DE2050908A1 - Verfahren zur Herstellung von Weißol - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von WeißolInfo
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Description
Esso Research and Engineering (8S 871 9*85 - prio 28.10.136$
Company
Weißöle sind stark raffinierte Erdöle, die nach einer ausgedehnten Vorbehandlung von Sauerstoff-, Stickstoff- und
Schwefelverbindungen und reaktionsfähigen Kohlenwasserstoffen, wie Aromaten, befreit sind. Technische Meißöle
werden in der Kosmetik, zum Griffigraaehen von Textilien und
als Trägeröl für Insektizide und dergleichen verwendet,
während die stärker raffinierten Produkte, wie pharmazeutisches weißöl, bei der Herstellung von Arzneimitteln, für Lebensmittel und zum Schmieren von Lebensmittelverarbeitungs,
maschinen verwendet werden. Für diese Verwendungszwecke ist es erforderlich, daß das Weißöl chemisch inert ist und
farblos, gesehmacksfrei und geruchlos.
Bei des* Herstellung von Weißölen werden Erdöle mit Schwefelsäure raffiniert, wobei die Säure die Verunreinigungen und
die reaktiven Verbindungen durch chemische Umsetzung und Solvation entfernt. Die Säurebehandlung ist wegen der niedrigen
Ausbeuten unwirtschaftlich, ferner treten Schwierigkeiten bei
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der Vernichtung von Rückständen uncJ verbraucht«^' Säwrs auf,
Ferner müssen Spuren vor» Sulfotmten äurüh Bleitshcröen entfernt
werden.
Ferner ist es bekannt, h&lbraffinierfce Öls durch Extraktionsverfahren
und anschließend® Hydrierung der Raffinats herzustellen,
wobei jedoch nicht bfeißöle in des? gewünschten
Qualitäten anfallen. Ee ist auch bekannt, daß «lan ausgewählte
UIe mit Lösungsmittel extrahieren kann£ ma ein an Arosiatsn
verarmtes Raffinat zu erhalten, das dann in Gegemwart eines
hydrierenden und ©ntschwefelnden Katalysators Gehandelt wird/
um heterocyclisch«» Verbindungen, die Schwefels Stickstoff oder
Sauerstoff enthalten, abssusättig&n oder zu zerstören, wobei
ein halbraffiniertes öl oder ein Ul von angenäherter Weiäöiqualität
erhalten wird. Die Qualitätserade für ¥oiS31s
verhältnismässig hohe Anssprüche, da die Farbsa^I t 30 Saybolt
und
sein muß/ die öle dem üV-Absorptionsversuch nach ASTM D-2008 und dem USP-Versuch mit heiße? Säure gsnsäss ASTM D--565 entsprechen müssen·
sein muß/ die öle dem üV-Absorptionsversuch nach ASTM D-2008 und dem USP-Versuch mit heiße? Säure gsnsäss ASTM D--565 entsprechen müssen·
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bisher bestehenden Schwierigkeiten bei der Herstellung von Weißölen su
beseitigen, wobei mit einem neuen und verbesserten Verfahren
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BAD ORIGINAL
Weißöle ohne SlmiFebehandlung hergestellt wenden sollen, und
zwar besondere stabile tfeißöle aus Sofcööstillatfm vmd halfor&ffinierten
ölen in guter Ausbeute ur?.ö mit su vernachlässigen*
den Mengen an Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff und Aromsien,
Insbesondere soll gemäss vorliegender Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen werden, da» aus mehreren Verfahrensschritten
besteht, wobei ein halbraffiniertes öl erhalten wird; welches
anschließend in Gegenwart von äußerst aktiven komplexen Katalysatoren
bei geeigneten Bedingungen so weiterbehandelt wird, daß eine vollständige Sättigung der Aromaten erreicht und
das Weißöl in guter Ausbeute erhalten wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe gemäss Erfindung wird ein Verfahren
vorgesehlagen, bei dem man Erdöl mit geeignetem Siedsbereich
und geeigneter Viskosität einschließlich Rohdestillate und halbraffinierter öle behandelt und letztere zu Weißctiqualität
raffiniert, indem wan mit äußerst aktiven Übergangsmetallkomplexkataiysatoren
auf Trägern hydriert» Der Katalysatorkomplex wird hergestellt, indem man ein Übergangsmetallsalz
aus einer Lösung aus einem geeigneten Träger niederschlägt und das S&ls mit einer in einer Flüssigkeit löslichen organonetalli&chen
Verbindung aktiviert.
