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Perfectionnements dans les dérivés d'huiles minérales et procédé pour leur fabrication.
Dans la fabrication d'huile de graissage \ partir de l'huile résiduelle ou de la 9'masse lubrifiante" restant après l'élimination, par distillation, des hydrocarbures a plus bas point d'ébullition; la masse lubrifiante est habituellement traitée par de l' acide sulfurique ou un autre acide, avec agitation:, ce qui forme une boue acide qui est soutirée.
La masse est alors traitée par de la soude caustique ou un autre alcali, avec agitation, ce qui forme un précipité alcalin ou une boue de soude qui est soutire et qu'on laisse habituellement se perdre comme dé- chat*
C'est un fait connu que cette boue d'alcali contient
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un savon ou un acide gras ou organique en mené temps que de l'huile minérale, une matière inerte semblable a desrésines fossiles, un peu de sulfate de sodium et de 1' eau. Il est connu de traiter cette boue d'alcali au moyen d'une solution relativement faible d'un acide miné- ral ce qui décompose le savon et permet le classement.
La couche inférieure comprend l'eau salée résultant de la réaction. La couche supérieure comprend des acides saponifiables, des matières résineuses et une quantité importante d'huile minérale.
Le mélange d'acides, de résines et d'huile minérale n'est pas un acide sulfonique ni un acide naphténique'
Il est pratiquement @ons o dour, il est Insoluble fiant? lt eau et ne devient pas rance. Lorsqu'il est saponifié, il est miscible l'eau et à l'huile minérale et est ca- pable de subir le genre de décomposition hydrolytique qui se produit avec des savons d'origine animale ou végé- tale, mais il diffère de ceux-ci par le fait qu'il con- tient une proportion importante d'huile minérale et de ré- sines de pétrole.
Le but de la présente invention est de produire a partir de l'huile minérale des acides gras ou organiques saponifiables et saponifiés, ayant les caractéristiques qui viennent d'être décrites sauf qutils ne contiendront sensiblement pas d'acide minéral. Un autre but de l'in- vention est de préparer le même produit exempt d'huile, et dont une quantité plus ou 'moins grande des résines ou toutes les résines ont également été enlevées.L'acide saponifiable résultant ou le mélange d'acides possède une composition et des propriétés qui ne caractérisent aucun acide saponifiable connu, dérivé de quelque source que ce soit.
Pour la réalisation du procédé, on peut partir de n'im-
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porte quelle composition centenaire un savon dérive d'une huile minérale, en mélange avec de l'huile minérale et des résines de pétrole. On peut par exemple partir de la boue d'alcali résultant du traitement, par un alcali, de la masse lubrifiante traitée par un acide; on peut aussi partir de la même matière après qu' elle a ete plus ou moins purifiée par traitement avec un acide minéral rela- tivement faible. Une composition'typique comprend :sa.. von d'acide gras, 11, 6 %; matière résineuse, 17,1 %; sul- fate de sodium 2,3 %; huile minérale 46%; eau 23 %.
Si l'on désire éliminer seulement l'huile minérale, on procède' de la manière suivanteOn ajoute de l'eau jusqu'à ce que la teneur en eau'soit approximativement de 58 fo On chauffe alors la composition jusqu'à une pression de vapeur d'environ 60 livres pendant environ 2 heures puis on la refroidit tout en exerçant Une pression, au moyen d'air comprimé sous une pression d'environ 60 livres.
L'huile se sépare alors sous la forme d'une couche supérieur re. Une solution de savon et de résine, ne contenant pas d'huile minérale mais contenant un peu de sulfate de so- dium se sépare en une couche médiane. La couche du fond est une solution aqueuse de sulfate de sodium. Si le re- froidissement est poussé jusqu'à 52C ou en-dessous, la séparation de la solution de sulfate de sodium de la so- lution de savon et de résine est pratiquement complète.
Il est toutefois inutile d' effectuer une élimination complète du sulfate de sodium, mais si une séparation complète est désirée, il est préférable déconcentrer la solution de savon et de résine en en expulsant la moitié de l' eau ap- proximativement et en refroidissant ensuite à 5 2 C ou en- dessous, la séparation étant accélérée par une basse tempé- rature.
Outre qu'il est désirable d'enlever complètement le sulfate de sodium, la concentration de la solution de
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savon et d'eau est désirable car elle produit une solu- tion de savon et de résine qui se solidifie en une masse pâteuse*
Le savon résultant a les caractéristiques désirables possédées par une boue d'alcali qui a été traitée par un acide minéral relativement faible et ensuite saponifiée, mais il possède également d'autres caractéristiques désir. rables, et principalement une absence entière d'huile minérale.
Le savon peut être transformé en un mélange d'acides gras exempt d'huilepar décomposition du savon au moyen d'a. cide sulfurique chlorhydrique ou d'un autre acide minéral.
