Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11242
.pdf
В следующей таблице представлены результаты, полученные при использовании галогенированного эфира,
такого как ди(2-этил)эфир, в качестве основного растворителя в сочетании со вторичным растворителем,
содержащим сложный эфир с относительно низкой молекулярной массой, например, нормальный
пропилформиат. Масло, обрабатываемое в этих иллюстративных примерах, представляет собой смешанный
базовый смазочный дистиллят Среднего континента с вязкостью 114 секунд, индексом вязкости Сейболта при
2100 °F 56,5 и плотностью 21,6 Å P I.
E 11 Рафинат Объем % Вязкость Выход экстракции 210 F индекс температура F.
В примере 1 видно, что индекс вязкости масла, полученного с использованием смешанных растворителей,
несколько выше, чем индекс вязкости масла, полученного с использованием одного растворителя, однако
наиболее значимым результатом, полученным с использованием смешанных растворителей, является
высокий выход улучшенного масла. Смешанные растворители дают выход 74,4 %, тогда как один основной
растворитель дает выход 59 %.
Вместо одной экстракции или нескольких последовательных экстракций одним и тем же растворителем, как
описано выше, масла можно обрабатывать одним смешанным растворителем, а затем другим смешанным
растворителем. Также масло можно обрабатывать одним растворителем, а затем эту обработку можно
продолжить экстракцией смешанным растворителем. Очевидно, что возможно множество модификаций
описанного выше процесса экстракции.
Кроме того, при обработке масел серной кислотой образуется кислотный шлам или полутвердый материал,
который является отходом. Он очень трудно сжигается, а кислотная природа материала делает его очень
трудным в обращении. Пары кислоты, образующиеся в процессе кислотной обработки смазочных масел,
приводят к образованию: объем первичного растворителя, объем вторичного растворителя,
ди(2-хлор-N-пропилэтил)эфирформиата, например, 2,1 0,5, объем масла, 1,74 6,1 82. Из приведенной выше
таблицы 11 снова видно, что при использовании смешанных растворителей можно получить масло с более
высоким индексом вязкости, чем при экстракции с помощью основного растворителя как такового.
В следующей таблице представлены результаты, полученные при использовании другой комбинации
первичных и вторичных растворителей 83 85.1 81.4 32 для разделения дистиллята смазочного масла на
более парафиновую и менее парафиновую фракции, как было показано выше.
Использованный в следующих примерах дистиллят на основе смешанного минерального масла имел
начальный индекс вязкости 56,5, вязкость по Сейболту 114 при 210 °F и плотность 21 8 A.P I.
Пример
Объем основного растворителя нитробензола. Объем вторичного растворителя этилацетата. ТАБЛИЦА 12
Рафинат Объем масла Vo L % Выс.
выход 2100 °F.
Ф.
Вязкость Индекс экстракции температура.
1 D 70 87 8 1 59 0 80 1 88 10 83 42 Приведенная выше таблица наглядно демонстрирует увеличение
селективности смеси первичных и вторичных растворителей по сравнению с самим первичным
растворителем. Следует отметить, что индекс вязкости масла, полученного смешанными растворителями,
составляет 88, а выход — 70 %, тогда как сам первичный растворитель (Пример 2) дал 59 % выход масла с
индексом вязкости 83.
В следующей таблице представлены результаты, полученные при использовании определенных вторичных
растворителей по отдельности для экстракции дистиллятов смазочных масел. Использованные в таблице
смешанные базовые масла имели начальный индекс вязкости 56,5, вязкость по Сейболту 114 при 2100 °F и
плотность 21,6 Å·PI.
ТАБЛИЦА 13
Рафинат Ф.
Смешиваемость (вне сред) Объем (в сред) % Вязкость (в сред)
достаточное количество растворителя растворитель масло выход 210 F индекс Температура температура
1 Бутиллактат 2 1 2 2 хлорэтил 2 1 ацетат 3 Этилхлор 2 1 ацетат 4 Этиленгликоль 2 1 диацетат Целлозольв
(регистрированный товарный знак) ацетат Сравнивая результаты, полученные с использованием отдельных
вторичных растворителей, как указано в таблице 13 выше, с результатами, полученными в таблицах 10, 11 и
12, становится очевидно, что сами по себе вторичные или первичные растворители не обладают той же
степенью селективности, что и смешанные первичные и вторичные растворители, хотя галогенированные
эфиры сами по себе более эффективны, чем любые другие вторичные или первичные растворители.
В частности, ссылаясь на последний вариант осуществления, я использовал термин «вторичный
растворитель» для обозначения алкиловых эфиров алифатических кислот, а термин «первичный
растворитель» — для обозначения других соединений, которые взаимодействуют с ними, образуя
улучшенный растворитель. Благодаря использованию этой комбинации растворителей, полученная смесь
обладает большей селективностью по отношению к нафтеновой, нафтеновой, олефиновой и ароматической
фракциям смешанного базового масла, чем к парафиновым компонентам.