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BAD
Robdestillate und halbraffinierte UIe in geeignetem Siedebereich
und mit geeigneter Viskosität ergeben Ausgang©pa*odukfie,
die zur Herstellung von Vteißölen bei Kontakt mit den äußerst
aktiven komplexen Katalysatoren bei Hydrierbedingungen geeignet sind. Die Ausgangsprodukte können nach üblichen Verfahren erhalten
werden, welche darin besteben, daß nan ein Schmieröl
oder ein Rohdestillat mit einen Lösungsmittel extrahiert,
das erhaltene Raffinat mit Wasserstoff in Gegenwart eines aktiven entschwefelnden Katalysators behandelt und den Schwefelgehalt
verringert« worauf man das hydrierte Produkt unter Vakuum destilliert und die niedrigsiedende Fraktion über Kopf absieht,
während, die höhersiedende halbraffinierte Fraktion mit geringem
Sohwefelgehalt isoliert wird. Vorzugsweise kann ein Erdöldestillat
mit einem Siedebereioh von 200 bis 55O°C und einer
Viskosität von 35 bis 2.500 SSU bei 38°C mit einem far aromatische
Kohlenwasserstoffe geeigneten Lösungsmittel, wie beispielsweise Phenol, Furfural oder SO, extrahiert werden, wobei
man ein Raffinat mit einem Siedebereich von 205 bis 55O0C
erhält. Das Raffinat kann gegebenenfalls bzw. wenn erforderlich ■it einem üblichen hydrierenden und entschwefelnden Katalysator
Hydriert werden, um ein Ul mit einem niedrigen Schwefelgehalt
von vorzugsweise weniger als 5 ppm Schwefel zu erhalten. Dieses
Ausgangsei kann dann durch eine weitere Hydrierung in Gegenwart •ines äuÄerst aktiven Katalysatorkomplexes zu einem Wei&öl
nachraffiniert werden, wobei der Katalysator durch ein auf einem
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Träger befindliches Übergangsmetallsalz gebildit wird, das
Mit einer organooetallisehen Verbindung aktiviert ist.
Geeignete Ausgangsprodukte star Umwandlung in Weißöle mit dem
äußerst aktiven komplexen Katalysator sind Öle in einem Siedebereich «wischen 200 und 55O°C und höher» vorzugsweise in einest
Siedebereich »wischen 340 bis 55O°C. HOhersiedende Ausgangsprodukte
sind weniger geeignet, da die Arbeitsbedingungen schärfer werden. Der Viskositätsbereich liegt vorzugsweise
«wischen 30 und 2*500 und insbesondere sswisohen 35 und 500 SSU bei 38°C; die Viskosität kann leicht durch Toppen reguliert
werden. Der Aronatengehalt der anfänglich behandelten Einsatzprodukte
ist nicht wesentlich, da die Aromaten durch Extraktion oder vorherige Hydrierung auf ein annehmbares MaB verringert
werden können. Der Arosaatengehalt des Einsat «materials, das
direkt mit den komplexen Katalysator in Berührung kommt und
hydriert wird, soll vorzugsweise nicht mehr als etwa 5 % betragen, besogen auf das Gewicht des Einsatzmaterials, wobei
ein geringerer Gehalt bevorzugt wird.
Um den Aromatengehalt des Öls zu verringern, kann nach
Üblichen Lösungsmittelextraktionsverfahren gearbeitet werden,
beispielsweise mit Phenol bei Temperaturen im Bereich zwischen 38 und 1500C und einem Druck zwischen 0 und 7 attt. Im allgemeinen
werden bei der Extraktion 50 bis 500 Qewff des Lösung*-
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mittels, besogen auf das Gewicht des au extrahierenden UIs,
verwendet.
Das Raffinat wird bei verhältnisaässig harten Bedingungen
sur Entfernung de*· Heterocyclen hydriert und insbesondere Uli den Schwefelgehalt des UIs su verringern, und «war insbesondere
auf Werte von weniger als 5 ppm Schwefel. Geeignete
Hydrierbedingungen liegen in einen Temperaturbereich swischen 200 bis 430 und vorsugsweise 315 bis 37O°C, wobei alt Drucken
von 70 bis 700 und vorsugsweise von 35 bis 350 atü gearbeitet wird. Die Durchsatsgesehwindigkeiten liegen in eine« Bereich
von 0,1 bis 10 und vorsugsweise 0,1 bis 2 Voluaenteilen je Stunde je Voluaen. Der wasserstoffverbrauch liegt swischen
50° uns* 10.000 und insbesondere swischen 1.000 und 5.000 SCP/BbI.
Geeignete hydrierende Katalysatoren bestehen aus ein oder «ehreren hydrierenden Metallen auf eine» geeigneten Träger.
Die Metalle liegen als Metalloxyde oder Metallsulfide vor, wobei Sälse der Gruppe VI und VIII bevorsugt werden. Insbesondere
werden Oxyde oder Sulfide von Molybdän, Wolfram, Kobalt, Nickel oder Bisen verwendet. Als Träger finden Tonerde
oder Tonerde mit l bis 10 Gew* Kieselsäure, Bauxit, Kieselgur
und dergleichen bevorsugt Verwendung. Sulfidisch— Xobaltaolybdat
oder sulfidisches Nlokelaolybdat auf eins« Tonerdeoder
Kieselsäure / Tonerde - Träger werden besonders bevorsugt.
