Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11568
.pdf
подробное объяснение нескольких специфических особенностей или модификаций процесса в соответствии с
настоящим изобретением. Как уже было отмечено, мои зарубежные корреспонденты обнаружили, что
желательно подвергать вольтольизации и последующей обработке в соответствии с настоящим
изобретением такие исходные материалы, которые обладают определенными четко определенными 90
характеристиками.
В качестве исходного материала вполне подходят парафиновые углеводороды с молекулярной массой не
менее 330 и предпочтительно более 350. В качестве таких исходных материалов можно упомянуть
парафиновые воски с такой высокой молекулярной массой или еще более высокомолекулярные
углеводороды, которые кипят предпочтительно при температуре выше 3000 градусов Цельсия в высоком
вакууме ниже 2100 миллиметров ртутного столба, например, церезин и озокерит. Вещества такого рода также
могут быть получены синтетическим путем, например, электролитической обработкой жирных кислот или
деструктивным гидрированием воскообразных веществ с последующей конденсацией в присутствии
конденсирующих агентов, таких как хлорид алюминия.
При обработке указанных исходных материалов бесшумными электрическими разрядами в озонирующих
трубках Siemens или другом разрядном аппарате предпочтительно использовать разбавитель, например,
твердый или мягкий парафин, парафиновое масло, осветительное масло и тому подобное. В этом случае
предпочтительно добавлять разбавитель после истечения как минимум первых двух третей времени
электрической обработки.
Таким образом, например, когда исходные 120 материалов подвергались воздействию бесшумных
электрических разрядов в течение примерно 20 часов, полученные продукты смешиваются с разбавителем, а
затем обрабатываются повторно в течение более короткого времени, например, от 3 до 8 125 часов. При
использовании парафина или парафинового масла в качестве разбавителя возможно также некоторое
конденсирование разбавителя. Однако в описанной выше обработке разбавитель 130 такого
конденсационного аппарата показан на рисунке 2 указанного чертежа. Например, множество стеклянных
пластин, обозначенных на рисунке 2 буквой А, могут быть расположены в реакционном сосуде с
металлическим листом В между каждой парой стеклянных пластин так, чтобы между каждой стеклянной
пластиной и соседними металлическими листами был зазор.
Затем металлические листы попеременно подключаются к клеммам источника D высокочастотного тока, в то
время как оставшиеся металлические листы заземлены. Стеклянные пластины A могут быть вращательно
соединены с центральной осью C. Также в этом случае во время обработки происходит образование пены, в
результате чего образуется тонкий слой углеводородного материала, что весьма желательно. Для обработки
больших партий углеводородного материала предпочтительнее использовать аппарат, состоящий из
большого количества электродных листов, каждый из которых отделен от других диэлектрическим листом,
например, из стекла. И электроды, и диэлектрический лист 2,5 погружены в обрабатываемый углеводородный
материал. Затем тонкий слой этого материала образуется с помощью насосов, черпаков или подобных
устройств, которые заставляют углеводородный материал стекать вниз по поверхности металлических
листов. Горизонтально расположенный барабан вольтилизации может, например, быть заполнен
обрабатываемым углеводородным материалом до половины своей высоты; Благодаря вращению
диэлектрических стеклянных пластин непрерывно поддерживается тонкий слой углеводородного материала.
Если диэлектрические стеклянные пластины не погружаются в углеводородную жидкость или погружается в
нее лишь небольшая часть их поверхности, формирование тонких слоев осуществляется с помощью лопаток,
распылительных устройств или аналогичных средств, как уже упоминалось. Стеклянные пластины или
металлические листы также могут быть скреплены между собой с помощью внешней рамы, в этом случае не
возникает трудностей с изоляцией. Барабан, а также комплект стеклянных пластин могут быть также
установлены неподвижно, в этом случае вращается только колесо, снабженное лопатками.
Вместо стекла в качестве диэлектрика можно также использовать, например, фарфор, керамику,
вулканизированное волокно, искусственные смолы, такие как кумароновые смолы или смолы, известные под
зарегистрированным товарным знаком «Бакелит», или материал, известный в торговле под
зарегистрированным товарным знаком «Пертинакс», который представляет собой изоляционный материал,
изготовленный с помощью натуральных или искусственных смол.
Кроме того, металлические листы могут быть покрыты этими или другими изоляционными материалами.
Другой метод заключается в следующем: продольная закрытая трубка 407379 подвергается воздействию
бесшумных электрических разрядов в течение значительно более короткого периода времени; степень
конденсации значительно ниже, чем у исходных материалов, и поэтому сконденсированные исходные
материалы могут быть легко отделены от разбавителей в конце операции.
Также в качестве разбавителей могут использоваться другие растворители, например, содержащие галогены,
такие как дихлорэтан, тетрахлорэтан, тетрахлорбензол или анилин; разбавитель удаляется из продукта
конденсации после обработки путем перегонки или с помощью растворителя, как будет более подробно
описано ниже. Кроме того, необходимо отделить от продукта конденсации не только добавленные
разбавители, но и исходный материал путем обработки подходящим растворителем или перегонки, как будет
указано ниже.
