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BREVET D'INVENTION' Procédé pour la conversion des huiles lubrifiantes en oombustibles pour les moteurs du type DIESEL.
La présente invention est relative aux combustibles destinés aux moteurs du type Diesel, en convertissant l'huile de graissage et notamment, pour des raisons d'économie, celles qui proviennent des vidanges, c'est à dire l'huile ayant servi au graissage du moteur.
Le moteur du type Diesel présente un des moyens les plus économiques pour convertir en force motrice le volume calori- fique du combustible. Les installations Diesel, pour cette raison, ont augmenté en nombre en ce qui concerne le rendement utile chaque année depuis 1913. Les centrales électriques, la fabriques, les navires, les réseaux des ohemins de fer, les véhicules routiers et analogues, forment un champ de travail dont l'extension est parallèle à l'efficience, l'économie, la stabilité, et la séourité des constructions Diesel.
Les combustibles utilisés pour les moteurs Diesel sont des carburants à base de pétrole peu volatils, s'enflammant à des températures relativement basses et sous compression.
L'usage généralisé des moteurs Diesel a été retardé dans une certaine mesure bien entendu, par la compression élevée, qui est nécessaire pour assurer une vitesse d'allumage adéquate.
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Cette nécessité, qui trouve répercussion dans la résistance mécanique, exagérément grande, exigée des matières entrant dans la construction du moteur, a eu comme conséquence une construction de moteur très volumineuse, qui a limité le champ d'extension du moteur Diesel, dans le domaine de la locomotion. Par suite du faible risque d'incendie dans le fonctionnement du moteur Diesel, ainsi que du prix du combustible utilisé, de nombreux efforts ont été tenté en vue d'utiliser ce type de moteur dans l'aviation, dont l'importanoe se conçoit facilement.
Pour gagner de la résistance, sans ajouter grandement au poids par H.P., par rapport aux constructions actuelles des moteurs d'avion, utilisant de l'essence, on a eu recours à des aciers spéciaux coûteux, ou des alliages analogues, ce qui a élevé le prix de la construction par unité de force motrice à une valeur multiple de celle du moteur à essence.
Pour contribuer à diminuer le poids du moteur Diesel, on a proposé d'additionner aux'combustibles du type Diesel (donc des fractions de pétrole utilisé comme combustible de ce genre) un agent du type ester nitrique susceptible d'accélérer l'allumage. Par exemple, l'addition de quelques.pourcents de nitrate d'éthyle. Les agents d'addition efficaces du type "nitro" sont coûteux et bien que le coût initial de l'installation motrice puisse être diminué, le coût de l'exploitation est augmenté dans une mesure considérable.
En outre, les agents d'addition de ce genre possèdent généralement un point d'éclair beaucoup plus faible que celui des combustibles Diesel normaux, et s'ils sont ajoutés dans des proportions appréciables ils effectuent habituellement une diminution sensible du point d'éclair du combustible Diesel ce qui augmente le risque d'incendie, qui intervient à la manutention et l'emploi des combustibles de ce genre.
Des autres agents du type nitro, qu'on a proposé jusqu'à
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présent sont : le nitrobenzène, le nitrotoluène et le trinitrophénol. Tous les agents d'addition de ce genre sont dérivés des sources étrangères c'est à dire d'hydrocarbures qui en soi ne font pas partie de cette classe de combustibles dérivés du pétrole. Il existe, en ce qui concerne les combustibles du type Diesel, un nombre d'huiles qui varient avec le genre de moteur pour lequel elles sont utilisées. Certains moteurs opèrent sur des combustibles de viscosité élevée, d'autres au contraire ne fonctionnent que sur des combustibles de basse viscosité. Des moteurs Diesel modernes, construits spécialement pour la locomotion, demandent un carburant de basse viscosité, contenant le minimum de combinaisons de souffre et de corps formant du carbone.