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Der Katalysator kann in eines feststehenden Bett mit der flaseigen Phase oder »it gewischten Phasen eingesetzt werden«
Bei der ersten Stufe der Hydrierung erfolgt eine Hydroent-Schwefelung,
eine Entfernung der Stickstoffverbindungen t eine
Sättigung der Olefine und eine gewisse Sättigung aromatischer Kohlenwasserstoffringe. Die hydrofinierten oder halbraffinierten
öle können gegebenenfalls sur Einstellung der Viskosität und der spezifischen Dichte noch gatoppt werden.
Die Ausgangsprodukte für das VeißOl können in Gegenwart der
stark aktiven komplexen Katalysatoren hydriert werden, so daß
die Weißöle erhalten werden. Hierbei sind die Drucke, die Durchsatsgeschwindigkeiten und der Wasserstoffverbrauch im
wesentlichen genauso wie bei der ersten Hydrierung, wobei Salse von Netallen der Gruppe VIB und VIII verwendet werden,
obgleich die Temperaturen ia allgemeinen niedriger sind.
Vorzugsweise liegen die Temperaturen sum Hydrieren der Einsataprodukte
unter Verwendung der aktiven komplexen Katalysatoren in einem Bereich «wischen i75 und 315 und vorzugsweise
«wischen 2*5 bis 275°C Die aktiven komplexen KateIysatoren
werden dadurch hergestellt, daß man einen Träger mit einer Lösung einer löslichen Verbindung eines übergangsmetalles,
vorzugsweise eines Metalles der VIII. Gruppe des Periodensystems, imprägniert und dann den auf dem Träger niedergeschlagenen Netall*
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katalysator mit einer Lösung einer organometallisahen Verbindung
aktiviert, wobei die Metallkomponente der organometallischen Verbindung aus der Gruppe I1 Ii oder III des
periodischen Systems stammt. Die übergangsmstallsalze oder
Netallsalze der Gruppe VIII können in einem wäßrigen oder nicht-wäßrigen Medium je nach Art des Salzes gelöst werden.
Vorzugsweise wird ein wasserlösliches Salz eingesetzt, wobei aur Imprägnierung des Trägers und zur anschließenden Aktivierung
so vorgegangen wird, daß der imprägnierte Träger einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, wobei sich ein Komplex der
Netallverbindung an der Oberfläche des Trägers bildet, und wobei Flüssigkeit und adsorbierter Sauerstoff entfernt werden;
anschließend wird der auf dem Träger befindliche Metallkomplex
durch den Kontakt mit der organometallischen Verbindung aktiviert
und flüchtige Bestandteile entfernt.
Durch die Aufbringung der Verbindungen in gelöster Form und
durch die Wärmebehandlung ergibt sich eine starke chemische ,Bindung zwischen der Oberfläche der betreffenden Träger und
den übergangsmetallen und insbesondere Eisen, Kobalt oder Nickel. Die auf dem Träger befindlichen Katalysatoren werden
durch die Hitzebehandlung weiter chemisch geändert und aktiviert durch die Behandlung mit den gelösten organometallischen Verbindungen.
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Zum Auflösen der Metallsalze können die verschiedensten
Lösungsmittel vex*wendet werden, insbesondere Wasser, das für die Auflösung von übergangsmefcallsalzen und Mefcallaalzen der
Gruppe VIII besonders geeignet ist. Die Reihenfolge der Arbeitsschritte ist so, daß in jedem Falle der Träger zuerst
mit einem im Lösungsmittel löslichen oder wasserlöslichen Metallsalz, vorzugsweise Bisen, Kobalt oder Nickel, durch
Kontakt oder Eintauchen des Trägers in die betreffende Salzlösung imprägniert wird, wobei vorzugsweise 1 bis etwa 20
und insbesondere 2 bis 10 % Metall, bezogen auf das Gesamtgewicht des abgelagerten Metalls und Katalysators imprägniert
werden.
Die Verwendung von Wasser zur Bewirkung einer chemiechen
Bindung ist bei der Imprägnierung der Träger mit wasserlöslichen Salzen der Metalle der Gruppe VIII besonders wichtig.
Selbst Bisen ergibt einen äußerst aktiven Katalysator, wenn wasserlösliche Eisensalze auf den Träger aufgebracht werden.