Метод обработки исходных материалов указанного типа будет далее подробно объяснен на двух конкретных
примерах.
В этих двух примерах, а также во всех последующих примерах, компоненты указываются по весу, если не
указано иное.
ПРИМЕР 1.
Церезин, имеющий температуру плавления 730 градусов Цельсия, обрабатывается при температурах выше
его температуры плавления, например, от 80 до 1000 градусов Цельсия, в озонирующей трубке Siemens под
давлением от 5 до 10 миллиметров (по ртутному манометру) с электрическими разрядами при напряжении
около 7000 вольт и 1000 циклах в течение от 25 до 30 часов. Через 20-22 часа в качестве разбавителя
добавляется такое же количество твердого парафина с температурой плавления 50 градусов Цельсия.
Полученная смесь затем подвергается вакуумной паровой дистилляции до 280 градусов Цельсия, при этом
добавленный парафин и любые образовавшиеся продукты с низкой температурой кипения отгоняются.
Пример 2.
Парафиновый воск, полученный из минерального масла и имеющий среднюю молекулярную массу 340,
обрабатывается в расплавленном состоянии при температуре от 800 до 1000 градусов Цельсия в
озонирующей трубке Siemens в течение примерно 10 часов электрическими разрядами с напряжением около
7000 вольт и частотой 10 000 Гц при поддержании вакуума около 10 миллиметров ртутного столба. Таким
образом, получается мазеобразный продукт, из которого путем последующей дистилляции в вакууме при
температуре около 2700 градусов Цельсия получают масло с вязкостью 160 по Энглеру или 990 по Цельсию.
Ценные продукты также получают путем воздействия смесей (а) парафиновых углеводородов со средней
молекулярной массой, превышающей 330, и, предпочтительно, с температурой кипения более 3000 градусов
Цельсия в высоком вакууме, или их воскоподобных производных, на (б) твердый или мягкий парафин или на
такие углеводородные масла, богатые водородом, т.е. содержащие более 13, предпочтительно более 14,5
частей водорода на каждые 100 частей углерода, и содержащие значительные количества, например, 10 или
30 процентов или более, твердых или мягких парафиновых восков, под действием бесшумных электрических
разрядов 761 в таких условиях, что твердый или мягкий парафин или другие примеси, богатые водородом,
также полностью или в большей степени превращаются. В качестве веществ, относящихся к пункту 80 i (б),
можно упомянуть вазелин, сырой парафин, вазелин и сырые смазочные масла, содержащие парафиновый
воск или парафин. масло, веретенное масло, машинное масло, смоляное масло, цилиндровое масло,
гидрогенизированные нафталины, высококипящие продукты, предпочтительно богатые водородом,
полученные путем деструктивного гидрогенирования углеродсодержащих веществ, таких как уголь, смола,
минеральные масла и тому подобное, или ароматические масла или кислородсодержащие воскообразные
производные, такие как монтановый воск.
В качестве исходных материалов можно упомянуть парафин или масла, богатые водородом и содержащие
воск в значительных количествах 95, которые по своей природе содержат компоненты с молекулярной массой
более 330. Их также можно получить путем смешивания. Содержание парафиновых углеводородов или их
воскообразных производных, имеющих 100 молекулярную массу, превышающую 330, таких как церезин,
озокерит, нефтьгил, хатчеттин, минеральный жир или содержание монтанового воска или других восков,
может составлять, например, 5, 10, 25 процентов или более, 105 например, 80 или 90 процентов. Указанные
углеводороды с высокой молекулярной массой также могут быть получены синтетическим путем, например,
путем электролитической обработки жирных кислот, способом 110, указанным выше.
Вольтолизация указанных смесей может проводиться в присутствии газов или паров, таких как водород, азот,
галогеноводороды, галогены или газообразные насыщенные или ненасыщенные углеводороды, или
отходящие газы от деструктивного гидрирования, или коксовые газы, или природный газ. Эти газы или пары
способствуют образованию пены во время электрообработки и одновременно стимулируют конденсацию.
Также выгодно использование пенообразующих агентов, таких как сапонин, сульфоновые кислоты и их соли, а
также жирные кислоты с высокой молекулярной массой, такие как олеиновая кислота. Кроме того, могут
присутствовать и другие вещества, способствующие конденсации, такие как активированный уголь и
активированный кремнезем, или оксиды металлов. Таким образом, получается высоковязкий продукт с
вязкостью 400 по Энглеру при 990 градусах Цельсия, который при перегонке в вакууме Освобождено от
неконвертированного парафина и продуктов Pro 70, требующих низкой температуры кипения.
