177119. lajstromszámú szabadalom • Eljárás speciális petróleum-szulfonát előállítására
3 177119 4 ben nem oldódó anyagokat képesek stabilis kolloid oldatban tartani, szolubilizálni. Például vízben szénbiidrogének, vagy szénhidrogénekben víz „oldását” tehetik lehetővé. A petróleum-szulfonátokat - hasznosítva határfelületi feszültséget csökkentő, nedvesítő, emulgeáló, diszpergáló és szolubilizáló tulajdonságukat — kiterjedten alkalmazzák motorolaj-adalékok, fúrási és kőolajtermelési segédanyagok, flotálószerek, fémmegmunkáló-olajok és zsírtalanító készítmények, korróziós inhibitorok, bőr- és textilipari kikészítő illetve emulgeáló anyagok előállítására. A fenti célokra úgyszólván kizárólag a mahagónisavakból előállított szulfonátokat használják (KIRK— OTHMER: Encycl. Chem. Techn., John Wiley a. Sons Inc., 1969, 19. kötet, 296.), míg a keletkező savgyanta a gyártás jelentős tehertételét jelenti. Hasznosításáról vagy megsemmisítéséről környezetvédelmi szempontból is okvetlenül gondoskodni kell. A savgyanta mennyisége a felhasznált alapanyagtól és a szulfonálás módjától függően a mahagonisavakból előállított terméknek jó esetben felét, de inkább többszörösét teszi ki. Az irodalomban említett felhasználási lehetőségek például: a bitumenbe keverés (ANTONISIN, V. I.: Him. Tehnol. Topliv i Maszel, 20. kötet, 7. szám, 24—27. [1975]) vagy a kationcserélőgyanta-előállítás (400 614. lajstromszámú szovjet szabadalom) nem jelent akkora igényt, amely a mahagoni-szulfonátok előállítása mellett keletkező savgyanta mennyiséget hasznosítani képes. A megsemmisítést szolgáló megoldások — például a 2 241 524. lajstromszámú NSzK-beli szabadalomban leírt, mész és cement felhasználásával dolgozó eljárás, vagy a 102 403. lajstrom számú NDK-beli szabadalomban ismertetett a vizes hamuoldatos semlegesítést és a biológiai derítést összekapcsoló eljárás — költséges berendezések létesítésével és további technológiai műveletekkel terhelik a szulfonát előállítást. De ugyanez vonatkozik a gyakorlatban legtöbbször alkalmazott megsemmisítésre, a savgyanta elégetésére (HIXON, F. E.: Chem. a. Ind. 332—340. [1959]), még akkor is, ha az égetésnél fejlődő hőt hasznosítják, a keletkező kén-dioxidot felhasználják. Ugyanekkor a fokozódó kereslet hatására az eredetileg melléktermékként (például a fehérolaj- és a transzformátorolaj-gyártásnál) keletkező petróleum-szulfonát jelenleg elsőrendű céltermékké lépett elő, sőt a kőolajtermékekből közvetlenül előállítható mennyiségének a növelésére költséges megoldást javasolnak. Például az alapolaj nafténes vegyületeinek dehidrogénezése a szulfonálható aromások mennyiségének a növelésére (BROWN, T. F., MATHEWS, P.: Fifth World Petr. Cong., Sect. III., Fifth World Petr. Cong. Inc., 1959., 197-207.). Felismertük a szulfonálási eljárás olyan megoldását, amelynél a keletkező savgyantát a cél termékben hasznosítjuk, vagyis a szulfonálásnál keletkező mahagóni- és zöldsavakat együttesen felhasználva alakítjuk ki a kívánt minőségű petróleum-szulfonát terméket. Ezzel körülbelül megkétszerezzük az alapanyagból előállítható petróleum-szulfonát mennyiségét és egyben megszüntetjük a savgyanta megsemmisítésének a szükségességét. A petróleum-szulfonátok sajátosságai (például: a szolubilizálóképesség vagy a határfelületi feszültséget csökkentő hatása) erősen függ az alapanyagtól. így például: két különböző viszkozitású alapolajból- orsó- és középolajból - kapott petróleum-szulfonát (mahagoni-szulfonát) meghatározott arányú összekeverésével lehet a megfelelő szolubilizálóképességet beállítani (2. példa, 2. ábra). Felismertük, hogy a megfelelő minőség úgy is biztosítható, hogy a nagyobb viszkozitású alapolajból (középolajból) előállított mahagoni-szulfonátot az előállítás során mellette képződő és az egyébként megsemmisítendő savgyantában található zöldsavakból előállított szulfonáttal keverjük a kisebb viszkozitású olajból (orsóolajból) készített mahagoni-szulfonát helyett. Továbbá felismertük, hogy az alapolaj viszkozitásának alkalmas megválasztásával biztosítható, hogy a mahagóni- és zöldsavak képződési aránya megegyezzen azzal a keverési aránnyal, amely a megfelelő minőség eléréséhez szükséges, azaz a szulfonálás folyamán keletkező teljes savgyanta mennyiséget keverőkomponensként hasznosítsuk. A felismerés szerinti eljárás lényege a savas olaj, valamint a savgyanta felületaktív anyagának (mahagóni- és zöldsavak) együttes hasznosítása, így nem korlátozódik az eljárás az együttes feldolgozásra, hanem a savas olaj és a savgyanta hatóanyagának külön-külön feldolgozásával és utólagos összekeverésével is végezhető. A találmány tárgya tehát eljárás petróleum-szulfonát előállítására az alapanyag szulfonálásával, lúggal való kezelésével és a keletkezett szulfonát dúsításával, amelynek során az alapanyagot 20—80 °C-on - előnyösen 40—60 °C-on - reagáltatjuk 5—10 térfogat% kén-trioxidot és 90—95 térfogat% - szulfonálás tekintetében inert - gázt tartalmazó gázeleggyel egy- vagy több lépésben. Az eliá rásra az jellemző, hogy az 50°C-on 14—30 mm2/- előnyösen 19-15 mm2/s - viszkozitású, U\ spektrométerrel meghatározva 15—50tömeg% aromástartalmú alapolajat, amelynek aromástartalmában a kétgyürűs/egygyűrűs illetve a többgyűrűs/egygyűrűs vegyületek tömegaránya 0,6, illetve 0,21 - előnyösen 0,5, illetve 0,15 - alatt van, a kén-trioxid-tartalmú gázelegy olyan mennyiségével reagáltatjuk, hogy az összes kén-trioxidnak az aromás vegyületekre vonatkozó tömegaránya 0,6—0,8 — előnyösen 0,65-0,75 - legyen és ezt a kén-trioxid mennyiséget annyi szulfonálási lépésben reagáltatjuk, hogy a kén-trioxid mennyisége egyik reakcióelegyben se legyen több mint az alapolaj 20tömeg%-a - előnyösen 10 tömeg%-a, - majd a reagáltatás során keletkező savas olajat és savgyantát együtt vagy elválasztás után külön-külön 30-65 °C-on — előnyösen 45—55 °C-on - 8 feletti pH-ra lúgosítjuk nátrium-hidroxid vízzel és izopropil-alkohollal készült oldatával, amelyben a nátrium-hidroxidnak, víznek és izopropil-alkoholnak a savas olaj és a savgyanta együttes tömegére vonatkoztatott mennyisége rendre 4-12, 70-85, 5-20 tömeg%, a meglúgosítás után elkülönülő olajat elválasztjuk és a szulfonátoldatot- amennyiben a savas olaj és a savgyanta lügosítása külön történt, egyesítés után — adott esetben önma-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