Besonders geeignete wasserlösliche Salze sind Halogenide, wie Eisen-III-chlorid, Eisen-II-chlorid, Kobaltchlorid, Nickelchlorid,
Nickelbromid, Nickelfluorid, ferner Sulfate, wie
Eisen-III-sulfat, Eisen-II-ammoniumsulfat, Nickelsulfat, Kobaltaulfat,
ferner Nitrate, wie Kobaltnitrat, Nickelnitrat, Eisen-Ill-nitrat,
wasserlösliche Salze von Carbonsäuren, wie Kobalt-
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acefcat, Nickelacetat, Eieen-III-acetat oder Bioen-II-acstab,
ferner Formate, Propionate und wasserlösliche Phosphate und dergleichen. Beispiele für Salze, die sich in organischen
Lösungsmitteln, wie Petroleum» Alkohol, Xther, Ketonen und
dergleichen, lösen, sind Acetylacetonate, Carbonate, Halogenid?, Chelate und verschiedene heterocyclische Bisen-, Kobalt- und
Nickelverbindungen.
Wenn der pulvrige oder granulierte Träger mit einer wäßrigen Salzlösung imprägniert worden ist, wird er anschließend solange
und bei einer solchen Temperatur behandelt, daß eine chemische Xnderung der Oberfläche des Trägers erreicht und Hasser und
adsorbierter Sauerstoff entfernt werden. Der imprägnierte Träger wird an Luft, unter inerter Atmosphäre oder im Vakuum
von beispielsweise 50 bis 75 cn Hg und bei Temperaturen »wischen
150 bis 650 und vorzugsweise zwischen 205 und 43O°C etwa 0,5
bis 4 und vorzugsweise 1 bis 2 Stunden erhitzt. Andererseits kann die Umsetzung zwischen dem Salz und Träger durch erhöhte
Temperaturen bewirkt werden, während Feuchtigkeit mit Stickstoff oder anderen nicht-reagierenden Oasen von Träger entfernt
wird. Falle gewünscht, kann das Imprägnieren und das Erwärmen in mehrfachen Stufen erfolgen. Beispielsweise kann der Träger
imprägniert und dann getrocknet oder teilweise bei niederer Temperatur getrocknet werden, worauf der Träger dann nochmals
imprägniert und wiederum getrocknet oder teilweise getrocknet wird.
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Die Wärmebehandlung kann ebenfalls in mehrfachen Stufen erfolgen. Der imprägnierte Trflger kann dann zur besseren Handhabung
einer ersten, verhältnismässig milden Wärmebehandlung
ausgesetzt werden, um den Träger zu trocknen, der dann in
einer zweiten Stufen schärfer erhitzt wird, um die gewünschte
chemische Änderung der Oberfläche zu erreichen. Bei der Herstellung
derartiger Katalysatoren können auch auf Träger aufgezogene Katalysatoren« wie sie im Handel sind, wie beispielsweise Eisen, Kobalt oder Nickel alleine oder in Kombination
mit anderen Metall, wie Molybdän, Wolfram und dergleichen, auf diese Weise behandelt werden und in äußerst aktive Katalysatoren umgewandelt werden.
Geeignete Träger sind Oxyde der Gruppe II, III, IV, V und VIB des periodischen Systems, wenn auch Oxyde der Gruppen
II, IIIA und IVB bevorsugt werden. Metalloxyde der Gruppe HIA und insbesondere Boroxyd und Aluminiumoxyd sind besonders
geeignet. Tonerdeträger sind besonders geeignet wegen ihrer Wirtschaftlichkeit und leichten Verfügbarkeit. Kieselsäurefreie
Tonerdeträger sind ebenfalls besonders geeignet, wenngleich Kieselsäure/Tonerde-Kombinationen, die als Crackkatalysator
verwendet werden, ebenfalls äußerst aktiv sind. Ferner können Zinkoxyd, Magnesiumoxyd, Calciumoxyd, Strontiumoxyd, Bariumoxyd
und ferner Titanoxyd, Zirkonoxyd oder Vanadiumoxyd und
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aktivierter Kohlenstoff oder Koks verwendet wordeni ferner
sind natürliche Tonsorten, Diatomeenerde oder Kieselgur und andere Träger ebenfalls geeignet.