Примерами вторичных растворителей, которые могут использоваться в сочетании с этими первичными
растворителями, являются алифатические органические эфиры, такие как алкилацетаты, галогенированные
алкилацетаты, алкилгалогенированные ацетаты, алкилформиаты, галогенированные алкилформиаты,
алкилпропионаты, галогенированные алкилпропионаты и алкилгалогенированные пропионаты. Ниже
приведены конкретные примеры подходящих растворителей:
метилацетат, этилацетат, пропилацетат, изопропилацетат, бутилацетат, трет-бутилацетат, метилпропионат,
этилпропионат, этилмоно66 84 77 5 84 74.7 86 74 3 140 68 87 8 85 128 50 84.5 88 7 68 2 300 180 76.1 88 0 78 0
хлорацетат, метилмонохлорацетат, пропилмонохлорацетат, амилмонохлорацетат, хлорамилацетат,
амилдихлорацетат, этилдихлорацетат, метилтрихлорацетат, этилтрихлорацетат, пропилтрихлорацетат,
бутилтрихлорацетат, 2-хлорэтилацетат, 2- или 8-хлорпропилацетат, 2-3-дихлорпропилацетат,
хлоризопропилацетаты, 2-хлорбутилацетат, 3- или 4-хлорбутилацетат, 2-3-дихлорбутилацетат,
хлорпропилмонохлорацетаты, метилфторацетат, метил-2-хлорпропионат, этил-2-хлорпропионат,
этил-2-хлорбутират, пропилгликолят, пропиллактат, этиловый эфир этилгликолята, метиловый эфир
метиллактата, этиловый эфир этиллактата, диэтилкарбонат, диметилэабонат, метилэтилкарбонат,
диметилоксалат, диэтилоксалат, метилформиат, этилформиат, пропил- и изопропилформиаты,
хлорпропилформиаты, секамилформиат и подобные им, а также смеси этих алкилалифатических эфиров
имеют следующую общую формулу:
B,1-O-O-R, где R представляет собой алкильную или замещенную алкильную группу, а R1 представляет собой
алкильную или замещенную алкильную группу. Заместителями могут быть атомы галогена и/или алкильные,
алкоксильные и гидроксильные группы. Следует отметить, что сложные эфиры, указанные как 413,307,
представляют собой: 3-иловый эфир, 2-хлорэтилэтиловый эфир, ди(:A-элиморэтилил)эфир,
1-2-диэтилэтиловый эфир, 1-2-3-трихлорэтилэтиловый эфир, 2-хлорэтилэтилэтиловый эфир,
2-хлорбутилпропиловый эфир, этил-2-3-дихлорпропилэтиловый эфир, этил-2-3-дихлорпропилэтиловый эфир,
этил-2-хлорбутилэтилэтиловый эфир, этил-2-хлорпропилэтиловый эфир, этил-2-3-дихлорпропилэтиловый
эфир, ди( 3-хлорпропиловый эфир, ди(2-хлоризопропиловый) эфир и ди(2-бромэтиловый) эфир,
гетероциклические кольцевые соединения, такие как диоксан, пиридин, пиперидин, фурфурал,
альфа-фурилацетон, тиофен, 2-8-диметилтиофен, 2-4-диметилтиофен, пиррол, метилпирролы,
2-алкилхинолины, хинолин, 2-метилхинолин, альфа-пирролин, альдегидные соединения, такие как
паральдегид, парапропилальдегид, 2-хлорпропионовый альдегид, хлорацетальдегид, бензальдегид и
пара-анисальдегид, при использовании с вторичными растворителями, отличными от кетонов;
Галогенированные алифатические углеводороды, такие как дихлорэтилен, 1,2-дихлорпропан,
1,8-дихлорпропан, 1,2-дибромпропан, тетраметиленхлорид, пентаметиленхлорид, метиленхлорид,
изопропилхлорид, бутилхлорид; альфа- и бета-нафтолы, арилацетаты, такие как фенилацетаты,
фенилхлорацетаты, тиоцианаты, например, изопропилтиоцианат, этилтиоцианат и этилентиоцианат,
фенилнитрил, фенилтионитрил (мераптобензонитрилы) и тому подобные, а также смеси этих первичных
растворителей. Большинство из вышеперечисленных первичных растворителей кипят при температурах ниже
260 °C.
