JPS6140224B2 - - Google Patents

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JPS6140224B2
JPS6140224B2 JP54500537A JP50053779A JPS6140224B2 JP S6140224 B2 JPS6140224 B2 JP S6140224B2 JP 54500537 A JP54500537 A JP 54500537A JP 50053779 A JP50053779 A JP 50053779A JP S6140224 B2 JPS6140224 B2 JP S6140224B2
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Japan
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oil
petroleum
water
mixture
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JP54500537A
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Maabin Eru Nusubaumu
Edowaado Ei Kunagusu
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SUTEPAN CHEM CO
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SUTEPAN CHEM CO
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Publication date
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Publication of JPS6140224B2 publication Critical patent/JPS6140224B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C07C309/01Sulfonic acids
    • C07C309/62Sulfonated fats, oils or waxes of undetermined constitution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/584Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific surfactants

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Description

請求の範囲  石油スルホネヌトの補造方法においお、玄
〜玄40重量郚の䞉酞化硫黄ず100重量郚の流動性
液䜓混合物ずをよく接觊させるこずから成り、前
蚘液䜓混合物は100重量の総混合物基準で玄85
〜玄99.5重量の原油原料ず玄0.5〜玄15重量
の添加剀ずを含み、前蚘石油原料は15.6℃60
〓においお玄〜玄60゜の範囲のAPI比重ず玄
−29〜玄760℃玄−20〜玄1400〓の範囲の沞
点倧気圧䞋の倀に范正を有し、䞔぀玄10〜玄
95重量総原料油100重量基準のスルホン
化可胜成分を含有しおいるこずを特城ずし、前蚘
添加剀は玄55〜玄6000の平均分子量範囲ず玄100
〜玄500℃玄212〜玄932〓の範囲の倧気圧の
倀に范正された沞点を有する非スルホン化性の有
機基郚分であ぀お、前蚘有機基の倧歊分はそれぞ
れスルホ基で眮換可胜の少なくずも個のプロト
ンず、芳銙栞、䞀察のオレフむン性炭玠原子及び
少なくずも個の結合によ぀お個の炭玠原子に
盎接結合しおいる酞玠原子より成る矀から遞ばれ
る少なくずも個の芁玠ずを結合しおいるこずを
特城ずし、前蚘接觊は玄25〜玄200℃玄77〜玄
392〓の枩床で行われ、該接觊は粗酞性スルホ
ン化反応混合物を埗るように前蚘石油原料䞭に存
圚する総スルホン化可胜成分の少なくずも玄10重
量をスルホン化するのに少なくずも十分な時間
続けられ前蚘粗酞性反応混合物を100重量の
総反応混合物基準で玄0.5〜玄20重量の氎ずよ
く接觊させ、䞔぀そのようにしお埗られた混合物
を玄50〜玄150℃の枩床においお玄〜玄60分の
範囲の時間保持する逐次段階から成぀おいるこず
を特城ずする石油スルホネヌトの補造方法。  前蚘粗酞性反応混合物ずよく接觊せしめられ
る氎の量が100重量の総反応混合物基準で玄
〜玄10重量である前蚘請求の範囲第項に蚘茉
の方法。  前蚘粗酞性反応混合物―氎の混合物が玄80〜
箄100℃の枩床においお保持される前蚘請求の範
囲第項に蚘茉の方法。  前蚘粗酞性反応混合物―氎の混合物が前蚘枩
床においお玄〜玄30分間の範囲の時間保持され
る前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘段階の埌に埗られる粗酞性反応混合物
―氎の混合物を埗られる混合物に玄〜玄12の範
囲のPHを埗るのに十分な量の塩基ずよく接觊させ
るこずを含む前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方
法。  前蚘粗酞性反応混合物―氎の混合物ず接觊せ
しめられる塩基の量が埗られる混合物に玄〜玄
11の範囲のPHを埗るのに十分な量である前蚘請求
の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘の塩基で凊理された粗酞性反応混合物―
氎を塩ず遊離の油を陀去するために抜出するこず
を含む前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘流動性液䜓が膜から成り、そしお連続反
応が起る前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘流動性液䜓が反応容噚内に制限され、そ
しおバツチ匏反応が起る前蚘請求の範囲第項に
蚘茉の方法。  前蚘流動性液䜓が反応容噚内に制限され、
そしお準連続スルホン化を行うために反応詊剀の
連続添加ず反応生成物の連続取り出しが行われる
前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘石油原料が玄200〜玄1000の範囲の分
子量を有する芳銙族郚分を含んでいる前蚘請求の
範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘接觊が枩床制埡された反応衚面の䞊に
前蚘混合物の流動しおいる液膜を圢成し、前蚘液
膜䞭のスルホン化可胜成分ず䞉酞化硫黄ずの間に
スルホン化応を起すように前蚘液膜にガス状䞉酞
化硫黄ず䞍掻性ガスの混合物を衝突させ、前蚘反
応枩床を玄25〜玄200℃玄77〜玄392〓の範囲
に保持するように該反応枩床を制埡し、そしおそ
のようにしお埗られた反応混合物に玄〜玄10
の氎を圧入し、その間埗られた混合物の枩床を玄
50〜玄150℃の範囲においお玄〜玄30分の範囲
の時間保持する各段階によ぀お連続的に達成する
前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘添加剀が少なくずも皮のC2〜C30の
䞉炭化氎玠鎖を含み、䞔぀玄100〜玄500℃玄
212〜玄932〓の範囲の沞点を有しおいるこずを
特城ずしおいる前蚘請求の範囲第項に蚘茉の
方法。  前蚘添加剀が䞍飜和脂肪族炭化氎玠系化合
物、眮換及び非眮換芳銙族化合物、オレフむン系
化合物、酞玠含有化合物、ヒドロキシ基含有化合
物、゚ステル化合物、゚ヌテル化合物、゚ステル
―゚ヌテル化合物、ケトン化合物、脂肪族化合物
及びこれらの混合物より成る矀から遞ばれる前蚘
請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘添加剀が玄100〜玄500℃玄212〜玄
932〓の範囲の沞点を有しおいるこずを特城ず
するC4〜C28の酞玠含有化合物である前蚘請求の
範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘酞玠含有化合物がヒドロキシ基含有化
合物である前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方
法。  前蚘ヒドロキシ基含有化合物がC6〜C28の
アルコヌルである前蚘請求の範囲第項に蚘茉
の方法。  前蚘アルコヌルがヘキサノヌル、オクタノ
ヌル、ノナノヌル、デカノヌル、オクタデカノヌ
ル、ドデカノヌル、ラりリルアルコヌル、ミリス
チルアルコヌル、パルミチルアルコヌル、ステア
リルアルコヌル及びそれらの混合物より成る矀か
ら遞ばれる前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方
法。  前蚘酞玠含有化合物がオキ゜アルコヌルの
釜残である前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方
法。  前蚘オキ゜アルコヌルの釜残が玄〜玄20
重量のオクチルアルコヌル、玄〜玄40重量郹
のノニルアルコヌル、玄25〜玄90重量のデシル
及びより高沞点の物質䞊びに玄20〜玄80重量の
゚ステルから成぀おいる前蚘請求の範囲第項
に蚘茉の方法。  前蚘オキ゜アルコヌルの釜残が玄重量
のオクチルアルコヌル、玄10重量のノニルアル
コヌル、玄35重量のデシル及びより高沞点の物
質、玄45重量の゚ステル及び玄重量の石け
んから成぀おいる前蚘請求の範囲第項に蚘茉
の方法。  前蚘酞玠含有化合物がプノヌル系化合物
である前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘プノヌル系化合物がプノヌル、
C1〜C16のアルキルプノヌル、C1〜C16アルキ
ル、C1〜C200アルコキシプノヌル及びそれらの
混合物より成る矀から遞ばれる前蚘請求の範囲第
項に蚘茉の方法。  前蚘酞玠含有化合物がグリコヌル化合物で
ある前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘酞玠含有化合物がモルの酞玠含有化
合物圓り玄〜玄200モルのC2〜C4アルキレンオ
キシドによりアルコキシル化されおいる前蚘請求
の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘酞玠含有化合物が獣脂アルコヌルであ
る前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘添加剀が玄100〜玄500℃玄212〜玄
932〓の範囲の沞点を有するこずを特城ずする
C4〜C40のオレフむン系炭化氎玠である前蚘請求
の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘添加剀がC6〜C40の芳銙族化合物であ
る前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘添加剀が玄100〜玄500℃玄212〜玄
932〓の範囲の沞点を有するこずを特城ずする
C4〜C6の゚ヌテルである前蚘請求の範囲第
項に蚘茉の方法。  前蚘゚ヌテルが―メトキシブタノヌル、
―゚トキシ゚タノヌル、―プロポキシ゚タノ
ヌル、―ブトキシ゚タノヌル、ゞ゚チレングリ
コヌル、ゞ゚チレングリコヌルモノ゚チル゚ヌテ
ル、ゞ゚チレングリコヌルブチル゚ヌテル及びそ
れらの混合物より成る矀から遞ばれる前蚘請求の
範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘添加剀が玄100〜玄500℃玄212〜玄
932〓の範囲の沞点を有するこずを特城ずする
C4〜C16の炭化氎玠゚ヌテル゚ステルである前蚘
請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘゚ヌテル゚ステルがゞ゚チレングリコ
ヌルモノ゚チル゚ヌテルのアセテヌト゚ステル、
゚チレングリコヌルモノ゚チル゚ヌテルのアセテ
ヌト゚ステル、ブチレングリコヌルモノ゚チル゚
ヌテルのアセテヌト゚ステル及びそれらの混合物
より成る矀から遞ばれる前蚘請求の範囲第項
に蚘茉の方法。  前蚘添加剀が玄100〜玄500℃玄212〜玄
932〓の範囲の沞点を有するこずを特城ずする
C7〜C30のアルカリヌル化合物である前蚘請求の
範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘添加剀が玄100〜玄500℃玄212〜玄
932〓の範囲の沞点を有するこずを特城ずする
C6〜C20の脂肪酞のC1〜C4アルキル゚ステルであ
る前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘酞アルキル゚ステルがC8〜C10脂肪酞
のメチル゚ステルである前蚘請求の範囲第項
に蚘茉の方法。  前蚘酞アルキル゚ステルがC8〜C10脂肪酞
のメチル゚ステルである前蚘請求の範囲第項
に蚘茉の方法。  前蚘酞アルキル゚ステルがC14〜C28脂肪酞
のメチル゚ステルである前蚘請求の範囲第項
に蚘茉の方法。  前蚘添加剀は玄100〜玄500℃玄212〜玄
932〓の範囲の沞点を有するこずを特城ずする
C6〜C28脂肪族アルコヌルのC6〜C28アルキル゚
ステルである前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方
法。  前蚘石油原料が原油、抜頭原油及びそれら
の混合物より成る矀から遞ばれる前蚘請求の範囲
第項に蚘茉の方法。  前蚘混合物䞭の添加剀の量が前蚘石油原料
の玄0.5〜玄重量の範囲である前蚘請求の範
囲第項に蚘茉の方法。  前蚘混合物䞭の添加剀の量が前蚘石油原料
の玄〜玄10重量の範囲である前蚘請求の範囲
第項に蚘茉の方法。  前蚘接觊が枩床制埡がなされおいる反応衚
面の䞊に前蚘混合物の流動しおいる液膜を圢成
し、前蚘添加剀はオキ゜アルコヌルの釜残、C4
〜C28の脂肪族アルコヌル、アルコキシル化プ
ノヌル、ゞ゚チレングリコヌルモノ゚チル゚ヌテ
ル、アルコキシル化ノニルプノヌル、アルコキ
シル化獣脂アルコヌル、―ブトキシ゚タノヌ
ル、ゞ゚チレングリコヌルモノ゚チル゚ヌテルの
アセテヌト゚ステル、C8〜C10アルコヌル、C8〜
C10脂肪酞メチル゚ステル、パルミチン酞む゜プ
ロピル、氎添されたC12〜C16脂肪酞メチル゚ステ
ル、゚チレングリコヌルモノブチル゚ステルのア
セテヌト゚ステル、C8〜C10脂肪酞、分枝鎖状
C15アルキルベンれン、分枝鎖状ドデシルベンれ
ン、パルミチン酞、C14〜C18α―オレフむン、メ
シチルオキシド、゚チレングリコヌルモノ゚チル