Der imprflgnierte Träger wird durch Behandlung mit einer organometallischen
Verbindung aktiviert, vorzugsweise eine organometallische Verbindung in einen Kohlenwasserstofflösungsmittel,
wobei der metallische Bestandteil dieser Verbindung ein Element der Gruppe I1 II und III und insbesondere Gruppe IA, HB und
HIA mit einer Atoraaahl von 3 bis 30 ist. Geeignete Verbindungen
haben die Formel M(R)X, wobei H ein Metall der Gruppe I, II oder III und vorzugsweise der Gruppe IA, HB oder IXIA
ist und eine Atomzahl von 3 bis 30 hat, während R Wasserstoff oder ein einwertiger organischer oder Kohlenwasserstoffrest
ist, vorzugsweise Äthyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl,
Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, Naphthyl und Benzyl, wobei X ein Halogen, ein Kohlenwasserstoffreet, FL oder der Rest OR1
ist und η eine ganze Zahl von 1 bis 2 ist. Die Reste R und R1
können gleich oder verschieden sein, substituierte oder unsubstituierte,
gesättigte oder ungesättigte Reste, wie Alkyl, Aryl, Alkaryl , Aralkyl oder Cycloalkyl, wie beispielsweise
Methyl, Xthyl, n-Propyl, Isopropyl, Isobutyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Amyl, Isoaroyl, Keptyl, n-Octyl, n-Dodecyl und dergleichen,
ferner 2-Butenyl, 2-Methyl-2-butenyl und dergleichen,
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ferner Cyclopentyl-methyl, Cyclohexyläthy1, Cyclohexylpropyl
sowie 2-Phenyläthyl, 2-Phenylpropyl, 2-NaphfchyIäthyX, Hofchylnaphthyläthyl
sowie Cyclopentyl, Cyclohexyl, 2,2,1-Bioyclohepfcyl,
ferner Methy!cyclohexyl, Dimethylcyclohexyl, 5-öyelöpönfcadienyl
und ferner Phenylcyclopentyl sowie Phenyl, ToIyI4 XyIyI,
Xthylphenyl, Xenyl, Naphthyl, Cyclohexylphenyl. Im allgemeinen
kann jeder R-Reat bis zu 20 Kohlenstoffatome enthalten. Da»
Metall H kann Lithium, Magnesium, Calcium, Strontium, Zink, Cadmium, Bor oder Aluminium sein.
Bevorzugte Aktivierungsmittel sind AlR- oder trialkylsubsti~
tuierte Aluminiumverbindungen, insbesondere solche mit Alkylresten mit 1 bis 12 und vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoff-*
atomen, insbesondere lineare Alkylreste« Beispiele für derartige Verbindungen, die bis zu 36 Kohlenstoffatome im Molekül
enthalten können, sind Trimet hy !.aluminium, Triäthy !aluminium,
Tri-n-buty!aluminium, Tri-n-hexylaluminium, Tridodecylaluminium
und dergleichen.
Die Aktivierung kann mit reinen oder verdünnten Metallalkylen
in flüssiger Phase oder in der Dampfphase erfolgen. Paraffin!ache,
oycloparaffinisohe oder aromatische Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel
sind ohne weiteres geeignet; die Metallalkylverbindung kann in Konsentrationen von 5 bis 50 % im Verdünnungsmittel
vorliegen. Eine Lösung von etwa 20J Aluminiumtriäthyl in einem
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paraffiniaohen Verdünnungsmittel l»t eine bevorzugte Aktivatorlöaung.
Die AkCiVierungareaktion 1st verhältniantässig exothsrra,
und es kann erwünscht sein, die Aktivierungswänaa abzuleifcazs,
Die Temperatur während der Aktivierung wird zwischen -76 und
260 und vorsugaweiae »wischen 37 und 93°C gahal&en. Das Holverhältnis
des Komplexienaittels, beispielsweise das Verhältnis
von Aluminium au dem Obergangametall odor den !detail der
Gruppe VIXI, liegt in einem Bereich von 1:1 bis etwa 15:1.
Während der Aktivierung wird eine erhebliche Menge Gas freigesetst,
das normalerweise aus dem System abgelassen wird. Man laut die Aktivierung solange fortschreiten, bis keine
weitere Reaktion beobaohtet wird, was im allgemeinen 0,5 bis
2 Stunden bei einer Berührung mit mindestens etwas überschüssige
Metallalky1verbindung benötigt.
Naoh der Aktivierung kann überschüssige Flüssigkeit gegebenenfalls
vom Katalysator abgetrennt werden. In jedem Pail ist es erforderlich, das nicht umgesetete organometallische Aktivierungsmittel,
nioht gebundene Nebenprodukte und flüchtige Bestandteile von dem Katalysator xu entfernen. Dieses kann auf
beliebige Weise beispielsweise durch Waschen, Trocknen oder dergleichen erfolgen; vorzugsweise wird der aktivierte Katalysator
einer Wärmebehandlung bei solchen Temperaturen ausgesetzt, daft der Katalysator gründlich getrocknet und aufbereitet wird.
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Eine Wärmebehandlung iet für die Aktivierung notwendig. Vorsugsweise
erfolgt diese in einer nichtreaktionsfähigen Atmo Sphäre
unter Wasserstoff bei Temperaturen im Bereich von 120 bis 427 und insbesondere zwischen 93 und 26O°C im Verlaufs
von bis zu 24 Stunden und vorsugaweise in einem Zeitraum von
0,5 bis 4 und insbesondere 1 bis 2 Stunden. Zur Entfernung
überschüssigen Lösungsmittels und organometallischer Alkylverbindungen
kann man unter vollständigem oder Teilvakuum arbeiten.
