從石油磺酸鹽中脫除無機鹽的方法與流程

2023-05-18 02:16:46 1

本發明涉及石油磺酸鹽的精製方法，特別涉及一種脫除磺酸鹽中無機鹽的方法。

背景技術：

石油餾分油經發煙硫酸、硫酸或SO3磺化引進磺酸基團，並被鹼中和的混合物即石油磺酸鹽。此外也可通過重烷基苯磺化合成製備石油磺酸鹽，簡稱合成磺酸鹽。其中磺酸鈉可直接用作油品的防鏽添加劑，也可以通過複分解工藝製成中性石油磺酸鈣、鎂、鋇鹽，並可繼續通過碳酸化反應製成內燃機油清淨劑。隨著經濟發展，機械加工業、汽車業都在不斷發展。這些行業的加工液用量也在不斷增大，同時對添加劑石油磺酸鹽質量標準要求也有所提高，無機鹽的含量要求在0.5％以下，以得到優異的水分散性和溶解性，提高防鏽性及清淨分散性。

由於磺化過程中SO3過量，在鹼中和過程中不可避免的生成一定量的無機鹽。無機鹽的存在會在金屬表面形成鏽點影響石油磺酸鹽的防鏽性能，因此要得到高品質的石油磺酸鹽，必須將這些無機鹽除去。目前，對於石油磺酸鹽中無機鹽，國內外一般均採用加入有機溶劑萃取的方法，來脫除石油磺酸鹽含鹽水溶液中含有的無機鹽，從而達到脫除無機鹽的目的。

CN102020596採用在石油磺酸鹽水溶液中加入有機溶劑，此時無機鹽呈溶解狀態，根據石油磺酸鹽和無機鹽在有機溶劑中溶解度不同進行萃取，實現分相分離。使石油磺酸鹽中存在的無機鹽沉澱出或富集在另一液相中，並使富集鹽的萃餘相中石油磺酸鹽濃度較低，從而達到去除無機鹽，回收、提純石油磺酸鹽的目的。但採用此工藝提純過程時，萃餘相中也會存在一定量的石油磺酸鹽，這樣會造成石油磺酸鹽大量損耗，並且磺酸鹽相中也殘存大量的有機溶劑需要進一步脫除，增加成本。

CN102643216A將石油磺酸鹽水溶液在4℃下冷卻4小時，使無機鹽 結晶析出，抽濾去掉無機鹽。採用此工藝冷卻時間長，磺酸鹽收率僅為60～80％，無機鹽去除率效果也未報導。

CN201410853254.8描述的脫除磺酸鹽中無機鹽方法為在磺酸鹽中加入吸附劑後進行過濾，已達到脫除無機鹽的效果。但其方法需要加入一定量的吸附劑，會增加成本，同時在吸附過程中不可避免的也會吸附一部分磺酸鹽，造成磺酸鹽收率降低。再加上越來越嚴格的環保要求，對於使用後的廢吸附劑如何處理，也是一項比較困難的工作。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種能夠脫除磺酸鹽中無機鹽的方法，可使磺酸鹽中有效組分含量更高，磺酸鹽質量得到提高，同時無機鹽含量降至0.5％wt以下。

本發明的上述目的是這樣實現的，從磺酸鹽中脫除無機鹽的方法，包括如下步驟：

(1)原料油進行磺化後得到酸性油，酸性油在常溫至80℃下進行沉降，每間隔8小時，對沉降中的酸性油進行一次離心酸渣含量測定，若仍有沉澱則繼續進行沉降，直至離心後目測無沉澱則表明酸性油沉降完全；

(2)將沉降完全的酸性油採用噴霧壓縮空氣工藝吹脫或抽真空除去殘餘的SO3氣體，得到抽餘油，產生的氣體通入鹼溶液中吸收；

(3)將抽餘油再進行鹼中和至pH值為7～8，分離磺酸鹽水溶液與殘餘油，此時磺酸鹽水溶液無機鹽含量低於0.5％wt，磺酸鹽水溶液脫水製得磺酸鹽產品。

本發明所述的從磺酸鹽中脫除無機鹽的方法，步驟(2)中，所述噴霧壓縮空氣工藝或抽真空時，溫度優選為常溫～80℃。

本發明所述的從磺酸鹽中脫除無機鹽的方法，步驟(2)中，所述噴霧壓縮空氣工藝的具體條件優選為：壓縮空氣與酸性油進液量的體積比為20～5000:1，脫除過程為瞬時連續反應，直至氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為6.5-7.5時，結束通氣。