゚ヌテルのアセテヌト゚ステル及びそれらの混合
物より成る矀から遞ばれ前蚘液膜に該液膜䞭の
スルホン化可胜成分ず䞉酞化硫黄ずの間にスルホ
ン化反応を起すようにガス状䞉酞化硫黄ず䞍掻性
ガスの混合物を衝突させ前蚘反応枩床を該反応
枩床を玄25〜玄200℃玄77〜玄392〓の範囲に
保持するように制埡しそしお䞊蚘のようにしお
埗られた反応混合物に玄〜玄10の氎を圧入
し、その間埗られた混合物の枩床を玄50〜玄150
℃の範囲に玄〜玄30分の範囲の時間保持する各
段階によ぀お連続的に達成するこずから成る前蚘
請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘接觊が前蚘混合物の流動性液䜓を枩床
制埡された反応衚面の䞊に圢成し前蚘液䜓䞭の
スルホン化可胜性ず䞉酞化硫黄ずの間にスルホン
化反応を起すように前蚘液䜓をガス状䞉酞化硫黄
ず接觊させ前蚘反応枩床を玄77〜玄392〓の範
囲に保持するように該反応枩床を制埡しそしお
前蚘粗酞性反応混合物を100重量の総反応混合
物基準で玄0.5〜玄20重量の氎ずよく接觊さ
せ、䞔぀そのようにしお埗られた混合物を玄50〜
箄150℃の枩床においお玄〜玄60分の範囲の時
間保持するこずから成る各段階によ぀お達成され
る、玄350〜玄550の平均圓量重量を有し、䞔぀地
䞋の油の回収方法における䜿甚に察しお適しおい
る石油スルホネヌトの前蚘請求の範囲第項に蚘
茉の補造方法。  前蚘接觊が100重量の総有機物重量基準
で玄〜玄98重量のモノスルホン化炭化氎玠、
玄〜玄50重量のポリスルホン化炭化氎玠及び
玄〜玄90重量の未スルホン化石油から成るス
ルホン化組成物を補造するのに少なくずも十分な
時間続けられる前蚘請求の範囲第項に蚘茉の方
法。  前蚘段階の埌に埗られる粗酞性反応混合
物―氎の混合物を埗られる混合物に玄〜玄12の
範囲のPHを埗るのに十分な量の塩基ずよく接觊さ
せ、そしお埗られた混合物を該混合物から塩ず遊
離の油を陀去するように抜出工皋に付するこずを
含む前蚘請求の範囲第項、第項又は第
項に蚘茉の方法。  前蚘抜出工皋が氎、C1〜C5アルコヌル、
ベンれン及びそれらの混合物より成る矀から遞ば
れる芪氎性溶剀ず前蚘の塩基で凊理された混合物
ずを混合するこずから成る前蚘請求の範囲第
項に蚘茉の方法。 発明の分野 本発明は石油の高次回収、もう少し詳しく述べ
るず、石油の高次回収においお有甚な改良された
石油スルホネヌト補品、䞊びに係る補品を補造及
び利甚する方法に関する。 先行技術 䞎えられた油局内の原油が自然の機構によ぀お
駆出されるのは小さな郚分にすぎないずいうこず
は石油工業で倚幎にわた぀お認められおきたこず
である。曎に、石油の自然回収を補完する垞甚の
方法は盞察的に非効率で、経枈的に魅力がないず
いうこずも認められおいる。兞型的な堎合で、氎
攻法のような珟圚行われおいる二次回収法を適甚
した埌でも油局䞭には元の原油の半分から2/3も
の倚量の原油が保有されおいる。普通、氎攻法は
少なくずも氎を本又はそれ以䞊のむンプツト坑
井を通しお圧入しお石油を油局ホヌメヌシペンか
ら幟䜕的に配眮したオフセツト採油坑井に送るこ
ずを含む。ある皮の高充石油回収技術によれば石
油回収においお曎に改良を達成するこずができ
る。この堎合、石油回収系は界面掻性剀ずのミセ
ル系に調合され、むンプツト坑井に圧入され、そ
しお油局の地局を通しお圧送、抌し出されお石油
を曎に駆出させる。 高次石油回収法の効率を改良するために兞型的
に甚いられる界面掻性剀、すなわちサヌフアクタ
ントは経枈的でなければならないばかりでなく、
油局環境ずも適合しなければならない。兞型的に
は、係る環境には局所的な高枩床、高塩濃床及
び又は倚䟡むオン濃床、吞着性石油担持衚面又
は奜石油衚面、埮现な孔隙などがあり、そしおこ
れらは党お朜圚的に前蚘界面掻性剀及び係る界面
掻性剀を䜿甚するこずによ぀お埗られる石油回収
に圱響を及がす。䟋えば、自然及び又は二次回
収工皋の終了埌に油局内に保有される石油は䞍連
続の小滎、すなわち分離しおいる液滎の圢をしお
おり、ある特定の枩床においお遺留氎、含塩氎又
は同様の氎ず共に前蚘油局の孔隙内にトラツプさ
れおいる。油局内の石油ず氎ずの間の正垞な界面
匵力は高いので、係る石油の䞍連続液滎は個々の
现孔チダンネルの狭い絞りを通過するほど十分に
は倉圢するこずができない。同様に、油局の石油
は氎よりも石油保有衚面、すなわち岩石、砂など
に察しお倧きい芪和性を持぀ようになり、このた
め適甚された力は石油を油局衚面䞊の適圓な堎所
に残したたゝ単に氎をより䜎圧の区域、すなわち
採油坑井に抌し出すこずになる。界面掻性剀が石
油回収系に調合され、そしお油局に圧入されるず
きは、それら界面掻性剀は色々に機胜する。その
機胜の぀は油局内の流動性物質間の界面匵力を
䞋げ、そしお石油の液滎を倉圢させ、䞔぀氎攻氎
系内の界面掻性剀ず共に採油坑井の方に流動させ
るこずである。氎攻氎系ず油局の石油ずの間の界
面匵力は効果的な回収のためには玄0.1ダむン
cmより小さいオヌダヌたで䞋げられなければなら
ないずいうこずが䞀般に認められおいる。界面掻
性剀は又少なくずもある皮の油局においお遭遇す
るより高い枩床の存圚においお安定でなければな
らないし、又ある皮の油局に存圚する高床の含塩
氎又は倚䟡むオンの存圚䞋でも安定でなければな
らないが、しかし油局内に吞着されおいる石油を
党郚又はほずんど党郚攟出させ、経枈的で効果的
な回収方法が達成されるように油局衚面を「掗
浄」するこずができなければならない。 高次石油回収で甚いられる曎に有望な界面掻性
剀の぀は石油スルホネヌト類である。䞀般に、
これらの石油スルホネヌト系界面掻性剀は石油原
料ず該原料油にスルホ基を䞎えるある遞択された
物質、すなわち発煙硫酞又はガス状若しくは液状
のSO3ずの反応生成物から成る。倚数の倉数、䟋
えば最初の石油原料の性質、スルホ基付䞎物質の
性質、遞択されるスルホン化の反応条件などのよ
うな倉数に䟝存しお埗られる石油スルホネヌトに
高次石油回収方法においお、又工業甚界面掻性
剀、最滑油甚配合剀、蟲業甚乳化剀、分散剀など
のような他の甚途分野においおそれらスルホネヌ
ト類を有甚にする広範囲の性質を有せしめるこず
ができる。石油スルホネヌトの経枈的で効率的な
補造は困難であるが、しかしながらこの技術は倚
少ずも䞀般に蚱容し埗る反応方法を達成するため
の色々な提案を十分に持぀おいる。それは党郚で
ないにしおも倧郚分の埓来法が補品制埡、原料油
の経枈的入手性、最適の界面掻性の性質の範囲な
どに関しお遺憟な点が倚いずしたずしおもであ
る。本発明者の以前参照した開瀺においお、本発
明者は石油スルホネヌトを高収率で䞎える石油原
料のスルホン化方法ず係るスルホネヌトを高次石
油回収系に調合する方法を教瀺しおいる。 この分野における本発明者の研究の継続郚分ず
しお、本発明者は各皮石油に぀いお各皮の石油ス
ルホネヌトを含有する色々な「スラツグ」による
倚数のコアフラツド実隓を行い、色々な油局条件
䞋で最適の石油回収を埗る努力を重ねおきた。こ
れらの研究の䞀郚ずしお本発明者はある皮の石油
スルホネヌトはある条件においおは良奜な石油回
収をもたらすが、他の条件では異なる結果を生む
傟向があるこずを知぀た。本発明者は係る異なる
結果に察する理由の研究を詊みた。 高次石油回収方法においお、遞択した回収方法
及び又は石油スルホネヌトのような界面掻性剀
の経枈性は極端に厳しいものにな぀おいる。茞送
コストず生産コストを最底にするために、遞択し
た反応性物質を盎接油局に圧入し、その䞭で反応
を起させ、次いで油局䞭でどんな反応生成物が圢
成されようずもその反応生成物ず混合させるべく
できた油局を氎系でフラツデむンさせるごずき方
法によ぀お石油スルホネヌトをその堎で生成させ
るか、あるいは石油スルホネヌトを油局珟堎で補
造し、次いで埗られた反応生成物を所望のスラツ
グ組成物に調合し、そしお係るスラツグを油局に
圧入するずいう提案がこの技術分野においおなさ
れた。しかしながら、第䞀の提案では反応条件は
反応生成物の制埡が有効に行われ埗ないこずか
ら、又第二の提案では、特に最初の原料油、反応
条件などは堎所毎に倉わるために品質の制埡が䞍
十分であるずいう結果が生ずるこずから、前蚘の
提案はどちらも満足できないずいうこずが蚌明さ
れた。曎に兞型的な石油スルホン化反応から埗ら
れる反応生成物はある期間にわた぀お䞍均䞀䞔぀
䞍安定であるずいう傟向があり、そのため係る生
成物の性質は倉化する。兞型的には、石油スルホ
ン化反応の酞性反応生成物の混合物はスルホン化
されたスルホン化可胜の成分、スルホン化はされ
おいないが、スルホン化が可胜な成分及び非スル
ホン化性成分から構成されおいる少なくずも局
に分離する傟向がある。攟眮しおおくず、係る酞
性反応生成物の混合物は組成ず性質に倉化が起る
傟向がある。これは明らかに若干の残留SO3又は
その倉性物が前蚘反応生成物に存圚し、そしおそ
の䞭でスルホン化可胜な成分ず埐々に反応しおい
るからである。䜆し、この理由の倖に、この明癜
な䞍安定性に察しお他の論理又は説明も同様に可
胜で劥圓であろう。係る䞍均䞀性ず䞍安定性はや
はり係る反応生成物の有甚性の範囲を制限し、こ
のためしばしば倚様な油局環境における石油高次
回収のような色々な工業䞊及び商業䞊の目的に適
した最終生成物を埗る前に曎に凊理する必芁がで
おくる。 アメリカ囜特蚱第2928867号は安定なアルカリ
ヌルスルホネヌトすなわち、デドシルベンれン
スルホネヌトは玔粋な、又は比范的玔粋なドデ
シルベンれン又はポストドデシルベンれンモノ
―及びゞ―アルキルベンれンの混合物をスルホ
ン化条件でSO3によりスルホン化し、埗られたア
ルカリヌルスルホン酞を冷华し、この冷华された
スルホン酞に少量の氎を比范的短時間で加え、次
いで掗浄剀配合物においお有甚なPH―安定性のア
ルカリヌルスルホネヌトを埗るために埗られたス
ルホン酞をカ性アルカリで䞭和するこずによ぀お
合成し埗るこずを提案しおいる。しかしながら、
この先行特蚱は高次石油回収技術又は係る石油回
収法においお有甚な界面掻性剀に関しおは䜕も述
べおいない。 本発明は油又は石油の高次回収においお有甚な
改良された、そしお安定な性質を瀺す経枈的で新
芏な組成物ず係る組成物の補造方法及び係る組成
物を石油高次回収に利甚する方法を提䟛するもの
である。 本発明の原理によれば、抜頭原油、匷真空ガス
油又はある他の䞀郚粟補された原油若しくはホヌ
ルクルヌドWhole crudeのような遞択した石
油原料は玄55〜600の平均分子量範囲、玄100〜
260℃の範囲の沞点を有する非スルホン化性有機
基郚分、䞊びにそれぞれスルホ基で眮換可胜な少
なくずも個のプロトンず、芳銙栞、オレフむン
性の䞀察の炭玠原子及び少なくずも個の結合に
よ぀お個の炭玠原子に盎接結合しおいる酞玠原
子より成る矀から遞ばれる少なくずも個の芁玠
ずを結合しお有するそのような基の䞻芁郚分から
成る添加剀すなわち、オキ゜アルコヌルの釜残
のようなC6〜C28アルコヌル系物質のような少
量すなわち、石油原料の玄0.5〜玄15重量
の添加剀ず混合され、次いで埗られた添加剀―原
料油の混合物はスルホン化の反応条件䞋においお
SO3でスルホン化される。埗られたスルホン化反
応混合物に次に少量すなわち、埗られた粗酞性
反応混合物の玄0.5〜20重量の氎を加え、そ
しおこのスルホン化反応混合物―氎の混合物を昇
枩䞋すなわち、玄50〜150℃の範囲の枩床で
比范的短時間すなわち、玄〜60分の範囲保
持し、次いで塩玠で䞭和する。埗られた石油スル
ホネヌト系生成物―これはたず抜出工皋に付しお
もよい―は、所望によ぀お、次にマむクロ゚マル
ゞペン又は同様の系のようなミセル系に調合さ
れ、そしお高次石油回収のために遞択された油局
に圧入される。 本発明の原理を実斜するこずによ぀お、垞甚の
埓来法による䞭和前に氎凊理されおいない同様の
石油スルホネヌトでは兞型的には䜎収率しか埗ら
れないのに比范しお60〜90、又はそれ以䞊のオ
ヌダヌで石油高次回収の収率を埗るこずができ
る。 本発明の実斜によ぀お埗られる新芏な安定化さ
れた石油スルホネヌト系生成物は有機質100重量
の総重量基準で  玄〜90重量の実質的にスルホン化されお
いない炭化氎玠系物質、  玄〜50重量のスルホン化されおいない
が、スルホン化が可胜な炭化氎玠系物質、  玄〜98重量のモノスルホン化炭化氎玠系
物質、  玄〜50重量のポリスルホン化炭化氎玠系
物質、及び  箄0.5〜15重量の添加剀 から成぀おいる。 埓぀お、本発明の第䞀の目的はスルホン化成分
ず非スルホン化成分を含む安定化された均質な石
油スルホネヌト系生成物、係るスルホネヌト系生
成物を埗る方法及び係るスルホン化生成物を地䞋
の石油の高次回収に利甚する方法の提䟛にある。 本発明の他の曎に別の察称、目暙、目的、利
点、甚途などは本発明の奜たしい実斜態様に぀い
おの以䞋の蚘茉から圓業者には明癜であろう。し
かし、本発明の新芏な抂念の意図する粟神及び範
囲を倖れない範囲で本発明に色々な倉曎及び修正
を加え埗るこずは圓然であろう。 スルホン化 本発明の開瀺を通じお「スルホン化」、「スルホ
ン化された」ずいう甚語、あるいはそれらず同等
の衚珟は本発明では最初の出発原料の分子䞭にス
ルホ基の眮換をもたらす任意の反応に適甚するも
のであるこずを意図するものであ぀お、そのよう
に理解すべきである。かくしお、これらの甚語は
又、䟋えば分子圓り個又はそれ以䞊のヒドロ
キシ基を持぀おいる成分を含有しおいる石油原料
ずの間でも起こり埗る任意の硫酞化反応も包含す
る。係る成分のヒドロキシ基には䞉酞化硫黄ず反
応する傟向があ぀おもよいし、又なくおもよい。
かくしお、䟋えばナフトヌル類又は眮換ナフトヌ
ル類のようなタむプの成分は明らかに本発明の方
法を実斜する堎合にヒドロキシ基を介しおスルホ
ン化が行われるずいうよりは環ラゞカルを介しお
スルホン化が行われるずいう点で特城的である。
同様に、䞉酞化硫黄のようなスルホン化剀ず反応
し埗る石油原料成分は堎合によ぀おはスルホン化
可胜な成分又は硫酞化可胜な成分、曎に䞀般的に
はスルホン化性成分又は反応性成分ず称される
が、これらの甚語は党おスルホン化剀ず反応し埗
る石油成分を指しおいるこずが分るだろう。 石油原料 本発明を実斜する際に出発原料ずしお甚いられ
る石油原料はこの技術分野で公知の任意の石油原
料であるこずができる。䟋えば、軜油、抜頭原
油、匷真空ガス油、最滑油、最滑油の凊理工皋か
ら回収される遞択された留分、パラフむン基原
油、ナフテン基原油、ホヌルクルヌド、軜床に蒞
留された原油、混合基原油又はそれらの混合物が
ある。圓業者によく知られおいるように、石油原
料及び又は原油の色々な特性決定は、䟋えば
「゚バリナ゚ヌシペン オブ ワヌルズ むンポ
ヌタント クルヌズEvaluation of World′s
Important Crudes」〔ザ ペトロリりム パブ
リツシング瀟The Petroleum Publishing Co.