Вышеуказанные первичные и вторичные растворители могут смешиваться в любой желаемой пропорции, но,
как правило, смешанные растворители 105 должны содержать от половины до четырех объемов первичного
растворителя на каждый объем вторичного растворителя. В большинстве случаев наилучшие результаты
достигаются при использовании от одного до двух объемов 110 первичного растворителя на каждый объем
вторичного растворителя. Также в смеси растворителей могут использоваться один или несколько первичных
и вторичных растворителей. Растворители, используемые для обработки масла, 115 должны быть
практически не содержать воды, и коммерческие сорта этих растворителей оказались удовлетворительными.
Процесс экстракции смешанного базового смазочного масла с использованием смеси из 120 вышеуказанных
первичных и вторичных растворителей аналогичен описанному выше, при этом в качестве первичного
растворителя используется нитробензол, а в качестве вторичного — метилацетат.
В случае, если смесь первичных и 125 вторичных растворителей имеет высокую температуру кипения, или
если растворители имеют тенденцию разлагаться при нагревании до относительно высоких температур, этап
удаления растворителей из экстракта, иллюстрирующий изобретение, содержит от трех до семи атомов
углерода, и большинство этих сложных эфиров кипят при температурах ниже C в общей формуле R, и
предпочтительно содержит не более пяти и четырех атомов углерода соответственно. Также в случае
вышеупомянутых замещенных сложных эфиров предпочтительно использовать те замещенные сложные
эфиры, которые получены из сложных эфиров, содержащих большее количество атомов углерода.
Методика получения 3-хлорпропилацетата методом препатриотической обработки описана в журнале
Американского химического общества, том 88, страница 2488.
2-, 3- и 4-хлорбутилацетаты могут быть получены путем реакции соответствующего хлорированного спирта с
уксусной кислотой. Пример такой реакции выглядит следующим образом: CHCOOH +
CICCHCHCHGHOHHO + CHCOOCHOCHCHHC (4-хлорбутиловый спирт). Аналогично,
2-хлоризобутилацетат может быть получен следующей реакцией:
CH 3 C 00 o H + (CH 3),C Cl CHI O Hl= Cli-f 3 COOCH 2 G Cl(O Hi)2 + H 1120 ( 2-хлоризобутилацетат) Как
правило, эти реакции могут проводиться в присутствии серной кислоты.
2,38-дихлорбутилацетат может быть получен путем хлорирования следующего сложного эфира:
CHCGOOCHCH=OHC HaМонохлорацетаты хлорпропила могут быть получены с помощью следующей
реакции:
CH.C 1 COOH + C 12 Cl CH 2 CH 20 H = CHOCCOOCH 02 CH 2 C Ho C 1 + Ha O Примеры основных
растворителей, которые могут быть использованы, как правило, имеют значительно более высокую
температуру кипения и большую молекулярную массу, чем вторичные растворители, и могут включать
упомянутые выше основные растворители, такие как азотсодержащие ароматические соединения, такие как
нитробензол, анилин, орто-мета- и пара-нитротолуол, орто-нитроанизол, нитроксилолы, ксилидины, такие как
1-8-2-диметиламинобензол и 1-4-2-диметиламинобензол, нитронафталины, орто-мета- и пара-хлоранилины,
орто-мета- и пара-хлорнитробензол; Галогензамещенные арильные соединения, такие как хлорбензол,
орто-мета- и пара-дихлорбензол, орто-хлордифенилбензилхлорид, орто-мета- и пара-хлортолуолы,
орто-мета- и пара-хлорфенолы, орто-мета- и пара-крезолы, крезиловая кислота и альфа-хлор-60-нафталин;
другие бензольные соединения, такие как толуол и тому подобные, при использовании с вторичными
растворителями, отличными от кетонов; галогенированные эфиры, такие как метил-γ-хлорэтиловый эфир,
метил-2-8-дихлорпропиловый эфир, метил-2-эхиоризо418,307 стил 22, следует перегонять при пониженном
давлении. Эта стадия перегонки при пониженном давлении может быть выполнена с помощью вакуумного
насоса.
Вместо использования процесса экстракции в качестве единственного способа обработки масла, его можно
использовать в дополнение к предварительной кислотной обработке, хотя предпочтительнее после
экстракции провести легкую кислотную обработку для улучшения цвета и стабильности смазочного масла,
если это необходимо. Обычно желательно завершить обработку масла либо путем перколяции, либо путем
контакта с фуллеровой глиной при несколько повышенных температурах. Если масло было изначально
обезвожено, оно будет находиться в готовом состоянии после обработки глиной, хотя обезвоживание может
быть проведено и после этапа экстракции растворителем.
