DE1166164B

DE1166164B - Verfahren zur Behandlung von Bariumoxyd als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Bariummethylat

Info

Publication number: DE1166164B
Application number: DEC23190A
Authority: DE
Inventors: Theodore Williams Heiskell
Original assignee: Pittsburgh Plate Glass Co
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1960-02-10
Filing date: 1961-01-18
Publication date: 1964-03-26
Also published as: GB914863A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: COIf

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche Kl.: 12 m-11/02

C 23190IV a/12 m
18. Januar 1961
26. März 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für Behandlung von kohlenstofffreiem Bariumoxyd als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Bariummethylat, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man kohlenstofffreies Bariumoxyd in Gegenwart von Wasserdampf auf wenigstens 750° C erhitzt.

Bariummethylat dient zur Herstellung von Detergentien für Motorenöle. Zu diesem Zwecke ist Bariumoxyd in großem Maßstab gefragt; es wird mit Methanol zu Bariummethylat umgesetzt. Die von festen Stoffen befreite Bariummethylatlösung wird dann mit einer Sulfonsäure, z, B. einer hochmolekularen Benzolsulfonsäure, umgesetzt. Zum Zwecke der Erzielung einer solchen klaren Bariummethylatlösung müssen die bei ihrer Herstellung aus Bariumoxyd und Methanol entstandenen unlöslichen Feststoffe abfiltriert werden. Diese Filtration bereitet jedoch Schwierigkeiten, da das Filtrat trüb bleibt und der Vorgang meist sehr lange dauert.

Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung ausgeschaltet, wonach ein Bariumoxyd gewonnen wird, das sich mit Methanol zu einer leicht filtrierbaren Bariummethylatlösung umsetzt, die ein klares Filtrat ergibt.

Nach der Erfindung wird also kohlenstofffreies Bariumoxyd in einen solchen Zustand gebracht, daß es sich zur Herstellung bariumhaltiger Detergentien eignet. Es wurde bereits vorgeschlagen, Bariumoxyd von nicht umgesetztem Kohlenstoff dadurch zu befreien, daß man es in einem inerten Gasstrom, der 0,1 bis 0,5% Wasserdampf enthält, auf 815 bis 1200° C erhitzt.

Nach der Erfindung geht man von körnigem oder feinzerteiltem Bariumoxyd aus. Die angewandte Wasserdampfmenge ist klein, die bevorzugte Arbeitstemperatur beträgt 850 bis 940° C, sie kann bis auf 1300° C gesteigert werden. Es soll beim Erhitzen der Schmelzpunkt des Bariumoxyds nicht erreicht werden. Das Bariumoxyd wird wenigstens 5 Minuten in dieser Weise behandelt; die Behandlung kann sich aber auch über mehrere Stunden erstrecken. In der Regel adsorbiert das Bariumoxyd hierbei etwas Wasser. Die adsorbierte Wassermenge schwankt, sie beträgt normalerweise etwa 0,2 bis 5%, bezogen auf das Gewicht des Bariumoxydes. Die besten Resultate werden erzielt, wenn die vom Bariumoxyd adsorbierte Wassermenge zwischen 0,3 und 1,5% bezogen auf das Gewicht des Bariumoxydes, liegt, d. h., wenn das Gewicht des Bariumoxydes um etwa 0,3 bis 1,5% gestiegen ist. Zweckmäßigerweise werden der Wassergehalt des Produktes kontrolliert und die Behandlungsbedingungen danach eingestellt. Die Verfahren zur Behandlung von Bariumoxyd
als Ausgangsmaterial zur Herstellung von
Bariummethylat

Anmelder:

Pittsburgh Plate Glass Company, Pittsburgh, Pa.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil, A. Hoeppener und Dr. H. J. WoKf,

Rechtsanwälte,

Frankfurt/M.- Höchst, Antoniterstr. 36

Als Erfinder benannt:

Theodore Williams Heiskell,

New Martinsville, W. Va. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 10. Februar 1960 (7773)

Bariumoxydteilchen werden während der Behandlung am besten in Bewegung gehalten. Das Mischen geschieht in einer Trommel oder in einer sonstigen mechanischen Vorrichtung.