В процессе, осуществляемом в соответствии с настоящим изобретением, особо ценные продукты
вольтольизации могут быть получены путем предварительной обработки исходных материалов, содержащих
75 парафиновые углеводороды, в частности, мягкого или твердого парафинового воска, в результате которой
они становятся пригодными для получения ценных продуктов вольтольизации. 80 Один из способов
осуществления этой модификации настоящего изобретения заключается в предварительной дистилляции
исходных материалов указанного типа, в результате которой парафиновые воски или 85 масла, содержащие
парафиновый воск, разделяются на фракции с различной средней молекулярной массой. Дистилляция
предпочтительно проводится в вакууме, например, при давлении от 10 до 20 миллиметров 90 ртутного столба
и при температуре от 2000 до 3000 градусов Цельсия, предпочтительно от 2600 до 2900 градусов Цельсия.
Также целесообразно использовать пар или другие газы или пары 95 во время дистилляции, например,
водород, азот, диоксид углерода или пары бензина. В результате дистилляции низкомолекулярные фракции
получают в виде дистиллята, а высокомолекулярные фракции остаются в виде остатка в перегонном
аппарате. Таким образом, например, парафин со средней молекулярной массой 310 может быть разделен
путем указанной дистилляции на примерно равные количества парафина со средней молекулярной массой
280 и парафина со средней молекулярной массой 335. Если эти две фракции отдельно подвергнуты
обработке высоковольтными токами, предпочтительно высокой частоты, то высокомолекулярная фракция
дает продукт, который очень эффективно улучшает свойства смазочных масел.
Другой способ улучшения исходных материалов указанного типа и придания им пригодности для обработки
вольтольизацией заключается в предварительной гидрогенизации под действием водорода или газов,
содержащих водород, при повышенных температурах, предпочтительно при давлении выше атмосферного, с
целью получения продуктов, особенно богатых водородом. Таким образом, высокомолекулярные
парафиновые воски или другие воски, содержащие менее 14,5 частей водорода на каждые 100 частей
углерода, могут быть успешно использованы для целей настоящего изобретения. Предпочтительно проводить
эту обработку с использованием таких материалов, как оксид цинка, оксид кадмия, оксид молибдена, оксид
вольфрама или оксид хрома, или галогенсодержащих соединений неметаллов, таких как сера, фосфор или
бор, или металлов, таких как медь, серебро, магний, титан, ванадий, молибден, вольфрам, хром, никель и
кобальт, или металлов. Галогениды, в частности йодиды или органические галогенсодержащие соединения,
такие как бензол, толуол, ксилол или нафталин, а также метилхлорид, этилхлорид, метиленхлорид или
этиленхлорид, йодид или бромид. Указанные галогениды, в частности йодиды, а также оксиды металлов
способствуют улучшению цвета конечных продуктов.
Ароматические углеводороды, такие как нафталин, тетрагидро- или декагидронафталин, также могут быть
добавлены к исходным материалам перед обработкой в тех случаях, когда они еще не содержатся в них.
Предпочтительно выбирать ароматические углеводороды с высокой молекулярной массой, такие как
антрацен или фенантрен; также могут быть добавлены продукты конденсации или полимеризации
ненасыщенных углеводородов с низкой молекулярной массой.
Также целесообразно проводить обработку парафиновых углеводородов в присутствии разбавителей, таких
как парафиновое масло или осветительное масло, которые, чтобы избежать их существенного участия в
реакции, сначала добавляют в процессе реакции, а затем снова отделяют.
Следующие примеры дополнительно проиллюстрируют эту особенность настоящего изобретения.
Ex Am PLE 3.
Смесь, состоящая из 80 частей твердого парафина и 20 частей церезина, обрабатывается при температуре
800 градусов Цельсия в озонирующей трубке Siemens под давлением от 1 до 10 миллиметров (по ртутному
манометру) с помощью бесшумного электрического разряда напряжением около 7000 вольт и частотой 4000
Герц в течение 10 часов. Полученная смесь подвергается вакуумной паровой дистилляции при температуре
280 градусов Цельсия, при этом небольшой остаток неполностью преобразованного парафина и любые
образовавшиеся продукты с низкой температурой кипения отгоняются.
ПРИМЕР 4.
Вазелин, содержащий 40 процентов.
состоит из парафинового воска со средней молекулярной массой 340 и 60 процентов.
Углеводородное масло с температурой кипения, характерной для смазочных масел, обрабатывается в
расплавленном состоянии в течение 20 часов при температуре около 805 градусов Цельсия в озонирующей
трубке Siemens при пониженном давлении 10 миллиметров ртутного столба с бесшумными электрическими
разрядами напряжением около 7000 вольт и 5000 вольт. 407,379. Гидрогенизирующая обработка в
присутствии гидрогенизирующих катализаторов, предпочтительно соединений металлов, принадлежащих к
группам 2-8 периодической системы, например, оксидов или сульфидов меди, цинка, олова, ванадия,
молибдена, вольфрама, хрома, урана, рения, марганца, кобальта или никеля.
