропилового спирта и соответственно в уменьшении технологических потерь его в процессе экстракции сульфонатов.

1163610

Таблица 2

Фаза

Состав, мас. 3 жировая часть сульфат вода (сульфонаты+ натрия несульфированные масла) ИПС

0,05 13,0 34,95

33,3 54,7, 10,0

52,0

2 0

Таблица 3

Состав, мас.4 фаза

ПАВ масла вода ИПС сульфат натрия

0 6 98 2 0 3 0 9 Нет

14,6 3,0 51,35 31,0 0,05

Таблица 4

При- Способ выделения мер сульфонатов

Количество ИПС (всего), взятого на экстракцию, г.Составитель

Редактор Е. Гиринская Техред fl.йоргентал Корректор Т.Палий

Заказ 4573 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

Сульфонатная

Солевая

Масляная

Сульфонатная

Предлагаемый

2 По прототипу

180, 0-202, 5

286, 0-324, 0

Содержание

ИПС в солевом растворе, мас.4

10,0

30,4

Потери ИПС от исходно го, мас.4

2,2

6,8

Способ выделения масловодорастворимых сульфонатов Способ выделения масловодорастворимых сульфонатов Способ выделения масловодорастворимых сульфонатов Способ выделения масловодорастворимых сульфонатов Способ выделения масловодорастворимых сульфонатов Способ выделения масловодорастворимых сульфонатов 

 

Похожие патенты:

 

Наверх