DE1247522B - Process for the production of an impregnating agent for porous pipes - Google Patents
Process for the production of an impregnating agent for porous pipesInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
ClOgClog
DeutscheKl.: 23 b-2/01German class: 23 b-2/01
Nummer: 1247522Number: 1247522
Aktenzeichen: St 19722IV d/23 bFile number: St 19722IV d / 23 b
Anmeldetag: 17. September 1962 Filing date: September 17, 1962
Auslegetag: 17. August 1967Opened on: August 17, 1967
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Imprägniermittels für poröse Rohre.The invention relates to a method for producing an impregnating agent for porous pipes.
Röhrenförmige Teile werden seit vielen Jahren für unterirdische Installationszwecke gebraucht, z. B. als Schutzhüllen für Telefonleitungen und elektrische Kabel und als Leitungsrohre für Entwässerungen, Abwässer und andere Flüssigkeiten.Tubular parts have been used for underground installation purposes for many years, e.g. B. as protective covers for telephone lines and electrical cables and as conduits for drainage, Sewage and other liquids.
Um den vielen ungünstigen Einflüssen, die bei der unterirdischen Installation auftreten, widerstehen zu können, müssen die röhrenförmigen Teile eine Reihe von außergewöhnlich guten Eigenschaften besitzen, wie Wasserundurchlässigkeit, . hohe Bruchfestigkeit und Widerstandsfähigkeit, gegenüber Temperatureinflüssen, Korrosion und Reibung. Da die unterirdischen Installationen mehr oder weniger auf die Dauer geplant sind, sollten die röhrenförmigen TeUe ihre anfänglichen Eigenschaften über lange Zieiten bei-r behalten.To withstand the many unfavorable influences that occur during underground installation the tubular parts must have a number of exceptionally good properties, like impermeability,. high breaking strength and resistance to temperature influences, Corrosion and friction. Because the underground installations more or less in the long run are planned, the tubular parts should retain their initial properties over a long period of time keep.
Iq der Literatur wurde schon vorgeschlagen, zum Imprägnieren von porösen Rohren Derivate von Kohlenteer und Erdöl zu verwenden; soweit bekannt, hat jedoch bisher kein Erdölprodukt einen bedeutenden wirtschaftlichen Erfolg erzielt. Auf Grund einer kürzlichen Marktforschung wurde festgestellt, daß mehr als 90°/o der mit Bitumen behandelten und aus Faserstoffen in den USA hergestellten Leitungsrohre mit einem Derivat des Kohlenteers imprägniert wurden. Die ungünstige Beurteilung, die die Erdölprodukte auf diesem Gebiet erhalten haben, mag zum Teil daran gelegen haben, daß die mit' diesen Produkten imprägnierten Leitungen nicht den durch das National Bureau of Standards in »Commercial Standard Publication (CS-116-54)« niedergelegten Testen entsprechen. It has already been proposed in the literature to use derivatives of coal tar and petroleum for impregnating porous pipes; as far as is known, however, no petroleum product has achieved significant economic success. Recent market research has shown that more than 90% of bitumen-treated conduit made from fiber in the United States has been impregnated with a derivative of coal tar. Part of the unfavorable assessment that petroleum products have received in this area may have been that the lines impregnated with these products did not conform to the standards laid down by the National Bureau of Standards in Commercial Standard Publication (CS-116-54) Testing correspond.