Используемые температуры варьируются от 100 до 5000 градусов Цельсия, предпочтительно от 1000 до 350
градусов Цельсия. Рассматриваются давления 10, 20, 50, 100, 200, 500 или 1000 атмосфер и более. Условия
предпочтительно подбираются таким образом, чтобы не происходило существенного превращения в
низкомолекулярные соединения.
Этот способ работы будет дополнительно проиллюстрирован следующим примером.
ПРИМЕР 5.
Парафиновый воск из бурого угля, который в результате длительного контакта с воздухом и последующего
окисления ненасыщенных соединений приобрел темно-коричневый цвет, обрабатывается в жидкой фазе
водородом при температуре 2000 градусов Цельсия, под давлением 200 атмосфер и в присутствии сульфида
вольфрама. Таким образом получается парафиновый воск, полностью свободный от нежелательных цветов и
не содержащий компонентов, ухудшающих качество продуктов вольтольизации.
Другой способ предварительной обработки может заключаться в экстракции исходных материалов. С этой
целью исходные материалы предпочтительно обрабатывают сжиженными газообразными углеводородами, в
частности этаном или пропаном, или их смесями, либо сжиженным диоксидом серы, фенолом,
нитробензолом, анилином, фурфуролом, кетонами, кетоновыми кислотами или смесями циклогексана с
метанолом. Таким образом, происходит разделение на фракции, богатые водородом, и фракции, бедные
водородом, путем вольтольизации полученных фракций. Продукты, богатые водородом, могут иметь очень
высокую вязкость, при этом другие свойства могут быть нежелательным образом изменены.
Данный метод работы будет более подробно объяснен на следующих примерах.
ПРИМЕР 6.
Остаток нефти со Среднего континента смешивают с четырехкратным количеством сжиженного пропана. При
обычной температуре асфальтоподобные и смолистые частицы остаются нерастворенными. Раствор
очищают от этих частиц, а затем охлаждают до 350 градусов Цельсия, в результате чего выделяется смесь
парафина и высокомолекулярного масла, богатого водородом.
Этот продукт отделяется от раствора сжиженного пропана и представляет собой очищенный продукт, который
может быть с успехом подвергнут вольтольизации.
ПРИМЕР 7.
Неочищенный черный озокерит с температурой плавления 800 градусов Цельсия растворяют при
приблизительно этой температуре в 10 объемах жидкого пропана. Выпадает черный деготь, составляющий от
70 до примерно 3 процентов от исходного озокерита, оставляя в растворе темно-коричневый воск. Этот
черный дегтеобразный материал отделяют от раствора. Затем прозрачный раствор нагревают до
температуры около 90 градусов Цельсия, после чего часть воска выпадает в осадок, унося с собой
значительную долю темного материала. Этот осажденный материал удаляют. Затем, при желании, после
очистки отбеливающей глиной, подвергают обработке вольтольизацией.
Дальнейшее улучшение также достигается, если исходные материалы обрабатываются веществами,
обладающими рафинирующим действием, такими как серная кислота, отбеливающие глины, хлорид
алюминия, хлорид цинка, фторид бора, хлорид железа или хромовая кислота 90 г. Таким образом удаляются
компоненты, бедные водородом, а также другие вещества, ухудшающие качество вольтольированных
продуктов.
Данный вариант осуществления изобретения 95 будет дополнительно проиллюстрирован следующим
примером.
ПРИМЕР 8.
Петролатум обрабатывают при температуре от 800 до 1000 градусов Цельсия при перемешивании с 10 100 ±
...
Указанное исходное вещество также может быть растворено в подходящих растворителях, после чего 110
различных компонентов осаждаются отдельно из раствора.
Таким образом, исходный материал может быть растворен в эфире, после чего высокомолекулярная фракция
отделяется с помощью добавки 115:
Осаждение ацетоном может быть осуществлено путем поэтапного добавления осадителя. Поэтапное
осаждение также может быть облегчено или даже осуществлено изменением температуры, например, путем
понижения температуры. Аналогичные результаты получаются при предварительном растворении в эфире с
последующим осаждением спиртом, или при растворении в хлороформе и осаждении 12N5 спиртом, или при
растворении в хлорированном этилене и осаждении ацетоном, или при использовании аналогичных
растворителей и осадителей.
Следующий пример дополнительно покажет 130 407 379. Затем температура раствора понижается до 100
градусов Цельсия, в результате чего парафин со средней молекулярной массой 335 осаждается в количестве
40 процентов от исходного парафина. Затем раствор отделяют от осажденного парафина, и температура
раствора понижается до 100 градусов Цельсия. Таким образом, осаждается оставшаяся часть парафина со
средней молекулярной массой 290. Фракции при последующей вольтажизации показывают аналогичные
различия, описанные в примере 7.