Les recherches faites démontrent olairement que la viscosité joue un rôle primordial et que de plus le combustible doit être propre et de bon volume oalorique. Des expériences ont prouvé d'autre part .qu'un combustible de viscosité élevée se pulvérise en globules de 8 à 27 fois la grandeur des globules d'un combustible de basse viscosité. Il se conçoit facilement que plus petit. sera le globule, mieux s'effeotuera la pulvérisation intégrale et la combustion complète. Il peut être adopté comme règle générale que le meilleur rendement est obtenu si on utilise pour chaque type de moteur un combustible de la viscosité la plus basse qu'on puisse utiliser pour ce type de moteur.
L'utilisation des huiles lubrifiantes pour la combustion dans les moteurs du type Diesel n'est pas possible, En effet, leur point d'allumage élevé, et leur grande viscosité ne permettent pas d'obtenir la pulvérisation et l'oxydation né- oessaires à leur combustion intégrale. S'il est vrai que certains artifioes, comme par exemple l'introduction, dans les huiles lourdes, de substances facilement miscibles et inflammables, telles que l'alcool, le benzène, l'éther, etc..
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facilitent la transformation des huiles lourdes en carburants, ils ne résolvent cependant pas le problème de la pulvérisation intégrale de la substance de base et ne mènent pas au rendement maximum en calories et en H.P. du mélange. En effet, si le mélange brûle plus facilement, il ne brûle cependant pas complètement.
Il se produit des vapeurs et des fumées, qui abaissent le rendement, puisque leur état de décomposition incomplète donne lieu, comme cela se conçoit très facilement, à des pertes considérables de chaleur et de gaz. Un autre inconvénient de ce mélange réside dans le fait que les parties incomplètement brûlées se déposent sur les organes essentiels du moteur. Il se produit une détérioration des lubrifiants, une usure prématurée du moteur, un rendement imparfait du combustible, et comme la combustion est incomplète il se produira surtout dans les engins de haute compression des détonations prématurées, dues à l'inégalité des températures des dépôts formés sur les parois de la cyhambre à combustion et sur les pistons.
On a déjà proposé d'additionner aux huiles lourdes et même aux huiles végétales, des corps dérivés du benzène, renfermant deux ou plusieurs noyaux benzolyques tel que l'anthracène, après les avoir nitrés (anthraquinone) et réduit une partie du produit de la nitration avec de l'hydro- gène obtenu "in vitro". Le produit final est dissous dans de l'alcool et mélangé à une huile lourde. Le mélange ainsi obtenu est à son tour mélangé à d'autres hydrocarbures tels que la gasoline ou kérosène, pour être utilisé dans les moteurs à explosion, munis d'un carburateur ainsi que pour les moteurs du type Diesel. Il est évident que les résultats seront très problématiques car les carburants utilisables pour un moteur à combustion interne diffèrent totalement de ceux employés pour un moteur à explosion.
Au point de vue du rendement, le résultat'obtenu
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avec un tel combustible ne peut être élevé, car dans la combustion, la composition, la teneur en carbone, en souffre et en matières goudroneuses et résineuses, qui donnent naissance à un nombre de combinaisons instables jouent un rôle très important en ce qui concerne la stabilité et la propreté du combustible, conditions primordiales pour garantir une opération efficace, sans effets nuisibles pour le moteur.
L'on a également proposé de nitrer des huiles du type Diesel, donc celles qui sont couramment utilisées pour les moteurs de ce genre, afin de leur conférer des propriétés supérieures. Les méthodes proposées pour la nitration de ces huiles sont les plus diverses, mais il n'est 'pas possi- ble de les appliquer pour les huiles de graissage. La nitration des huiles lubrifiantes ne peut être utilisée pour les convertir ou pour leur conférer les propriétés essentielles des huiles combustibles. La nitration des huiles de graissage produit en effet des corps durs, plastiques ou bien des poudres jaunes et brunes Impalpables, selon l'origine de l'huile.
Les installations nécessaires aux divers procédés de craquage, la conversion des hydrocarbures de poids moléculaire élevé en hydrocarbures de poids moléculaire plus bas, par un traitement à l'état de vapeur, sous pression élevée et en présence des oatalysateurs divers, du type Bergius, Burton, etc. sont compliquées dans leur mode d'opération, leur ma- nutention est difficile et leur construction extrêmement coûteuse et longue. Les systèmes de craquage opèrent généralement à des températures de 400 C-650 C sans pression et avec pression à une température de 500 C. De tels procédés ne permettent pas dans le cas présent, la conversion éoono- mique et rationnelle des huiles de graissage, en matières combustibles pour les moteurs du type Diesel.