Die genaue Art des bei der Aktivierung gebildeten Komplexes ist nicht bekannt, jedoch wird angenommen, daß hier eine
Metall-Netall-Bindung zwischen den Metallen des Salzes und denen des Trägers gebildet wird. Wenn beispielsweise ein
Nickelsalz; auf einem Tonerdeträger aktiviert wird, so wird das Nickel vermutlich an die aktiven Bezirke des Trägers ,
vermutlich an das Aluminium, gebunden. Die Übergangsmetalle oder die Metalle der Gruppe VIII liegen demzufolge in äußerst
dispergierter Form als Atome und nicht in Form von Kristallithaufen
vor, wie bei Üblichen Katalysatoren, wodurch ein äußerst aktiver und stabiler Hydrierungskatalysator erhalten wird.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden, wobei in den anschließenden Vergleichsversuchen
ein handelsübliche Nickelkatalysator verwendet wird,
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um das Einsatzraaterial oder das Ausgangmaaterilal für das tfeiftö?
su hydrieren; ein Nickelkatalysator wurde verwendet, da diener
bekanntlich eine starke Aktivität besitzt; ferner wurden diese
Ergebnisse in dem erflndungsgemässen Verfahren unter ähnlichen
Bedingungen verglichen, wobei ein Ähnlicher Katalysator verwendet wurde, der jedoch mit einer bevorzugten organometallic
sehen Verbindung aktiviert wurde.
Die anschließenden Beispiele «eigen euerat ein Verfahren zur
Herstellung eines komplexen Katalysators aus einem Übergangsmetall oder einem Metall der Qruppe VIII.
Es wurden etwa 39g Nickelacetylacetonat in 350 ml heißem
Toluol aufgelöst. Zu dieser Lösung wurden 75g einer aktivierten Tonerde mit einer Maschenzahl von 12 bis 20 zugegeben«.
Das Lösungsmittel wurde durch Erhitzen verdampft. Dann wurden su dem mit Nickel imprägnierten Träger 86,5 ml Triisobutylaluminium
in 260 ml η-Heptan zugegeben. Das Atornverhältnis
von Aluminium zu Nickel liegt bei 2,5:1« Der Nickelkomplex
wird bei 3160C in einem Wasserstoffstrom erhitzt, um das
Lösungsmittel zu entfernen; der Katalysator enthielt etwa 10 Qew* Nickel.
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E& wurde ein üblicher Nickelkatalysator hergestellt durch
Reduktion eines handelsüblichen Nickelkatalysators mit einem Gehalt von HH % Nickel als Hydrat, der auf Kieselgur aufgebraeht
war. Die Reduktion wurde durch Erhitzen von 100 ml Katalysator in einem Wasserstoffstrom bei 3l6°C , 56 atü und einem Wasserstoff
strom von 2,0 SCP/Std. innerhalb von 20 Stunden durchgeführt.
-■■:■
Die Katalysatoren für das Beispiel 1 und 2 wurden in dem gleichen Reaktor untersucht. Als Ausgangsprodukt für das
Weifiöl wurde ein extrahiertes naphthenisches Schmieröldestillat
verwendet, welches vorher bei 370° und 105 atü in Gegenwart eines Kobaltaolybdat-Katalysators bis auf einen Schwefelgehalt
von weniger als 2 ppm hydrierend entschwefelt worden war. Die Hydrofinierung erfolgte bei 26O0C, 140 atü mit einem
Durchsatz von 0,25 Volumenteilenje Stunde je Volumenteile
und mit 3*000 SCP/BbI. Wasserstoff. Um das Ausmaß der Hydrierung
des Wei&öl-Ausgangsproduktes festzustellen, wurden die
folgenden Ergebnisse festgehalten:
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a) Saybolt - Farbe,
b) Anteil an Aronaten in %t bestimmt durch Chromatographie
an einen Silikagel-Adaorptionsmifctel,
ο) Der UV-Absorptionskoeffizient des Öles bei 270 bis 2738 ny„,
in Log Io/I
gernäsβ Journal of the O.A.O.G., Band *3, Nr. 1, Seiten
92 bis 95 (I960 bei einer UV-Absorptionsnes&ung gemäBs
ASON D-2OO8 und D-2269 und
d) Untereuehung auf verkohlbare Substansen geaäss ASTH D-5653
was auch als Test alt hei&er Sflure beseichnet wird.
Die Teatergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben,
die die erfolgreiche Herstellung eines WeiEöls technischer
Reinheit beschreibt, wenn nach dea erfindungsgenflssen Verfahren gearbeitet wird. '
Tabelle I seigt Ergebnisse » die alt den beiden Katalysatoren
bei eine« niedrigviskosen Einsatssaaterial (Binsatsöl nit einer
Viskosität von 75 SSU bei 37,80C) erhalten wurden. Die verhältnisnässig
unenpfindliehe ehroaatografisohe Untersuchung
alt Silikagel seigt* daA die hydrierten Produkte bei beiden
Katalysatoren im wesentlichen keine Aromaten enthielten. Der
sehr viel empfindlichere UV-Absorption«test und der Test nit
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heißer Säur·, welche einen sehr niedrigen Aroeatengehalt aufdecken und «eigen» ob die erhaltenen Produkte qualitativ hochwertige Weißöle sind, «eigen jedoch, daß man mit de» Nickelkomplex ein Produkt erhalt, welches erheblieh weniger Spuren
an Aromaten enthalt, als ein Produkt mit de» auf übliche Weise
redusierten Niekelkatalysator. Der Unterschied ist deutlich
und für als Weißöl *u verwendende Produkte äußerst deutlich.