Экстракты, состоящие из твердого парафина или другого воска и жидкого углеводородного продукта, богатого
водородом, например, углеводородного масла, предпочтительно подвергают мягкому крекингу при
температурах от 450 до 5500 °C, при этом необходимо следить за тем, чтобы не более небольшой части (до
20%) высокомолекулярных компонентов, в частности парафина или другого воска, превращалось в
низкокипящие компоненты. Это можно регулировать путем соответствующего выбора скорости потока
материалов, подвергаемых условиям крекинга. Также предпочтительно проводить термообработку в
присутствии водорода, предпочтительно под давлением, например, 50, 100, 200 или 500 атмосфер. В
указанной термообработке целесообразно использовать катализаторы, обладающие дегидрирующим
действием, например, медь, молибден, ванадий, вольфрам, железо, никель, алюминий или титан, или их
оксиды. Сульфиды этих металлов. Продукты, полученные в результате этой термической обработки, затем
охлаждаются, если необходимо, в растворенном виде в разбавителе, таком как бензин, осветительное масло,
кетоны, спирт, хлорированные спирты или смеси этих жидкостей, до температуры 10, 50 или 00 градусов
Цельсия, 110 или 200 градусов ниже нуля или даже ниже, например, 30 или 40 градусов ниже нуля, после чего
образовавшийся осадок отделяется от основной массы раствора механическим способом, например,
центрифугированием или фильтрацией.
Полученный таким образом парафин затем обрабатывается описанным выше способом.
При желании полученный таким образом парафин можно разделить на различные фракции.
Указанный метод процедуры будет более подробно объяснен на следующем примере.
ПРИМЕР 11 125 Вазелин, состоящий из 40 процентов парафинового воска и 60 процентов масла, перегоняют,
слегка крекируя при температуре от 4750 до 500 градусов Цельсия. Затем дистиллят смешивают 130, чтобы
объяснить эту особенность настоящего изобретения.
ПРИМЕР 9.
Парафиновый воск, полученный из минерального масла и имеющий молекулярную массу 330, растворяют при
20 градусах Цельсия в удвоенном количестве эфира. К этому раствору добавляют ацетон в количестве, вдвое
меньшем, чем эфира, в результате чего осаждается парафиновый воск с температурой плавления 570
градусов Цельсия и молекулярной массой 370 в количестве, составляющем 45% от исходного парафинового
воска. Затем этот парафиновый воск отделяют от раствора фильтрацией. Из раствора отгоняют эфир и
ацетон, при этом парафиновый воск с температурой плавления 450 градусов Цельсия и молекулярной массой
300, что составляет 1% от исходного парафинового воска, остается в виде остатка после перегонки. Обе
фракции парафинового воска затем обрабатывают высоковольтным высокочастотным электрическим током, а
после обработки, как описано выше, разделяют парафиновый воск и минеральное масло. Продукт
вольтольизации из осажденного парафинового воска обладает большей эффективностью в качестве
депрессанта температуры застывания, чем Продукт вольтольизации парафинового воска, оставшегося
растворенным в смеси эфира и ацетона.
При использовании исходных материалов, полностью состоящих из твердых компонентов, таких как,
например, парафин, монтановый воск или другие воски, фракции с различными температурами плавления
или различной молекулярной массой также могут быть получены путем фракционной кристаллизации из
растворителя путем поэтапного охлаждения до последовательно более низких температур. Исходные
материалы также могут быть осаждены целиком из их растворов путем сильного охлаждения, например, до
температуры 400 градусов ниже нуля по Цельсию, при этом отдельные фракции затем получают из осадка
путем поэтапного выпаривания при последовательно повышающихся температурах. Если необходимо
переработать чистый исходный материал, этот материал может быть разделен на фракции с различной
молекулярной массой, температурой плавления или другими характеристиками просто путем выпаривания
без предварительного растворения в растворителе. Вышеуказанные методы разделения исходных
материалов на фракции также могут быть объединены друг с другом.
Данная модификация процесса в соответствии с настоящим изобретением будет дополнительно
проиллюстрирована следующим примером.
ПРИМЕР: E 10.
Парафиновый воск, полученный из минерального масла и имеющий среднюю молекулярную массу 320,
растворяют при температуре 200 градусов Цельсия в удвоенном количестве бензина.
4.07,379 с тем же количеством бензина и охлажденным до 100 градусов Цельсия, в результате чего выпадает
в осадок 35 процентов парафинового воска, который легко отделяется и затем подвергается вольтольизации.
Ещё один метод предварительной обработки исходных материалов, подлежащих вольтилизации,
заключается в отделении высококачественного твердого парафина от вазелина или аналогичных продуктов
путем смешивания исходного материала с легким бензином, особенно с легким бензином, содержащим более
5, но менее 9 атомов углерода, охлаждения смеси до низких температур и фильтрации или
центрифугирования, при необходимости, в несколько этапов. При желании, отделенный таким образом
парафин может быть очищен от смол или асфальтов, предпочтительно путем перегонки в вакууме.
Отделение парафина описанным способом сравнительно легко.