L'on oonnait déjà les propriétés du ohlorure d'alumi-
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nium anhydre suivant lesquelles il est possible de changer l'édifice moléculaire des hydrooarbures. Réaction de Frie- del et Crafts (brevet anglais 4.769). Cette réaotion peut donner naissanoe à des corps de poids moléculaire plus éle- vé en partant d'un corps de poids moléoulaire plus petit, mais elle peut donner aussi naissance, par une aotion des- tructive, à des corps de poids moléculaire plus petit en partant des corps de poids moléculaire élevé.
Mais il n'est question ici que de l'action du chlorure d'aluminium anhydre sur les combinaisons paraffiniques.
En se basant sur l'action destructive, il est possible, en chauffant à 260 C-280 C une huile de graissage, d'obtenir avec 5-10% AlCl3 dans une chaudière munie d'un déphlegmateur, 52.86% d'essence pure, bouillant entre 50 -170 C el. Le résidu huileux, non saturé pour la plus grande part, chif- fre de 31.14% et il se forme 16% de ooke et de gaz (perte).
Au lieu du chlorure d'aluminium, il est possible d'uti- liser l'aluminium métallique et en sa présence traiter l'hui- le par HCl gazeux seo, et d'obtenir ainsi environ 12% d'es- sence, bouillant avant 150 , en partant d'une huile solaire.
Suivant la présente invention, les combustibles desti- nés à l'alimentation des moteurs du type Diesel sont obtenus en convertissant l'huile de graissage, et notamment pour des raisons d'économie, les huiles provenant des vidanges, c'est à dire ayant servi au graissage des moteurs, par un prooédé ohimique de distillation et de mise en contact des vapeurs de la distillation avec une huile d'aluminium, qui peut être obtenue par la réaotion de Gustavson ou par la réaotion de Friedel et Crafts sur des corps paraffiniques, et dont la formule brute est resp. AlBr3 C4H8 et AlCl3C4H8.
Le produit obtenu est stable et peut être intégralement pulvérisé, tout en assurant une combustion complète sans ad-
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dition d'a utres hydrooarbures.
Le procédé qui forme l'objet de la présente invention est peu coûteux et réalisable sur une échelle commerciale et industrielle importante, aveo un minimum d'installation et sans manipulations oomplexes.
Le combustible obtenu tout en étant stable est propre et possède un volume oalorique excellent (chaleur de combustion 10,883 oal.) et dont la viscosité varie avec l'origine de l'huile ou avec les caractéristiques du mélange des huiles soumises à la conversion. Il n'exige point l'addition d'agents spéciaux pour abaisser sa température d'allumage,
La réaotion de Gustavson (Berichte 1881 Vol. 14 26I9) est basée sur l'action de l'acide bromhydrique gazeux sur les carbures en présence de bromure d'aluminium.
Ainsi, si l'on dissout du bromure d'aluminium dans divers dérivés des huiles minérales, la fraction de l'essence de Pensylvanie, bouillant entre 67 -70 C,, de la paraffine, et diverses fraotions de Kérosène russe ordinaire, puis, que l'on fait passer un oourant d'acide bromhydrique, une réaction commence à la température ordinaire, pour former deux couches, dont la couche inférieure consiste en une huile épaisse orangée, insoluble dans les carbures et le sulfure de carbone et qui possède toujours une même composition correspondant à la formule brute : A L Br 3 a 4H8. La réaction est d'autant plus facile avec des corps paraffiniques de poids moléculaire élevé.
Gustavson obtenait le produit de la réaction en ohauffant dans un tube en verre, hermétiquement fermé,un excès de bromure d'aluminium aveo par exemple de la paraffi-. ne en présence du bromure d'éthyle qui remplaçait l'acide bromhydrique dans toutes les réactions. Le rendement utile de cette opération n'est que de 33% des corps utilisés et pour des raisons éoonomiques, en vue du prix élevé des réaotifs employés, il est impossible d'utiliser cette méthode
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dans le présent procédé.
