Sulfoturşular

Sulfoturşular – suda asan həll olan, hidroskopik mayelərdir. Su ilə hidroliz olunmur.

Ayrı-ayrı sulfotuşuların praktiki əhəmiyyətini aşağıdakı məlumatlara əsasən müəyyən qədər təsvir etmək olar. 1980-ci ildə ABŞ-də cəmi 266322 ton müxtəlif növ sulfotuşular istehsal olunmuşdur ki, onların da, 38,58%-ə qədəri n-dodesilbenzolsulfoturşular, 27,87%-ə qədəri naftalin əsasında müxtəlif sulfoturşular (o cümlədən alkilnaftalin sulfoturşular) və 17,02%-ə qədəri benzol sulfoturşular və onun müxtəlif əvəzli törəmələri olmuşdur. Digər sulfoturşuların bütövlükdə həcmi 16,5%-ə yaxın olmuşdur^[1]. Sulfoturşular və onların törəmələri boyaqlar, səthi-aktiv maddələr, betona plastifikatorlar, katalizatorlar, dərman preparatları sintezində aralıq maddə kimi istifadə olunurlar.

Kimyəvi cəhətdən bunlar mineral turşular kimi çox qüvvətli turşular olub, üzvi turşuların reaksiyalarını daşıyır. Sulfoturşular üzvi turşular kimi duzlar, xloranhidridlər, turşu amidləri və efirlər əmələ gətirir. Sulfoturşular və onların duzları suda yaxşı həll olur. Aromatik sulfoturşular kimyəvi davamlıdırlar. Benzol- və toluol sulfoturşuları vakuum altında qovduqda belə parçalanır. Sulfoturşular da ineral turşular kimi qüvvətli turşulardır.

1. Adi temperaturda tüstülü sulfat turşusu ilə benzola təsir etdikdə benzosulfoturşu alınır^[2].

• C₆H₆+HOSO₂OH→ H₂O+C₆H₅SO₃H

Bu reaksiya üçün adətən çoxlu sulfat turşusu götürülür və alınan qarışıq, natrium-xloridin qatı məhluluna tökülür. Nəticədə benzolsulfoturşunun natrium duzu alınır. Bu duz, suda həll olmadığı üçün çöküntü şəklində ayrılır. 2. Merkaptanları oksidləşdirməklə 3. Kalium-sulfitə halogenalkilin təsiri ilə.

Tərkibində 10-dan çox karbon olan birli və ikili alkilsulfat turşularının və sulfoturşuların natrium duzları son vaxtlar sənayedə küllü miqdarda sintez olunur. Bunlar səthi aktiv xassəli olub, yuyucu qabiliyyətə malikdir, ona görə də sabun kimi işlənir.