В качестве легких бензиновых фракций можно упомянуть фракции с температурой кипения от 300 до 100 °C,
которые могут быть получены, например, из минерального масла путем дистилляции или деструктивного
гидрирования углей, смол, минеральных масел, или путем крекинга смол или минеральных масел; также
могут использоваться фракции с температурой кипения в указанном диапазоне, но в более узком пределах.
Алифатические легкие бензины, особенно богатые водородом, обладают особенно благоприятным
действием.
Для осуществления данной модификации изобретения предпочтительно смешивают вазелин (сырой
парафин) с количеством легкого бензина, в 2–8 раз превышающим его количество, охлаждают до низких
температур, предпочтительно ниже 10 градусов Цельсия, например, до 250 градусов Цельсия, а полученный
таким образом парафин фильтруют или центрифугируют. Целесообразно проводить охлаждение и
разделение в несколько этапов, например, при 0 и 250 градусах Цельсия соответственно. Полученный таким
образом парафин затем, при необходимости, подвергают дистилляции в вакууме при температурах до 4000
градусов Цельсия, при желании, с использованием отводящих газов, для удаления смол или асфальтов.
Парафиновый воск, полученный описанным выше способом, обладает ценным свойством: при обработке
высоковольтным, предпочтительно высокочастотным, электрическим током получается продукт, который
значительно снижает температуру схватывания смазочных масел. Во многих случаях целесообразно
продолжать электрообработку до тех пор, пока вязкость продукта не достигнет 100 Энглер при 990 градусах
Цельсия или даже выше, например, от 150 до 500 Энглер при 990 градусах Цельсия.
Следующий пример дополнительно проиллюстрирует эту особенность настоящего изобретения.
Пример AMPL E 12.
Вазелин, полученный из американской нефти, смешивают с 4-кратным количеством легкой бензиновой
фракции, кипящей при температуре от 400 до 900 градусов Цельсия, полученной путем перегонки нефти,
охлаждают до 250 градусов ниже нуля и фильтруют. Жидкость, очищенная от легкого бензина с выходом 45%,
представляет собой влажное масло для паровых цилиндров с вязкостью 4 Энглера при 99 градусах Цельсия,
температурой застывания 0 градусов Цельсия и коксовой пробой 2. Его можно разделить на 75% горячего
масла для паровых цилиндров и 25% легкого машинного масла путем перегонки. Остаток, полученный с
выходом 55%, перегоняют в вакууме до температуры 3800 градусов Цельсия; получают дистиллят, состоящий
из 70% твердого парафина с температурой плавления 420 градусов Цельсия, и остаток, состоящий из 1%
смолы, содержащей парафин. Как было указано выше, продукты, полученные в результате вольтажизации,
содержат более или менее значительные количества парафиновых углеводородов, сопоставимые по составу
с теми, которые присутствуют в обычном мягком или твердом парафине, или даже в еще большем
количестве. Удаление таких парафиновых углеводородов из сырых продуктов, например, путем их
вымораживания, часто приводит к очень существенному улучшению качества сырых продуктов
вольтажизации, но не избавляет их от нежелательных примесей. Дальнейшие исследования показали, что в
процессе вольтажизации образуются сравнительно большие количества продуктов со средним маслянистым
характером, и именно из-за таких компонентов со средним маслянистым характером продукты вольтажизации
не соответствуют всем требованиям практики. Поэтому мои зарубежные корреспонденты сочли необходимым
удалять не только парафиновые углеводороды, но и средние маслянистые вещества.
Присутствие этих веществ в продуктах вольтольизации существенно ухудшает их высокое качество (по
результатам испытаний, значительно превосходящим показатели известных до настоящего времени
природных или синтетических смазочных материалов). Продукты вольтольизации ухудшаются под действием
указанных веществ, в частности, в отношении температуры вспышки, температуры схватывания, вязкости и
способности к образованию пленок. Однако, если продукты вольтольизации подвергнуть вышеупомянутому
удалению твердого парафина и мягкого парафина, а также средних масел, получаются продукты с
превосходными свойствами; Например, пленки, образованные из них, трудно разрушить даже при
одновременном прессовании двумя частями машины (130 407,379) в диапазоне средних масел, после чего
еще 40 процентов отводятся в виде неизмененного парафина. Продукт, остающийся в виде остатка после
дистилляции, растворяется в таком же количестве бензина и отделяется фильтрацией от отбеливающей
глины. Конечным продуктом, остающимся после отгонки бензина, является светло-желтое масло с вязкостью
450 по Энглеру при 990 градусах Цельсия. При получении продуктов с более низкой вязкостью остаток после
дистилляции можно фильтровать без добавления разбавителя при температуре около 100 градусов Цельсия.
Удаление вредных веществ, присутствующих в неочищенных продуктах вольтольизации 80, может также
осуществляться посредством процесса экстракции, при котором углеводороды, находящиеся в газообразном
состоянии при обычной температуре и сжиженные путем охлаждения и/или приложения повышенного
давления, предварительно используются в качестве экстракционных агентов.