Le produit résultant a les caractéristiques désirables, spécifiées ci-dessus, possédées par une boue d'alcali qui a été traitée, comme on l'a décrit, par un acide minéral relativement faible, mais' il a également d'autres carac- téristiques désirables, principalement une absence entière d'huile minérale.
Si on désire obtenir un produit comprenant un savon d'a- cide gras dérivé du pétrole qui ne soit pas seulement sen- siblement exempt d'huile minérale mais aussi sensiblement exempt de matière résineuse ou ayant une teneur assez rédu@- te en matière résineuse, on peut partir de n'importe quelle composition contenant du savon, des résines de pétrole et de l'huile minérale, telle que l'émulsion, mentionnée ci-dessus, d'huile minérale, de savon, de résines, de sul- fate et d'eau.
A l' émulsion on ajoute de la gazoline et aussi une pe- tite quantité de sulfate de lithium, de sulfate de sodium ou de sulfate de potassium, ou bien une petite quantité de chlorure de lithium, de chlorure de sodium ou de chlorure de potassium. Il se produit une séparation immédiate de la gamine et de l'huile minérale avec la plupart/des rési-
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nes dissoutes dans celle-ci, ces matières se séparant du savon et de l'eau contenant une proportion moindre des résines. Les sulfates ont été trouvés supérieurs aux chlorures. Les sels de lithium sont supérieurs aux sels de sodium.
Au point de vue commercial, le chlorure de sodium (sel de cuisine) peut être préférable à cause de son abandon ce et du bas prix de revient;* On emploie une solution aqueuse saturée du sel qui est ajoutée en quantité allant jusque 10 % du volume total. La solution de sel peut être ajoutée avant l'introduction de gazoline ou bien elle peut être ajoutée après que la gazoline a été introduite par distillation dans l'émulsion de savon, d'huile et d'eau. Au lieu d' employer une solution dans l'eau, on peut ajouter du chlorure de sodium solide (sel).
" "II est préférable'de laisser la gazoline pénétrer dans le bac . savon brut par le fond, a l'état de vapeur. Ceci agite le mélange et contribue probablement aussi à neutra- liser les chargesélectriques des particules colloïdales en suspension. De plus grandes surfaces sont exposées de cet- te manière à la gazoline.
L'appareil employé est avantageusement disposé comme suit ? On emploie un récipient cylindrique vertical pour contenir l'émulsion d'huile, de savon et d'eau qui doit remplir le récipient jusqu'à environ un tiers de sa capa- cité. Ce récipient est avantageusement relié a un appareil a distiller la gazoline. Le fond du récipient mentionné d'abord doit se trouver au-dessus du niveau de l'appareil distillatoire. Des vapeurs de gazoline sont envoyées par des tuyaux appropriés, de l'appareil distillatoire au fond du récipient contenant l'émulsion de savon, d'huile et d' eau. Une solution saturée de sel de cuisine, valant en volume environ le dixième de l'émulsion de savon, d'huile et de gazoline est ajoutée.
La sapeur de gazoline est in-
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troduite au fond jusqu'à ce que le récipient soit à peu près rempli par la gazoline condensée. On interrompt alors l'introduction de gazoline dans le récipient et on lasse la séparation s'effectuer. La couche de gazoline et d'huile est extraite par siphonement et envoyée dans l'appareil distillatoire à gazoline et l'opération est répétée* Après environ trois extractions, la solution de savon et d'eau qui reste au fond du réservoir est sensiblement exempte d'huile minérale mais contient les résines de pétrole qui peuvent n'avoir pas été dissoutes par la gazoline.
Le savon purifié contient les composés initiaux du soufre, en totalité ou principalement du sulfate de sodium, qui sè trouvaient dans le savon brut et qui peuvent être enlevés, si on le désire, d'une manière appropriée quel- conque. La solution de savon peut par exemple être concen- trée par le fait qu'on évapore d'abord une partie de l'eau ( pour accélérer l'opération ) et qu'on refroidit ensuite en vue de séparer le savon du sulfate de sodium, qui reste en solution dans l' eau. La séparation commence a se produire à environ 52 C et elle est accélérée par un abaissement de la température. Le sulfate de sodium reste en solution dans l'eau.
Le savon* peut être transformé en acides gras, d'une manière connue quelconque, par exemple par décomposition du savon au moyen d'acide sulfurique, chlorhydrique ou d'un autre acide minéral. Ces acides gras ont un indice d' acidi. té d'environ 103, 5.. (le savon brut originel, avant le traitement, donne des acides gras ayant un indice d' acidi- té de 30.).