Объяснение усиления растворяющей способности смешанных растворителей по сравнению с растворителем
на основе одного компонента до конца не изучено, но я считаю, что объяснение повышенной растворяющей
способности большинства смешанных растворителей зависит от диссоциационного влияния вторичных
растворителей на первичные. Например, нитробензол, первичный растворитель, частично ассоциирован, и
его селективность неудовлетворительна из-за частичной ассоциации. Вторичные растворители, такие как
описанные выше сложные эфиры, как правило, неассоциированы и склонны к диссоциации ассоциированных
растворителей. Поэтому, когда сложные эфиры и нитробензол используются в качестве смешанного
растворителя, сложный эфир стремится превратить нитробензол в неассоциированную форму, тем самым
улучшая селективность нитробензола. Следует понимать, что я не ограничиваюсь вышеизложенной теорией
относительно того, почему смешанные растворители превосходят растворители на основе одного
компонента.
Во всех описанных выше процессах небольшое количество растворителя, растворенного в масле в
отпаривательной башне 3'2, может быть удалено путем пропускания или барботирования через это масло
отпаривательного газа, такого как диоксид углерода, азот или тому подобное. Пар также может
использоваться в большинстве случаев, если предусмотрено осушение регенерированного растворителя при
его повторном использовании. Разумеется, очевидно, что при использовании смешанных растворителей для
отпаривания основного растворителя в отпаривательной башне 32 может использоваться легкий или
вторичный растворитель. Для отпаривания растворителя или смеси растворителей, остающихся в масле в
отпаривательной башне 32, могут использоваться бутан, пропан или тому подобное. Иногда желательно
добавлять щелочь к отпаривательным газам, вводимым в масло в отпаривательной башне 32, и для этой
цели аммиак оказался особенно подходящим для предотвращения образования хлорида железа(III), хотя
могут применяться и другие подобные щелочи.
Аммиак или аналогичные щелочи, используемые в этом качестве, по-видимому, действуют как катализатор,
предотвращая разложение растворителей, применяемых в экстракторе.
Разумеется, следует понимать, что масло может быть обезвожено либо до, либо после процесса экстракции,
либо и до, и после.
Другой вариант осуществления изобретения 75 включает использование вышеупомянутых первичных
растворителей в сочетании с классами вторичных растворителей, включающими не содержащие галогенов
алифатические эфиры и низкокипящие ароматические эфиры 80, не содержащие нитрогруппы, примерами
которых являются диизопропиловый эфир, диэтиловый эфир, метилфениловый эфир, дибутиловые эфиры и
тому подобные. Этот вариант осуществления изобретения реализуется тем же способом 85, что и описанный
здесь в связи с первичными растворителями и кетонами.
Примерами вторичных растворителей, которые могут использоваться в сочетании с первичными
растворителями, являются диметиловый эфир, метилэтиловый эфир, метилпропиловый эфир,
метилизопропиловый эфир, метилбутиловый эфир, метилвторичный изобутиловый эфир,
метилтретбутиловый эфир, диэтиловый эфир, метилфениловый эфир, этилпропиловый эфир,
этилизопропиловый эфир, этилфениловый эфир, дипропилпропиловый эфир, пропилизопропиловый эфир,
этилбутиловый эфир, пропилбутиловые эфиры, дифениловый эфир, бутилфениловый эфир и смеси
вышеуказанных эфиров. Эти эфиры имеют общую формулу R-O R, где R и R представляют собой алкильные
группы и/или фенильные группы и/или их производные в пределах, указанных выше. При использовании
данного варианта осуществления изобретения, то есть там, где используются эфиры, В качестве вторичного
растворителя в следующей таблице представлены результаты, полученные при экстракции смешанным
растворителем дистиллята смазочного материала Mid-Con 110 с вязкостью 114 секунд при 2100 °F, индексом
вязкости 56,5 и A P I.
Плотность 21 6. В следующей таблице приведены результаты экстракции одного объема масла, указанного
выше (115), тремя объемами растворителя: 413,307 и 413,807. ТАБЛИЦА 14
Растворитель. Первичный растворитель:
Ди( 2-е цилорэтил) эфир 0/ /0 1 ( O 8 O Вторичный растворитель:
Диизопропиловый эфир 0. Сравнивая свойства приготовленного в приведенных выше примерах с
характеристиками масла до экстракции, можно увидеть, что я могу экстрагировать смесь, базовый дистиллят
среднеконтинентального смазочного масла с индексом вязкости 56,5, и получить масло с индексом вязкости
от 86 до 89,5. Сравнивая Пример 1 с...
В примерах 2, 8 и 4 видно, что индекс вязкости масла, приготовленного с использованием смешанных
растворителей, выше, чем индекс вязкости масла, приготовленного с использованием одного растворителя
или одного растворителя.
В описанном выше процессе, результаты которого представлены в таблице 14, я использовал один объем
масла на три объема растворителя, причем указанный растворитель содержал различные пропорции
первичных и вторичных растворителей. Следует понимать, что соотношение объемов растворителей к
объему масла может варьироваться от половины до девяти объемов растворителя на каждый объем масла, а
также растворитель может содержать различные пропорции первичных и вторичных растворителей, как
правило, от 50 до 95 процентов первичного растворителя на каждые 50 процентов.
