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Verfahren zur Gewinnung von reinem Vaselin bzw. Vaselinöl.
Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zur Gewinnung von reinem Vaselin bzw.
Vaselinöl zum Gegenstande. Die Rohstoffe zur Herstellung dieser Produkte gemäss der Erfindung sind Petroleumöle mit einem verhältnismässig grossen Gehalt an Vaselin oder Vaselinöl oder an beiden, die mit beträchtlichen Mengen von Verunreinigungen vermengt sind, die durch eine Behandlung mit starker Schwefelsäure in feste oder halbfeste (nicht flüssige) kohlige Körper umwandelbar sind, die von den flüssigen Körpern abtrennbar sind. Als Rohstoffe kommen in Betracht für Vaselin : Rückstände eines nicht asphaltischen rohen Petroleums, Material aus solchem Petroleum, abgeschieden durch Absitzenlassen in der Kälte, Zentrifugieren od. dgl. Für Vaselinöl : Material, aus welchem die festen Vaselinanteile abgeschieden wurden, eine Fraktion des Rohöls, das kein Vaselin enthält.
Es können viele Destillation- rückstände von Petroleum selbst geringen Grades bei dem vorliegenden Verfahren mit Erfolg angewendet werden.
Bei dem angemeldeten Verfahren kommt vorzugsweise Schwefelsäure, die freies Anhydrid enthält, wie Oleum oder rauchende Schwefelsäure, m Anwendung. Es kann aber auch mit Erfolg etwas weniger konzentrieite Säure verwendet werden, wenn man die Zeit der Einwirkung oder die Temperatur, bei der sie erfolgt, oder beides erhöht. Es empfiehlt sich, die Reaktion in Gegenwart eines verhältnismässig inerten Kohlenwasserstoffs vorzunehmen, der bei den Bedingungen des Verfahrens flüssig ist. Als solches inertes Lösungsmittel kann das Produkt des vorliegenden Verfahrens verwendet werden, es können aber auch andere nicht leicht durch starke Schwefelsäure angreifbare Kohlenwasserstoffe gebraucht werden.
Die Behandlung erfolgt in einer Operation bei zwei verschiedenen Temperaturstufen derart, dass bei der ersten Stufe im wesentlichen nur eine Sulfurierung und bei der zweiten Stufe eine weitgehende Verkohlung der Verunreinigungen eintritt.
Im folgenden Beispiel ist das Verfahren bei Verwendung eines verhältnismässig inerten Lösungsmittels erläutert : Gleiche Gewichtsmengen eines schwarzen Öles und eines verhältnismässig inerten Kohlenwasserstoffs, vorzugsweise unfiltrierten Vaselins von einer vorhergehenden Operation, werden bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt des Vaselins gemischt und mit ungefähr 1-5 Gewichtsteilen von 200/0 Oleum behandelt. Das Oleum wird allmählich unter ständigem Rühren, um einen plötzlichen Anstieg der Temperatur zu vermeiden, zugesetzt.
Im allgemeinen ist es nötig, darauf zu achten, dass die Temperatur in keinem Teile der reagierenden Masse auf mehr als 1000 C steigt. In der zweiten Verfahrensstufe wird Wärme zugeführt, um die Temperatur auf etwa 120 bis 160 C zu halten. Das Rühren sollte mindestens so lange fortgesetzt werden, bis sich kohle- oder koks artige Körper zu bilden beginnen, und kann noch weiter vorgenommen werden, wenn beabsichtigt wird, die Bildung einer zusammenhängenden Kohlemasse zu verhindern.
Das zugemischte Vaselin der vorhergehenden Operation bleibt flüssig und kann auf diese Art eine Überhitzung der tieferen Teile der Reaktionsmasse vermieden werden. Wenn man über freiem Feuer erhitzt und wenn kein inertes Öl als Lösungsmittel zugesetzt ist,
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Ein weiterer wichtiger Vorteil des inerten Lösungsmittels ist. dass es einen guten Kontakt der Säure mit dem Öl gewährleistet.