Man kann z. B. körniges oder auf andere Weise feinzerteiltes Bariumoxyd mit einer Korngröße, die ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,23 mm bis 4 mm passiert, in einen Drehofen oder eine ähnliche Anlage eintragen und in diesem auf mehr als 750° C erhitzen. Die Temperatur soll jedoch im allgemeinen unter etwa 1300° C liegen. Gegebenenfalls kann als Trägergas Stickstoff oder ein anderes inertes Gas dienen, das mit dem Wasserdampf durch den Ofen geleitet wird, so daß innerhalb des Ofens und in innigem Kontakt mit dem Bariumoxyd eine wasserdampfhaltige Atmosphäre entsteht. Man läßt den Ofen rotieren, damit das körnige Bariumoxyd gründlich vermischt wird.

Der Ofen kann kontinuierlich oder diskontinuierkung werden die Einführungs- und Abzugsgeschwinlich beschickt werden. Bei kontinuierlicher Beschikdigkeiten des Bariumoxyds so aufeinander eingestellt, daß die Verweilzeit im Ofen (und damit die Behandlungsdauer) wenigstens mehrere Minuten und im allgemeinen 30 Minuten bis 2 Stunden beträgt.

Eine einfache Methode, Stickstoff als Inertgas mit Wasserdampf zu mischen, besteht im Hindurchleiten

409 540/461

1 166 461

von Stickstoff durch Wasser, wobei sich der Stickstoff mit Wasserdampf sättigt. Auch andere Inertgase können als Trägergase dienen. Es handelt sich hierbei hauptsächlich um solche Gase, die unter den Behandlungsbedingungen weder reduziert noch oxydiert werden, also z. B. Argon oder Neon.

Selbstverständlich gibt es auch andere Möglichkeiten, diese Wasserdampfatmosphäre in dem Ofen zu erzeugen; z. B. können feine Wassertröpfchen direkt in den Ofen eingeleitet werden. Nach der Erfindung lassen sich auch solche Bariumoxydqualitäten, die bisher überhaupt nicht zur Herstellung von zu Barium enthaltenden Detergentien verarbeitbarem Bariummethylat geeignet gewesen wären, in einem dafür geeigneten Zustand bringen. Normalerweise ist ein solches Bariumoxyd mit geringen Mengen von Stoffen, wie Bariumperoxyd, Bariumsulfid, Bariumsulfat, verunreinigt.

Beispiel 1

Die Behandlung wird in einer Anlage durchgeführt, die aus einem in einem elektrischen Ofen angeordneten Keramikrohr mit einem Durchmesser von 2,54 cm besteht. Das Rohr wird auf 930° C erhitzt und mit 100 g Bariumoxyd (Korngröße 0,84 bis 4 mm) beschickt. Durch das Glasrohr wird mit einer Geschwindigkeit von 0,5 l/Min, mit Wasser gesättigter gasförmiger Stickstoff geleitet, der zur Sättigung durch Wasser von 55 oder 65° C enthaltende Waschflaschen geführt worden ist.

Die nachfolgende Zusammensetzung für so behandeltes Bariumoxyd ist:

Bariummethylatlösung, die aus unbehandeltem Bariumoxyd hergestellt wurde, erfordert zum Filtrieren 218 Sekunden. Nicht behandeltes Bariumoxyd braucht zum Filtrieren 506 Sekunden. 150 Minuten langes Erhitzen eines in den Beispielen A bis E verwendeten Bariumoxyds auf 930° C ohne Zugabe von Wasser verkürzt die Filtrierdauer nicht. Sie beträgt etwa 220 Sekunden.

BeispieI2

In der Anlage des Beispiels 1 wurden 50 g feinteiliges Bariumoxyd (Korngröße weniger als 0,149 mm) auf die in Tabelle II angegebene Tempe- *5 ratur erhitzt. Stickstoff wurde durch Wasser von 50° C enthaltende Waschflaschen geleitet und strömte dann mit einer Geschwindigkeit von 1 l/Minute durch das Rohr.