Когда объем вторичного растворителя составляет один или менее на каждый объем масла, я предпочитаю
проводить несколько экстракций масла, чтобы получить масло с желаемым индексом вязкости.
В следующих таблицах представлены результаты, полученные при использовании двух основных
растворителей в сочетании со вторичным растворителем. Масло, обрабатываемое в этом примере,
представляет собой смешанный базовый смазочный дистиллят Mid-Conee с вязкостью 114 секунд Сейболта
при 2100 °F.
Индекс вязкости 56,5 и плотность r 21,6 A P I. Приведенная ниже таблица основана на использовании трех
объемов растворителя на каждый объем масла.
из ТАБЛИЦЫ I 5 Основной растворитель:
Ди(2-хлорэтил)эфир 85 %, и, например, эрезиловая кислота 15 % 1 2 3 4 Вторичный растворитель:
Диизопропиловый эфир % 0 Растворитель Основной растворитель:
Диэтиловый эфир 85 %, нитробензол 15 % (например, диэтиловый эфир). Вторичный растворитель:
Диизопропиловый эфир 0 Примеры
1 2 3 Раффина Т. Индекс вязкости 85,4 86 5 89 89,5 Температура экстракции 'F.
1 ( O Индекс вязкости рафината 86,8 92,7 92,1 83,5 84,8 88,6 Температура экстракции 'F.
ТАБЛИЦА 16
1 Индекс вязкости рафината 85,5 87,5 Температура экстракции 'F.
Из приведенных выше таблиц 15 и 16 видно, что комбинация смешанных растворителей очень эффективна
для разделения смешанных минеральных масел на парафиновую и нафтеновую фракции. Сравнивая
результаты, полученные в примере 1 таблиц 15 и 16, с результатами, представленными в других примерах
этих таблиц, становится очевидно, что селективность комбинации первичных растворителей со вторичным
растворителем значительно выше, чем селективность самих первичных растворителей.
Вышеописанное воплощение изобретения было продемонстрировано с помощью результатов, полученных
при использовании масла с вязкостью по Сейболту 114 при температуре 210 °F, A P I.
Экстракция осуществляется с использованием комбинированных первичных и вторичных растворителей,
обеспечивающих плотность 21,6 и индекс вязкости 56,5. Однако следует понимать, что этот процесс
экстракции смешанными растворителями дает превосходные результаты при работе с дистиллятом
минерального масла на смешанной основе или остатком на смешанной основе, имеющими вязкость в
диапазоне 200–3500 секунд Сейболта при 1000 °F, хотя следует понимать, что этот процесс применим к
любому смазочному маслу с более низкой или более высокой вязкостью. Кроме того, температуры
экстракции, используемые в данном варианте осуществления изобретения, могут быть такими же, как описано
выше для других вариантов осуществления изобретения.
Кроме того, данное изобретение может быть реализовано с использованием двух или более из упомянутых
выше основных растворителей вместе с одним или несколькими упомянутыми выше вторичными
растворителями.
Один из распространенных способов повышения содержания парафина в смазочном масле — обработка
масла дымящейся серной кислотой. Масло и кислота смешиваются и перемешиваются в соотношении
примерно от одного до двух фунтов дымящейся кислоты на каждый галлон масла. Затем смеси дают
отстояться, и кислотный слой, состоящий из серной кислоты и кислотного осадка, оседает на дно и удаляется.
Верхний слой состоит из масла с высоким содержанием парафиновых соединений. Кроме того, смазочное
масло, очищенное таким способом, содержит относительно большое количество сульфоновых соединений,
которые необходимо удалить, прежде чем масло можно будет удовлетворительно использовать для
большинства целей смазки. Эта операция часто является дорогостоящей и неэффективной из-за образования
проблемных эмульсий. Качество очищенного смазочного масла можно достаточно точно оценить по двум его
свойствам: индексу вязкости и устойчивости к образованию шлама. Устойчивость к образованию шлама
определяется путем пропускания воздуха со скоростью 10 литров в час через образец масла объемом 250 см³
при температуре 340 °F. Через определенные интервалы времени отбираются образцы по 10 граммов
каждый, которые затем анализируются для определения количества образовавшегося шлама на каждые 10
граммов масла.
Когда количество осадка увеличивается до 10 мг, фиксируется количество часов окисления, и стабильность
осадка в масле затем выражается в часах на 10 мг осадка. Количество осадка определяется путем
разбавления 10-граммового образца масла гексаном и последующего отфильтровывания нерастворимого в
гексане остатка.
