способ разделения смеси нафтеновых кислот

Формула изобретения

Способ разделения смеси нафтеновых кислот, характеризующийся тем, что водный раствор смеси натриевых солей нафтеновых кислот - мылонафта, концентрации 3-5 М обрабатывают серной кислотой концентрации 3-5 М с контролем рН среды, причем при каждом изменении величины рН на единицу из реакционной массы отделяют выпавший в осадок комплекс нафтеновой кислоты и ее натриевой соли, после чего каждую фракцию продукта растворяют в пятикратном количестве воды для разложения образовавшегося комплекса, затем обрабатывают 3-5 М серной кислотой до рН 1-2 и отделяют нафтеновые кислоты от водного раствора для получения фракций нафтеновых кислот с величинами констант диссоциации рКа=8±1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству нефтепродуктов, а именно нафтеновых кислот и их солей, используемых в качестве растворителей, добавок к бетонам, добавок к горючим, в качестве ростовых веществ.

Состав этих продуктов сложен и не постоянен, так как зависит от места добычи нефти и фракций ее дистилляции. Извлекают нафтеновые кислоты обработкой щелочным раствором нефти и продуктов ее дистилляции в виде сложной смеси натриевых солей (мылонафта). На основе мылонафта получают смесь нафтеновых кислот (асидол). Разделение нафтеновых кислот на фракции практикуется способами дистилляции, экстракции, переводом в сложные эфиры (Наметкин Н.С., Егорова Г.М., Хамаев В.Х. Нафтеновые кислоты и продукты их химической переработки. М.: Химия. 1983. С.51.; Горяева Э.М., Кодовбецкая В.Н., Жанайдарова С.А. А.с. 481594. 25.08.75. БИ.31).

Недостатком этих способов является то, что асидол ввиду своей консистенции не фракционируется, а лишь частично очищается от неомыляемых веществ, фенолов, смол.

Заявителю и авторам неизвестны способы разделения нафтеновых кислот, основанные на осаждении кислот в виде комплексов с их натриевыми солями.

Технический результат предлагаемого способа, заключающийся в том, что благодаря образованию комплексов нафтеновых кислот с их натриевыми солями возможно разделение смеси нафтеновых кислот с близкими химическими и физико-химическими свойствами на фракции нафтеновых кислот с величинами констант диссоциации рКа=8±1, достигается только при осуществлении всей совокупности существенных признаков способа, приведенной ниже. Достижение такого технического результата способа подтверждено только с использованием в качестве исходной смеси - мылонафта (продукта сложного и непостоянного состава, содержащего не только натриевые соли нафтеновых кислот, но и другие дополнительные компоненты); при обработке фракций продукта серной кислотой только до определенного интервала значений рН (1-2) и с использованием стадий отделения нафтеновых кислот от водного раствора каждой фракции продукта.

Технический результат достигается тем, что в способе разделения смеси нафтеновых кислот водный раствор смеси натриевых солей нафтеновых кислот концентрации 3-5 М обрабатывают серной кислотой концентрации 3-5 М с контролем рН среды, причем при каждом изменении величины рН на единицу из реакционной массы отделяют выпадающий в осадок комплекс нафтеновой кислоты и ее натриевой соли, после чего каждую фракцию продукта растворяют в пятикратном количестве воды для разложения образовавшегося комплекса, затем обрабатывают 3-5 М серной кислотой для получения фракций нафтеновых кислот с величинами констант диссоциации рКа=8±1.

Экспериментально было установлено, что в условиях повышенной концентрации смеси натриевых солей нафтеновых кислот 3-5 М при обработке серной кислотой с концентрацией 3-5 М образуются комплексы карбоновых кислот с их натриевыми солями, выпадающие в осадок при рН среды 8-9. В заявляемом случае последовательность образования осадка определяется константами диссоциации кислот: первыми выпадают наиболее слабые кислоты с константами диссоциации рКа 8-9 в комплексе с их солями. Так, нафтеновая кислота с рКа 9 образует комплекс с ее натриевой солью как наиболее сильным основанием (в результате диссоциации на основе слабых кислот образуются соли, представляющие сильные сопряженные основания рКа+рКв=14). По ходу обработки реакционной смеси серной кислотой отделяют узкие фракции продукта с величинами рН среды 9,0; 8,0; 7,0; 6,0. Фракции осадков растворяют в пятикратном количестве воды, а затем обрабатывают 3-5 М серной кислотой до рН 1-2 для извлечения нафтеновых кислот. Полученные таким образом нафтеновые кислоты представляют собой их смеси, близкие по величинам констант диссоциации.

Заявляемые параметры концентраций реагентов, приведенные в формуле, определяются тем, что в растворах с иной концентрацией реагентов комплексы нафтеновых кислот с их натриевыми солями не образуются.

Пример. 100 г мылонафта перемешивают с 100 мл воды, в результате чего образуется водный раствор натриевой соли нафтеновых кислот концентрации 3-5 М, и при потенциометрическом контроле рН среды приливают 3 М серную кислоту. После каждого изменения величины рН на 1,0 приливание серной кислоты приостанавливают и выпавший в осадок продукт отделяют от реакционной массы центрифугированием. Полученные фракции осадков представляют комплексы нафтеновых кислот и их солей состава 1:1. Для разложения комплексов осадки растворяют в пятикратном количестве воды, а затем к растворам добавляют 3 М серную кислоту до рН 1-2. При этом от водного раствора отделяют нафтеновые кислоты в виде вязкого продукта. В результате получают фракции нафтеновых кислот со значениями рКа 8±1. Величины констант диссоциации определяют потенциометрическим титрованием.