fabeile I
Einsät»produkt Katalysator Katalysator
A geaftss Bei- geraäss Beispiel
1 spiel 2
Viskosität bei 37,80C in SSU |
74,8 | 73,8 | 74,2 |
Farbe in Saybolt | (18-1/4 TR)* | ♦33 | ♦33 |
Aromatengehalt in dew? | 10,7 | ohne | ohne |
UV-Absorption 270 bis 278 m,u, l/g cm |
0,290 | 0,0014 | 0,011 |
verkohlbare Substanzen ASTM D-565, Farb-Kr. |
schwarz; | 7 | >20 |
* Tag Robinson
Es wurde ein analoger Vergleichversuch mit einem halbraffinierten
hochviskosen naphthenischen Schmieröl (Einsatmaterial B) durchgeführt,
dessen Viskosität 478 SSU bei 37,8°C betrug. Die Testergebnisse lind in der Tabelle 2 aufgeführt.
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Alle vier Versuche zeigen die Überlegenheit des komplexen
Niokelkatalysators, da Weißöle von äußerster Reinheit erhalten
werden.
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Einsatcprodukt Katalysator gem.Erfindung Handelsüblicher
B Katalysator
B Katalysator
in SSU Farbe in Saybolt (16-1/2 TR)*
Aroaatengehalt in Qew* 28,9
270 bis 278 Hyi, l/g cn 1,045
verkohlbare Substansen ASTM D-565, Farb-Nr.
schwarz
450 | 439 | 462 | 453 | 1 |
♦29 | ♦35 | ♦24 | ♦28 | ru • |
1.6 | ohne | 11,4 | 5,3 | I |
1,014 | 0,0087 | 0,502 | 0,084 | |
braun | 20 | schwarz | schwarz | |
*Tag Robinson
CD CD CD
Be wurd* wiederum «in erfindungageaSsae? koaplexar Hiek@l~
katalysator »it ein«« handelsfiblieben Nlekelkatalysator ver~
glichen, wobei «in« bevorsugte Reibenfolge der Arbeitsscheu teö
bei der LOsungsaittelextraktion verwendet wurde, im ein besseres
halbraffiniertes Einsatsprodukt *u erhalten. Es wurde ein
Ti« Juan« - Schwerdestillat (*5* bis 566°C, 60,6 bis 71,9 %
Ausbeute besogen auf das Rohprodukt) hergestellt und ait Phenol extrahiert; die Ausbeute an Raffinat betrug *O bis *t5 %
besogen auf das Destillat. Das Raffinat wurde bei 371° und 105 ata bei eine« Durehsats von 0,25 V/Y/Std. Ober einem
5/25 Kobaltaoljrbdatlcatalyeator hydrierend entaohwefelt und
dann alt 80 ffiger Ausbeute b»i 127°C getoppt. Das halbraffinierte
öl wurde dann bei 260°C und 140 ata »it einest Durchsats
von 0,25 V/V/Std. «it 2.000 3CPZBbI. wasserstoff Ober
eine« handelsüblichen Katalysator geaäas Beispiel 2 und dann eines) alky!aktivierten Katalysator gemfiss Beispiel 1 hydriert,
wobei die folgenden in Tabelle III angegebenen Ergebnisse erhalten wurden·
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- 23 Tabelle |
XIX | Anforderungen | |
Eigenschaften | Katalysator geaäss Bei spiel 2 |
Katalysator gemäss Bei spiel 1 |
3 aax* |
Teat »it heiier Säure nach JUHM 0-565 UV-Absorption nach ASTN D-2008 |
3-* | 1 | 0,3 nax. 0,225 nax 0,18 nax. |
275 «,u 295-9 "/U 300-400 «,u DNSO-UV-Absorption nach ASTN D-2269 |
O.1T2 0,230 0*220 |
0,0Hl 0,066 0,066 |
0,10 nax. |
260-350 ■/u Farbe und Oeschaaek |
0,03 schlecht |
0,0HO gut |
|
Die Gesaatausbeiftte besogen auf das Ausgangsdestillat beträgt
31 %. Aus den obigen Vergleichswerten ergibt sieh deutlich,
da» das Verfahren «it de« erfindungsgenässen Katalysator auf
elegante Weise und in guter Ausbeute su eine« WeiBöl von
pharmazeutischer Qualität führt, während ein Verfahren nlt eine« übliehen Niokelkatalysator trots optimaler Arbeitsbedingungen
dieses nicht erreicht·
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Bin Tia-Juana-LeichtSldestillat Bit einen Siedebereleh «wischen
355 und 4270C1 das in einer Menge von 45,1 bis 52,4 $, besogen
auf das Ausgangsöl anfiel» wurde ait Phenol extrahiert und wie
la vorigen Beispiel entsehwefelt und dann ait 95 Xiger Ausbeute
bis auf 3160G getoppt. Dieses Wei&ei-Ausgangsprodukt wurde
dann alt einen Metallkatalysator, der mit Aluminiuiaalkyl reduslert
worden war, bei 140 atfl und 26O0C und 0,36 LHSV hydriert.