Une huile d'aluminium,qui peut être obtenue facilement et dont les propriétés sont identiques, est obtenue par la réaction de Friedel et Crafts sur des corps paraffiniques.
Il est évident qu'il existe des méthodes différentes pour effectuer cette réaotion, mais le présent procédé envisage de traiter de la paraffine en solution dans un solvant aromatique halogéné aveo de la AlCl 3 anhydre afin d'obtenir le réactif, l'huile d'aluminium dont la formule brute est Ohloraluminiumhydrooarburé, AlCl 3C4H8. Cette réaction s'effectue à des températures basses 25 C-50 C.
De préférence on utilisera le monochlorobenzène, car ce solvant est idéal pour la réaction de Friedel et Crafts, pour sa stabilité extrême à température basse et à pression ordinaire.
Dans les oonditions où s'opère la réaction de Friedel et Crafts dans'le présent procédé, ce corps halogéné demeure totalement inactif vis à vis des autres corps de réaotion en favorisant en même temps la catalyse.
En tant que composé benzinique, il est absolument inattaquable par une substitution quelconque, la présence de l'atome de chlore exerçant une action répulsive à cet égard.
Il présente sur le CS2, qui peut également être utilisé dans la réaction, l'avantage d'être peu inflammable et de distillation facile, permettant une récupération presque intégrale du solvant. Il ne peut ni provoquer, ni causer une oxydation, ce qui évite une formation abondante de résine et de goudron et qui influence considérablement la pureté et le pourcentage du produit final.
Le produit final est une huile orangée P.S.0.8672, Visoo- sité E20 - 12.19 P. E. 120 C pouvoir rotatoire + 0.17.
L'action du réactif obtenu ainsi est beaucoup plus grande que celle du chlorure d'aluminium. La présence d'huile
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d'aluminium en petite quantité et sans aucun solvant peut convertir les huiles de graissage en matières combustibles.
Dans le présent procédé, ce dérivé organique est utilisé pour convertir spécifiquement l'huile lubrifiante en huile pour moteur du type Diesel.
Suivant un mode de réalisation de l'invention de conversion des huiles usagées, l'on élimine d'abord de celles-ci les impuretés. Pour effectuer cette épuration simple, qui évitera une formation de coke et des produits secondaires, provenant des réactions catalytiques au moment de la distilation, l'huile est soumise d'abord à un repos pendant 12 jours; cette période nécessaire pour la formation du sédiment peut être accélérée en versant sur l'huile une quantité de CaCO3 lourd.
L'huile est ensuite soutirée et introduite dans un réoipient muni d'un agitateur et d'un moyen de contrôle de la température.
Dans le présent procédé la purifioation de l'huile est obtenue par une mise en contact intime de l'huile avec des terres absorbantes naturelles ou aotivées. 'Une purification par l'acide sulfurique ou par un réaotif analogue serait définitivement nuisible,, car l'acide sulfurique attaque très souvent des corps paraffiniques de valeur pour la présente oonversion, En outre les produits de la réaotion acide (les aoides sulfoniques) ,sont très difficilement éliminés par la lessive sodique. Il se oonçoit facilement qu'un traitement par des terres absorbantes sera plus simple et demandera moins d'installation et moins de manutention.
Un autre inconvénient du traitement acide est l'augmentation de la viscosité de l'huile par une polymérisation, ce qui doit être évité dans le présent prooédé qui tente de réduire la visoosité des huiles de graissage.
L'huile est ohauffée maintenant graduellement et sans
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agitation jusqu'à 30 , température à laquelle elle est mélangé'e aveo de la terre acide naturelle, activée, ou un corps analogue dans une proportion de 5% du poids. Puis, on chauf- fe avec agitation jusqu'à 125 0. Le repos de l'huile l'a débarrassée de ses impuretés les plus grosses, telles que des particules de carbone agglomérées, des particules métalliques provenant de l'usure du moteur ainsi que d'une certaine quantité d'eau libre.