本發明所述的從磺酸鹽中脫除無機鹽的方法，步驟(2)中，所述抽真空的具體條件優選為：真空度為0～0.1MPa，抽真空攪拌至無氣泡生成。

本發明所述的從磺酸鹽中脫除無機鹽的方法，步驟(3)中，鹼中和時使用的鹼溶液的濃度優選為5-25wt％，所述鹼溶液最好是氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水溶液。

本發明所述的從磺酸鹽中脫除無機鹽的方法，步驟(1)中，所述沉降的方式最好選自由自然沉降、多面斜板沉降、電場沉降和離心沉降所組成群組中的至少一種。

本發明所述的從磺酸鹽中脫除無機鹽的方法，所述多面斜板沉降具體優選為：在自然沉降的基礎上，在沉降罐中插入一定間距的活性斜板，斜板間距5～50cm，斜板角度為0～90°，斜板高度在0到沉降罐高度之間。

本發明所述的從磺酸鹽中脫除無機鹽的方法，所述電場沉降具體優選為：調節電壓在0～5000V之間進行沉降。

本發明所述的從磺酸鹽中脫除無機鹽的方法，所述離心沉降具體優選為：分離因數100～20000，離心溫度為常溫至70～90℃。

本發明的優點在於：在源頭上遏制磺酸鹽中無機鹽生成，後續工藝中無脫無機鹽步驟。沉降及脫氣過程均不加入任何化學試劑，降低能耗，節約生產成本，工藝簡單，且對環境不產生額外影響。並且採用此方法生產的石油磺酸鹽外觀透明色淺，無機鹽含量降至0.5％wt以下。

具體實施方式

以下通過實施例進一步說明本發明，但本發明並不限於這些實施例。

實施例所採用的磺酸鹽為石蠟基磺酸鹽和環烷基磺酸鹽，磺酸鹽無機鹽含量採用GB/T6366標準。

實施例1石蠟基減二線磺酸鹽脫無機鹽。

將石蠟基減二線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行自然沉降，沉降時間48小時，沉降溫度常溫。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時採用噴霧工藝用壓縮空氣吹脫酸性油中殘餘的SO3氣體，壓縮空氣與酸性油進液量的體積比為5000:1，溫度常溫。氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為6.5時，結束通氣。經過上述處理的酸性油用5％的氫氧化鈉進行中和，中和至溶液pH值為7。此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.47wt％。

實施例2石蠟基減一線磺酸鹽脫無機鹽。

將石蠟基減一線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行自然沉降，沉降時間48小時，沉降溫度50℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時採用噴霧工藝用壓縮空氣吹脫酸性油中殘餘的SO3氣體，壓縮空氣與酸性油進液量的體積比為3000:1，溫度50℃。氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為7時，結束通氣。經過上述處理的酸性油用15％的氫氧化鈉進行中和，中和至溶液pH值為7.5。此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.41wt％。

實施例3石蠟基減二線磺酸鹽脫無機鹽。

將石蠟基減二線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行自然沉降，沉降時間48小時，沉降溫度80℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時採用噴霧工藝用壓縮空氣吹脫酸性油中殘餘的SO3氣體，壓縮空氣與酸性油進液量的體積比為20:1，溫度80℃。氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為7.5時，結束通氣。經過上述處理的酸性油用25％的氫氧化鈉進行中和，中和至溶液pH值為8。此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.38wt％。

實施例4石蠟基減二線磺酸鹽脫無機鹽。

將石蠟基減二線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行沉降。沉降方式為電場沉降，輸出電壓5V，沉降時間48小時。沉降溫度80℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時採用噴霧工藝用壓縮空氣吹脫酸性油中殘餘的SO3氣體，壓縮空氣與酸性油進液量的體積比為1500:1，溫度70℃。氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為7時，結束通氣。經過上述處理的酸性油用5％的氫氧化鉀進行中和。中和至pH值為7，此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.33wt％。