Die Tabelle II gibt die Bedingungen und Ergebnisse wieder.

Tabelle II

Bestandteil
BaO ..
BaCO₃
BaS

BaSO₄ .
BaO., ..

Gewichtsprozent
.... 97,49

... 2,10

... 0,65

... 0,10
.... 0,02

Der Wassergehalt des Stickstoffs, der nachstehend aufgeführt wird, wird bestimmt, indem man das Gas durch austarierte Mg(ClO₄)₂-Absorptionsvorrichtungen leitet.

Nach Abschluß jedes in der Tabelle I aufgeführten Versuches wurden 15 g behandeltes Bariumoxyd mit 100 cm³ Methanol umgesetzt, während das Reaktionsmedium durch Kühlen auf 30 bis 40° C gehalten wird. Das entstandene Produkt wird nach einer Standardmethode bei 30 bis 40° C filtriert. Die zum Filtrieren erforderliche Zeit wird notiert.

Die folgende Tabelle gibt die Bedingungen und Ergebnisse der verschiedenen Versuche wieder:

Tabelle I

	H₂O-GeImIt	Vom BaO absor	Behandlungs	Filtrier
Versuch	der JN₂- Beschickung	biertes H₂O	dauer	dauer
	g H₂OZl	ε	Minuten	Sekunden
A	0,19	1,01	20	60
B	0,19	0,58	10	76
C	0,09	0,49	12	68
D	0,09	0,95	24	57
E	0,09	1,04	30	43
F	0,09	0,98	30	93

	Behandlungs	Behandlungs	HÜ trierdauer
Versuch	temperatur	dauer
	⁰C	Minuten	Sekunden
A	25	1	482
B	512	1	308
C	700	1	133
D	926	1	74

Man sieht also, daß Temperaturen von wenigstens etwa 700° C und vorzugsweise mehr als etwa 850° C wichtig sind; sie liefern Bariumoxyde, die Bariummethylatlösungen mit guten Filtriereigenschaften bilden.

Die Zusammensetzung für so behandeltes Bariumoxyd ist:

Bestandteil

Gewichtsprozent

BaO 97,76

BaCO₃ 1,52

BaSO₄ 0,11

BaS 0,33

BaO,

0,01

Das beschriebene Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft auf die Behandlung eines Bariumoxyds anwenden, das durch Brennen von Bariumkarbonat in einer Wirbelschicht hergestellt worden ist.

Außer Drehrohrofen können auch andere Vorrichtungen, in welchen den Bariumoxydteilchen eine entsprechende Bewegung verliehen wird, angewendet werden, z. B. eine Wirbelschicht. Auch andere inerte Gase, die eine entsprechende Menge Wasserdampf enthalten, können angewendet werden.

Verschiedene Verfahrensbedingungen können variiert werden. In einem kontinuierlichen Verfahren, bei dem z. B. Bariumoxyd durch einen Drehofen geschickt wird, kann die Verweilzeit des Bariumoxydes im Drehofen geändert werden. Je nach der Analyse kann die der Behandlungszone zugeführte Menge Wasserdampf erhöht oder verringert werden. Auch die Temperaturen können innerhalb des zulässigen Bereiches verändert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von kohlenstofffreiem Bariumoxyd als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Bariummethylat, dadurch gekennzeichnet, daß man solches Bariumoxyd in Gegenwart von Wasserdampf auf wenigstens 750° C erhitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bariumoxydteilchen unter guter Durchmischung mit Wasserdampf auf 850 bis 1300° C erhitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wasserdampf zusammen mit einem inerten Trägergas anwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wassergehalt des Umsetzungsproduktes kontrolliert und die Verfahrensbedingungen auf eine Wasseraufnahme von 0,2 bis 5 Gewichtsprozent des behandelten Bariumoxydes einstellt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1034161.