Les acides gras peuvent alors être soumis à une distil- lation une pression absolue de 4 mm., ce qui donne des distillais qui sonte@empts de résine.Jusqu'à une tempéra- ture de 1802C, on obtient une fraction ayant un indice d'a-
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cidité de 187,06. La fraction suivante entrant en ébul- lition entre 180 et 1902 C, à un indice d'acidité de 174,4 La fraction suivante qui bout entre 190 et 200 C possède un indice d'acidité de 160. Le résidu contenant la plus grande partie des résines présentes avant la distillation a un indice d' aèidité de 61. Les distillats eontiennent très peu de résine, et celui ayant le point d'ébullition le plus bas est à peu près exempt de résine.
Le produit d'acide gras décrit en dernier lieu possède les caractéristiques désirables, mentionnées ci-dessus, possédées par une boue d'alcali qui a été traitée, comme on l'a décrit, par un acide minéral relativement faible, mais'il a également d'autres caractéristiques désirables, principalement une absence entière d'huile minérale et une réduction de la teneur en résines de pétrole qui peu- vent être éliminées tout à fait ou à peu près complètement des distillats, spécialement du distillat le plus léger* Une autre caractéristique très importante et frappante de ces acides gras est qu'ils ont des indices d'acidité extraordinairement élevés..
Ces acides gras différent des acides gras ordinaires d'origine animale ou végétale, ayant approximativement les mêmes compositions chimiques et les mêmes poids moléculaires, en ce qu'ils sont liqui- des aux températures ordinaires et se solidifient seule- ment à des températures très basses; ils différent par l'indice de réfraction et par le degré de volatilité (terni pérature de distillation dans le vide) et ne se "dessèchent Pas ou ne dur cissent pas lorsqu'ils sont exposés à l'air mais restent collants indéfiniment.
Pour mieux différen- cier dès acides gras connus, ces acides gras perfectionnés exempts d'huile et plus ou moins exempts de résine,, et dé- rivés d'huile minérale on peut signaler les renseignements spéciaux suivants concernant la composition, les qualités
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et les propriétés de ces acides.
1. Une proportion prédominante des acides appartient aux séries CnH2n4O2 et CnH2n-6 O2. Un acide parmi les onse qui ont été isolés du mélange d'acide semble appartenir à la série CnH2n-8O2.
2. Ils n'absorbent pas l'oxygène de l'air et ne se "dés- sèchent pas ni ne durcissent.
Ils ont un point de fusion extrêmement bas ( en dessous de moins 30 C )..
4. Ils sont extrêmement visqueux aux basses températures et ne coulent pas&OSC.
5. Les sels de tous les acides sont solubles dans la gazo- line, dans l'éther et dans le tétrachlorure de carbone.
6. Les acides ne peuvent pas être distillés à la pression atmosphérique ordinaire sans décomposition.
7. A une pression absolue de 4 millimètres de mercure, les acides se volatilisent,11. des températures variant entre environ 1600 et 245 C.
8. Ils ont un indice de réfraction très élevé qui se trou- ve entre 1,48563 et 1,49654. Deux de ces acides seulement ont un indice de réfraction inférieur à 1,49 et un seule- ment possède un indice de réfraction inférieur à 1,48968.
9. Ils ne sont pas volatils avec la vapent; en d'autres termes, lorsque ces matières sont chauffées à une tempéra- ture située au-dessus du point d'ébullition de l' eau mais a une température inférieure au point auquel ils se vola- tilisent, et si l'on fait passer de la vapeur travers ces matières par le fond du récipient les acides gras ne passent 'pas avec la vapeur.
10. Leur teneur en carbone varie de C16 à C25; en d' autres termes il y a de 16 à 25 atomes de carbone dans une molécu- le de l'acide.
11. Leur poids moléculaire varie d'environ 250 a environ 376. /
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Les indices de saponification obtenus montrent qu'il n'y a en présence qu'un seul groupe carboxyl.
13. Ce ne sont pas des acides naphténiques, ces derniers appartenant à la série CnH2n-2O2.
14 Ils ne donnent pas les réactions des acides cétoniques..
Au lieu d'employer de la gazoline, de la manière décris te, on peut employer n'importe quel hydrocarbure léger, pro venant du pétrole ou d'autres sources, par exemple le ben- zol provenant de la distillation du goudron de houille*
Les nouveaux produits ici revendiqués ne sont nulle. ment limités aux produits obtenus par l'un des procédés décrias, vu qu'on peut imaginer d'autres procédés pour produire les acides'gras décrits.
L'isolement de ce mélan- ge d'acides gras, "dépourvu d'huile minérale, et avec ou sans'résines de pétrole, n'a jamais été réalisé antérieu- rament, ces substances n'ayant jamais été dérivées jusqu'à présent du pétrole sauf en mélange avec une proportion très importante d'huile minérale et de résines.
Revendications 1/ Comme nouveau produit, le mélange décrit ci-dessus de dérivés de l'huile minérale, caractérisé en ce que ces ma- tieres sont sensiblement exemptes d'huile minérale et éga- lement sensiblement ou relativement exemptes de résines de pétrole et qu'une proportion prépondérante des matières répond aux formules génériques CnH0 et CnH2n-6O2.