〕、1973幎、を参照すれば埗られる。これには地
理的に倚様な原油の各皮特性倀が線集されおい
る。䞀方、シヌ・ゞ゚ヌ・トンプ゜ンらC.J.
Thompson etalの「ハむドロカヌボン プロセ
シング―アナラむゞング ヘビヌ ゚ンズ オブ
クルヌドHydrocarbon Processing―
Analyzing Heavy Ends of Crude」、1973幎
月、第123〜130ペヌゞには色々な化孊組成ず地質
䞊の起源に぀いお皮の異なる原油の高沞点留分
が特性が衚瀺されおいる。同様に、石油又は原油
を粟補する際に埗られる各皮留分又は補品の特性
倀は知られおおり、䟋えばダブリナり・゚ル・ネ
ル゜ンW.L.Nelsonの「ペトロリりム リフ
アむニング ゚ンゞニアリングPetroleum
Refining Engineering」第版〔マクグロヌヒ
ルブツク瀟McGraw―Hill Book Co.〕を参照
されたい。しかしながら、本発明の目的には、係
る広範囲にわたる特性倀は䞀般に必芁でなく、本
発明の実斜にはスルホン化可胜な成分を含有しお
いる任意の垂販石油原料が䜿甚できる。かくし
お、石油原料は任意の倩然物質、あるいは倩然石
油ず合成石油の混合物であるこずができ、これに
は党郚又は䞀郚粟補された倩然原油又はその色々
の郚分、䟋えば合成原料油及び任意の前蚘油の混
合物がある。石油原料はワツクスを含有しおいお
もよいし、あるいは䞀郚又は完党に脱ろうされた
石油であ぀おもよい。出発原料ずしお䜿甚するこ
ずができるもう぀の石油原料は各皮石油留分の
溶剀粟補の際に埗られる抜残液である。係る粟
補、すなわち抜出は各皮の環状溶剀、プノヌル
類、メチル゚チルケトン類、液䜓SO2などにより
行うこずができる。埗られる抜残液及びストリツ
ピングされた抜出液は䞡方共本発明の原理に埓぀
おスルホン化反応になすこずができる。 倚くの堎合、本発明のおいお出発原料ずしお有
甚な石油原料は倧気圧䞋での沞点範囲に范正しお
−20〜1400〓−29〜760℃の沞点しかし、
これより高い沞点及び䜎い沞点の原料油も䜿甚し
うるを瀺し、又60〓15.6℃においお玄〜
60゜の範囲のAPI比重を持぀おいる。奜たしい石
油原料には又分子量の䞀般的範囲が玄200〜玄
1000の、曎に奜たしくは玄200〜玄800の分子量範
囲の、そしお又最も奜たしい範囲が玄250〜500で
ある芳銙族郚分を有する原油がある。本発明を実
斜する際に有甚な原油内の芳銙族化合物又は芳銙
族郚分の量はアメリカン ペトロリりム むンス
テむチナヌト プロゞ゚クト60、レポヌト〜
American Petroleum Institute Project 60、
Rerorts4〜においお「キダラクタラむれヌシ
ペン オブ ヘビヌ ゚ンズ オブ ペトロリり
ムCharacterization of Heavy Ends of
Petroleum」の名称で定矩される芳銙族の重量
ずしお䞀般に玄10〜95重量䜆し、98重量又
はそれ以䞊の芳銙族化合物を有する粟補した合成
原料油も本発明の実斜に有効である、曎に奜た
しくは玄20〜80重量、そしお最も奜たしくは玄
25〜75重量である。奜たしい石油原料ずしおは
テキサス原油、リビアン原油、ルむゞアナ原油、
カリフオルニア原油、ワむオミング原油、ミシガ
ン原油、むリノむス原油、オハむオ原油、オクラ
ホマ原油、ミシシツピヌ原油、カナデむアン原油
があり、又各地の他の倚皮の原油も同様に奜たし
い。奜たしい石油原料ずしおは又脂肪族基又は化
合物察芳銙族基又は化合物のプロトン比が玄〜
20、曎に奜たしくは玄〜18の芳銙族郚分を持぀
原油がある。䟋えば、玄680〓320℃以䞋で沞
ずうする炭化氎玠の少なくずも䞀郚が陀去されお
いる軜床に蒞留された原油又は抜頭原油も又原料
油ずしお䜿甚するこずができる。もちろん、各皮
原油の混合物、又はそれらの色々な郚分、同様に
配合物も又本発明の実斜においお原料油ずしお䜿
甚するこずができる。 石油原料は又熱的若しくは觊媒接觊粟油工皋を
含めお次の䞀般的タむプの粟油工皋、すなわち垞
圧蒞留、リホヌミング、クラツキング、アルキル
化、異性化、重合、脱硫、氎添、脱氎玠、蒞留
倧気圧及び枛圧を含む、スりむヌトニングなど
の぀又はそれ以䞊の工皋に原油を付すこずによ
぀お誘導される物質であ぀おもよい。芳銙族化合
物、ナフテン系化合物及び又は䞍飜和化合物を
実質的な量で含有しおいる石油も本発明の実斜に
有効である。同様に、盎留ナフサ又は粟油ナフサ
の流れも本発明の原理によりスルホン化するこず
ができるが、より高沞点留分の原料油が䞀般的に
は奜たしい。又、石油原料は、䟋えばスルホン化
可胜成分を特定含量で有し、及び又は特定沞点
範囲を有する所望ずするある特定の出発石油原料
を䞎えるように、原油を含めお皮又はそれ以䞊
の異なる䞀郚粟補された石油を䞀緒に混合するこ
ずによ぀お調補するこずもできる。 各皮の石油原料䞭には芳銙族化合物、オレフむ
ン、䞊びに脂環匏及び脂肪族炭化氎玠ある皮の
脂環匏及び脂肪族パラフむンは他のある皮の化合
物より反応性が小さいずいうこずが認められおい
る。などを含めお広範囲のスルホン化可胜の、
すなわち反応性の化合物又は物質が特城的に存圚
しおいるが、これらの色々な矀の物質は党お本発
明の原理に埓぀お色々な皋床にスルホン化するこ
ずができる。 ある遞択された石油原料䞭の反応性の、すなわ
ちスルホン化可胜な成分の量を定量するために倚
数の公知の操䜜に頌るこずができる。䟋えば、
ASTM詊隓番号D848―62のようなASTM詊隓法
を利甚するこずができる。前蚘ASTM D848―62
の方法は、䞀般的には、石油原料を過剰の発煙
20硫酞ず共に䟛絊し、次いで前蚘原料油の
残留局を枬定するこずから成る。倚数の他の方
法、䟋えばシリカゲルクロマトグラフ法も前蚘䟋
瀺の方法に代えお任意の石油原料䞭のスルホン化
可胜の成分の含量の倚少を倧ざ぀ぱに枬定するた
めに甚いるこずができるASTM詊隓番号
D2007。 芁玄するず、本発明の実斜においお出発原料ず
しお有甚な石油原料は (A) 60℃15.6℃においお玄〜60゜の範囲、
そしお幟らか奜たしくは玄10〜40゜の範囲の
API比重を持ち、 (B) 箄―20〜1400〓−29〜760℃の範囲、そ
しお幟らか奜たしくは玄500〜1100〓260〜
600℃の範囲の倧気圧䞋での倀に范正された
沞点を持ち、そしお (C) 箄10〜95重量100重量の総原料油基
準のスルホン化可胜の成分を含有しおいる こずに特城がある。 奜たしい出発石油原料は最初に酞玠、硫黄及び
窒玠から成る矀から遞ばれる結合元玠を倚くおも
玄〜10重量100重量の総原料油基準よ
り含有しおいない。前蚘元玠を含有しおいる分子
は䞀般に評䟡できる皋床にスルホン化するこずは
できない。圓業者であれば石油原料は又所定量の
氎、䞊びに酞玠、硫黄及び窒玠の各原子を結合し
お有する炭化氎玠の分子を䞀般に含有しおいるこ
ずは認めるだろう。抂しお、本発明の目的には、
係る結合元玠を本発明においお䜿甚するための出
発石油原料から取陀く必芁はないが、出発石油原
料はこれらの元玠を倚くおも前蚘の量より含有し
おいないのが奜たしい。 添加剀 䞀般に、本発明においお甚いられる添加剀は有
機基ずしおその䞻芁郚分がスルホ基で眮換可胜な
少なくずも個のプロトンず、芳銙栞、䞀察のオ
リフむン性炭玠原子、及び少なくずも個の結に
よ぀お炭玠原子に盎接結合しおいる酞玠原子より
成る矀から遞ばれる少なくずも個の芁玠ずを前
蚘䞻芁郚分に結合しお有するこずを特城ずする有
機皮である。所定の添加剀皮及び又は分子は自
分自身に耇数の前蚘プロトン及び芁玠を結合しお
有しおいるのが兞型的であり、又奜たしい。又、
色々なタむプの添加剀の混合物も䜿甚できる。本
発明によ぀おスルホン化反応に付されおいる液䜓
の石油原料の䞭に皮又はそれ以䞊の添加剀が存
圚するず、䞻ずしおスルホン化された油成分ず未
スルホン化又は非スルホン化性の油成分ずの反応
条件䞋における盞溶性がよくなるず思われるが、
しかしこれをこゝで理論又は珟象ず結び付ける意
志はない。前蚘反応系内の添加剀の明癜な䞻たる
機胜は反応条件䞋で反応詊剀ず反応生成物ずの盞
溶性をよくするずいうこずであるこれらの添加
剀はスルホン化反応埌に本発明の最終生成物にお
いお他の機胜を持぀おいるこずに泚意すべきであ
る。スルホン化反応䞭に添加剀は、反応条件䞋
で䞉酞化硫黄、すなわち気盞ず石油原料―添加剀
混合物、すなわち液盞ず熱亀換衚面及び又は反
応容噚の噚壁ずの間で適圓な熱亀換及び又は枩
床制埡が行われるように石油成分反応詊剀及び
反応生成物の適圓な溶液又は分散液を保持する
ように思われる。かくしお、前蚘添加剀は「盞容
性助長剀」ず称するこずができ、工皋及び生成物
の制埡の有効な手段ずするのを蚱容する。原料油
のスルホン化工皋䞭に皮又はそれ以䞊の前蚘添
加剀が存圚しないず、党成分の分離、液䜓の盞溶
性䞍足、均䞀な熱制埡の䞍足、過剰スルホン化、
過剰のスラツゞ圢成及び工皋制埡又は反応安定性
を維持する胜力の欠陀を明らかにもたらすしか
し、ある皮の䜎粘床の出発石油原料及び又は二
塩化゚チレン、トリクロロ゚タン、ニトロベンれ
ン、ニトロペンタンなどのような溶剀又は垌釈剀
ず混合された石油原料は添加剀が有意量で存圚し
おいなくおも少なくずも郚分的にはスルホン化さ
れるこずに泚意すべきである。これに察しお、改
良された反応生成物及び反応の制埡は明らかに少
なくずも若干の添加剀が反応区域䞭で原料油ず䞀
緒に存圚するずきに埗るこずができる。前蚘添加
剀は又望たしくない原料油の酞化を少なくするよ
うであり、このため䟋えば反応詊剀のガス状䞉酞
化硫黄の二酞化硫黄ぞの還元による損倱はかなり
少ない。䟋えば、埓来の石油原料のガス状又は液
䜓SO3によるスルホン化方法の堎合、䟛絊SO3の
皋床、油のタむプなどに䟝存しお玄50もの倚量
のSO3がSO2に還元されおいる。しかしながら、
次の本発明の原理によれば、SO3の損倱は比范的
䜎く保たれる。 又、䞀般的埓来法の、原料油䞭のスルホン化可
胜成分の過反応は前蚘添加剀の存圚によ぀お明ら
かに䜎䞋し、このため所望するならば反応生成物
䞭のポリスルホネヌトの生成を少なくするこずが
できる。いゝ換えるず、前蚘添加剀は明らかに䜜
業員にある望たしい、そしお実質的に制埡された
モノスルホネヌト察ポリスルホネヌトの比ず圓量
重量分垃を達成する手段を有せしめる。䟋えば、
石油原料をスルホン化のために぀の郚分に分
け、その䞀方の郚分は添加剀ず混合し、他の郚分
は添加剀なしでそのようなスルホン化が行われる
ものずし、そしお係る䞡郚分を他の条件及びSO3
の凊理氎準は同じにしおスルホン化するずき、各
䟋においお回収される生成物は違う圓量重量ずモ
ノスルホネヌト含量を持぀。シリカゲル分析法
ASTM詊隓番号D855―56によ぀お定量される
前蚘圓量重量はほずんど垞に添加剀ず原
料油の混合物を含有する郚分から回収されるスル
ホン化生成物に぀いおより高い。パラトルむゞン
分析法によ぀お定量されるモノスルホネヌト含量
も添加剀ず原料油ずの混合物を含有しおいる郚分
から回収される生成物に぀いお䞀般により高い。
これらの結果はスルホン化を受けおいる石油原料
に察する前蚘添加剀の添加は添加剀の添加されお
いない石油原料の埓来法によるスルホン化に比范
しお副生成物のポリスルホネヌト又は䜎のモ
ノスルホネヌトこれらは䞀般に望たしくない
の量を䜎䞋させるこずを蚌明しおいる。添加剀が
存圚する堎合、埗られる生成物の掻性郚における
モノスルホネヌト含量察ゞスルホネヌト含量の比
は䞀般に〜50の範囲にあるが、これに
察しお添加剀なしの堎合のモノスルホネヌト察ゞ
スルホネヌトの比は玄たでの範囲である。
最適のSO3凊理氎準においお、添加剀含有石油原
料のスルホン化は添加剀を含有しおいない原料油
からの反応生成物より䞊質の生成物すなわち、
マホガニむスルホネヌトを生成させる。この卓
越性は添加剀含有石油原料のスルホン化生成物に
おけるより高いずより倚いモノスルホネヌト
含量によ぀お瀺される。最適のSO3凊理氎準より
高い氎準においおは過スルホン化反応が起り、よ
り䜎ずより少ないモノスルホネヌト含量をも
たらす。埓぀お、添加剀の䜿甚量ずSO3凊理の䜿
甚氎準を賢明に遞択するこずによ぀お䜜業員は最
終スルホン化生成物䞭のモノ―及びポリ―スルホ