İlk dəfə olaraq neft məhsullarından sulfoturşuların istehsalına Bakıda Q. S. Petrovun tədqiqatları əsasında başlanılmışdır. O, hələ 1911-ci ildə alkilarilsulfonat tipli səthi aktiv maddələrin (SAM) istehsal metodunu işləmiş və patentləşdirmişdir. Neft sulfonatlarının yüksək səthi aktivliyi və ucuzluğu onların deemulqator, disperqator, peptizator, köpük əmələ gətirici plastifikator, sürtkü yağlarına yuyucu aşqarlar və s. yuyucu vasitə və emulsiya məhlulu kimi geniş istifadəsinə şərait yaradır. Neft məhsullarından alınan sulfonatlar həllolma qabiliyyətinə görə suda, suda-yağda və yağda həll olan qruplara bölünür. Suda həll olan sulfonatlar SAM xalq təsərrüfatında böyük əhəmiyyət kəsb edir. Onların yuyucu maddə kimi istifadəsi, yüzlərlə ton yeyinti piylərin və yağların qənaətinə imkan verir. Suda-yağda həll olan sulfonatlar su və yağ emulsiyasınınalınmasında geniş istifadə olunur. Yağda həll olan (və ya karbohidrogendə həll olan) sulfonatlar motor yağlarına yuyucu və dispersedici aşqar kimi istifadə edilirlər. Bu sulfonatlar yağdakı oksidləşmə prosesinə imkan yaratmır və yüksək yuyucu xassələrinə görə qatranların və karbon tərkibli maddələrin mühərrikin detallarına çökməsinin qarşısını alır. Sulfonat tipli yuyucu aşqarlar effektli neytrallaşdırıcı və solyubilizasiya agentləridir. Sulfonat aşqarlarının detergent-dispersedici xassəsini xarakterizə edən əsas göstəricilərindən biri onların tərkibində metal-sulfonatların olmasıdır. Müasir tələblərə uyğun olaraq sulfonat aşqarlarının tərkibində 28–30% (kütlə) aktiv komponentolmalıdır. O. L. Qlavati və başqaları neftdən alınan yüksək qələvili sulfonatların C-150, C-300, ПMC və Xaytek E-632 sintetik sulfonatın aktiv komponentlərini ayırma və tədqiqatlar yolu ilə təyin etmişlər ki, onlar kalsium karbonatın neytral detergentlə stabilləşmiş 10–30 nm ölçülü kolloid hissəcikləri sistemidir. Yağda həll olan sulfonatlar orta, əsasi və yüksək əsaslı növlərə bölünür. Müxtəlif xammallar əsasında sulfonat tipli yuyucu-dispersedici aşqarların istehsal praktikası göstərir ki, bu tip aşqaların istehsal texnologiyasının birinci mərhələsi ilkin xammalın sulfolaşması mərhələsidir. Bu mərhələdə müxtəlif mənşəli alkilaromatik (istər mineral, istər sintetik, istərsə də yarımsintetik yağların tərkibində olan) karbohidrogenlər müxtəlif sulfolaşdırıcı agentlərlə (H₂SO₄, oleum, SO₃ və s.) sulfolaşdırılaraq uyğun sulfoturşular alınır.

Sulfoturşuların tərkibində həll olunmuş SO3 və SO2 azot qazı ilə üfürülərək mühitdən qovulur və kütlə sakit buraxılaraq turş qudrondan və onda həll olmuş işlənmiş turşudan azad olunur. Alınmış sulfoturşular neytrallaşdırılır və orta qələvili sulfonatlar alınır. Əgər sulfolaşmış yağ ammonium hidroksidlə neytrallaşdırılıbsa, kalsium hidroksidlə dəyişmə reaksiyası aparmaqla ammonium sulfatı kalsium sulfonata çevirir. Kalsium hidroksid artıq olduqda əsasi sulfonatlar alınır. Ə. M. Quliyev əməkdaşları ilə birgə qələviliyi yüksək olan çoxfunksiyalı, eyni zamanda korroziyaya qarşı və yuyuculuq xassəsinə malik ИХП-136 aşqarını işləyib hazırlamışdır. O, alkilfenolun formaldehidlə kondensləşməsindən, sulfolaşmış dizel yağının və natrium hidroksidin iştirakı ilə sonradan kalsium hidroksidlə neytrallaşmasından alınır.