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Imprägniermittels von porösen Rohren ist dadurch gekennzeichnet, daß aus einer über 315° C siedenden Erdölspaltfraktion die Aromaten in an sich bekannter Weise extrahiert und anschließend durch Blasen mit Luft oxydiert werden. Vorzugsweise werden die Aromaten durch Behandeln mit einem Lösungsmittel abgetrennt, wobei als besonders bevorzugtes Lösungsmittel Furfurol verwendet wird. Das Blasen mit Luft erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur. The inventive method for producing an impregnating agent for porous pipes is thereby characterized in that from a crude oil fraction boiling above 315 ° C the aromatics in itself extracted in a known manner and then oxidized by blowing with air. Preferably be the aromatics separated by treatment with a solvent, being particularly preferred Solvent furfurol is used. Air blowing is preferably carried out at room temperature.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Imprägniermittel sind unverkokte, mit Lösungsmitteln extrahierte, oxygenierte •Kondensationsprodukte eines destillierten und geklärten Umlauföls. Bei den Verkokungstemperaturen erhöht sich der Anteil an unlöslichen oder in Chinolin unlöslichen, kohlenstoffhaltigen Substanzen, was die Imprägnie-The impregnating agents produced by the process according to the invention are uncoked with solvents extracted, oxygenated • condensation products of a distilled and clarified circulating oil. At the coking temperatures, the proportion of insoluble or insoluble in quinoline increases carbonaceous substances, what the impregnation
Verfahren zur Herstellung
eines Imprägniermittels für poröse Rohre ■Method of manufacture
an impregnating agent for porous pipes ■
Anmelder:Applicant:
The Ständard Oil Company,
Cleveland, Ohio (V. St. A.) The Standard Oil Company,
Cleveland, Ohio (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. Dr. jur. F. Redies,
Dr. rer. nat. Β. Redies und Dr. rer. nat. D. Türk,
Patentanwälte,Dr.-Ing. Dr. jur. F. Redies,
Dr. rer. nat. Β. Redies and Dr. rer. nat. D. Turk,
Patent attorneys,
Düsseldorf-Benrath, Erich-Ollenhauer-Str. 7Düsseldorf-Benrath, Erich-Ollenhauer-Str. 7th
Als Erfinder benannt:
John Carl Wisniewski, Parma, Ohio;
Thomas Harry Madden, Euclid, Ohio (V. St. A.)Named as inventor:
John Carl Wisniewski, Parma, Ohio;
Thomas Harry Madden, Euclid, Ohio (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 18. September 1961
(138 992)V. St. v. America September 18, 1961
(138 992)
ΛΛ
rung ungünstig beeinflußt. Dementsprecherid sollen solche Temperaturen bei der Herstellung des Imprägniermittels vermieden werden. Die Extraktion mit Lösungsmitteln bewirkt eine Konzentration an aromatischen Anteilen, die für die Herstellung eines gegen Kerosin hochwiderstandsfähigen Produktes wünschenswert sind. Die Extraktion mit Lösungsmitteln entfernt die nicht harzigen und die nicht kondensierbaren Bestandteile. Durch Destillation wird der Ahteil an aromatischen Stoffen weiterhin erhöht, die nicht harzigen Bestandteile entfernt, und die Endprodukte erhalten einen erhöhten Flammpunkt. Die Sauerstoffbehandlung des geschmolzenen Materials bewirkt eine Kondensation- der aromatischen Teile, durch die das Molargewicht des Materials in wirksamer Weise erhöht wird. Das sich ergebende Produkt ist in Chinolin löslich und in Petroläther (Kp. = 30° C) praktisch unlöslich. Der Flammpunkt nach der Destillation beträgt mindestens 255° C.tion adversely affected. Accordingly, such temperatures should be used during the preparation of the impregnating agent be avoided. Extraction with solvents causes a concentration of aromatic Proportions required for the manufacture of a product that is highly resistant to kerosene are desirable. Extraction with solvents removes the non-resinous and the non-condensable Components. The proportion of aromatic substances is further increased by distillation non-resinous components are removed and the end products have an increased flash point. the Oxygen treatment of the molten material causes condensation - the aromatic parts, which effectively increases the molar weight of the material. The resulting The product is soluble in quinoline and practically insoluble in petroleum ether (bp = 30 ° C). The flash point after the distillation is at least 255 ° C.