ネヌトの量を容易に制埡するこずができる。 前蚘添加剀は又スルホン化反応の条件䞋で盞溶
性、安定化、分散性及び又は均䞀なは実質的に
均䞀な溶液、分散液及び又はミセル溶液を圢成
するための反応生成物スルホン化された石油
ず未反応の出発石油原料ずのカツプリングを助長
する傟向もある。本発明においお蚘述される前蚘
添加剀の正確な化孊的及び又は物理的機胜は完
党には刀぀おいないけれども、前蚘添加剀はずも
かく原料油及びそのスルホン化された成分ずの混
合物における非スルホン化性成分及び又は未ス
ルホン化成分間の盞溶性をよくするずいうこずが
仮定される。玔粋の石油原料ず垌薄ガス状䞉酞化
硫黄ずの間の膜スルホン化反応䞭に行぀た芳察に
よるず、石油原料䞭のスルホン化可胜な成分はス
ルホン化されお行くので、そのようにスルホン化
された成分は前蚘膜䞊又は反応混合物䞭で倖偎局
又は境界を圢成する傟向があるず仮の結論に導
く。係る倖偎の䜍眮においおは、スルホン化され
た成分は曎に䞉酞化硫黄にさらされるこずにな
り、このため過反応を起しがちずなり、炭化、ポ
リスルホネヌトの圢成などを匕き起す。石油原料
―添加剀の混合物ず垌薄ガス状䞉酞化硫黄ずの間
のスルホン化反応においお同様の芳察を行うず、
係る倖偎局は認められず、そしお埗られたスルホ
ン化された成分は前蚘膜内に均䞀な混合物分散
液、又は倚分前蚘膜䞭でスルホン化されおいない
成分ずの゚マルゞペンずしお残぀おおり、このた
め過反応は実質的に防がれ、又は最䜎に抑えら
れ、そしお最終生成物䞭のポリスルホネヌトの量
は実質的に䜎䞋しおいるずいう特城があるこずが
明らかになる。 もちろん、本発明においお蚘述される前蚘添加
剀が石油原料のスルホン化䞭にスルホネヌトの収
率を高める理由に関しお他の説明を提瀺するこず
ができるが、これを䜕んらかの理論又は可胜な説
明ず結び付ける積りはない。 前蚘で説明したように、前蚘添加剀は又反応生
成物に所望の圓量重量範囲の達成を助長
するようである。この堎合、前蚘反応生成物は
色々なスルホン化化合物ず非スルホン化化合物ず
の混合物であ぀おもよい。スルホネヌトの圓量重
量、すなわちは塩の堎合にその圓量、すなわ
ちグラム原子の陜むオン䞀般的にはアンモニ
りム又はナトリりムを含有しおいるスルホネヌ
トの重量ず定矩するこずができる。モノスルホネ
ヌトに関しおは、すなわち圓量は分子量ず同
じである。ゞスルホネヌトの堎合、その圓量は分
子量の調床半分であるが、これもやはり圓量ず称
される。いゝ換えるず、石油スルホネヌトの、又
は反応生成物のはスルホネヌトの分子量を
分子圓りのスルホネヌト基の平均数で割぀た倀ず
定矩するこずができる。はモノスルホン化ず
ポリスルホン化の盞察量を瀺す。すなわち、その
はポリスルホン化が倚くなるず共に䜎くな
る。 本発明の添加剀は適圓な溶剀ずの混合物ずし
お、又はそれら添加剀自䜓同志の混合物ずしお甚
いおもよい。これら添加剀自䜓がスルホン化反応
又は硫酞化反応を受けおもよく、そしお他の反応
生成物ずの完党な混合物をもたらすこずができ、
又そのようなものずしお䜿甚するか、又は䜿甚前
に曎に凊理するこずができる。本発明を実斜する
際に有甚な添加剀は埌蚘される広範囲の化合物か
ら遞ばれ、そしおこれらの化合物はスルホン化さ
れた原料油成分及び未スルホン化原料油成分及
び又は非スルホン化原料油成分間の盞溶性をよ
くし、スルホン化反応䞭に粘床を䞋げ、そしお制
埡し、適圓な、又は「安定化された」熱制埡及
び又は熱亀換が行われるように油成分反応詊
剀及び反応生成物の適圓な溶液又は分散液を䞎
え、かくしお工皋制埡を維持する手段を提䟛する
ような少なくずも぀又はそれ以䞊の前蚘機胜を
奏する胜力を有しおいる。これら添加剀には曎に
次の機胜がある。すなわち、改良されたスルホン
化反応を提䟛し埓来法を超えお石油スルホネヌ
トの収率を実質的に高めモノスルホネヌト察ポ
リスルホネヌトの比に぀いお所望ずするほずんど
いかなる倀も望たしくない塩を少量ずし぀぀達成
するこずができるように制埡しスルホン化の条
件䞋及び最終䜿甚条件䟋えば溶液系、分散系又
はミセル系で䞋で反応詊剀及び反応生成物の適
圓な溶液分散液の圢成を足進し各皮原料油か
ら実質的に理論収率のスルホネヌトを䞎え倚
皮、倚様の装眮における色々な連続匏、バツチ
匏、準バツチ匏又は準連続匏の工皋においお改良
された運転性を䞎え原料油に぀いお望たしくな
い酞化反応を枛少させ添加剀なしの反応に比范
しおスルホネヌト掻性に察しより高い転化を生む
ように䞀局効率的なSO3の利甚を蚈りスルホン
化反応の混合物の粘床を䜎䞋又は制埡する手段を
䞎え改良された連続スルホン化方法の実斜手段
を䞎えスルホン化反応においお炭化、酞化及び
ポリスルホン化を枛少させもし閉塞が起これば
反応系及び反応成分を損うそのような閉塞を枛少
又は防ぎ極めお広範囲の石油原料に関しお有甚
であり広範囲のスルホン化の方法及び装眮に適
合し埗生成物の組成制埡、すなわちモノスルホ
ネヌト察ポリスルホネヌトの比を所望のように倉
え、そしおスラツゞの圢成を最䜎に抑えるこずに
よ぀お前蚘制埡を達成する手段を䞎え最䜎の反
応生成物䞭に存圚する残留SO3又はH2SO4ず反応
させるこずによ぀お埌反応容噚の枩浞性を高め
抜出の必芁を陀くこずを任意にし添加剀なしの
反応に比范しおより䜎枩においおSO3を原料油ず
反応させる手段を䞎え反応生成物䞭の未反応油
からの酞の盞分離を助長しもし硫酞化されお
いるなら、所望によ぀お反応生成物から陀去でき
るように加氎分解するこずが可胜であり石油
高次回収系においお、特にスルホン化反応生成物
が䞭和、又は溶剀なしのスルホン化のための基瀎
を䞎えおいる石油回収系ぞの調合に先立぀おたず
氎凊理されるずきに機胜するこずができ石油高
次回収性を瀺す石油スルホネヌトを䞎えるこずな
ど。又、前蚘添加剀系は明らかに高モノスルホネ
ヌト化ずよく釣り合぀たスルホネヌトの圓量ずの
䞡者を最倧にする重芁な手段を䞎える。 䞀般に、これらの添加剀は高沞点の有機化合物
から成぀おおり、これには䞍飜和脂肪族炭化氎
玠、眮換及び非眮換芳銙族化合物、オレフむン、
酞玠含有化合物、゚ステル特に、高沞点゚ステ
ル、゚ヌテル、゚ヌテル゚ステル特に、高沞
点゚ヌテル゚ステル、ある皮の接觊盞油、重合
䜓重合残分、アルキル化ベンれンずナフタレン類
ずの混合物、それらの混合物、係る化合物のアル
コキシル化誘導䜓及び同様の化合物がある。これ
らの添加剀は普通炭化氎玠の䞻鎖内に䞀般に〜
30個の炭玠原子を含有しおいる有機化合物から成
り、そしお䟋えば偎鎖に、又は䞻化合物若しくは
基の䞊に瞮合されるアルコキル化された添加剀に
曎に倚くの炭玠原子を含有しおいおもよい。係る
有機化合物は未スルホン化スルホン化可胜の、
及び非スルホン化性の石油原料ずスルホン化さ
れた成分ずのSO3反応条件䞋における盞溶性をよ
くするタむプのものである。このタむプの化合物
は䞀般に、眮換があればその眮換床に䟝存しお玄
212〜932〓玄100〜500℃の範囲、又はそれ以
䞊の沞点を有しおいる。曎に、係る化合物は䞀般
に平均原子量が玄55〜6000の範囲、曎に奜たしく
は玄75〜1000の範囲の、そしお最も奜たしくは玄
10〜350の範囲のスルホン化ができない有機基
前蚘化合物に結合しおいるアルコキシ基又は同
様の基―1000又はそれ以䞊たでの範囲の分子量を
持ち埗る―は陀倖する、䞊びにそれぞれスルホ
基で眮換可胜な少なくずも個のプロトンず、芳
銙栞、䞀察のオレフむン性炭玠原子及び少なくず
も個の結合によ぀お個の炭玠原子に盎接結合
しおいる酞玠原子より成る矀から遞ばれる少なく
ずも個の芁玠ずを結合しお有するそのような有
機基の䞻芁郚分から成぀おいる。 本発明の実斜の際に有甚な奜たしい矀の有機添
加剀はアルコヌル、酞玠含有化合物、ヒドロキシ
ル基含有化合物、眮換及び非眮換炭化氎玠、高沞
点゚ヌテル、高沞点゚ステル゚ヌテル、芳銙族化
合物、脂肪酞及びその誘導䜓、オレフむン、ケト
ン、アルカリヌル化合物、及びそれらの混合物よ
り成る矀から遞ばれる。この矀のうちで奜たしい
矀の化合物は酞玠又はヒドロキシ基含有化合物で
あ぀お、この䞡化合物を以埌時には「酞玠化」又
は酞玠含有化合物ず称する。 本発明の実斜の際に有甚な酞玠化化合物これ
にはヒドロキシ基含有化合物が含たれるの皮は
脂肪族アルコヌルから成る。本発明を実斜する際
に有甚な兞型的な脂肪族アルコヌルは分子圓り
少なくずも個の炭玠原子を含有しおいるもので
ありC1〜C3の脂肪族アルコヌルも䜿甚できる
けれども、係る䜎分子量アルコヌルは耇数のアル
コキシ単䜍でアルコキシル化される、そしおC6
〜C28の脂肪族アルコヌルが奜たしい。脂肪族ア
ルコヌルの混合物その幟぀かはアルコキシル化
し埗るも本発明の実斜においお䜿甚するこずが
できる。䟋えば、オクチルアルコヌル、ノニルア
ルコヌル、デシルアルコヌル、ヘキシルアルコヌ
ル、オクタデシルアルコヌル、ドデシルアルコヌ
ル、ラりリルアルコヌル、ミリスチルアルコヌ
ル、パルミチルアルコヌル、ステアリルアルコヌ
ルなど、又はそれらの混合物を䜿甚するこずがで
きる。特に有甚な脂肪族アルコヌルは獣脂アルコ
ヌルこれはC14〜C18の脂肪族アルコヌルの混合
物であるである。 酞玠含有化合物、すなわち酞玠化化合物のもう
぀の有甚な皮はプノヌル系化合物から成る。
これには眮換プノヌル系化合物も含たれる。兞
型的なプノヌル系化合物はプノヌル、オクチ
ルプノヌル、ノニルプノヌル、レゟルシノヌ
ルなど、䞊びに皮又はそれ以䞊のC1〜C16アル
キル基を有するプノヌル系化合物、C2〜C4ア
ルコキシル化プノヌルアルコキシル化アルキ
ルプノヌルを含む、混合ポリアルコキシル化
プノヌル、すなわち゚チレンオキシド―プロピ
レンオキシド単䜍を含めおポリアルコキシル化フ
゚ノヌルポリアルコキシル化ポリアルキルプ
ノヌルを含む、又はそれらの混合物から成る。 酞玠又はヒドロキシル基含有化合物の曎に別の
有甚な皮はプロピレングリコヌル、ブチレングリ
コヌル、゚チレングリコヌル、ゞ゚チルグリセロ
ヌスなどのようなグリコヌル及びグリセロヌル系
化合物から成り、又これら化合物は党お所望によ
぀おアルコキシル化されおいおもよい。 酞玠又はヒドロキシ基含有化合物の曎に又有甚
な皮はC4〜C22脂肪酞のような有機酞から成り、
そしおこれら化合物も所望によ぀おアルコキシル
化されおいおもよい。 本発明の実斜においお有甚な酞玠化ヒドロキ
シ基含有化合物の奜たしい皮はオキ゜アルコヌ
ル又はオキ゜残液、曎に詳しくはオキ゜アルコヌ
ルの釜残、オキ゜アルコヌルの蒞留残液、オキ゜
重合䜓生成物又はオキ゜アルコヌル重合䜓残液ず
しお知られる垂販の高沞点アルコヌル含有物質で
ある。これらのアルコヌル物質ず補造の皮類は、
䟋えば゚ル・゚フ・ハツチL.F.Hatchによる
「ハむダヌ オキ゜ アルコヌルズHigher Oxo
Alcohols」ずいう曞名の本〔゚ンゞ゚む瀟
Enjay CompanyInc.、1957幎〕に蚘茉され
るように公知である。この本の開瀺を本発明にお
いお参照、揎甚する。「オキ゜アルコヌル」ずい
う甚語はこの技術分野ではこれらのアルコヌルを
合成的に補造する際に甚いられる方法のタむプを
蚘述するものずしお甚いられおいる。所望の官胜
䟡を持぀アルコヌルも倩然原料源から、又同様に
有効な合成加工手段から埗るこずができるが、官
胜䟡は原料源又は合成法には䟝存しない。䞀般
に、オキ゜アルコヌルは、䟋えばむンダストリア
ル アンド ゚ンゞニアリング ケミストリヌ
Industrial and Engineering Chemistry第51
巻、第号1952幎月においお公衚されおい
る章名「オキ゜ ゚ヌテル アルコヌルズOxo
Ether Alcohols」においおむヌ・゚むチ・バヌ
トレツトらE.H.Bertlett et alによ぀お蚘述
されおいるように各皮のアルコヌル、゚ヌルアル
コヌル、゚ステル、石けんなどの耇雑な混合物か
ら成る。前蚘文献の開瀺を本発明においお参照、
揎甚する。垂販のオキ゜アルコヌルずしおはC4
〜C18の範囲のものがあるが、皮の特に魅力的
なオキ゜アルコヌルはC8〜C10の物質である。こ
れら䞡者はC7〜C9の分枝オレフむンからオキ゜
法によ぀お補造される異性䜓混合物である。本発
明の実斜においお有甚なこのタむプの兞型的なオ
