202574. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hamumentes kőolajipari detergáló és/vagy emulgeáló tulajdonságú adalékkompozíció előállítására
1 HU 202 574 B 2 A találmány tárgya eljárás kőolajtermékekben oldhatatlan, illetve rosszul oldódó komponensek vagy szennyező anyagok diszpergálására és/vagy emulgeálására szolgáló adalékkompozíciók előállítására. Ismeretes, hogy a kőolajtermékek minőségének javítása céljából - elsősorban a motorolajokba és a motorhajtóanyagokba - adalékként detegenseket kevernek. A detergensek feladata, hogy a termékből hő hatására vagy a tartós tárolás során kiváló gyantás anyagot, mechanikai szennyezéseket, égéstermékeket stb. kolloid oldat formájában oldatban tartsák. A gyantaképződésre és polimerizációra hajlamos anyagok mennyisége a kőolajtermékekben az intenzív feldolgozás - krakkolás, maradékfeldolgozás, pirolízistermékek felhasználása stb. - hatására növekszik [Eckhardt H.: Additives, Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1969; Vámos E.: Elméleti kenéstechnika (Tribológia), Tankönyvkiadó, Budapest, 1969-1970], Ismeretes az is, hogy alternatív (nem szénhidrogén típusú) hajtó- és tüzelő/fűtőanyagok előállítására gyakran alkalmaznak szénhidrogénben nem vagy rosszul oldódó komponenseket, így pl. vizet, metanolt, etanolt stb. Ezeknek az anyagoknak kolloid oldatba viteléhez emulgeátorokat alkalmaznak [Ihara: Nippon Hakuyo Kikan Gakkaishi 15.1. 483 (1980)]. A gyakorlatban a legnagyobb jelentőségük a „víz-az-olajban” típusú emulzióknak van. Emulgeátorokat és detergenseket alkalmaznak a kenőolajtermelés és feldolgozás során is néhány speciális esetben, és alkalmazhatók pl. a fáradtolajok fűtőolajokba való keverése esetén is. Az emulgeáotorok és detergensek amfipatikus, esetenként fémtartalmú, felületaktív szerves vegyületek. Ezeknek a vegyületeknek emulgeáló és a detergáló funkciója az esetek többségében egymástól elválaszthatatlan. Ezeknek a vegyületeknek a hatása azon alapszik, hogy termodinamikailag stabilis, asszociációs kolloid oldatokat képeznek abban az esetben, ha a koncentrációjuk a minimális küszöbértéket, vagyis a kritikus micella koncentrációt (c-m-c) meghaladja A c-m-c-nél nagyobb koncentrációban ezek a vegyületek képesek - mintegy „bezárni”, ezáltal oldatban tartani a szénhidrogénekben rosszul oldódó gyantás anyagokat, vizet, metanolt, illetve más, szénhidrogénekben oldhatatlan anyagokat (Kulijev: Kenőolaj és üzemanyag adalékok kémiája és technológiája, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1976,93. oldal). A detergenseknek és az emulgeátoroknak még számos kedvező hatása lehet, így például határfelületi feszültséget csökkentő hatásuk révén javítják a porlasztást, jegesedésgátló, korróziós inhibitor, dermedéspontcsökkcntő stb. hatást fejthetnek ki (Nyikityina, Korszakova, Akimov: Razrabotka i isszlédoványie mnogofunkcionálnüh priszadok k avtomobilnüm benzinam. II. Mezsdunarodnüj Szimpózium „Priszakki k toplivam” 1978. Moszkva; 8 358 493, 4 142 866 és 4 104 177 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmak). Az alkil-amin típusú detergensek hatásos antioxidánsként is ismeretesek (Kulijev: a már idézett szakirodalmi hely, 302. oldal). A detergenseknek és emulgeátoroknak két alapvető típusát különböztetjük meg. Az egyik csoportba a fémtartalmú vegyületek tartoznak, amelyek fémorganikus