Для этой цели продукт вольтольизации смешивают с количеством сжиженных газообразных углеводородов,
например, метана, этана, пропана, бутана, этилена, пропилена или их смесей, в 4-6 раз превышающим
исходное. Предпочтительно использовать пропан, этан или смеси пропана и этана. Указанная обработка
проводится в сосуде, способном выдерживать повышенное давление, при котором давление равно давлению
пара конкретного сжиженного углеводорода или конкретной смеси сжиженных углеводородов при рабочей
температуре, которая является обычной или слегка пониженной. Таким образом, низкомолекулярные
компоненты, присутствующие в продукте вольтольизации, растворяются в растворителе, в то время как
ценная часть этого продукта остается нерастворенной. Образовавшиеся два слоя затем разделяют. Путем
ступенчатого понижения температуры из раствора в сжиженных углеводородах могут осаждаться продукты с
различными характеристиками.
Следующий пример дополнительно проиллюстрирует этот вариант осуществления настоящего изобретения
115 EXA=i LE 14.
Части продукта вольтольизации, полученного, как описано в Примере 2, смешивают и перемешивают при
температуре 500 градусов Цельсия с 600 частями жидкой смеси, состоящей из 120 процентов пропана и 30
процентов.
Бутан под давлением, создаваемым этим процессом, образует два слоя, один из которых состоит из 50 частей
масла с вязкостью 200 по Энглеру при 99 125 градусах Цельсия, а другой — из смеси парафина,
средневязкого масла и небольшого количества продукта вольтольизации с более низкой вязкостью,
растворенного в сжиженных газах. Эта смесь после разделения (130) под высоким давлением сталкивается
друг с другом.
Указанная последующая обработка также особенно полезна в случае, если продукты вольтольизации
используются для улучшения других смазочных масел, поскольку эффект, достигаемый определенным
количеством такого продукта, значительно больше, чем эффект, достигаемый тем же количеством
вольтольизированного продукта, не подвергнутого указанной последующей обработке, в частности, в
отношении снижения температуры застывания, улучшения индекса вязкости и способности к образованию
пленок.
Удаление твердого и мягкого парафина и средних масел может быть осуществлено, например, путем
дистилляции сырых продуктов. Предпочтительно это делается при пониженном давлении и наиболее
целесообразно с помощью газов-уловителей, таких как водяной пар или подобные ему.
Во избежание удаления ценных компонентов сырых продуктов вольтольизации в процессе такой
дистилляции, температуру, как правило, не следует превышать 2800 градусов Цельсия.
При использовании продувочных газов, таких как пар, водород, азот, диоксид углерода, пары бензина,
отходящие газы от деструктивного гидрирования или коксовые газы, температура дистилляции может быть
снижена на 200–300 градусов Цельсия.
При таком способе работы вредные компоненты отгоняются, в то время как улучшенный продукт
вольтольизации остается в перегонном кубе. Перегонка может осуществляться в присутствии адсорбирующих
агентов, таких как отбеливающая глина. Эти адсорбирующие агенты могут быть удалены из остатка
перегонки, например, путем разбавления растворителем, например, бензином или осветительным маслом, с
последующей фильтрацией или центрифугированием. Затем продукт вольтольизации может быть
освобожден от растворителя путем перегонки или путем осаждения из раствора с помощью подходящего
осадителя, например, ацетона или спирта при растворении в эфире.
Эта особенность настоящего изобретения будет дополнительно проиллюстрирована следующим примером.
Ex Am PLE, 13.
Продукт вольтилизации, полученный обработкой парафина в озонирующей трубке в течение 40 часов
электрическим током напряжением 6000 вольт и частотой 2000 Герц, нагревают в перегонном аппарате до
1800 градусов Цельсия, а затем смешивают с 5% мелкоизмельченной отбеливающей глины при
перемешивании. Полученную смесь затем перегоняют, пропуская через пар при температуре 250 градусов
Цельсия под пониженным давлением 15 миллиметров ртутного столба. Таким образом, 10% продукта
вольтилизации сначала пропускают в виде фракции кипящего 4107,1379, после чего эти сжиженные газы,
сбрасывая давление, снова подают либо в исходном виде, либо после удаления из них средней масляной
фракции в вольтилизационный аппарат. Очищенное масло с вязкостью 200 Энглер при 990 градусах Цельсия
могут быть обработаны повторно при 500 градусах Цельсия сжиженной смесью, состоящей из 70% этана и
30% пропана под Давление, преобладающее при этой температуре, приводит к образованию двух слоев, из
которых слой, не растворенный в сжиженных газах, представляет собой масло с вязкостью 2,5 Энглера при 13
990 градусах Цельсия, а масло, растворенное в сжиженных газах, имеет вязкость 80 Энглера при 990
градусах Цельсия. Последний освобождается от растворителя путем сброса давления.