キ゜アルコヌルの釜残は次の組成を持぀おいる。 成 分 重量 オクチルアルコヌル 〜20 ノニルアルコヌル 〜40 デシル及び高沞点物質〓 25〜90 ゚ステル 20〜80 〓゚ヌテルアルコヌル、飜和及び䞍飜和゚ヌ
テル、それらの混合物、䞊びに他のオキ゜
反応副生成物。 本発明の実斜においお有甚な優れた添加剀であ
るもう぀のオキ゜アルコヌル釜残は次の組成を
持぀おいる。 成 分 重量 オクチルアルコヌル  ノニルアルコヌル 10 デシル及び高沞点物質〓 35 ゚ステル 45 石けん  〓゚ヌテルアルコヌル、飜和及び䞍飜和゚ヌ
テル、それらの混合物、䞊びに他のオキ゜
反応副生成物。 前蚘酞玠又はヒドロキシ基含有化合物は又いず
れもある遞択したモル数の、䟋えば玄〜200モ
ルのC2〜C4アルコキシド、すなわち゚チレンオ
キシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシ
ド、゚チレンオキシド―プロピレンオキシド単䜍
又はそれらの混合物ずの反応によ぀おアルコキシ
ル化するこずができる。 本発明の実斜においお有甚なもう぀の矀の添
加剀は高沞点の、䞍飜和オレフむンの分枝鎖
状又は盎鎖状炭化氎玠すなわち、玄100〜500℃
の範囲の沞点を持぀から成る。䞀般に、これら
の化合物は、䟋えばC14又はC18のα―オレフむ
ン、メシチルオキシド、テトラデセン、オクトコ
セン、ドコセン、オクトデセンなど、又はそれら
の混合物のようなC4〜C28、奜たしくはC8〜C22
の炭化氎玠から成る。 本発明の実斜においお有甚な曎に他の矀の添加
剀は高沞点゚ヌテル、すなわち玄100〜玄500℃の
範囲の沞点を持぀゚ヌテルである。この矀の兞型
的なものはナニオン カヌバむト瀟Union
Carbide Corporationから「セロ゜ルブ
CELLOSOLVE」の商暙名で垂販されおいるも
ののようなグリコヌル゚ヌテルであり、これには
―メトキシブタノヌル、―゚トキシ゚タノヌ
ル、―プロポキシ゚タノヌル、―ブトキシ゚
タノヌルなどのような゚ヌテルがある。本発明に
おいお有甚な他の兞型的な゚ヌテルはナニオンカ
ヌバむト瀟から「カルビトヌルCARBITOL」
の商暙名で垂販されおいるものであり、これには
ゞ゚チレングリコヌル゚チル゚ヌテル、ゞ゚チレ
ングリコヌルブチル゚ヌテルなどのような゚ヌテ
ルがある。奜たしいグリコヌル゚ヌテルにはゞ゚
チレングリコヌルなどのようなC4〜C6゚ヌテル
がある。 本発明の実斜においお有甚な曎に他の矀の添加
剀は「カルビトヌル」又は「セロ゜ルブ」の商暙
名で垂販されおいるもののような高沞点゚ヌテル
゚ステルすなわち、玄100〜玄500℃の範囲の沞
点を持぀である。このタむプの兞型的物質はメ
トキシゞ゚チレングリコヌルアセテヌトのような
「カルビトヌル」アセテヌト又はメトキシ゚チル
アセテヌト、ブトキシ゚チルアセテヌトなどのよ
うな「セロ゜ルブ」アセテヌトである。 石油原料ずガス状䞉化硫黄ずの間で改良された
反応床を達成する際に有甚な曎に他の添加剀はア
ルカリヌル化合物であ぀お、兞型的には玄100〜
500℃の範囲の沞点を持぀C7〜C30の化合物から
成る。このタむプの兞型的物質ずしおはドデシル
ベンれン、キナメン、チモヌル―プロピル―
―クレゟヌルなどのようなC1〜C20のアルキ
ル眮換ベンれンがある。 本発明の実斜においお有甚な曎に他の矀の添加
剀ぱステルである。兞型的には玄100〜500℃の
範囲の沞点を有する゚ステルが奜たしく、そしお
C4〜C22の脂肪族カルボン酞のC1〜C4アルキル゚
ステル、䟋えばオクチル、ノニル、デシル、ラり
リル、ミリスチル、パルミチル、ステアリルなど
の各酞又はそれらの混合物のメチル、゚チルなど
の゚ステルから成る。係る酞のアルキル゚ステル
の奜たしい矀はC8〜C18脂肪酞のメチル゚ステル
であるが、これらの内でもC8〜C10及びC10〜C18
のメチル゚ステルが極めお有甚である。有甚な゚
ステルは又䞊蚘C6〜C20の脂肪酞ず前蚘の、所望
によ぀おアルコキシル化されおいおもよいC6〜
C28の脂肪族アルコヌルずを反応させるこずによ
぀おも補造するこずができる。 本発明の実斜に有甚な曎に別の添加剀ずしおは
アメリカ囜特蚱第3317422号明现曞第欄第55
〜72行―これを本発明においお参照、揎甚する
―においお定矩されるような接觊サむクル油り
ルトラホヌマヌの重合䜓残液アルキル化ベンれ
ンずナフタレンずの混合物、及びそれらの混合物
から䞻ずしお成぀おいる公知の垂販物質䞊びに
他の同様の物質がある。 芁玄するず、本発明の実斜においお出発原料ず
しお有甚な添加剀には次の特城がある。 (A) 箄55〜6000の平均分子量を有する非スルホン
化性有機基から成぀おいるこず、 (B) 箄100〜500℃212〜932〓の範囲の、倧気
圧䞋の倀に范正された沞点を持぀こず、及び (C) 係る基の䞻芁郚分はそれぞれスルホ基で眮換
可胜な少なくずも個のプロトンず芳銙栞、
䞀察のオレフむン性炭玠原子及び少なくずも
個の結合によ぀お個の炭玠原子に盎接結合し
おいる酞玠原子より成る矀から遞ばれる少なく
ずも個の芁玠を有しおいるこずもちろん、
添加剀の色々な混合物であるごずき、耇数の係
るプロトンずそれらに結合しおいる耇数の芁玠
を有する倚官胜性分子も包含される。 本発明においお有甚な添加剀は最初にアルカン
系炭化氎玠、ハロゲン化炭化氎玠及び同様の化合
物のような他の有機物質―これは䞉酞化硫黄にさ
らされるずきスルホン化は受けないず思われる―
ず混合される。しかしながら、本発明の実斜にお
いおその䜿甚時には、添加剀組成物は前蚘の特城
を有する少なくずも皮の添加剀の䞻芁郚分す
なわち、総添加剀組成物の基準で少なくずも玄60
重量を含有しおいるのが奜たしい。 æ°Ž 䞀般に、本発明においお䜿甚される氎は氎道
氎、脱むオン、すなわち軟化氎、脱むオン氎、蒞
留氎など、䞊びに氎蒞気のような他の圢態の氎を
含めお垂販の比范的玔粋な任意の氎から成る。氎
源を遞択する際、カルシりムむオン又はマグネシ
りムむオンを比范的高濃床で含有する氎は避ける
のが埗策であるが、しかし所望によ぀おは倚䟡む
オンを盞察的に䞭皋床の濃床、又は䜎濃床で有す
る氎を䜿甚するこずができる。 盞察的に少量の氎、䞀般的には玄0.5〜20重量
の粗反応混合物十分に認められるように、よ
り倚量の氎は远加物質の取扱いの経枈性を考慮す
るずいう条件では泚意すべき害なしに䜿甚するこ
ずができる。䟋えば、远加量の氎は、もし垌薄な
石油回収調合物を盎接調補するなら望たしいだろ
う。が圧入のような方法でSO3ず、それず共に
石油原料―添加剀の混合物ずを含有せしめお埗ら
れる熱い粗スルホン化反応混合物に加えられる。
短時間の枩浞埌、又は玄50〜150℃の昇枩䞋にお
いお玄〜60分の接觊時間の経過埌、氎凊理され
たスルホン化反応混合物を50NaOH 溶液のよ
うな十分な量の塩基ず混合するこずによ぀お䞭和
反応を行い、玄〜12の範囲、奜たしくは〜11
の範囲のPHを埗る。 埌で蚌明されるように、氎を塩基の添加順序は
重芁であ぀お、この順序で他の幟぀かの方法で凊
理された同様のスルホネヌト物質では埗られない
改良された油回収性を持぀スルホネヌト物質が埗
られる。この氎凊理段階の正確な性質は珟圚のず
ころ完党には刀぀おいないが、しかしながら、氎
凊理されたスルホン化反応混合物はより良奜なミ
セル系を圢成するこずが可胜でありすなわち、
アルコヌル、䟋えばヘキサノヌルのような共界面
掻性剀の必芁性が少ない、䞀局高い平均圓量を
瀺し、比范的䜎い党粘床を保持し、特に酞性反応
混合物に察しお改良された盞安定性ず均䞀性を䞎
え、そしお最も重芁なこずであるが、曎に凊理
し、油回収系に調合し、スラグ調合物を介しお地
䞋の貯油地局に圧入するずき改良された油回収性
を䞎えるずいうこずが認められおいる。 スルホン化法の詳现 本発明の原理に沿い、䞔぀本発明の䞀局奜たし
い実斜態様の぀に埓぀お説明を進める。たず、
石油原料は添加剀ず混合される。䞀般に、本発明
においお甚いられる混合物は100重量の総混合
物基準で玄0.5〜15重量の添加剀ず玄85〜99.5
重量の石油原料から成぀おいる。奜たしくは、
本発明においお甚いられる混合物は100重量の
総混合物基準で玄〜10重量の添加剀ず玄98〜
90重量の石油原料から成぀おいる。 ぀のやり方ずしお、前蚘混合物の膜は管状反
応容噚のような反応容噚の反応区域に䟛絊される
のが奜たしい。遞択された添加剀は、所望によ぀
おはその䟛絊源からすでに圢成された原料油の膜
にSO3の接觊に先立぀お、又はSO3の接觊ず同時
に加えおもよいし、あるいは遞択した添加剀を原
料油ず、それが膜状で反応区域に䟛絊される前に
混合しおもよい。前蚘混合物又は石油原料そのも
のは、所望によ぀おはSO3の接觊に先立぀お加熱
するこずができる。 前蚘反応区域は䞀般にガス状SO3䞉酞化硫
黄ずスルホン化可胜の物質ずの反応に適合する
ものである。珟にある広範囲の方法及び装眮が適
圓な反応区域ずしお組み蟌たれ、利甚される。係
る埓来の方法及び装眮ずしおはアメリカ囜特蚱第
2697031号、同第2768199号、同第2923728号、同
第3056831号、同第3270038号、同第3328460号、
同第3427342号、同第3438742号、同第3438743号
及び同第3438744号がある。 䞉酞化むオりず石油原料及び前蚘特城を持぀添
加剀ずの接觊は䞀般に玄25〜200℃玄77〜392
〓の範囲の枩床で行われるが、しかしもし液䜓
SO2のような溶剀が甚いられおいるならば、より
䜎い枩床を甚いおもよい。前蚘反応においおは、
玄〜40重量郚の䞉酞化硫黄がスルホン化されお
いる石油原料ず添加剀から成る各100重量郚の混
合物本質的に氎分は含たないず兞型的に接觊
する。䞉酞化硫黄ず係る混合物ずの総接觊時間は
前蚘出発石油原料䞭に存圚する党スルホン化可胜
成分の少なくずも玄10重量をスルホン化するの
に少なくずも十分な時間である。 奜たしくは、前蚘接觊はスルホン化された組成
物を補造するのに少なくずも十分な時間続けら
れ、埗られるスルホン化組成物は次に埌で定矩さ
れるように本発明の組成物を組成するように氎凊
理される。 枩床、時間及び圧力の各条件は臚界的ではな
く、特定の原料油、反応装眮、反応方法又は所望
ずされる最終生成物に埓぀お䜜業員が容易に調敎
するこずができる。係る条件は党お本発明におい
おずきにはスルホン化生成物を圢成するのに十分
な時間―枩床―圧力条件ず称されるだろう。 ぀の優れた、商業的に実斜可胜な連続スルホ
ン化の方法がアメリカ囜特蚱第3169142号本譲
受人が所有においおクナツグスらKnaggs et
alによ぀お述べられおいる。該アメリカ囜特蚱
の開瀺を本発明においお参照、揎甚する。前蚘ア
メリカ囜特蚱の方法は、埌蚘においお実に詳しく
述べるが、本発明によ぀お、特に石油原料のスル
ホン化に぀いお改良されおいる。しかしながら、
本発明はバツチ匏、カスケヌド法、準連続匏など
のような他の色々なスルホン化方法によ぀おも実
斜できるこずは刀るだろう。 䞀般に、前蚘接觊時間は䜿甚される装眮のタむ
プ、所望ずするスルホン化床、反応詊剀及び又
は反応生成物の再埪還もしあればの皋床など
に䟝存しお玄0.001秒又はそれ以䞋の時間から玄
18000秒又はそれ以䞊の時間たで倉わる。 前蚘のように、出発石油原料ず添加剀の混合物
は液状で䟛絊されるが、この䟛絊は今議論しおい
る奜たしい実斜態様においおは前蚘混合物の膜を
反応容噚の反応区域に流すこずから成る。係る奜
たしい実斜態様においお、石油原料ず添加剀の液
膜は反応区域を画成しおいる支持及び閉鎖甚熱亀
換衚面の䞊に支持されおいる。係る衚面を包含す
る装眮は、アメリカ囜特蚱第3427343号に瀺され
るもののような萜䞋匏フむルムリアクタヌ及び
又は曎に耇雑なワむプドフむルムリアクタヌずし
お䞀般に知られる、前蚘参照のクナツグスらのア
メリカ囜特蚱第3169142号に蚘茉されるもののよ
うな管状又は倚管状反応容噚から成る。もちろ
ん、䟋えばバツチ匏SO3スルホン化方法のような
他の方法においおは、前蚘液䜓混合物は反応容噚
に単に䟛絊される。この堎合、該反応容噚はその
遞択された郚分に沿぀お熱亀換衚面を含むか、あ
るいは環状ルヌプに巻かれた倖郚熱亀換噚を含む
か、いずれかを含み埗る。 本発明のスルホン化反応は、所望によ぀お任意
に窒玠又は空気のような䞍掻性ガスず混合された
ガス状SO3を甚いお行うこずができる。䞀般に、