實施例5石蠟基減三線磺酸鹽脫無機鹽。

將石蠟基減三線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行沉降。沉降方式為電場沉降，輸出電壓2500V，沉降時間24小時。沉降溫度60℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時採用噴霧工藝用壓縮空氣吹脫酸性油中殘餘的SO3氣體，壓縮空氣與酸性油進液量 的體積比為500:1，溫度70℃。氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為7時，結束通氣。經過上述處理的酸性油用15％的氫氧化鉀進行中和。中和至pH值為7，此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.29wt％。

實施例6石蠟基減三線磺酸鹽脫無機鹽。

將石蠟基減三線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行沉降。沉降方式為電場沉降，輸出電壓5000V，沉降時間10小時。沉降溫度70℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時將酸性油抽真空攪拌至無氣泡生成，真空度0.1MPa，轉速為270rpm/min。氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為7時，結束通氣。經過上述處理的酸性油用25％的氫氧化鉀進行中和。中和至pH值為7，此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.45wt％。

實施例7環烷基減二線磺酸鹽脫無機鹽。

將環烷基減二線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行沉降。沉降方式為多面斜板沉降，沉降罐直徑100cm，高度200cm，斜板間距5cm，6塊斜板，斜板角度0°，斜板高度100cm，沉降時間24小時，沉降溫度60℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時將酸性油抽真空攪拌至無氣泡生成，真空度0.04MPa，轉速為270rpm/min。氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為7時，結束通氣。經過上述處理的酸性油用5％的氨水進行中和，中和至pH值為7.5。此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.36wt％。

實施例8環烷基減二線磺酸鹽脫無機鹽。

將環烷基減二線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行沉降。沉降方式為多面斜板沉降，沉降罐直徑100cm，高度200cm，斜板間距25cm，6塊斜板，斜板角度45°，斜板高度100cm，沉降時間24小時，沉降溫度60℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時將酸性油抽真空攪拌至無氣泡生成，真空度0.01MPa，轉速為270rpm/min。氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為7時，結束通氣。經過上述處理的酸性油用15％的氨水進行中和，中和至pH值為7.5。此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.49wt％。

實施例9環烷基減二線磺酸鹽脫無機鹽。

將環烷基減二線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行沉降。沉降方式為多面斜板沉降，沉降罐直徑100cm，高度200cm，斜板間距50cm，6塊斜板，斜板角度90°，斜板高度100cm，沉降時間24小時，沉降溫度50℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時將酸性油抽真空攪拌至無氣泡生成，真空度0.01MPa，轉速為270rpm/min。氣體出口用溼pH試紙檢測至pH為7時，結束通氣。經過上述處理的酸性油用25％的氨水進行中和，中和至pH值為7.5。此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.44wt％。

實施例10環烷基減一線磺酸鹽脫無機鹽。

將環烷基減一線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行沉降。沉降方式為離心沉降，分離因數100，離心溫度為90℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時將酸性油抽真空攪拌至無氣泡生成，真空度0.04MPa，轉速為270rpm/min。經過上述處理的酸性油20％的氫氧化鈉進行中和。中和至pH值為7，此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.35wt％。

實施例11環烷基減二線磺酸鹽脫無機鹽。

將環烷基減二線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行沉降。沉降方式為離心沉降，分離因數10000，離心溫度為70℃。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時採用噴霧工藝用壓縮空氣吹脫酸性油中殘餘的SO3氣體，壓縮空氣與酸性油進液量的體積比為1500:1，溫度70℃。經過上述處理的酸性油20％的氫氧化鈉進行中和。中和至pH值為7，此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.28wt％。

實施例12環烷基減二線磺酸鹽脫無機鹽。

將環烷基減二線原料油與氣體三氧化硫進行磺化，磺化後的酸性油進行沉降。沉降方式為離心沉降，分離因數20000，離心溫度為常溫。酸渣沉降完全後，酸性油顏色呈清亮的棕紅色。此時採用噴霧工藝用壓縮空氣吹脫酸性油中殘餘的SO3氣體，壓縮空氣與酸性油進液量的體積比為3000:1，溫度70℃。經過上述處理的酸性油10％的氫氧化鈉進行中和。中 和至pH值為7，此時將磺酸鹽水溶液按照GB/T6366-92標準進行無機鹽分析，無機鹽含量為0.24wt％。

當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明的保護範圍。