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HYDROCARBURES SYNTHETIQUES, HUILES DE GRAISSAGE QUI EN DERIVENT
ET PROCEDE DE PREPARATION DE CES PRODUITS.
Il est déjà connu de souder entre eux des noyaux benzéniques en faisant intervenir le dichloréthane en présence de chlorure d'aluminium suivant la méthode de Friedel et Craft.'
C'est, en particulier, un procédé classique de préparation du dibenzyle C6H5-CH2-CH2-C6 H5 par l'action de benzène, de dichlo- réthane et de chlorure d'aluminium; il y a dégagement d'acide chlo- thydrique et production dé dibonzyle. A côté de ce produit, qui est cristallisé et fond à 52 , on constate la formation accessoire de produits lourds résultant d'une condensation plus poussée mais l'ensemble du mélange de réaction obtenu ne possède pas les qua- lités requises pour constituer une huile de graissage.
Au demeurant, la plupart des polyphényléthanes connus sont des corps cristallisés dont le point de fusion est parfois très élevé.
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La présente invention a pour objet un procédé permettant d'ob- tenir des huiles de graissage de haute qualité.
Conformément au procédé, on fait agir le benzène (ou ses homo- logues supérieurs) substitué par des radicaux alcoyliques, sur des hydrocarbures aliphatiques polyhalogénés, en présence de chlorure d'aluminium.
Dans le mode d'exécution adopté de préférence, on soude, par l'intermédiaire du dichloréthane, en présence de chlorure d'qlumi- nium, des noyaux benzéniques alourdis par des radicaux tels que C2H5, C3H7, C4H9, C5H11,etc.
Comme la fixation les groupée alcoylés sur les noyaux s'obtient avec une extrême facilité par la réaction des oléfines correspondan- tes sur la benzène ou sur ses homologues, en présence également de chlorure d'aluminium, les deux réactions peuvent être effectuées successivement ou simultanément avec la même dose de catalyseur et dans le même appareillage.
Bien qu'il soit préférable, du point de vue industriel, d'ef- fectuer l'alourdissement des corps benzéniques préalablement à la condensation avec les dérivés halogénés des hydrocarbures alipha- tiques, cet ordre d'opération n'est pas imposé.
Les huiles de graissage obtenues sent caractérisées essentiel- lement par un indice de viscosité très élevé. Cette précieuse propriété permet de les utiliser pour certains emplois spéciaux, par exemple pour la. lubrification des moteurs d'avion ou encore pour l'amélioration de l'indice de viscosité des huilas de qualité médiocre. fl est possible de faire varier à volonté certaines de leurs propriétés.
Zn particulier, on peut augmenter la viscosité, soit en règlant l'alourdissement des molécules contenant le noyau benzéni- que, grâce à un choix convenable du nombre et de la nature des groupes alcoylés fixés, soit d'une manière encore plus efficace, en augmentant la proportion de dichloréthane admis à rentrer en réaction, ce qui a vraisemblablement pour effet d'augmenter le nom- bre moyen de noyaux benzéniques soudés à l'intérieur d'une mme molécule d'huile, On parvient ainsi à obtenir des huiles à cylindre
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de haute valeur, caractérisées par un point d'éclair particulièrement élevé.
Au lieu du benzène, on peut utiliser également ses.homologues supérieurs, tels que le toluène et le xylène. Au lieu du dichlorétha- ne, on peut de même utiliser des dérivés dihalogénés d'hydrocarbures homologues à chaine droite ou ramifiée, par exemple les dichloro- propanes, les dichloro-butanes etc., voire même des hydrocarbures du même genre substitués par plus de deux atomes d'halogène, par exemple le trichloréthylène, le tétrachloréthane,etc.
L'exemple suivant, choisi à titre Durement.illustratif, permet- tra de bien comprendre le principe de l'invention.