䞍掻性ガス察ガス状SO3の比は玄〜75
、奜たしくは玄〜50の範囲にある。
ある䟋の堎合、䟋えばSO2、粟補された軜質パラ
フむン系炭化氎玠、軜質原油の蒞留物、空気、窒
玠、ペンタンなどのような液䜓又は気䜓垌釈剀ず
混合された、又は混合されない液䜓SO3を甚いる
のが望たしいが、係る液䜓混合物も本発明の範囲
に入る。流出垌釈剀ガスは再埪環させるこずがで
き、SO3は該流出垌釈剀に加えられお閉鎖系を圢
成する。曎に、所望によ぀おは、SO3は液状であ
るか、ガス状であるかに係わらずそれ自䜓で甚い
埗るが、安党ず反応制埡の点からはガス状SO3ず
䞍掻性ガスずの混合物を甚いるのが奜たしい。こ
の気䜓混合物は液䜓の石油―添加剀の混合物に衝
突させるのが奜たしく、そしお䞉酞化硫黄が前蚘
液䜓混合物䞭に存圚する少なくずも若干の反応性
成分ず接觊するや吊や係る液䜓のスルホン化可胜
成分ず容易に反応するようになる。この反応は発
熱反応であり、埓぀お良奜な熱亀換胜が反応系に
必芁になるだろう。この熱亀換胜は熱亀換手段を
䞀䜓の有する反応衚面を䞎えるか、又は操䜜可胜
の倖郚熱亀換系を䞎えるような方法で埗るこずが
できる。 反応区域内に存圚する添加剀の量は䞀般に出発
石油原料の重量に基づいお少なくずも玄0.5重量
である。䞀般に、本発明の原理に埓぀お甚いら
れる盞溶性助長甚添加剀の量は玄0.5〜玄15重量
の範囲であるが、実際䞊の添加剀量は玄0.5〜
又は〜10同䞀基準である。圓業者で
あれば十分に刀るだろうが、遞択された石油原料
ず共に甚いられる添加剀の正確な、又は最適の量
は原料油の特性倀、所望ずするスルホン化床、遞
択した添加剀の有効性などのような広範囲の倉数
に䟝存し、そしお所定の系における特定の䜿甚量
は圓業者であれば容易に決めるこずができる。 時間、枩床、圧力などのような特定の反応条件
の遞択は石油原料の特性倀、添加剀の量ずタむ
プ、䜿甚される装眮、圢成された生成物の特性倀
などのような倚数の方法䞊の倉数に䟝存する。䞀
般に、スルホン化は玄25〜200℃77〜392〓の
範囲、幟分奜たしくは玄50〜140℃122〜284
〓の範囲の枩床を甚いお行われる。反応容噚内
に存圚する動的条件䞋での真の反応枩床の枬定倀
はこれを正確に枬定するのは非垞に困難であるこ
ずが認められおいる。しかしながら、係る枩床
は、䟋えば反応区域内の熱電察によ぀お、そしお
埗られた枩床分垃図を芳察するこずによ぀お評䟡
するこずができる。このスルホン化方法は又倧気
圧以䞊又は以䞋で行うこずができる。 前蚘のように、本発明は広範囲の埓来方法及び
装眮ず䞀緒に甚いるのに適しおおり、この点に本
発明は実質的改良がある。かくしお、特定の反応
容噚は氎平、垂盎又は傟斜䜍眮に配眮するこずが
でき、又連続匏、バツチ匏、準連続匏又はカスケ
ヌド法の操䜜に適合させるこずができる。前蚘反
応性混合物は萜䞋する液膜の圢態をしおいるのが
奜たしい。それは係る萜䞋する液膜は改良された
反応制埡、良奜な融通性、型匏の単玔性及び倧芏
暡連続運転ずいう利点、䞊びに他の利点を有する
ず思われるからである。 奜たしい基本的なスルホン化方法は前蚘クナツ
グスらのアメリカ囜特蚱第3169142号に蚘茉され
おいる。簡単に述べるず、スルホン化はスルホン
化可胜成分を含有する液膜に係る液膜に衝突せし
める䞍掻性垌釈剀ず気化された䞉酞化硫黄のず加
圧流で著しい乱れを生じさせるこずによる方法に
埓぀お行われる。䞍掻性垌釈剀は気䜓であり、そ
しお也燥空気、硫黄バヌナヌの接觊転化噚から
の、䞀般に也燥空気、窒玠、二酞化炭玠、䞀酞化
炭玠、二酞化硫黄、メタン、゚タン、プロパン、
ブタン、ペンタン、それらの混合物又は他の也燥
ガス䞭に〜10のSO3の混合物から成る硫黄バ
ヌナヌの接觊転化噚からの「SO3転化噚ガス」で
あるこずができる。垌釈剀ガスは回だけ通され
るが、所望によ぀お圓該工皋で再埪環しおもよ
い。 クナツグスらの方法を本発明の原理に埓぀お実
斜するず、添加剀ず混合されおいる遞択された石
油原料は単䞀の管、又は奜たしくは耇数の䞋方に
傟斜した反応容噚の管の内壁に沿぀お膜状で流さ
れる。この原料油―添加剀混合物予熱されおい
おもよいの膜には膜内に著しい乱れを䜜るよう
に垌釈、気化された䞉酞化硫黄詊剀がかなりの速
床で衝突せしめられる。スルホン化反応それ自䜓
は極めお速く、通垞適圓なガス導入装眮によ぀お
前蚘膜ず接觊するように向けられおいる䞉酞化硫
黄―䞍掻性ガス混合物の垯留時間は玄0.5秒以䞋
であるずいう特城がある。兞型的実斜態様におけ
るガス枩床は玄〜20psiの範囲のゲヌゞ圧にお
いお玄25〜80℃玄77〜179〓の範囲である。
反応容噚自䜓は色々な盎埄ず長さの単䞀の管又耇
数の管のものであるこずができる。係る所望ずさ
れる急速な反応ず急速な熱亀換を行うためには反
応区域においお顕著な乱れを生み出すべきである
が、前蚘クナツグらの方法は十分に速い反応時間
ず熱亀換胜を䞎える。反応容噚の流出液は少なく
ずも䞀郚は該反応容噚の熱亀換胜に、反応容噚内
の物質の垯留時間、スルホン化されおいる物質内
のスルホン化可胜成分の量などに䟝存しお広い枩
床範囲にわた぀お倉え埗る。 本発明の原理に埓぀お進めるこずによ぀お、原
料油ず䞉酞化硫黄ずの間の反応の皋床、すなわち
反応床は䞀般に、スルホン化反応に先立぀お添加
剀が石油原料に加えられおいるずきは、添加剀が
加えられおいない堎合の同様の反応に比范しお
200のオヌダヌに増加する。ある条件䞋では、
反応皋床の増加は添加剀を含んでいない埓来のス
ルホン化方法に比范しお500もの高さである。 氎凊理の詳现 本発明の原理に沿぀お進める堎合、比范的熱い
反応容噚の流出液䞀般に、石油―添加剀スルホ
ン酞粗反応混合物から成るは比范的に少量の氎
ず混合され、最適枩床範囲に加熱又は冷华され、
そしお比范的短時間これらの条件䞋で保持され
る。 䞀般に、氎の量は党反応容噚の流出液に比范し
お盞察的に少割合であ぀お、兞型的には玄0.5〜
20又はそれ以䞊反応混合物の重量基準での
範囲で、奜たしくは玄又は乃至玄10で
ある。十分認められるだろうように、所望によ぀
おはかなり倚くの氎を加え埗るが、このように倚
量の氎は垌薄スラツグ又は石油回収系を盎接補造
しようずするものでなければ必芁でも、又埗策で
もない。 本発明の奜たしい連続匏の実斜態様においお、
氎凊理段階は反応容噚の流出液を反応容噚から適
圓な導管を通しお抜取り、そしおその混合物が前
蚘導管に沿぀お流れるずき粗反応生成物内に混合
されるように前蚘導管に氎を圧入するこずによ぀
お達成される。しかしながら、この段階は、所望
によ぀おは、粗反応生成物を適圓な容噚に集め、
そしお氎を該容噚にその底郚から加え、その間過
剰の物質を前蚘容噚の䞊壁を越しお、䟋えば䞭和
反応容噚又は同様の容噚にカスケヌドさせるか、
又は予かじめ決められた量の粗反応生成物を所定
の容噚内に単玔に集め、そしお必芁量の氎兞型
的には、反応容噚に導入される刀぀おいる量の反
応物質から導かれる反応混合物の量に基づくを
混合しながら加えるかのどちらかを行うこずによ
぀おバツチ匏で、又は準連続的に行うこずができ
る。 比范的熱い石油―スルホン酞粗反応混合物に加
えられる氎は宀枩であ぀おもよいし、あるいは玄
50〜150℃の範囲、幟分か曎に奜たしくは玄80〜
100℃の範囲の宀枩より若干高い枩床たで加熱さ
れおいおもよい。所望によ぀おは、より高い氎枩
も甚いるこずができるが、しかしながらそのずき
は氎蒞気及び同様の氎が倱われ過ぎないように圧
力を加える必芁があり、そしおこのような高い枩
床は埗られる氎凊理生成物の助けには実質的にな
らないようである。同様に、所望によ぀おはより
䜎枩の氎も䜿甚するこずができるが、しかしなが
らそのずきは粗スルホン酞―氎混合物の枩床を反
応が比范的速く起るように十分高い枩床に昇枩す
る必芁がある。粗スルホン化反応混合物に察する
氎の付加は䞀般に発熱ず枩床䞊昇によ぀お達成さ
れる。 氎凊理時間は玄分又は分のオヌダヌの比范
的短時間であるが、しかし玄60分又はそれ以䞊の
オヌダヌのより長い時間も所望によ぀おは甚いお
もよい。奜たしくは、粗石油―添加剀スルホン酞
反応混合物ず添加氎ずの間の接觊は玄分又は
分の時間を越えお玄30分たで延びる。所望によ぀
おは、実質的により長い接觊時間を甚いおもよい
が、係る長時間は䞀般に必芁でない。 埗られる酞性の氎凊理されたスルホン化反応混
合物は宀枩においおも盞察的に安定で、䞔぀均䞀
である。これら酞性の氎凊理された反応混合物は
察照の氎凊理されない反応混合物より粘床が䜎
く、かくしお曎に凊理するのに極めお取扱い易
い。兞型的には、粗スルホン酞混合物は氎凊理さ
れ、又は氎凊理されずに、䞭和反応、抜出、脱油
及び又は脱塩の各工皋に、所望の、又は郜合の
よい任意の順序で付するこずができる。䞀般に、
添加剀のタむプ及び量の適正な遞択ず最初のスル
ホン化工皋の反応条件の適正な制埡は反応容噚の
粗混合物䞭の未スルホン化原料油及び又は塩の
過剰の存圚を最䜎にし、そしお倚くの䟋ではこれ
らの凊理段階は避けるこずができる。 兞型的には、氎凊理された粗酞性反応混合物は
たず䞭和され、そしお所望によ぀お任意に脱塩及
び又は抜出されお、高次石油回収においお䜿甚
するための所望ずされるミセル系を調合する堎合
のような色々な分野に有甚な掻性なスルホネヌト
系物質を䞎える。䞭和は、䞀般に若干垌釈された
アルカリ氎溶液、すなわち50NaOH 溶液のご
ずきアルカリ䟋えば、NaOH、NH4OH、
KOH、NH3などの添加によ぀お普通達成され
る。添加されるアルカリの量は埗られる混合物に
玄〜12のPHを達成するのに十分ずなるように、
そしお幟分か奜たしくは玄〜11のPHを達成する
のに十分ずなるように蚈算される。 生成物 䞀発に、本発明の生成物は前蚘で説明したよう
に、石油原料ず添加剀の混合物であ぀お、これは
䞉酞化硫黄でスルホン化され、少量の氎で凊理さ
れ、䞭和されおいるが、前蚘で説明したように奜
たしくは抜出は必ずしも行う必芁はない。係る生
成物は少なくずも反応条件䞋でそしお宀枩にお
いおさえ実質的に均䞀で、䞔぀安定な物質から
成り、そしお兞型的にはスルホン化可胜成分の少
なくずも玄10重量党生成組成物の重量基準
がスルホン化されるそのような皋床にスルホン化
されおいる。 芁玄するず、本発明の生成物は (A) 玄〜98重量のモノスルホン化炭化氎玠系
物質、 (B) 玄〜50重量のポリスルホン化炭化氎玠系
物質及び (C) 玄〜90重量の非スルホン化炭化氎玠系物
質 によ぀お特城付けられる。 係る生成物の組成物は液䜓炭化氎玠の混合物を
ガス状䞉酞化硫黄の組成物ず適圓な枩床においお
接觊させ、かくしお埗られた粗反応生成物を氎凊
理工皋に付し、そしおそのように凊理された粗成
物を䞭和するこずによ぀お調補される。前蚘粗生
成物は次に、党お前蚘においお説明されたよう
に、所望ずされるマむクロ゚マルゞペン系にそれ
だけで利甚されるか、又は該粗生成物内に存圚し
おいる塩及び又は遊離の油を陀去するために抜
出に付すこずができる。 前蚘添加剀の倚くも又石油原料ず䞉酞化硫黄ず
の間のスルホン化反応䞭に党郚又は䞀郚スルホン
化又は硫酞化される。䟋えば、前蚘のアルコヌル
系添加剀及び゚ヌテルアルコヌル系添加剀は䞀般
に前蚘反応䞭に硫酞化され、䞀方前蚘アルカリヌ
ル系添加剀は前蚘反応䞭にスルホン化され埗る。
このように完党に、又は郚分的にスルホン化され
た添加剀誘導䜓も又それだけで添加剀ずしお機胜
し、そしお前蚘反応条件䞋で石油スルホネヌトず
油ずの間の盞溶性をよくするために石油原料に最
初に添加しおもよいし、あるいは油の回収方法に
おいお甚いられる安定なミセル分散液を圢成する
際の助剀ずしお最終的に埗られた反応生成物を混
合するこずができる。曎に、これらの添加剀誘導
䜓は最終反応生成物の有甚な特性倀を萜しはせ
ず、その䞭にそのたゝ残す。幟぀かの䟋では、特
により高塩分系などにおいお、高次石油回収性を
曎に向䞊させるために高添加剀氎準ずするのが奜
たしい。又ある䟋では、遞択した添加剀を別個に
スルホネヌト化し、そしおこのように別個にスル
ホネヌト化された添加剀をスルホネヌト化された
石油生成物その䞭に添加剀を含んでいおもよい
し、あるいは含んでいなくおもよいず混合する
か、又は埗られるスルホン化石油生成物これは
もちろん各皮の特定のスルホン化石油生成物の混
合物を含み埗るの塩分及び又は硬氎蚱容床を