В следующей таблице показана стабильность осадка дистиллята смазочного масла Mid-Continent с
плотностью 21,3 A P I, вязкостью по Сейболту 101,9 при температуре 210 °F и индексом вязкости 54 при
обработке различными количествами дымящейся серной кислоты.
Количество дымящейся кислоты. Пример в фунтах на галлон: 1 1,5 2,7 TA Bn LE 17 Процент выхода 47
Стабильность в часах мг.
66 Из приведенной выше таблицы видно, что обработка кислотой в количестве 2,7 фунта увеличила индекс
вязкости масла с 54 до 92, а обработанное масло обладало стабильностью шлама в течение нескольких
часов. Также следует отметить, что выход продукта составляет всего 35%. Из приведенных данных очевидно,
что при получении высокостабильных масел путем обработки кислотой теряется большое количество масла.
Смешанные базовые масла можно сделать более парафиновыми, что подтверждается индексом вязкости,
путем экстракции нафтеновых и нафтеноподобных соединений или углеводородов, образующих шлам, из
масла с помощью смеси органических растворителей, как описано выше. Эта экстракция растворителем
может проводиться в один или несколько этапов. Масла, полученные таким способом экстракции
растворителем, имеют очень высокие индексы вязкости, но не обладают высокой устойчивостью к
образованию шлама в жестких окислительных условиях. Было установлено, что обработка легкой серной
кислотой после этапа экстракции растворителем делает масла очень устойчивыми к окислению и
образованию шлама.
Процесс Преферреля будет описан на примере 115, где будет извлечена смазка Среднего континента. Индекс
вязкости 81 413,307. Как правило, отгонка проводится при несколько повышенной температуре.
Затем рафинат подвергают обработке легкой серной кислотой. В этом примере на каждый галлон рафината
использовали полфунта 93%-ной серной кислоты. Масло и кислоту смешивали и перемешивали при
температуре около 100°F в течение короткого времени, затем кислотному слою давали осесть и сливали.
Кислотную обработку можно проводить при любой подходящей температуре, но, как правило,
удовлетворительной является температура в диапазоне от 20 до 200°F.
Кроме того, количество кислоты может варьироваться в зависимости от желаемого качества масла, но, как
правило, от четверти до одного фунта 85-98% серной кислоты на галлон масла обеспечит очень стабильное
масло.
Следует понимать, что кислоту с более высокой концентрацией можно использовать в меньших количествах.
Типичные результаты, иллюстрирующие взаимодействие между экстракцией растворителем и кислотной
обработкой, приведены в следующей таблице.
В примере 1 показаны индекс вязкости, стабильность осадка и выход масла после экстракции растворителем,
а в примере 2 — индекс вязкости, стабильность осадка и выход масла после экстракции растворителем с
последующей обработкой слабой кислотой.
Дистиллят масла обрабатывается смесью органических растворителей, а затем экстракция проводится с
помощью обработки легкой серной кислотой. Используется то же масло, что и описано в таблице 14, то есть
смешанное базовое масло с начальным индексом вязкости 56,5, вязкостью Сейболта 114 при 210 °F и
плотностью 21,6 × 10⁶ AP·I. Следует понимать, что этот процесс применим к любому смешанному базовому
смазочному маслу. Смазочное масло и смесь растворителей смешиваются в соотношении 3 объема
растворителя на каждый объем масла, затем смесь перемешивается и нагревается до температуры
смешиваемости. Как правило, смесь растворителей смешивается с маслом в диапазоне 95-210 °F. В данном
конкретном примере использовалась температура смешиваемости 1,55 °F.
После нагревания масла и растворителя до температуры смешиваемости смесь охлаждают до температуры
ниже температуры смешиваемости, при которой растворитель и экстракт отделяются от высокопарафинового
масла. В конкретном примере ibis использовалась температура экстракции около 65 °F.
Растворитель и экстракт отводятся из нижней части мешалки, после чего рафинированный растворитель
отгоняется инертным газом.
Количество серной кислоты в фунтах на галлон масла (пример экстракции) 1 0 0,5 ТАБЛИЦА 18 Кислотность
93 % Из примера 1 в приведенной выше таблице видно, что экстракция растворителем сама по себе привела
к получению масла с высоким индексом вязкости. До экстракции индекс вязкости масла составлял 0,54, но
после экстракции растворителем он был повышен до 93. Несмотря на высокий индекс вязкости, стабильность
шлама у масла относительно низкая. Сравнивая масло, полученное методом экстракции растворителем, как
показано в примере 1 таблицы 18, с маслом, полученным кислотной обработкой, как показано в примере 1
таблицы 17, можно заметить, что оба масла имеют одинаковую стабильность шлама, но масло, полученное
методом экстракции растворителем, имеет гораздо более высокий индекс вязкости, то есть масло,
полученное методом экстракции растворителем, более парафиновое, чем масло, обработанное кислотой. Из
примера 2 таблицы 18 видно, что к маслу в примере 1 таблицы 18 была применена обработка половиной
фунта 93 % кислоты. Повышает стабильность осадка с 66 часов до 125 часов при концентрации 10 мг.