vegyületek - például szerves savak, szulfonsavak fémsói - lehetnek. A másik csoportba a fémet nem tartalmazó, úgynevezett hamumentes anyagok tartoznak (Juhász Éva, Lelkesné Erős Mária: Felületaktív anyagok zsebkönyve - Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1979; Kulijev: a már idézeu szakirodalmi hely). Az adalékként alkalmazott hamumentes vegyületek között elterjedten alkalmazzák a nitrogéntartalmú szerves vegyületckeL Ezek lehetnek aminok, savamidok, N-tartalmú polimerek, kopolimerek, nagymolekulájú, N-tartalmú, kondenzált vegyületek, valamint ammóniumsók (Kulijev: a már idézett szakirodalmi hely, 295. oldal). Más megoldást véd a 3 090 796 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalom, amely szerint adalékként 6-20 szénatomszámú karbonsavak sóit, valamint epikklórhidrin és 12-40 szénatomszámú alifás aminok kondenzációs termékeit alkalmazzák üzemanyagokban az Uledékképződés csökkentésére. Nyikityina, Korszakova és Akimov (II. Mezsdunarodnüj Szimpózium „Priszadki k Toplivam” 1978, Moszkva) többfunkciós-detergáló, jegesedésgátló, antikorróziós - tulajdonságú adalékot állították elő kőolajból származó természetes szerves savak (természetes zsírsavak) és különböző szerves aminok reakciótermékeiből, amelyek lehetnek savamidok és sóik egyaránt Ezen anyagok különböző arányú elegyéből előállítottak olyan tenzideket, amelyek hatásosan képesek szolubilizálni az ásványolajtermékekből képződő gyantás üledékeket Nemionos felületaktív anyagként ismeretesek és kereskedelmi forgalomban is kaphatók hosszabb szénláncú zsírsavak mono- és/vagy dietanol-aminnal képezett amid-vegyületei. (Kókuszzsírsav-monoetanol-amid „Kondensat”, „Komperlan 100”, sztearinsav-monoetanol-amid „Komperlan HS”, laurinsav-dietanol-amid „Telamid DL” stb.). Az előállításukra szolgáló reakciók első lépéseként zsírsav-alkanol-amin-só képződik, amely a továbbiakban vízvesztéssel alakul zsfrsav-alkanol-amiddá (Juhász Éva, Lelkesné Erős Mária: a már idézett szakirodalmi hely, 109. oldal). Nyikityina és munkatársai [Himia i Technológia Topliv i Maszel 9.40 (1980)] zsírsav/szerves amin addíciós detergenseket (sókat) állítottak elő kőolajtermékekhez és a reakcióidő változtatásával próbálták a kitermelést és az adalék tisztaságát, valamint hatékonyságát növelni. Azt tapasztalták, hogy csak akkor keletkezett kielégítően emulgeáló termék, ha különböző zsírsavakból gyártott adalékokat összekevertek; vagyis adalékcsomagot használtak fel az adott alkalmazástechnikai célra. Célul tűztük ki olyan eljárás kidolgozását, amelynek segítségével egy technológiai művelettel, tehát a nyert különböző termékek utólagos összekeverése nélkül, állíthattunk elő olyan zsírsav/szerves amin típusú anyagokat, amelyek detergáló és emulgeáló hatásukban felülmúlják az eddig előállított elegyeket. Kísérleteinkhez kiindulási anyagként 5-60 - célszerűen 10-50 - szénatomszámú zsírsavak elegyét vagy paraffin anoxidátot (paraffin oxidálásával készített zsírsavelegyet) és aminokat használtunk. Az acilezést 0- 300 'C-on és 0,5-10 óra alatt végeztük. Sok kísérlet után azt tapasztaltuk, hogy az előállított tennék sokkal kedvezőbb tulajdonságú, ha nem törekszünk teljes konverzióra, hanem a folyamatot a rendszer hűtésével megfelelő időpontban befagyasztjuk. A reakció befagyasz5 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