䞊げるためにそれらの芳銙族郚分のような添加剀
分子の遞択郚分にスルホン化を行うのが望たし
い。 本発明の氎凊理された反応生成物は䞭和される
のが奜たしく、そしお曎に粟補凊理脱塩、脱油
又は盞分離などのような凊理はせずにそれだけ
で甚いるこずができる。又、この反応生成物は䞀
般に石油スルホネヌト、未スルホン化石油原料成
分、スルホネヌト化添加剀及び未スルホネヌト化
添加剀の混合物を塩のような他の色々な副成分ず
共に含んでいる。所望によ぀おは、前蚘スルホネ
ヌトを分離し、及び又は前蚘添加剀を再埪環の
ために回収するこずができるが、しかしながら経
枈的芳点からは前蚘物質に぀いおそのような粟補
又は分離を曎に行う理由はないし、又油の回収ず
いう芳点からはそのような分離は掚奚できない。
曎に、䞭和されるずき、アルカリNaOH、
NH4OH、KOH、NH3などのようなの量は埗ら
れる生成物が玄〜12の範囲、奜たしくは〜11
の範囲のPHを持぀ように制埡するこずができる。 前蚘の石油スルホネヌトのような反応生成物及
び又はその成分は、䟋えば工業甚界面掻性剀ず
しお、最滑油甚配合剀ずしお、衚面掻性剀ずし
お、乳化剀ずしお、分散剀ずしおの甚途など倚数
の甚途分野を持぀おいる。本発明のスルホン化方
法の反応生成物前蚘添加剀を含み、そしお該添
加剀はそれ自䜓スルホン化されおいおもよいに
察しお特に魅力的な甚途は、䟋えばゞダヌナル
オブ アメリカン オむル ケミスツ゜サむテむ
ヌJournal of American Oil
Chemists′ Society、1969幎10月第46巻、第
540Aペヌゞ以降の「サヌフアクタンツ フオヌ
オむル リカバリヌSurfactants for Oil
Recovery」の題名の章においおゞヌ・ピヌ・ア
ヒアンG.P.Ahearnが蚘述し、又アメリカ囜
特蚱第3302713号明现曞に蚘茉されるように、石
油の回収操䜜における甚途、特にいわゆる枯枇油
田又は枯枇井からの原油の回収を助長するための
界面掻性剀ずしおの甚途である。なお、前蚘䞡文
献を本発明においお参照、揎甚する。本発明の実
斜においお埗られる石油スルホネヌト生成物はい
わゆる分散系又はミセル系及び又はマむクロ゚
マルゞペン又ぱマルゞペン、䞊びに石油の高次
回収又は二次回収においお甚いられる他の系を圢
成する際に極めお有甚である。本発明の実斜にお
いお埗られる石油スルホネヌトは、䟋えばアメリ
カ囜特蚱第3254714号、同第3297084号、同第
3307628号、同第3330343号、同第3348611号、同
第3356138号、同第3368621号、同第3408611号、
同第3476184号、同第3493047号、同第3493048
号、同第3497006号、同第3500912号、同第
3504744号、同第3506070号、同第3506071号、同
第3653400号、同第3769209号、同第3830301号、
同第3873453号、同第3885626号及び同第3885628
号これらを党おを本発明においお参照、揎甚す
るに蚘茉されるような埓来法の各皮油回収系、
䞊びに他の同様の系における他の色々な界面掻性
剀の党郚又は䞀郚に代えお添加又は䜿甚するこず
ができる。倚くの䟋においお、油回収系がミセル
系であるか、分散系であるか、゚マルゞペン系で
あるか、あるいは他の系であるかによ぀お係る油
回収系の組成物を曎に倉える必芁は党くないであ
ろう。本発明の実斜の際に埗られる石油スルホネ
ヌト反応生成物がより倚量又はそれより少量
必芁ずされる他の䟋においお、圓業者はその最適
量を、䟋えばコアヌフラツデむング詊隓法又は同
様の方法の助けで、所望ずされる系の日垞的な補
造及びそのような系の日垞的な評䟡によ぀お容易
に決めるこずができる。 生成物の埌凊理 本発明の曎に他の実斜態様においお、前蚘の基
本的な石油スルホン化法は倚数の曎に他の任意の
方法によ぀お補完するこずができる。䟋えば、玄
〜12の範囲のPHに䞭和された本発明の反応生成
物石油スルホネヌト、未スルホネヌト化油、ス
ルホネヌト化添加剀及び未スルホネヌト化添加剀
などの混合物は抜出、脱油及び又は脱塩工皋
に付すこずができる。䞀般に、前蚘本発明の添加
剀のタむプず量の遞択及び前蚘基本的スルホン化
法における反応条件の制埡を正しく行えば反応生
成物䞭の未スルホネヌト化油及び又は塩の過剰
の存圚は最䜎になり兞型的には、䞭和された生
成物䞭の塩の量は玄0.1〜10重量の範囲であ
る、そしお倚くの堎合これらの埌凊理段階は避
けるこずができる。これは本発明の曎に別の利点
になる。しかしながら、係る任意の凊理段階が望
たれるような䟋においおは、これら凊理は、䟋え
ば前蚘反応生成物に氎、又は氎ずC1〜C5アルコ
ヌル若しくは半極性有機化合物、䟋えばむ゜プロ
ピルアルコヌル若しくはベンれンずの混合物を加
えお盞分離を起させ、次いで芪氎性溶剀に実質的
に䞍溶である未スルホン化非スルホン化性及び
未スルホン化の油又は流出液盞を単に陀去する
こずによ぀お行うこずができる。所望によ぀お
は、未スルホン化油はスルホン化反応を通じお再
埪環するこずができるし、あるいは又他の方法で
凊理するこずができ、そしおその䞭に含たれるア
ルコヌル又は他の䟡倀ある成分を曎に䜿甚するた
めに回収するこずができる。この脱油工皋は脱塩
工皋に続いお又はそれに先んじお行われる。脱塩
工皋においお、氎凊理された酞性反応生成物は所
望の塩を圢成するために、䟋えば氎酞化ナトリり
ム又は氎酞化アンモニりムで䞭和され、そしお埗
られた塩はその溶液から沈殿され、そしお該塩は
次に遠心分離、過などの方法によ぀お分離する
こずができる䜆し、少量の塩は反応生成物䞭に
残぀おいおもよく、それによ぀お有害な圱響はな
い。脱油工皋は又、所望によ぀おは、䞭和され
た反応生成物に察しお行぀おもよく、そしおその
堎合若干の溶剀が抜出盞ず共に持ち越されるか
ら、係る盞は、蒞留し、又は他の方法で粟補しお
その䞭に含たれおいる溶剀を曎に䜿甚するために
回収しおもよいし、あるいは所望によ぀おはその
たゝにしおおいおもよい。冷华で起り埗るよう
な、粗スルホン酞混合物からの本質的に未反応の
油の分離はデカンテヌシペン又は他の盞分離法に
よ぀お行うこずができるが、しかし本発明の氎凊
理段階は係る分離を最䜎にする傟向がある。 曎に、前蚘反応生成物は枩浞工皋に付すこずが
でき、それによ぀お反応生成物は若干の時間、䟋
えば20分間容噚内に保持又は貯蔵され、その間該
反応生成物はある所望の枩床に保持、又は反応熱
から冷华降枩される。改倉された圢の枩浞方法に
おいおは、前蚘反応生成物は遞択された枩床にお
いお保持され、そしお若干の熱が加えられる。係
る枩浞方法は溶解した痕跡の䞉酞化硫黄をスルホ
ン化可胜の油成分及び又はスルホン化可胜の添
加剀成分ず反応させ、そしお反応生成物䞭の硫酞
含量を䜎䞋させるのに掚奚される。 枩浞工皋は他の倚数の段階ず結び付けるこずが
できる。䟋えば、远加量の添加剀を枩浞䞭に、又
は枩浞以埌に反応生成物ず混合させるこずができ
る。本発明においお蚘茉される添加剀の倚くは硫
魂含量を曎に䜎䞋させ、そしお反応生成物䞭に存
圚する䞉酞化硫黄ず反応する傟向がある。この段
階においお加えられる添加剀はスルホン化反応区
域に存圚するものず同䞀でも、あるいは違぀おい
おもよい。 スルホン化反応生成物に぀いお曎に行われる任
意の凊理は枩浞ず熱凊理ずの逐次的結合である。
兞型的には、枩浞埌前蚘反応生成物は玄35〜150
℃95〜302〓の範囲の枩床においお短時間加
熱又は保持される。この段階の組合せはスルホン
化反応を曎に完結させ、そしお最終反応生成物䞭
の硫酞含量を䜎䞋させるように蚭蚈される。 前蚘反応生成物に぀いお曎に又行われる任意の
凊理は枩浞、これに続く熱凊理及び前蚘の完党な
反応を行うための前蚘添加剀の曎なる添加を包含
する。 曎に、最初のスルホン化反応に続いお脱ガス、
過及び又は䞭和のような他の垞甚の段階も甚
いるこずができる。䟋えば、酞性の性質を持぀お
いる氎凊理されたスルホン化反応生成物はたず経
枈的なアルカリ物質、䟋えば氎酞化ナトリりムで
䞭和され、続いお適圓な溶剀の添加のような方法
によ぀お生成した塩が陀去され、次いで過、遠
心分離などが行われる。 かくしお、前蚘の埌スルホン化段階の任意の組
合せを任意に甚いお反応生成物に所望の特性倀が
達成される。ある皮の反応条件䞋、䞀般的には若
干高い反応枩床においおは、生成物の分解、恐ら
く脱スルホン化反応又は望たしくない他の反応を
起こるのを避けるようにするために前蚘氎凊理さ
れた反応生成物を盎ちに䞭和するのが奜たしい。 前蚘の䞀般的な開瀺を考慮しながら、倚数の詳
现な実斜䟋を瀺しお圓業者に本発明の実斜方法を
説明する。しかしながら、これらの実斜䟋は本発
明の範囲を限定するず解釈すべきでなく、これら
の実斜䟋は各皮石油原料のスルホン化可胜成分ず
ガス状䞉酞化硫黄ずの間の前蚘添加剀の存圚䞋で
の反応に高反応床を達成する際の本発明の有効さ
を単に指摘し、又このようにしお埗られたスルホ
ン化組成物の奜たしい効甚を蚌明するものであ
る。 実斜䟋  以䞋に瀺される䞀連の実隓は本発明によ぀お埗
られる石油スルホネヌトの、他の点では本発明ず
実質的に同じであるが本発明の原理によ぀お必芁
ずされる氎凊理には付されおいないスルホネヌト
に察しおの優れた性胜を蚌明するために行぀た。 次の性質 平均分子量 390 AIP比重60〓における 14.3 流動点〓 70 沞ずう範囲〓 661〜904 を有するパラフむン基石油ずしおの特城を䞀般に
有する遞択された石油原料を原料油の重量
によるのオキ゜アルコヌル重合䜓残液フヌド
リヌのC8 アルコヌル残液ず同じず混合し、
次いで実隓宀型のフむトの反応管を流れおいる
前蚘石油原料―添加剀混合物の液膜に窒玠又は
ある他の䞍掻性ガスず䞉酞化硫黄を玄95の
比で含有するガス状混合物を衝突させるクナツグ
スらのアメリカ囜特蚱第3169142号の方法によ぀
おスルホン化した。スルホン化反応の開始時のガ
ス状混合物の枩床は玄35℃95〓に保持し、又
反応区域内すなわち、前蚘反応管の内郚のガ
ス混合物の圧力は玄〜5psig であ぀た。前蚘
石油原料―添加剀混合物を玄50〜55℃122〜131
〓の䟛絊枩床に加熱した。前蚘反応管は蒞気ゞ
ダケツトを備え、粗スルホン化生成物の出口枩床
は玄110℃230〓であ぀た。前蚘液膜の䟛絊速
床は玄100分で、反応管ぞのガス速床は玄95
フむト秒に蚭定され、埓぀お玄15〜20分の
SO3䟛絊速床が埗られた。 かくしお埗られた粗スルホン酞を次に぀の郚
分に分け、それぞれ―及び―で瀺される
぀の郚分を次のように凊理した。 ―の郚分は玄10のPHが埗られるたで50
NaOH溶液で䞭和した。埗られた粗石油スルホン
酞ナトリりムを次にむ゜プロパノヌル及び氎ず
の比党おスルホネヌト察アルコヌル
察氎の重量によるで混合し、そしお玄140〓で
時間保持した。圢成された぀の盞を垞法で分
離した。石油スルホン酞ナトリりム、未反応原料
油、塩、氎及びむ゜プロパノヌルから䞻ずしお成
る䞭間盞を真空䞋で加熱しおアルコヌルず若干の
氎を陀去した。埗られた物質は玄60の掻性石油
スルホン酞ナトリりムから成るず分析された。 ―の郚分はたず7.3の氎反応混合物の
重量に基づくず混合し、そしお玄85〜95℃で玄
分間保持した。次いで、そのようにしお氎凊理
された粗スルホン酞物質を玄10のPHになるたで50
NaOHで䞭和し、そしお前蚘―の郚分に察
するように分離し、7.5の氎の添加を補正し
た。前蚘のようにアルコヌルず若干の氎をストリ
ツピングするず、残留物質は玄60の掻性石油ス
ルホン酞ナトリりムを含むず分析された。 それぞれ詊料―及び―ず瀺される石油
スルホン酞ナトリりムを次に同じようにマむクロ
゚マルゞペンスラツグに調合し、そしおむリノむ
ス原油を甚い、次のようにしお調補した暙準ベリ
ア砂岩コアstandard Berea sandstone core
により油回収胜の詊隓を行぀た。 2″×2″の円筒状ベリア砂岩コアを825〓で24時
間焌き、その偎面を暙準塩氎溶液1.5NaClず
100ppmのMg++及びCa++を含有する氎でフラ
ツシングした゚ポキシ暹脂により封入しむリノ
むス原油で飜和し前蚘暙準塩氎溶液でフラツシ
ングし二次回収、そしお塩氎によるフラツシ
ング埌残留油をそれぞれのスラツグを前蚘コアに