Стабильность в часах (мг).
66 Индекс вязкости 93. Кроме того, выход масла составляет 55 %, тогда как при обработке только кислотой
(см. Пример 2, Таблица 17) выход составляет 35 % для масла, полученного за 125 часов. Таким образом, при
использовании легкой обработки кислотой (95 %) после экстракции растворителем можно получить 55 %
выход масла, полученного за 125 часов, с индексом вязкости 94, тогда как при обработке только кислотой, как
показано в Примере 2 Таблицы 17, был получен 35 % выход масла, полученного за 125 часов, с индексом
вязкости 92. Также, сочетание экстракции растворителем и обработки кислотой (93 %) дало масло со
свойствами, которые невозможно получить при обработке только кислотой (93 %).
Трудно объяснить, почему такое небольшое количество кислотной обработки после экстракции масла
растворителем оказывается настолько эффективным в повышении стабильности осадка масла и
одновременно обеспечивает высокий выход готового продукта. Возможно, растворители удаляют
нафтеновые соединения, которые обычно защищают осадкообразующие соединения, тем самым делая
осадкообразующие соединения масла более уязвимыми для действия кислот.
Как указывалось выше в связи с маслами, обработанными кислотой, большое количество растворимых
сульфоновых соединений оставалось в таком масле, и необходимо удалить эти сульфоновые соединения,
прежде чем масло можно будет использовать для большинства смазочных целей. Для удаления сульфоновых
соединений использовались различные процессы, наиболее распространенным из которых является
обработка масла мыльным раствором. Используя настоящий процесс экстракции растворителем с
последующей обработкой легкой кислотой, я преодолеваю трудность растворения сульфоновых соединений в
рафинате. Растворители удаляют, среди прочих веществ, те соединения, которые реагируют с серной
кислотой и образуют сульфоновые кислоты; следовательно, при обработке масла легкой кислотой
растворимые сульфоновые соединения не образуются в сколько-нибудь значительной степени, и их удаление
не представляет проблем и не влечет за собой серьезных потерь масла.
Как указано в описанном выше процессе экстракции растворителем, необходимо удалить растворенный в
рафинате растворитель, но удалить последние следы растворителя из масла очень сложно. Если весь
растворитель не будет удален, он может в конечном итоге разложиться и образовать соединения,
обладающие высокой коррозионной активностью. Кроме того, в этом примере будут растворяться
органические растворители.
1 2 3 4 S 6 7 8 Компоненты Ацетон и нитробензол ,,, ди(2-хлорэтил)эфир ,,, диоксан ,,, дихлорбензн ,, дихлорид
этилена X,,,, фенол Этилацетат и нитробензол Диацетоновый спирт и нитробензол рафинированы, и часто
очень трудно или даже невозможно удалить последние следы. Часто цвет масла ухудшается при сильной
десорбции. Кроме того, если не все следы растворителя удалены из масла, масло часто обесцвечивается и
портится другими способами. Это особенно верно для таких растворителей, как фурфурал.
Было установлено, что обработка масла легкой кислотой после этапов экстракции растворителем и легкой
промывки позволяет очень эффективно удалить последние следы растворителя, оставшиеся в масле, и тем
самым предотвратить сохранение коррозионных и красящих соединений в готовом масле.
При экстракции дистиллята смешанного базового смазочного масла любым из вышеперечисленных
растворителей, полученный продукт обладает высокой парафинностью, что подтверждается его индексом
вязкости, однако масло не устойчиво к образованию шлаков, что и следовало ожидать, учитывая его высокий
индекс вязкости. Например, дистиллят смешанного базового смазочного масла с индексом вязкости 21 6 A P I.
Экстракция проводилась при плотности 114 секунд, вязкость по Сатболту составляла 56,5, а индекс вязкости
– 114 секунд. В следующей таблице показано влияние такой экстракции на индекс вязкости и выход масла.
Один объем масла был экстрагирован смешанными растворителями, указанными в примерах в следующей
таблице.
ТАБЛИЦА 20
Всего том.