Das aus Erdöl hergestellte imprägniermittel ist also eine destillierte, hocharomatisehe, chmolinlösliche, oberhalb· etwa 315° C und vorzugsweise im' Bereich von 370 bis 420° C oder annähernd bei 395° C siedende Erdölfraktion, die mit Sauerstoff, The impregnating agent made from petroleum is a distilled, highly aromatic, chmoline-soluble, above about 315 ° C and preferably in the range of 370 to 420 ° C or approximately at 395 ° C, which is mixed with oxygen,
z. B. durch Einblasen von Luits, bis zu einem Ring- und Ball-Erweichungspunkt im Bereich von 65 bis ' 120° C und vorzugsweise 75 bis 80° C behandeltz. B. by blowing in Luits, up to a ring and ball softening point in the range of 65 to '120 ° C and preferably 75 to 80 ° C treated
709 637/603709 637/603
worden ist. Eine besonders geeignete, hocharomatische Fraktion ist die Sdhwerölendfraktion, d. h. die zweiten 50 Volumprozent des geklärten Umlauföls. Für die Zwecke der Erfindung wird der Ausdruck »geklärtes Umlaufök (auch bekannt als »dekantiertes« Umlauföl) zur Beschreibung des als Rückstand bei der fraktionierten Destillation des Produktes aus einem katalytischen Crackverfahren anfallenden Materials verwendet.has been. A particularly suitable, highly aromatic fraction is the Sdhwerölendfraktion, i. H. the second 50 percent by volume of the clarified circulating oil. For the purposes of the invention, the term »Clarified circulating oil (also known as» decanted «circulating oil) to describe the residue material obtained from the fractional distillation of the product from a catalytic cracking process used.
Nach dem anfänglichen Auftrennen des Rohöls auf dem Wege der einfachen Destillation wird die Fraktion, die einen Siedebereich von etwa 265 bis 315° C bis zu ungefähr 535 bis 595° C besitzt, einem katalytischen Crackverfahren unterworfen. Das Crackprodukt wird dann in einem am Kopf der Kolonne abgenommenen Anteil, einen oder mehrere Zwischenfraktionen und die Kolonnenbodenanteile (Rückstände) fraktioniert. Unabhängig davon, in welcher Art der angewandte Katalysator in der Crackapparatur verwendet wird, werden erhebliche Mengen des pulverförmigen Katalysators von der Crackapparatur in den Fraktionierungsteil mitgerissen und sammeln sich in den vorerwähnten Bodenanteilen an. Diese werden von dem Katalysator nach an sich bekannten Klärungsverfahren getrennt, in die Crackapparatur zurückgeführt und nochmals gecrackt. Wegen dieser Art der Behandlung werden die Ausdrücke »Umlauföl« und »geklärtes Umlauföl« verwendet.After the crude oil is initially separated by simple distillation, the Fraction that has a boiling range of from about 265 to 315 ° C up to about 535 to 595 ° C, one subjected to catalytic cracking processes. The cracked product is then in a column at the top fraction removed, one or more intermediate fractions and the column tray fractions (Residues) fractionated. Regardless of the type of catalyst used in the If cracking apparatus is used, considerable amounts of the powdered catalyst are removed from the Cracking apparatus is entrained in the fractionation part and collect in the aforementioned soil fractions at. These are separated from the catalyst by clarification processes known per se Cracking apparatus returned and cracked again. Because of this type of treatment, the The terms "circulating oil" and "clarified circulating oil" are used.