.Dans unemarmite à réaction munie d'un agitateur, on place 580 kg de benzène et 30 kg de chlorure d'aluminium anhydre. On fait arriver de l'éthylène qui se fixe avec une grande facilité en provo- quant aussitôt une élévation de la température de réaction; 'on fait en sorte que la température ne dépasse pas 110 , au besoin en refroi- dissant légèrement au moyen d'un serpentin. On fixe ainsi 685 kg. d'éthylène sur le benzène initial.
On ajoute alors 730 kg. de dichloréthane au liquide obtenu et on distille à reflux. Au cours de cette opération il se produit un dégagement d'acide chlorhydrique à la faveur duquel une certaine 'proportion de dichloréthane se trouve entrainée mmlgré le réfrigérant à reflux. Les gaz et vapeurs dégagés sont recueillis dans de l'eau qui dissout l'acide chlorhydrique tandis que le dichloréthane entrai- né décante. Après 2 heures la température a atteint 116 . On arrête le chauffage et on constate qu'il s'est dégagé-174 kg. d'acide chlor- hydrique et que 190 kg de dichloréthane ont distillé.
On laisse refroidir le liquide huileux qui s'est formé dans la marmite de réaction et on le sépare du complexe aluminique qui'se solidifie par refroidissement. On filtre sur du kieselghur, on neutra- lise par de la soude et on distille le liquide clair- obtenu. On sépare comme produit de tête 198 kg. d'un liquide presque uniquement consti- tué par du dichloréthane non transformé qui est -utilisé pour une opération ultérieure. Ensuite, distillent 440 kg. de produits légers passant au-dessous de 210 sous un vide de 15 cm.
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Il reste, dans le récipient de distillation, 520 kg. d'une huile dont l'indice de viscosité avoisine 120, ce qui correspond à l'indice des meilleurs huiles pour moteurs .l'avions actuelle- ment en usage.
Les 440 kg. de produits de tête constitués en majeure partie par des polyéthylbenzènes sont remis en circuit. Pour cela, on les additionne d'une nouvelle quantité de benzène pur puis on leur fait absorber de l'éthylène en présence de chlorure d'alu- minium et ainsi de suite.
Jn ne sort pas du cadre de l'invention en soumettant directe- ment à l'action du dichloréthane ou des corps analogues,des déri- vés benzéniques alcoylés d'une provenance quelconque.
Un peut également opérer sous une pression légèrement supérieu. re à la pression atmosphérique, ce qui permet, dans certains cas, d'améliorer la vitesse de réaction.
REVENDICATIONS -------------- ( 1,- Un procédé de fabrication d'huiles de graissage corsis- tant à faire agir le benzène (ou ses homologues supérieurs), substitué par des radicaux alcoyliques, sur des hydrocarbures ali- phatiques polyhalogénés, en particulier le dichloréthane ou ses homologues, en présence de chloruro d'aluminium.
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SYNTHETIC HYDROCARBONS, DERIVATIVE LUBRICATING OILS
AND PROCESS FOR THE PREPARATION OF THESE PRODUCTS.
It is already known to weld benzene rings together by bringing in dichloroethane in the presence of aluminum chloride according to the method of Friedel and Craft.
It is, in particular, a conventional process for the preparation of dibenzyl C6H5-CH2-CH2-C6 H5 by the action of benzene, dichlorethane and aluminum chloride; hydrochloric acid is given off and dibonzyl is produced. Beside this product, which is crystallized and melts at 52, there is the incidental formation of heavy products resulting from further condensation, but the whole of the reaction mixture obtained does not have the qualities required to constitute an oil. lubrication.
Moreover, most of the known polyphenylethanes are crystalline bodies, the melting point of which is sometimes very high.
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The object of the present invention is a process for obtaining high quality lubricating oils.
In accordance with the process, alkyl substituted benzene (or its higher homologues) is allowed to act on polyhalogenated aliphatic hydrocarbons in the presence of aluminum chloride.