Процентное содержание компонентов в готовой продукции 66 75,6 76 64,6 79,6 1,5 3 2 2 2 3 1,5 1,5 1,5
Соотношение компонентов 0,5:1 1:2 1:1 1:1 1,8:0 2 2:1 0,5:1 0,5:1 0,5:1 Индекс вязкости 87,5 93,0 87,5 82,5 81
84,5 82 88 83,5 Из приведенной выше таблицы, Пример 2, видно, что масло с индексом вязкости 56,5 можно
повысить до 98, экстрагировав один объем масла тремя объемами растворителя, содержащего один объем
ацетона и два объема нитробензола. Также видно, что другие смешанные растворители оказывают различное
влияние на индекс вязкости. Однако все смешанные растворители повышают индекс вязкости с 56,5 до 81 или
выше. Несмотря на высокий индекс вязкости, или парафинность этих масел, они подвержены образованию
шлама при использовании в условиях чрезмерного окисления. Большинство масел, полученных
вышеуказанным способом экстракции, образуют 10 мг шлама примерно за шестьдесят часов. Также выход
масла после обработки кислотой будет на 5-10% ниже выхода, указанного в таблице выше, при
использовании только растворителей. Но если бы для получения масел с индексом вязкости от 81 до 98 и
стабильностью шлама от 9 до 150 часов использовалась только обработка кислотой, выход готового масла
составил бы 16 413 307 минеральных или смазочных масел, полученных путем обработки масла смесью двух
или более органических растворителей, по меньшей мере один из которых является первичным
растворителем, как определено здесь, и по меньшей мере один другой является вторичным растворителем,
как также определено здесь.
2
Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве вторичного растворителя используется кетон,
предпочтительно низкокипящий кетон.
3
Способ по п. 2, характеризующийся тем, что кетон представляет собой ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон,
метилпропилкетон, этилпропилкетон, метилизопропилкетон или изопропилкетон.
4
Способ по п. 1, характеризующийся тем, что вторичный растворитель представляет собой сложный эфир
следующей общей формулы:
Выход продукта будет очень низким и составит порядка 45%. Из приведенных выше данных очевидно, что
обработка легкой кислотой после экстракции органическим растворителем дает более высокий выход
готового продукта, чем тот, который можно получить только при обработке кислотой.
Кроме того, масла, полученные методом экстракции растворителем и комбинированной обработки легкой
кислотой, имеют хороший цвет, и обработку глиной можно исключить. Однако следует понимать, что
обработка кислотой может быть применена перед экстракцией масел, не выходя за рамки изобретения.
В описании используется термин «нафтеновые углеводороды», который в общем смысле включает
соединения с низким индексом вязкости, низкой плотностью AP1 и быстрым образованием осадка; примерами
таких соединений являются ароматические, ароматические, олефиновые, полиметиленовые, азотные и
серные соединения.
Масло может быть экстрагировано одним растворителем, затем экстрагировано смешанным растворителем, а
затем, при необходимости, подвергнуто обработке слабой кислотой для повышения окислительной
стабильности. Кроме того, при желании, масла могут быть подвергнуты обработке слабой кислотой перед
этапом экстракции растворителем.
Теория, изложенная здесь для объяснения неожиданных результатов, полученных при обработке смазочных
масел серной кислотой в сочетании с экстракцией растворителем, не должна рассматриваться как
ограничение объема изобретения, и хотя настоящее изобретение было описано в связи с подробным
описанием конкретных примеров, не предполагается, что такие примеры должны рассматриваться как
ограничения объема описанного здесь изобретения, за исключением случаев, указанных в пунктах формулы
изобретения.
Спецификация моих иностранных корреспондентов № 410,175 (номер заявки).
31,930 В пункте 32) описан процесс, в котором минеральные или смазочные масла обрабатываются
хлорированным эфиром, как отдельно, так и в смеси с другими растворителями и/или разбавителями,
обладающими большей растворяющей способностью по отношению к парафиновым компонентам, чем к
нафтиевым, например, нафтой, и сжиженными обычно газообразными углеводородами, такими как пропан.
Следует понимать, что в настоящем документе не заявлено ничего, что указано в Спецификации № 1,
предоставленной моими иностранными корреспондентами.
410,175.
Подробно описав и определив характер моего изобретения и способ его осуществления, как мне сообщили
мои зарубежные корреспонденты, я заявляю, что
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_413308.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=413308&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB413308A
[]
1;, -jzvi ii W-_ 1,9:71 IF
СПЕЦИФИКАЦИЯ PATE-NT
Дата подачи заявки: 7 декабря 1932 г. № 34598/32.
Фотография слева: 7 декабря 1933 года.
Окончательная версия принята к публикации: 9 июля 1934 года.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, относящиеся к продольным логарифмическим линейкам.
Мы, Алджернон Уильям Ларджи и Фредеер Л. Энв. Ин Дэйрг, оба из Симплон Уоркс, Саут-стрит, Галифакс,
графство Йоркшир, оба подданные Великобритании, настоящим заявляем, что суть данного изобретения
Соседние файлы в папке патенты