Sulfolaşmış dizel yağının və natrium hidroksidin iştirakı ilə prosesin aparıldığı zaman qələviliyi yüksək olan aşqar alınır. Yüksək qələvili sulfonat aşqarı orta qələvili sulfonatın (promotor və stexiometrikdən artıq kalsium hidroksidlə) karbonatlaşması ilə alınır. Sonda sulfonat aşqarı mexaniki qarışıqlardan təmizlənməlidir. Yüksək qələvili sulfonatların yüksək neytrallaşma xassələri onların tərkibindəki çoxlu miqdarda polyar qeyri üzvi əsasların olması ilə izah edilir. Bir sıra tədqiqatçıların fikrincə daha yüksək əsaslı aşqarlar yağda qələvi torpaq metalkarbonatların səthi aktiv maddələr (SAM) ilə stabilləşmış kolloid məhlullarıdır. Elektron-mikroskopik analizlərin nəticələrinə əsasən aşqarlardakı kalsium karbonat kolloid hissəciklərinin ölçüsü 5–50 mm arasındadır. Sənayedə neft məhsullarını oleumla və sulfat anhidridi ilə (qaz və ya maye halında) sulfolaşma prosesi geniş yayılmışdır. Oleumla sulfolaşma çox geniş yayılmasına baxmayaraq, onun bir sıra çatışmayan cəhətləri var. Əsas çatışmayan cəhəti oleumun artıq istifadə edilməsidir. Bu şəraitdə gedən yan reaksiya – karbohidrogenlərin oksidləşməsi və qatranlaşmasına görə tərkibində çoxsaylı üzvi maddələrolan turş qudron və işlənmiş sulfat turşusu əmələ gəlir. Oleumun istifadəsindən alınan sulfonat aşqarının yağ məhlulları şəffaf deyil, az küllülüyə malik və tünd rəngli olur. Beləliklə, sulfat turşusu və oleumla yağ fraksiyasının sulfolaşması ilə sulfonatların alınma üsulu köhnəlmiş və iqtisadi cəhətdən sərfəli olmayan üsuldur. Ona görə də, alimlərin diqqəti oleumun sulfat anhidridi ilə dəyişməsinə yönəlir. İlk dəfə sənaye prosesində sulfat anhidridi hava ilə qarışıq buxar halında istifadə edilib. Hazırda bu buxarfazalı proses geniş miqyasda aparılır. Sulfat anhidridinin işlənməsinin üstünlüyü sulfolaşdırıcı agentin sərfiyyatının, proses müddətinin və turş qatranda turşunun az olmaları, eyni zaman da turş qatranın minimal həddə əmələ gəlməsi, sulfonatın isə yüksək çıxımıilə izah olunur. Keçmiş Sovetlər Birliyində yağda həll olan sulfonatın alınması üçün qaz halında sulfat anhidridi ilk dəfə olaraq 1949-cu ildə Bakı şəhərində АзНИИ-4 aşqarının istehsalında istifadə edilmişdir. Qaz halında sulfat anhidridi suda və yağda həll olan sulfonatların istehsalında istifadə edilirdi. Eyni zamanda, onunhava ilə və ya azotla qarışığından istifadə edirdilər. ABŞ, Rusiya və Bakıda sulfolaşma üçün müxtəlif nisbətdə qaz halında sulfat anhidridi ilə havanın qarışığından istifadə olunurdu. АзНИИ-4 aşqarı iki komponentdən ibarətdir: yuyucu (sulfolaşmiş solyar yağının sulfoturşusunun kalsium duzları) vəkorroziyaya qarşı (kükürdləşmiş motor yağı). Yuyucu komponent sulfoturşunun NaOH-la neytrallaşması ilə natrium sufonatın kalsium xloridlə dəyişmə reaksiyasından sintez olunur.