In neuerer Zeit sind neue Anwendungszwecke für die paraffinischen Anteile von »geklärten Umlaufölen« gefunden worden. Diese neuen Verwendungsmöglichkeiten haben die extraktive Behandlung von »geklärten Umlaufölen« in den Vordergrund gebracht, durch die (1) die im wesentlichen aromatischen Bestandteile (Extrakt) von (2) den Paraffinen (Raffinat) getrennt werden sollen. Man verwendet für die Zwecke der Erfindung den Extraktteil. Lösungsmittel, wie Furfurol, Phenol, β,/Γ-Dichlordiäthyläther, Nitrobenzol, Duosol (Propan und Kresol) und Schwefeldioxyd, lösen bevorzugt die aromatischen Bestandteile und die Naphthene und können bei der extraktiven Behandlung von geklärten UmIaufolen verwendet werden. Erfindungsgemäß wird bevorzugt Furfurol zur Erhöhung des Gehalts an Aromaten im Extrakt verwendet, d. h. um die aliphatischen und ίο cycloaHphatischen Bestandteile zu entfernen.More recently, new uses for the paraffinic fractions of "clarified circulating oils" have been found. These new uses have brought the extractive treatment of "clarified circulating oils" to the fore, by means of which (1) the essentially aromatic constituents (extract) are to be separated from (2) the paraffins (raffinate). The extract part is used for the purposes of the invention. Solvents such as furfural, phenol, β, / Γ-dichlorodiethyl ether, nitrobenzene, Duosol (propane and cresol) and sulfur dioxide, preferentially dissolve the aromatic components and the naphthenes and can be used in the extractive treatment of clarified UmIaufolen. According to the invention, furfural is preferably used to increase the aromatic content in the extract, ie to remove the aliphatic and ίο cycloaHphatic constituents.
Weitere Einzelheiten der typischen Verfahren zur Abtrennung und Extraktion der Umlauföle können den USA.-Patentschriften 2 660 552 und 2 882 220 entnommen werden. Gemäß diesen Patentschriften wird die Extraktion des geklärten Umlauföls zur Gewinnung des Raffinates und nicht des Extraktes durchgeführt, was auf einen anderen Vorteil der Erfindung hinweist, nämlich daß das verbesserte erfindungsgemäße Imprägniermittel für aus Fasern hersso gestellte Röhrenelemente aus einem billigen, leicht erhältlichen Material, das gemäß allgemeiner Ansicht nur geringen Handelswert besitzt, hergestellt werden kann.Further details of typical processes for separating and extracting the circulating oils can be found in U.S. Patents 2,660,552 and 2,882,220. According to these patents, the extraction of the clarified circulating oil for the recovery of the raffinate and not the extract is carried out, indicating another advantage of the invention, namely that the improved impregnating agent according to the invention for from fibers forth sso asked tube members from an inexpensive, readily available material that generally believed to have little commercial value.
Geklärtes Umlauföl, so wie es oben definiert ist, as ist eine komplexe Mischung von hocharomatischen Kohlenwasserstoffen und kann daher chemisch nicht vollständig analysiert werden. Die Zusammensetzung des Extraktes hangt einmal vom Rohöl, von dem ausgegangen wird, und von Bedingungen der in erster Stufe durchgeführten Destillation, des Crackverfah«· rens, der Fraktionierung usw. ab. Ein charakteristisches Muster von geklärtem Umlaufölextrakt wurde nach den n-d-m-Verfahren von Shell mit dem in Tabelle I wiedergegebenen Ergebnis analysiert (»Aspects of the Constitution of Mineral. Öils«, K. van Nes et al., Elsevier PublisTiing Co., Inc., 1951, pp. 318 bis 346).Clarified circulating oil, as defined above, is a complex blend of highly aromatic Hydrocarbons and therefore cannot be completely analyzed chemically. The composition of the extract depends on the one hand on the crude oil that is used and on the conditions in the first place Stage carried out distillation, the cracking process, the fractionation, etc. from. A characteristic one Sample of clarified circulating oil extract was obtained by Shell's n-d-m methods with the Analysis of the result given in Table I ("Aspects of the Constitution of Mineral. Oils", K. van Nes et al., Elsevier Publishing Co., Inc., 1951, pp. 318 to 346).