In the embodiment adopted preferably, is welded, by means of dichloroethane, in the presence of aluminum chloride, benzene rings weighed down by radicals such as C2H5, C3H7, C4H9, C5H11, etc.
As the attachment of the alkyl groups to the rings is obtained with extreme ease by the reaction of the corresponding olefins on benzene or on its homologues, also in the presence of aluminum chloride, the two reactions can be carried out successively or simultaneously. with the same dose of catalyst and in the same equipment.
Although it is preferable, from an industrial point of view, to carry out the weighting of the benzene bodies prior to the condensation with the halogenated derivatives of the aliphatic hydrocarbons, this order of operation is not imposed.
The lubricating oils obtained are essentially characterized by a very high viscosity index. This valuable property allows them to be used for some special jobs, for example for the. lubrication of aircraft engines or for improving the viscosity index of poor quality oils. fl is possible to vary some of their properties at will.
Zn in particular, the viscosity can be increased, either by controlling the weighting of the molecules containing the benzene ring, by means of a suitable choice of the number and nature of the fixed alkyl groups, or in an even more efficient manner, by increasing the proportion of dichloroethane admitted to react, which probably has the effect of increasing the average number of benzene nuclei welded inside one and the same oil molecule, it is thus possible to obtain oils with cylinder
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high value, characterized by a particularly high flash point.
Instead of benzene, its higher homologs, such as toluene and xylene, can also be used. Instead of dichloroethane, it is also possible to use dihalogenated derivatives of homologous straight or branched chain hydrocarbons, for example dichloropropanes, dichloro-butanes, etc., or even hydrocarbons of the same type substituted by more than two halogen atoms, for example trichlorethylene, tetrachloroethane, etc.
The following example, chosen by way of illustration, will enable the principle of the invention to be fully understood.
580 kg of benzene and 30 kg of anhydrous aluminum chloride are placed in a reaction vessel equipped with a stirrer. Ethylene is introduced which binds with great ease, immediately causing an increase in the reaction temperature; the temperature was made to not exceed 110, if necessary by cooling slightly by means of a coil. 685 kg are thus fixed. ethylene over the initial benzene.
Then 730 kg are added. of dichloroethane to the liquid obtained and distilled under reflux. During this operation there occurs a release of hydrochloric acid in favor of which a certain proportion of dichloroethane is entrained mmlgré the reflux condenser. The gases and vapors given off are collected in water which dissolves the hydrochloric acid while the dichloroethane allowed to settle. After 2 hours the temperature reached 116. The heating is stopped and it is observed that it has released-174 kg. of hydrochloric acid and 190 kg of dichloroethane distilled off.
The oily liquid which has formed in the reaction kettle is allowed to cool and is separated from the aluminum complex which solidifies on cooling. It is filtered through kieselgur, neutralized with sodium hydroxide and the clear liquid obtained is distilled off. 198 kg are separated off as overhead product. of a liquid consisting almost entirely of unconverted dichloroethane which is used for a subsequent operation. Then distil 440 kg. of light products passing below 210 under a vacuum of 15 cm.
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520 kg remain in the distillation vessel. an oil with a viscosity index of around 120, which corresponds to the index of the best oils for aircraft engines currently in use.
The 440 kg. top products consisting mainly of polyethylbenzenes are put back into circulation. To do this, they are added with a new quantity of pure benzene and then made to absorb ethylene in the presence of aluminum chloride and so on.
It does not depart from the scope of the invention to subject directly to the action of dichloroethane or the like, alkylated benzene derivatives of any origin.
One can also operate under slightly higher pressure. re at atmospheric pressure, which in some cases improves the reaction rate.
CLAIMS -------------- (1, - A process for the manufacture of lubricating oils which makes it possible to react benzene (or its higher homologues), substituted by alkyl radicals, on polyhalogenated aliphatic hydrocarbons, in particular dichloroethane or its homologues, in the presence of aluminum chloride.