• 2R−ArSO₃H+NaOH→R−ArSO₃Na+H₂O
• 2R−ArSO₃Na+CaCl₂→(R-ArSO₃)2Ca+2NaCl

Korroziyaya qarşı komponentin alınması üçün motor yağı 2% sərbəst kükürdlə 160–1700C temperaturda işlənilir. АзНИИ-4 istismar müddətini yaxşılaşdırmaq üçün dizel və avtotraktor yağlarına 3–5% miqdarındaqatılır. İlk aşqarlardan biri də АзНИИ-5 aşqarıdır, bu mineral yağlarda petrolatumun sulfolaşdırılmasından alınan sulfoturşuların barium və ya kalsium duzlarının məhlullarıdır. Bu aşqar yağın yuyucu və korroziyaya qarşı xassəsini yaxşılaşdırır, eyni zamanda onun donma temperaturunu aşağı salır. АзНИИ-5 aşqarı avtotraktor yağlarının işlənmə müddətinin artırılması üçün onlara 4% miqdarında əlavə edilirdi. Keçmiş Sovetlər Birliyində yağların və neft məhsullarının qaz halında sulfat anhidridi ilə sulfolaşması АзНИИ-5, CБ-3 və CК-3 aşqarlarının alınma üsulları işlənib hazırlanmışdır. АзНИИ-5 aşqarının sənaye istehsalı 1958-ci ildə, CБ-3 və CК-3 aşqarlarının isə 1964–1965-ci illərdə başlanmışdır . Beləliklə, bu aşqarları yağların qaz halında olan sulfat anhidridi ilə sulfolaşması yolu ilə alınması rahat və xeyirli olmaqla, texnoloji cəhətdən sənədləşdirmənin sadəliyinə görə fərqlənir. Lakin bu prosesin də çatışmayan cəhətləri var. Qaz halında olan sulfat anhidridinin yağların karbohidrogenlərinə təsiri zamanı, xüsusilə havanın mövcud olduğu zaman sulfolaşma ilə yanaşı oksidləşmə reaksiyası, qatranlaşma və artıq sulfolaşma baş verir və nəticədə turş qudron əmələ gəlir. O, yağın oleumla sulfolaşmasından əmələ gələn qudrondan möhkəm olur, sulfolaşmış yağdan çətin ayrılır və pis nəql edilir (daşınır). Qaz halında olan sulfat anhidridilə sulfolaşması şəraitini yüngülləşdirmək üçün aşağı molekullu karbohidrogenlərin halogen törəmələrini – dixloretan, 3 və 4 xloretilen, karbon 4-xlorid və s. kimi həlledicilərdən istifadə edilməsi təklif edilir. Daha perspektiv həlledicilərdən biri maye halındakı sulfit anhidrididir – o ucuz və əlverişli, asan və itkisiz regenerasiya olunur, sulfonatlaşma zamanı sulfuratordakı buxarlanmadan ayrılan istiləşmənin aradan qaldırılması hesabına sulfit anhidridinin oksidləşmə təsirini zəiflədir. Sulfonatlaşma üçün həmçinin, mayehalında olan sulfat anhidridindən də istifadə olunur. Bu halda proses maye sulfat anhidridinin iştirakında homogen mühitdə baş verir. Həmin şəraitdə sulfolaşma qısa müddətdə gedir, sulfonatların çıxımı maksimal olur, turş qatran isə alınmır. Xaricdə, eyni zamanda Sovetlər birliyindəyaxşı çıxım ilə suda və yağda həll olan stabil və effektli sulfonatların alınmasında geniş istifadə olunur. Keçmiş Sovetlər Birliyində bu proses birinci dəfə alkilbenzollardan yuyucu maddələr (sulfonatların) alınmasında istifadə edilmişdir. Ancaq maye sulfat anhidridi çox güclü reagentdir və alkilaromatik karbohidrogenlərin uzun alkil zəncirini parçalamaq qabiliyyətinə malikdir. Bir çox tədqiqatçıların fikrinə görə yağda həll olan sulfonatların alınması üçün qaz halında olan sulfat anhidridinin istifadəsi daha məqsədəuyğun hesab olunur. Hazırda bu üsulla C-300, C-400 və C-500 sulfonat aşqarları alınır . Dünya bazarlarını sulfonat aşqarları ilə təmin edən xarici firmalar aşağıdakılardır: "Edvin Cooper", "Brayton" (Böyük Britaniya); "Witco", "Oronite", "Lubrizol", "Conoco" (ABŞ); "Esso" (Belçika); "AMOCO"(ABŞ).

• E. Nağıyeva "Motor yağları və onlara aşqarlar", Bakı "Optimist" — 2022

1. ↑ M. İ. Rüstəmov, V. M. Abbasov, A. M. Məhərrəmov, N. Ə Səlimova, Z. C. Seyidov, M. M. Abbasov. "Əsas üzvi və neft kimya sintezi" Bakı 2003. s.255
2. ↑ M. Mövsümzadə, P. Qurbanov "Üzvi kimya", Maarif-1983.