Также возможно разбавление неочищенных продуктов вольтольизации низкомолекулярными
углеводородами, такими как бензин, керосин и тому подобное, после чего смесь охлаждают и удаляют
вещества, в частности, выделившиеся парафиновые воски.
В этом случае продукт вольтольизации предпочтительно разбавляют бензином, осветительным маслом или
галогенированными углеводородами, такими как трихлорэтан, затем охлаждают до температуры от 80 до 00
градусов ниже нуля по Цельсию, в результате чего парафин, содержащийся в неочищенном продукте,
осаждается, после чего последний фильтруют или центрифугируют. Затем раствор, содержащий ценные
компоненты продукта вольтольизации и его низкокипящие составляющие, отделяют путем дистилляции от
разбавителя и указанных низкокипящих составляющих. Этот продукт также может быть сначала очищен от
низкокипящих составляющих и от основной массы парафина, а затем подвергнут вышеупомянутой операции
охлаждения. Парафин, отделенный от продукта вольтольизации, может быть снова подан в вольтомагнетик.
Обработка методом охлаждения. Если охлаждение проводится поэтапно, парафин можно получить в виде
отдельных фракций.
Данный метод работы будет более подробно описан на следующем примере.
ПРИМЕР 1 5.
Продукт вольтольизации, полученный способом, описанным в Примере 2, разбавляют при обычной
температуре удвоенным количеством бензина. Затем раствор охлаждают до 0°C, в результате чего парафин
осаждается в количестве, равном 40% от указанного продукта вольтольизации.
Этот парафин отделяют от раствора путем фильтрации или центрифугирования. Оставшийся раствор W5
затем перегоняют, в результате чего выпаривают бензин и среднее масло. Остаток представляет собой масло
с вязкостью 16 по Энглеру при 990 градусах Цельсия.
Мои зарубежные корреспонденты также обнаружили, что неочищенный продукт вольтилизации может быть
растворен в растворителях, таких как, например, эфир или керосин, после чего добавляются такие вещества,
как ацетон, благодаря чему ценные компоненты неочищенного продукта осаждаются. Эта операция может
быть выполнена следующим образом: неочищенный продукт вольтилизации растворяется в растворителе,
например, в эфире, после чего чистый продукт вольтилизации осаждается с помощью осадителя, такого как
ацетон. Эта обработка также может быть проведена поэтапно, при этом чистые фракции вольтилизации,
имеющие различную вязкость, могут быть использованы для улучшения смазочных масел, в то время как
фракция с более низкой вязкостью может быть использована в качестве смазки. Указанное осаждение также
может происходить при температуре ниже атмосферной, при этом температура может быть снижена
поэтапно. Таким образом, парафин, присутствующий в неочищенных продуктах вольтилизации, осаждается
после осаждения ценных компонентов указанных продуктов, если это необходимо. в виде двух или более
фракций с различной средней молекулярной массой, в то время как низкокипящие компоненты,
образующиеся в процессе вольтольизации, остаются растворенными в растворителе. Продукт
вольтольизации также может быть растворен в других растворителях и осажден другими осадителями. Таким
образом, его можно растворить в эфире и осадить спиртом или растворить в трихлорэтане и осадить
ацетоном.
Следующий пример дополнительно иллюстрирует эту особенность изобретения.
ПРИМЕР 16.
Продукт вольтилизации, полученный согласно Примеру 2, растворяют в удвоенном количестве эфира, после
чего добавляют ацетон в количестве, вдвое меньшем, чем количество эфира, в три равных порции. Таким
образом, сначала получают 20% продукта вольтилизации в виде вещества с вязкостью 30 Энглер при 990
градусах Цельсия, после второго добавления — еще 25% продукта с вязкостью 20 Энглер при 990 градусах
Цельсия, а после третьего добавления — 1% продукта с вязкостью 80 Энглер при 990 градусах Цельсия.
Частицы, осажденные на отдельных стадиях, удаляют из массы растворителя путем декантации, а затем
отделяют от прилипших частей растворителя, например, путем дистилляции. Затем раствор охлаждают до
100 градусов ниже нуля по Цельсию, в результате чего парафин осаждается в растворителе с низкой
вязкостью. Йодное число и хороший цвет.
Часто также целесообразно удалять компоненты, характерные для средних масел, и углеводороды
парафинового воска путем сочетания нескольких вышеупомянутых методов рафинирования. Например,
продукты вольтольизации сырой нефти могут быть сначала подвергнуты дистилляции, а полученный остаток
— экстракции или другому способу удаления углеводородов парафинового воска.
Неочищенные продукты вольтольизации также могут быть сначала подвергнуты дистилляции, а остаток после
дистилляции, после добавления разбавителя, подвергнут охлаждению до 80 °C. Остаток также может быть
растворен, а затем, при желании, осажден поэтапно с помощью осадителя.
Соседние файлы в папке патенты