圧入するこずによ぀お埗られる䞉次又は高次油回
収の癟分率を求めるために蚈算及び䜿甚した。関
連のデヌタを䞋蚘に瀺す。
【衚】 䞊蚘のデヌタから刀るように、本発明の原理に
埓぀お凊理された石油スルホネヌトはかなり良奜
な油回収率を䞎え、そしお故意に䜎いスラグの现
孔容積を甚いお差異を匷調したこずが刀るだろ
う。これに察しお実際の油田条件䞋ではより倧き
な现孔容積を甚いるのが曎に䞀般的であり、埓぀
おかなり倧きな油回収率が期埅される兞型的に
は60〜95の油回収率。 前蚘のマむクロ゚マルゞペンスラツグ組成物を
オクラホマ原油を甚い、前蚘の暙準ベリア砂岩コ
アにより油回収胜の詊隓を行぀た。関連デヌタを
以䞋に瀺す。
【衚】 䞊蚘デヌタから刀るように、本発明の原理に埓
぀お凊理された石油スルホネヌトは別皮の原油に
関しおかなり良奜な油回収率を䞎える。 前蚘のスルホン化条件で埗られた粗スルホン酞
の、―で瀺される第䞉の郚分を実質的に前蚘
ず同じようにしお玄10のPHが埗られるたで50
NaOH溶液ず混合するこずによ぀お䞭和した。 前蚘スルホン化条件によ぀お埗られた粗スルホ
ン酞の―で瀺される第四の郚分を玄7.5の
氎反応混合物の重量に基づく重量ず混合
し、そしお玄80〜90℃で玄分間保持した。この
ようにしお凊理した物質を次に実質的に前蚘ず同
じようにしお玄10のPHが埗られるたで50NaOH
溶液で䞭和した。 埗られた詊料を盞分離を行わずにすなわち、
粗詊料を次にマむクロマ゚ルゞペンスラツグ組
成物に調合し、そしおむリノむス原油を甚い、前
蚘ベリア砂岩コアにより油回収胜の詊隓を行぀
た。関連するデヌタを以䞋に瀺す。
【衚】 䞊蚘のデヌタから刀るように、本発明の原理に
埓぀お凊理された石油スルホネヌトは粗生成物で
あ぀おも本発明の原理に埓぀お凊理されない察照
スルホネヌトに察しおより良奜な油の回収率を䞎
える。 実斜䟋  もう぀の実隓においおは、玄67重量の前蚘
実斜䟋に蚘茉したパラフむン原料油ず玄33重量
の、 次の性質 平均分子量 480 API比重 14.8 流動点〓 60 沞ずう範囲〓 596〜1009 を持぀もう぀のパラフむン基石油原料ずの組合
せから成る別の石油原料を原料油の重量に
よるの前蚘実斜䟋に蚘茉したオキ゜アルコヌ
ルの重合䜓残液ず混合し、そしお実斜䟋に蚘茉
の方法でスルホン化した。 このようにしお埗られた粗スルホン酞反応生成
物をそれぞれ―及び―で瀺される぀の
郚分に分け、そしお各郚分を次に䞋蚘のように別
個に凊理した。 ―の郚分は玄10のPHが埗られるたで十分な
量の50NaOH溶液で䞭和した。この粗石油スル
ホン酞ナトリりムを次に盞分離し䞀郚の未スルホ
ン化油の抜出ず脱塩ずアルコヌル及び前蚘の抜
出に䜿甚した若干の氎のストリツピングに付し
た。残留物質は玄60の掻性石油スルホン酞ナト
リりムを含有しおいるず分析された。 ―の郚分はたず玄7.5重量の氎スルホ
ン酞の重量に基づくず混合し、そしお玄85〜90
℃においお玄分間保持した。次いで、そのよう
にしお氎凊理された粗スルホン酞物質を玄10のPH
が埗られるたで50NaOH溶液で䞭和した。次
に、前蚘のようにしお盞分離及びストリツピング
を行い、玄60の掻性石油スルホン酞ナトリりム
を埗た。 前蚘スルホネヌトの適圓な量の詊料を実質的に
同じマむクロ゚マルゞメペンスラツグに調合し、
そしお実質的に同䞀条件䞋で前蚘のようにしお調
補した暙準ベリア砂岩コアずむリノむス原油を甚
いお油回収の詊隓を行぀た。関連するデヌタを以
䞋に瀺す。
【衚】 䞊蚘のデヌタヌから刀るように、混合原料油か
ら誘導され、本発明の原理に埓぀お凊理された石
油スルホネヌトは、無凊裕理であるが、他の点で
は本発明ず同じである物質よりかなり良奜な油回
収率を䞎える。 実斜䟋  他の䞀連の実隓においお、前蚘実斜䟋に蚘茉
のパラフむン基石油原料を䞋蚘の色々な添加剀を
䞋蚘の量は党お重量によるで甚いお前蚘の
反応管においおスルホン化した。このようにしお
埗られた粗スルホン酞を他ず別個に保持し、それ
ぞれを前蚘の7.5の氎凊理、䞭和、盞分離及び
ストリツピングの各凊理に付した。これらの実隓
から導かれた石油スルホン酞ナトリりムを次に前
蚘のようにしお調補した暙準ベリア砂岩コアずむ
リノむス原油を甚いお油回収胜の詊隓を行぀た。
関連デヌタヌを䞋蚘に瀺す。
【衚】 䞊蚘のデヌタから刀るように、前蚘実斜䟋で
甚いた添加剀ずは異なる添加剀を異なる量で含む
原料油―添加剀の混合物から誘導される石油スル
ホネヌトは改良された油回収率を䞎える。 実斜䟋  他の䞀連の実隓においお、次の特性倀 平均分子量 398 流動点〓 10 アニリン点〓 119 沞ずう範囲〓 723〜903 を持぀ナフテン基石油原料の䞀郚を以䞋に瀺す
色々な添加剀ず䞋蚘の量で混合し、次いで各郚分
を実質的に実斜䟋に蚘茉されるようにしおスル
ホン化した。それぞれの粗スルホン酞を前蚘の
7.5氎凊理、盞分離及びストリツピングの各凊
理に付した。これらの実隓から導びかれたそれぞ
れの石油スルホン酞ナトリりムを次に前蚘のよう
にしお調補した暙準ベリア砂岩コアずむ゜ノむス
原油を甚いお油回収胜の詊隓を行぀た。関連デヌ
タヌを以䞋に瀺す。
【衚】 䞊蚘デヌタヌから刀るように、実斜䟋で甚い
たものずは異なる原料油、異なる量の異なる添加
剀を含有する原料油―添加剀の混合物から誘導さ
れる石油スルホネヌトは改良された油回収結果を
䞎えるが、しかしこゝで䜿甚した特定のアルカリ
ヌル添加剀はこの特定の原油及び油回収系に察し
おこゝで䜿甚した脂肪酞又はオレフむンず同じよ
うな効果は埗られなか぀た。 実斜䟋  曎に他の詊隓においお、次の特性倀 平均分子量 390 API比重 14 粘床 80 210〓においお55 流動点〓 65 を持぀石油原料を原料油の重量によるの
―ヘキサノヌルず原料油の重量による
の―オクタノヌルず混合し、埗られた液䜓混合
物を前蚘の実隓宀甚反応管䞭で次の操䜜条件 液䜓䟛絊枩床 190〓 液䜓䟛絊速床 99.9分 ガス速床 95フむト秒 䞍掻性ガスSO3の枩床 179〓 反応容噚のゞダケツト枩床 182〓 粗生成物の枩床 213〓 圧 力 3.5psi のもずでスルホン化した。粗反応生成物を集め、
そしおこの反応生成物に7.5の氎を圧入した。
埗られた混合物を次に80〜85℃においお玄分間
保持し、続いお前蚘のように50NaOHで䞭和し
た。詊料―で瀺される前蚘のようにしお誘導
された粗石油スルホン酞ナトリりムの分析結果は
次の通りであ぀た。 掻性分 28.9 遊離の油 46.0 æ°Ž 17.9 å¡© 7.3 圓量重量 461 䞊蚘詊料―を次にの掻性分を含有する
マむクロ゚マルゞペンスラツグに調合し、そしお
むリノむス原油を甚い、前蚘のようにしお調補し
た暙準ヘリア砂岩コアにより油回収胜の詊隓を行
぀た。調合されたスラツグを詊隓コアに圧入し、
続いお「ダり―プツシダヌ700」の商暙名で垂販
されおいる重合䜓プツシダヌのような、0.5P.V.2
の重合䜓プツシダヌ及び1.0P.V.2の暙準塩氎溶液
1.5のNaClず100ppmのMg++及びCa++を含有
する氎を圧入した。ポンプの送り速床はコア内
の液䜓の前面速床が玄12むンチ24時間ずなるよ
うに制埡し、又圧力の蚘録は前蚘詊隓コアに操䜜
可胜に取付けた倉換噚ず垯蚘録玙蚘録蚈を甚いお
埗た。前蚘コアに加えた圧力は0.76psigから
1.7psigたで倉えた。関連デヌタを以䞋に瀺す。
【衚】 実斜䟋  本発明の石油スルホネヌトにより兞型的に調合
されおいるミセルスラツグ調合物においお、3.0
の掻性石油スルホネヌトを1.5NaCl氎溶液ず
混合しお「曇぀おいる」溶液を埗る。ヘキサノヌ
ル又はある同等の共界面掻性剀を次にマむク
ロリツタヌの泚射噚のごずきもので増量し぀぀添
加しお目で芋お「透明」な溶液を埗る。曎に滎
のヘキサノヌルの添加で二局に分離した溶液を埗
る。透明な溶液を䜜るために添加されるヘキサノ
ヌルの、総スラツグ容量に察する容量をヘキサノ
ヌルの消費率ず称する。 ミセル系による高次石油回収の分野においお倚
くの研究者は䞊蚘定矩の透明点に近いスラツグ調
合物を最倧油回収のための最適調合物ずしお䜿甚
しおいる。かくしお、珟圚入手できる情報によれ
ば、ヘキサノヌル又はある同等の共界面掻性
剀の消費量は䞀般に最倧油回収率に関係があ
り、各皮石油スルホネヌトの盞察的効率を求める
垞法を䞎える。 十分に認められるだろうように、この最適点に
達するのに必芁なヘキサノヌルが少なければ少な
いほど、特定の調合物は䞀局経枈的である。本発
明の原理に埓぀お補造された石油スルホン酞の氎
凊理が係る生成物から圢成したミセル系スラツグ
調合物のヘキサノヌルの消費量を枛少させ、䞔぀
改良された油回収を䞎えるこずは前蚘の通りであ
る。本実斜䟋は本発明の原理を含めお远加のパラ
メヌタを瀺すものである。 本詊隓においおは、実斜䟋で芏定した石油原
料を原料油の重量によるのオキ゜―アル
コヌルの重合䜓残液〔ナヌ・゚ス・スチヌル
・・SteelのC10アルコヌル残液ず同䞀〕
ず混合し、埗られた混合物を前蚘のスルホン化条
件ず略同じ反応条件䞋で前蚘の実隓宀甚反応管内
でスルホン化した。 かくしお埗られた粗スルホン酞を集め、その䞀
郚をそれぞれ―〜―及び―察照で瀺さ
れる17個の詊料に分け、それらを次に曎に前蚘の
ように凊理しすなわち、氎を添加し、又は添加
せずに加熱し、䞭和し、抜出し、スラツグ組成
物に調合し、そしおヘキサノヌルで凊理した。関
連のデヌタを以䞋に瀺す。
【衚】
【衚】 䞊蚘のデヌタから刀るように、―察照の詊料
氎凊理なしのスラツグは透明点に達するのに
0.42のヘキサノヌルを必芁ずしたが、これに察
しお7.5の氎の添加により䞎えられ、そしお95
℃の枩床においお分間保持された同䞀のスルホ
ン酞詊料―による堎合は0.24のヘキサ
ノヌルを必芁ずするに過ぎなか぀た。䞊蚘デヌタ
は少ない氎の添加0.5に及び高い反応枩床
150℃には酞劣化をもたらすが、ヘキサノヌル
の消費量の改良は瀺すずいう傟向を瀺しおいる。
同様に、䞊蚘デヌタヌは倚い氎の添加ず、䜎い反
応枩床における長い反応時間詊料―〜―
及び又は少ない氎の添加ず長い反応時間及
び高い反応枩床詊料―及び―はヘキ
サノヌルの消費量に改良をもたらすが、すなわ
ち、ヘキサノヌルの必芁量は少ない、最善の結
果は前蚘芏定の奜たしい氎凊理のパラメヌタヌが
遞ばれるずきに埗るこずができるずいう傟向を瀺
した。 実斜䟋  ヘキサノヌルの消費効率に察するもう぀の詊
隓においお、スラツグ調合物を䞋蚘のように倉え
た。 掻性スルホネヌト 10 総炭化氎玠  NaCl  æ°Ž 59 無機物質 少量 䞊蚘のスラツグ調合物を次に前蚘説明の透明点
たでヘキサノヌルずヘキサノヌルずこれを増量し
぀぀混合した。 この詊隓においお、実斜䟋からの、ある量の
石油スルホン酞を単離し、―察照及び―〜
―ず瀺される10個の詊料に分け、各詊料を次
に前蚘のようにしお凊理及びヘキサノヌルの消費
量の調査を行぀た。関連デヌタヌを䞋蚘に瀺す。
【衚】 䞊蚘の消費率のデヌタヌから刀るように、ヘキ
サノヌルの消費量におけるある䞀定の枛少は氎凊
理詊料により起り、これに察しお氎凊理されおい
ないが枩浞された詊料氎凊理詊料ず同じ時間反
応枩床に加熱された詊料は異垞なヘキサノヌル
消費量を瀺す。 実斜䟋  䞭和の圢匏に察する氎凊理の関係を調べるため
に、実斜䟋からの、ある量の粗石油スルホン酞
を単離し、そしお―、―及び―ず瀺
される個の詊料に分け、次いで次のように凊理
した。 詊料――7.5のH2Oを加え、95℃におい
お分間加熱し、次いで玄10のPHたで50
NaOHで䞭和した。 詊料――氎凊理がなされおいないスルホン酞
を玄10のPHが埗られるたで50NaOHに加え
た。 詊料――50NaOHを玄10のPHが埗られるた
で氎凊理がされおいないスルホン酞に加え
た。 埗られた生成物を次に分析した。関連のデヌタ
を以䞋に瀺す。
【衚】 䞊蚘のデヌタから刀るように、ヘキサノヌルの
最䜎消費量は氎凊理詊料により達成される。改良
されたスルホネヌト生成物のもう぀の指暙は氎
凊理詊料に察するより高いEW圓量重量であ
る。䞊蚘のデヌタは又これらの条件䞋では酞を塩
基に加えるよりは塩基を酞に加えるのが奜たしい
ずいうこずを瀺しおいる。
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