En maintenant la température de 125 C pendant 10 minutes, l'huile est débarrassée d'une quantité d'eau, qui s'y trouvait sous forme de combinaisons émulsifiées et aussi d'une partie de ses matières carburantes et légères qui peuvent s'y trouver par la décomposition thermique de l'huile ou par simple mélange. Après 10 minutes de traitement avec les corps absorbants, l'huile est filtrée pour la clarifier.
L'huile est maintenant introduite dans un appareil pour être soumise à une distillation directe (sans vapeur).
Il est connu que les huiles de graissage soumises à une distillation subissent des changements chimiques; elles perdent une partie de leur viscosité et changent de point d'éolair. En dépit du fait que, considérés strictement selon les données thermodynamiques, tous les hydrocarbures liquides sont sujets à une instabilité inhérente quand on les chauffe, on ne peut observer une décomposition appréciable à une température en dessous de 200 C.
La décomposition commence à 300 C, mais la vélocité de cette décomposition est en général trop petite pour les buta pratiques de craquage, même à une température de 400 C.
Il n'est pas dans l'intention du présent procédé d'effectuer une distillation destructive ou craquage de l'huile et pour cela la distillation doit s'effectuer rapidement.
D'abord on débarrasse l'huile des résidus des corps légers qui peuvent s'y trouver et qui/seront éliminés à 190 C.
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Après l'élimination on continue la distillation et on fait passer les vapeurs de l'huile, à travers un dispositif où se trouve l'huile d'aluminium, préalablement absorbée par un corps absorbant ou par un charbon actif granulé. Les vapeurs sont ensuite condensées dans un condensateur suffisamment grand pour éviter des pertes de gaz. Le produit final est environ 80 à 85% de l'huile dé'oantée. L'huile obtenue est un combustible parfait et ne demande pas de raffinage par l'acide sulfurique ou d'autre réactif analogue, mais il est suffisant de la filtrer sur terre en présence d'une substance neutralisante.
Suivant un autre mode de réalisation, il est possible d'obtenir une huile d'un type plus lourd avec des caractéris- tiques nettement différentes en mélangeant ;
70% par volume huile de graissage minérale
30% par volume huile de poisson (whale Oil) On chauffe à 150 0, on introduit 7,5 - 10% par poids de terre acide naturelle ou activée (du type A1203 6 S102aq) et on distille en faisant passer les vapeurs sur le halogène aluminium hydrooarburé.
L'invention a été déorite à titre purement indicatif, et nullement limitatif, et il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportée. à ses détails, sans s'écarter de son esprit.
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PATENT OF INVENTION Process for the conversion of lubricating oils into fuel oils for engines of the DIESEL type.
The present invention relates to fuels intended for diesel-type engines, by converting the lubricating oil and in particular, for reasons of economy, those which come from oil changes, that is to say the oil which has been used for lubricating the engine. engine.
The diesel-type engine presents one of the most economical means of converting the calorific volume of fuel into motive power. Diesel plants, for this reason, have increased in number with regard to useful output every year since 1913. Power stations, factories, ships, railway networks, road vehicles and the like form a field. of work whose extension is parallel to the efficiency, economy, stability, and safety of Diesel constructions.
The fuels used for diesel engines are petroleum-based fuels with low volatility, igniting at relatively low temperatures and under compression.
The widespread use of diesel engines has of course been retarded to some extent by the high compression which is necessary to ensure adequate firing speed.
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This necessity, which finds repercussion in the mechanical resistance, exaggeratedly large, required of the materials entering in the construction of the engine, resulted in a very bulky engine construction, which limited the field of extension of the Diesel engine, in the field. of locomotion. Due to the low risk of fire in the operation of the Diesel engine, as well as the price of the fuel used, many efforts have been made to use this type of engine in aviation, the importance of which is easily understood. .
To gain strength, without greatly adding to the weight per HP, compared to current aircraft engine constructions, using gasoline, expensive special steels, or similar alloys, have been used, which has increased the construction price per unit of motive power to a multiple value of that of the gasoline engine.
To help reduce the weight of the diesel engine, it has been proposed to add to the fuel of the Diesel type (therefore petroleum fractions used as fuel of this type) an agent of the nitric ester type capable of accelerating ignition. For example, the addition of a few percent of ethyl nitrate. Effective "nitro" type additives are expensive and although the initial cost of the power plant can be reduced, the cost of operation is increased to a considerable extent.