TabeUeITABLE
40 bis 50 Vo40 to 50 Vo
Tabelle ! (Fortsetzung)Tabel ! (Continuation)
OU Dlo l\j /0OU Dlo l \ j / 0
Die typischen Eigenschaften von Extrakten aus den schweren Enden von geklärten Umlaufölen sind in Tabellen angegeben. Diese Eigenschaften sind für die schweren Enden, z. B, die 40- bis 1 OO-Volumprozent-Fraktion, die bei der Destillation zur Entfernung der leichten Enden erhalten werden.The typical properties of extracts from the heavy ends of clarified circulating oils are given in tables. These properties are for the heavy ends, e.g. B, the 40 to 1 OO volume percent fraction, obtained by distillation to remove the light ends.
Tabelle ΪΙTable ΪΙ
Spezifisches Gewicht 1,151Specific gravity 1.151
Spezifisches Gewicht bei 15,6° C 1,1512Specific weight at 15.6 ° C 1.1512
Viskosität SSF bei 121° C 19,7Viscosity SSF at 121 ° C 19.7
Flammpunkt, °C.... 274Flash point, ° C .... 274
Ramsbottom-KohlerückstandRamsbottom coal residue
Gewichtsprozent , 14,71Weight percent, 14.71
Gewichtsprozent Schwefel 1,23Weight percent sulfur 1.23
Durchdringung bei 25° C 90Penetration at 25 ° C 90
Ring- und Ball-Erweichungspunkt, 0C 39,4Ring and Ball Softening Point, 0 C 39.4
ASTM-Destillation, 0C
Übergangene Volumprozent, ° CASTM distillation, 0 C
Passed volume percent, ° C
Siedebeginn.. ; 400Start of boiling ..; 400
2% 4102% 410
5% 4185% 418
10 % 42710% 427
20% : 44020%: 440
30% 45030% 450
40% 46040% 460
3535
50% 47050% 470
60% 48760% 487
70% ; 50570%; 505
80% —80% -
100% —100% -
Wie oben beschrieben, werden die schweren Enden des Extraktes aus geklärtem Umlauföl oder von destillierten geklärten Umlaufölen, z. B. durch Einblasen eines sauerstoffhaltigen Gases wie Luft bis zu einem Ring- und Ball-Erweichungspunkt innerhalb des Bereichs von 65 bis 120° C und vorzugsweise von 75 bis 80° C oxydiert, wonach das Material dann als Imprägniermittel benutzt werden kann. Dieses . Produkt ist gegenüber anderen Erdölharzen durch die Abwesenheit von kohlenstoffhaltigen unlöslichen Anteilen, die bei der Imprägnierung stören, gekennzeichnet. Ein angenehmer und zuverlässiger Test für derartige kohlenstoffhaltige unlösliche Bestandteile ist die Löslichkeit des Imprägniermittels in Chinolin. Die erfindungsgemäßen oxydierten Kondensationsprodukte von Extrakten aus destillierten geklärten Umlaufölen zeigen dementsprechend nur eine Spur von in Cliinolin unlöslichen Stoffen und sind vorzugsweise 100 % löslich in Chinolin.As described above, the heavy ends of the extract are made from or from clarified circulating oil distilled clarified circulating oils, e.g. B. by blowing in an oxygen-containing gas such as air up to a ring and ball softening point within the range of 65 to 120 ° C and preferably from 75 to 80 ° C, after which the material can then be used as an impregnating agent. This . Product is unlike other petroleum resins due to the absence of carbon-containing insoluble Parts that interfere with the impregnation are marked. A pleasant and reliable test for such carbonaceous insolubles is the solubility of the impregnant in quinoline. The oxidized condensation products of the invention of extracts from distilled clarified Accordingly, circulating oils show only a trace of substances insoluble in cliinolin and are preferred 100% soluble in quinoline.
Eigenschaften des erfindungsgemäß hergestellten Imprägniermittels und eines auf dem Markt erfolgreichen Kohlenteer-Derivats stellen sich wie folgt gegenüber:Properties of the impregnating agent produced according to the invention and one that is successful on the market Coal tar derivatives are compared as follows:
des destillierten, geklärtenof the distilled, clarified
TJmlauföIsOil flow
50 bis 100 Volumprozent50 to 100 percent by volume
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