Die Zeit des Erhitzens kann stark variieren. In der Regel genügen 24 Stunden, wenn man mit 20% Oleum bei der erwähnten Temperatur arbeitet und hiebei ein inertes Öl verwendet. Während des Verlaufes der Reaktion wird Schwefeldioxyd entwickelt und wenn von diesem Gas keine wesentlichen Mengen mehr abgegeben werden, kann die Reaktion als beendet angesehen werden. Das flüssige Produkt wird dann abgezogen. Es besteht aus weissem Vaselin, vermengt mit Kohleteilchen und zumeist mit einem geringen Gehalt an ruckständiger Säure. Es wird entsprechend gereinigt, wie z. B. durch Neutralisieren und Filtrieren. Eine brauchbare Art der Neutralisation ist das Verrühren des Vaselins mit ungefähr 10 Gewichtsprozenten von Filterton und 1'5 Gewichtsprozent eines Neutralisationsmittels, wie Kalziumkarbonat.
Das Vaselin wird vorzugsweise durch Ton filtriert, solange es noch von der Reaktion her warm ist. Das Filter soll entsprechend geheizt werden, was z. B. durch einen Dampfmantel od. dgl. geschehen kann, um die Flüssigkeit des Vaselins zu erhöhen.
Die kohlige Masse enthält einen beträchtlichen Teil von Vaselin, den man in folgender Art gewinnen kann : Die im Reaktionsgefäss verbleibende Masse wird aufgebrochen, wenn sie zusammenhängend ist, und in einen Extraktionsapparat übergeführt. Hier wird sie mit einem passenden Lösungsmittel wie Benzin, Benzol od. dgl. behandelt. Die Lösung wird abgezogen und durch Destillation vom Lösungsmittel befreit. Das verbleibende Vaselin wird, wenn nötig. neutralisiert und gefiltert. Es können aber auch andere Mittel zum Abscheiden des Vaselins angewendet werden, wie Ausschwitzen, Ausschmelzen oder Auspressen.
Im Falle, wo kein inertes Öllösungsmittel verwendet wird, wird vorzugsweise wie folgt verfahren : In der ersten Verfahrensstufe wird rohes Vaselin oder ein anderer entsprechender Kohlenwasserstoff etwas über seinen Schmelzpunkt in einem Gefäss erhitzt, das mit einem Rührer versehen ist. Wenn das Vaselin geschmolzen ist, wird die Erhitzung unterbrochen, der Rührer in Tätigkeit gesetzt und Schwefelsäure, die ungefähr 200/0 Anhydrid enthält, derart zufliessen gelassen, dass die Temperatur des Gemenges unter etwa 100 C, vorteilhafterweise bei etwa 70 C erhalten wird. Das Gewicht der Säure sollte ungefähr 1'5 mal so gross sein wie das des rohen Vaselins. Die Säure wird am besten allmäluich zugesetzt, z.
B.. während einer Zeitdauer von etwa 34 Stunden, und während dieser Zeit soll die Temperatur der Mischung auf etwa 60 bis 700 a erhalten werden. Das erhaltene Produkt ist eine gleichmässige flüssige Mischung, die rotbraune sulfurierte Bestandteile enthält. Wenn die Reaktion richtig geführt wurde, wird sich keine wesentliche Menge von freiem Kohlenstoff in der Mischung finden. Die zweite Stufe des Verfahrens besteht im Erhitzen der Mischung auf etwa 160 bis 170 C, um das sulfurierte Produkt zu karbonisieren. Es entsteht zumeist eine mehr oder weniger zusammenhängende kohlige Masse am Boden des Reaktionsgefässes, während das flüssige - Produkt eine obere Schicht bildet. Diese Reaktionsstufe kann etwa 48 Stunden erfordern.