Further, such additives generally have a much lower flash point than that of normal diesel fuels, and if added in appreciable proportions they usually effect a substantial decrease in the flash point of the fuel. Diesel fuel which increases the risk of fire, which occurs in the handling and use of fuels of this kind.
Other agents of the nitro type, which have been proposed up to
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present are: nitrobenzene, nitrotoluene and trinitrophenol. All such additives are derived from foreign sources, ie from hydrocarbons which per se do not fall into this class of petroleum-derived fuels. There are, with regard to diesel type fuels, a number of oils which vary with the type of engine for which they are used. Some engines operate on high viscosity fuels, others on the contrary only operate on low viscosity fuels. Modern diesel engines, built especially for locomotion, require low viscosity fuel, containing the minimum of combinations of sulfur and carbon-forming bodies.
The research carried out clearly shows that viscosity plays an essential role and that moreover the fuel must be clean and of good caloric volume. Experiments have further shown that a high viscosity fuel pulverizes into globules 8 to 27 times the size of the globes of a low viscosity fuel. It is easily conceived that smaller. the globule, the better the integral pulverization and complete combustion will be. It may be adopted as a general rule that the best efficiency is obtained if a fuel of the lowest viscosity which can be used for that type of engine is used for each type of engine.
The use of lubricating oils for combustion in diesel-type engines is not possible. In fact, their high ignition point and their high viscosity do not allow the necessary atomization and oxidation to be obtained. to their full combustion. While it is true that certain artifices, such as for example the introduction, into heavy oils, of easily miscible and flammable substances, such as alcohol, benzene, ether, etc.
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facilitate the transformation of heavy oils into fuels, they do not however solve the problem of the complete atomization of the base substance and do not lead to the maximum yield in calories and H.P. of the mixture. Indeed, if the mixture burns more easily, it does not however burn completely.
Vapors and fumes are produced, which lower the efficiency, since their state of incomplete decomposition gives rise, as is easily understood, to considerable losses of heat and gas. Another drawback of this mixture lies in the fact that the incompletely burnt parts are deposited on the essential parts of the engine. Lubricants deteriorate, wear the engine prematurely, fuel efficiency is imperfect, and as combustion is incomplete, premature detonations, due to the unevenness of the deposits formed, will especially occur in high compression gear. on the walls of the combustion chamber and on the pistons.
It has already been proposed to add to heavy oils and even to vegetable oils, bodies derived from benzene, containing two or more benzolyque nuclei such as anthracene, after having nitrated them (anthraquinone) and reduced part of the product of the nitration. with hydrogen obtained "in vitro". The final product is dissolved in alcohol and mixed with heavy oil. The mixture thus obtained is in turn mixed with other hydrocarbons such as gasoline or kerosene, to be used in internal combustion engines provided with a carburetor as well as for diesel type engines. It is obvious that the results will be very problematic because the fuels which can be used for an internal combustion engine are totally different from those used for an internal combustion engine.
From the point of view of efficiency, the result
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with such a fuel can not be high, because in the combustion, the composition, the carbon content, sulfur and tar and resinous materials, which give rise to a number of unstable combinations play a very important role with regard to the fuel stability and cleanliness, essential conditions to guarantee efficient operation, without harmful effects on the engine.
It has also been proposed to nitrate oils of the diesel type, therefore those which are commonly used for engines of this type, in order to give them superior properties. The methods proposed for the nitration of these oils are the most diverse, but it is not possible to apply them for lubricating oils. Nitration of lubricating oils cannot be used to convert them or to give them the essential properties of fuel oils. The nitration of lubricating oils in fact produces hard, plastic or even yellow and brown impalpable powders, depending on the origin of the oil.
The installations necessary for the various cracking processes, the conversion of hydrocarbons of high molecular weight into hydrocarbons of lower molecular weight, by treatment in the vapor state, under high pressure and in the presence of various oatalysts, such as Bergius, Burton , etc. are complicated in their mode of operation, their handling is difficult and their construction extremely expensive and time consuming. The cracking systems generally operate at temperatures of 400 C-650 C without pressure and with pressure at a temperature of 500 C. Such processes do not allow in the present case, the economic and rational conversion of lubricating oils, in combustible materials for diesel type engines.