Nach vollendeter Reaktion lässt man das Gemenge auf etwa 1000 a abkülùen und zieht das flüssige Produkt, das normalerweise sulfurierte Körper enthält, die der Karbonisierung entgangen waren, ab.
Die noch verbleibenden sulfurierten Produkte können durch eine zweite Säurebehandlung entfernt werden. Das unreine Vaselin wird, wenn nötig, geschmolzen und mit Oleum von etwa 20 /o Gehalt verrührt, wobei auf etwa 30 bis 40 Gewichtsteile Oleum 100 Teile Vaselin kommen. Der Zusatz von Säure kann reguliert werden wie für die erste Stufe beschrieben.
Wenn die ganze Säuremenge zugegeben ist, wird das Rühren unterbrochen und es wird die Temperatur auf nicht mehr als etwa 150 bis 160 C erhöht. Die sulfurierten Produkte werden unter diesen Umständen karburiert und die Farbe des Vaselins wird lichtgelb. Diese Operation kann etwa 36 Stunden benötigen. Die Menge von Kohle, die in dieser Stufe gebildet wird, ist in der Regel gering. Sie kann, wie vorher beschrieben, behufs Gewinnung des zurück- gehaltenen Vaselins extrahiert werden. Das behandelte Vaselin wird abkühlen gelassen und das Flüssige wird abgezogen und gefiltert, um die Kohleteilchen zu entfernen.
Statt das teilweise gereinigte Vaselin ein zweitesmal mit Säure zu behandeln, können die zurückbleibenden sulfurierten Bestandteile oder irgendwelche andere Verunreinigungen durch Extrahieren der Mischung mit einem Lösungsmittel für das Vaselin allein abgeschieden werden.
Hiebei kann mit Erfolg leichtes Benzin, das z. B. einen Höchstsiedepunkt unter 90 C hat, verwendet werden. Es sind aber auch Benzol und andere Lösungsmittel zu diesem Zwecke brauchbar.
Es ist vorzuziehen, das Verfahren mit allmählichem Zusatz von Säure und ausgedehnter Reaktionsdauer, wie beschrieben, auszuführen. Es ist aber möglich, das Verfahren zu beschleunigen. ohne viel von der Wirksamkeit zu opfern.
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Das flüssige Produkt kann nach der zweiten Behandlung mit Säure oder der Extraktion durch Ton gefiltert werden, der sehr fein verteilt und erhitzt ist. Das Filter kann zu etwa 2/3 mit Ton gefüllt sein, die Temperatur der Masse wird durch Zirkulierenlassen von Dampf durch einen Mantel um das Filter herum oder auf andere Art aufrechterhalten. Das gefilterte Produkt ist in der Regel rein weiss, später kann das Produkt einen leicht g1Ünlichen Stich haben, der immer dunkler wird, wie der Ton sich der Erschöpfung nähert.
Das Ergebnis der vorliegenden Erfindung sind Vaselinprodukte von hohem Reinheitsgrade. Diese Produkte kennzeichnen sich dadurch, dass sie im wesentlichen frei sind von Farbe, Geschmack und Geruch. Sie werden nicht durch Luft oder Licht, selbst während langer Zeit beeinflusst und reagieren nicht mit Säuren oder Alkalien unter normalen Verhältnissen. Im Vergleich zu dem bisher im Handel erhältlichen Vaselin kennzeichnet sich das nach dem vorliegenden Verfahren erhaltene Produkt dadurch, dass es sich beim Behandeln mit Schwefelsäure von etwa 95-980/0 bei Temperaturen bis zu 100" C und sogar darüber nicht verfärbt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung von reinem Vaselin bzw. Vaselinöl aus Material von der Art des Rohvaselins durch Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure oder Oleum, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit Schwefelsäure in einer Operation bei zwei verschiedenen Temperaturstufen erfolgt, u. zw. derart, dass bei der ersten Temperaturstufe im wesentlichen nur eine Sulfurierung und bei der zweiten Stufe eine weitgehende Verkohlung der Verunreinigungen eintritt.