The properties of aluminum chloride were already known.
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anhydrous nium according to which it is possible to change the molecular structure of hydrooarbons. Frie- del and Crafts reaction (British patent 4,769). This reaction can give rise to bodies of higher molecular weight from a body of smaller molecular weight, but it can also give rise, through destructive aotion, to bodies of smaller molecular weight by starting from a body of smaller molecular weight. starting from high molecular weight bodies.
But it is only a question here of the action of anhydrous aluminum chloride on the paraffinic combinations.
Based on the destructive action, it is possible, by heating a lubricating oil to 260 C-280 C, to obtain with 5-10% AlCl3 in a boiler fitted with a dephlegmator, 52.86% pure gasoline , boiling between 50 -170 C el. The oily residue, which is largely unsaturated, is 31.14% and 16% of ooke and gas (loss) are formed.
Instead of aluminum chloride, it is possible to use metallic aluminum and in its presence treat the oil with HCl gas seo, and thus obtain about 12% gasoline, boiling. before 150, starting from a sun oil.
According to the present invention, the fuels intended for supplying diesel-type engines are obtained by converting the lubricating oil, and in particular for reasons of economy, the oils obtained from oil changes, that is to say having used for the lubrication of engines, by an ohimic process of distillation and contacting the vapors of the distillation with an aluminum oil, which can be obtained by the reaction of Gustavson or by the reaction of Friedel and Crafts on paraffinic bodies , and whose gross formula is resp. AlBr3 C4H8 and AlCl3C4H8.
The product obtained is stable and can be fully pulverized, while ensuring complete combustion without ad-
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edition of other hydroarbons.
The process which forms the object of the present invention is inexpensive and feasible on a large commercial and industrial scale, with a minimum of installation and without complex manipulations.
The fuel obtained while being stable is clean and has an excellent caloric volume (heat of combustion 10.883 oal.) And the viscosity of which varies with the origin of the oil or with the characteristics of the mixture of oils subjected to the conversion. It does not require the addition of special agents to lower its ignition temperature,
Gustavson's reaction (Berichte 1881 Vol. 14 26I9) is based on the action of gaseous hydrobromic acid on carbides in the presence of aluminum bromide.
Thus, if we dissolve aluminum bromide in various derivatives of mineral oils, the fraction of the gasoline of Pennsylvania, boiling between 67 -70 C ,, of paraffin, and various fraotions of ordinary Russian kerosene, then, when passing a current of hydrobromic acid, a reaction begins at room temperature, to form two layers, the lower layer of which consists of a thick orange oil, insoluble in carbides and carbon disulphide and which always possesses the same composition corresponding to the crude formula: AL Br 3 to 4H8. The reaction is all the easier with paraffinic bodies of high molecular weight.
Gustavson obtained the reaction product by heating an excess of aluminum bromide with, for example, paraffin, in a hermetically sealed glass tube. not in the presence of ethyl bromide which replaced hydrobromic acid in all reactions. The useful yield of this operation is only 33% of the bodies used and for economic reasons, in view of the high price of the reagents used, it is impossible to use this method.
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in the present method.
An aluminum oil, which can be obtained easily and whose properties are identical, is obtained by the Friedel and Crafts reaction on paraffinic bodies.
Obviously, there are different methods of carrying out this reaction, but the present process contemplates treating paraffin in solution in a halogenated aromatic solvent with anhydrous AlCl 3 to obtain the reagent, oil. aluminum, the crude formula of which is Ohloraluminiumhydroarburé, AlCl 3C4H8. This reaction takes place at low temperatures 25 C-50 C.
Preferably, monochlorobenzene will be used, since this solvent is ideal for the Friedel and Crafts reaction, for its extreme stability at low temperature and at ordinary pressure.
Under the conditions under which the Friedel and Crafts reaction takes place in the present process, this halogenated body remains totally inactive with respect to other reaction bodies while at the same time promoting catalysis.
As a benzine compound, it is absolutely unassailable by any substitution, the presence of the chlorine atom exerting a repellent action in this regard.
Over the CS2, which can also be used in the reaction, it has the advantage of being not very flammable and of easy distillation, allowing almost complete recovery of the solvent. It can neither cause nor cause oxidation, which prevents an abundant formation of resin and tar and which considerably influences the purity and the percentage of the final product.
The final product is an orange oil P.S. 0.8672, Visoo- sity E20 - 12.19 P. E. 120 C rotatory power + 0.17.
The action of the reagent thus obtained is much greater than that of aluminum chloride. The presence of oil
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Aluminum in small amounts and without any solvents can convert lubricating oils into combustible materials.
In the present process, this organic derivative is used to specifically convert lubricating oil to diesel type engine oil.
According to one embodiment of the invention for converting used oils, the impurities are first removed from them. In order to carry out this simple purification, which will avoid the formation of coke and of the by-products, resulting from the catalytic reactions at the time of distillation, the oil is first subjected to standing for 12 days; this period necessary for the formation of the sediment can be accelerated by pouring a quantity of heavy CaCO3 onto the oil.
The oil is then withdrawn and introduced into a container fitted with a stirrer and a temperature control means.
In the present process, the purification of the oil is obtained by bringing the oil into intimate contact with natural or activated absorbent earths. 'Purification by sulfuric acid or by a similar reagent would be definitively harmful, because sulfuric acid very often attacks paraffinic bodies of value for the present conversion. In addition, the products of the acid reaction (sulphonic acids), are very difficult to eliminate by sodium lye. It is easy to see that treatment with absorbent earth will be simpler and will require less installation and less handling.
Another disadvantage of the acid treatment is the increase in the viscosity of the oil by polymerization, which must be avoided in the present process which attempts to reduce the viscosity of lubricating oils.
The oil is now heated gradually and without
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stirring up to 30, temperature at which it is mixed with natural acidic, activated earth or the like in a proportion of 5% by weight. Then, it is heated with stirring to 125 0. The rest of the oil has freed it of its larger impurities, such as agglomerated carbon particles, metal particles from engine wear and so on. than a certain amount of free water.
By maintaining the temperature of 125 C for 10 minutes, the oil is freed of a quantity of water, which was there in the form of emulsified combinations and also of a part of its fuel and light materials which may s' found there by thermal decomposition of oil or by simple mixing. After 10 minutes of treatment with the absorbent bodies, the oil is filtered to clarify it.
The oil is now introduced into an apparatus to be subjected to direct distillation (without steam).
It is known that lubricating oils subjected to distillation undergo chemical changes; they lose part of their viscosity and change their wind point. Despite the fact that, considered strictly according to thermodynamic data, all liquid hydrocarbons are subject to inherent instability when heated, no appreciable decomposition can be observed at a temperature below 200 C.
Decomposition begins at 300 C, but the velocity of this decomposition is usually too small for practical cracking buta, even at a temperature of 400 C.
It is not the intention of the present process to carry out destructive or cracking distillation of the oil and for this the distillation must be carried out rapidly.
First, the oil is freed of the residues of light substances which may be there and which will be eliminated at 190 C.
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After the removal, the distillation is continued and the vapors of the oil are passed through a device containing the aluminum oil, previously absorbed by an absorbent body or by a granulated activated carbon. The vapors are then condensed in a condenser large enough to prevent gas loss. The end product is about 80-85% de-nippled oil. The oil obtained is a perfect fuel and does not require refining with sulfuric acid or other similar reagent, but it is sufficient to filter it on earth in the presence of a neutralizing substance.
According to another embodiment, it is possible to obtain an oil of a heavier type with markedly different characteristics by mixing;
70% by volume mineral lubricating oil
30% by volume fish oil (whale Oil) Heat to 150 0, introduce 7.5 - 10% by weight of natural or activated acidic earth (of the type A1203 6 S102aq) and distill by passing the vapors over the hydroarburized aluminum halogen.
The invention has been deorite purely as an indication, and in no way limiting, and it goes without saying that many modifications can be made. to its details, without straying from his mind.