Hierbei wurde wie folgt vorgegangen:
A. 100 g einer wäArigen LOsung aus 34 g FeCl«.6H2O in 66 g
Wasser wurden ait 100 g Aluminiumoxid (F-I und einer Maschen*
gröfte von 8-14) versetst und unter gelegentlichem Mischen
30 Minuten lang stehengelassen· Eine kleine Menge Flüssigkeit wurde abgegossen; d9V Katalysator wurde dann mit ssaugf&higem
Papier von flberschfissiger Flüssigkeit befreit und danach 3
Stunden unter Vakuum bei 245 bis 26O0C getrocknet. Es wurden
insgesamt 107«4 g Katalysator ait 5,3 % Eisen erhalten.
Ein erhitstes Quarsrohr wurde ait 25»7 g dieses Katalysators
beschickt; ein vorerhitster Bereich oberhalb des Katalysator·*
bettes wurde ait FflllkOrpern aus rostfreiem Stahl gefüllt.
Der Katalysator wurde 1 Stunde unter trockenem Stickstoff
von 260 bis 2650C erhitst und dann unter Stickstoff auf
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BAD ORSGiNAL
» 25 "
Zimmertemperatur abgekühlt. Der Reaktor wurde dann v©a Boden
ait einer 20 Xigen Aluniniumtrlathylldeung gespült. Hierbei
entwickelte sieh eine erhebliche Gasiaenge unter Erreichung
einer maximalen Temperatur von 93»3°6· N&<sh 80 Minuten wurde
die Lösung abgelassen, kräftig «it Stickstoff gespült und die Temperatur auf 1770C erhöht. Dieser AbstreifVorgang wurde
30 Minuten lang durchgeführt.
B.Bin handelsüblicher Kobaltnolybdin-Katalysatos1 auf einem
Tonerdeträger <Nalco 471A) mit einem Gehalt von 3,5 ί CoO
und 12 % NoO- in Form von 1,5 mm langen extrudierten Stäbchen
wurde bei 65O0C 12 Stunden kalsiniert und dann in einer Menge
von 36,7 g in das Quarsrohr gegeben und unter trockenem Stickstoff
erhitzt. Nach Kühlen unter Stickstoff wurde das Katalysatorbett mit 20 % Aluminiumtriäthyl beschickt. Hierbei wurde eine
höchste Temperatur von 71°C erreicht. Nach 40 Minuten wurde
die Lösung abgelassen und der Katalysator unter trockenem wasserstoff auf 3l6°C erhitst. Xn 15 Minuten wurde bei 26O°C
das gesamt· flüchtige Material entfernt.
C. 100 g eines F-1-Tonerdeträgers wurden in 200 ml Hasser
unter Rühren auf geschlämmt. Im Verlaufe von 5 Minuten wurden 20 ml einer Platiumohlorld.HCl-Lösung (0,56 g Pt) sugegeben
und 30 Minuten gerührt. Die Flüssigkeit wurde abdekantiert und der Katalysator unter Vakuum bei 760C getrocknet. Der
Katalysator enthielt 0,13 QewX Platin. Das Quarsrohr wurde
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nit $8,2 g dee obigen Katalysators beschickt und unter
Stickstoff 1 Stunde bei 316°C erhitst. Nach Abkühlen auf temperatur wurde der Katalysator nit einer 2Ogig©ra T^iäfehj/laliminiunlOsung
in Heptan 90 Minuten behandelt, wobei die
Temperatur auf aaxinal 101° stieg. Nach Abtrennen der Flüssig
keit wurde der Katalysator 1 Stunde unter trockenem Wasserstoff bei 21O0C bebandelt.
Mit allen diesen Katalysatoren konnte ein ausgeseiehnefces
WeiÄöl hergestellt werden.
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Claims (1)
- 'Λ J ¥©rf«fe3ren star Herstellung aisi)©s WeiÄcSSs, dstfteehsaan ein Wel^l^Awegasi&is^iiHsdiakfc Kit^1swisehen 200 urcd 5*&3 C w?*d ©i^rsr viskcsitftt 30 bis 2 c 500 SSU ^i 3788°G ^ώ* fxi^s ©ij^^ ?üi®drigenMetall©« 4®ir· üru.pm "1IXIi@fes usA iaan ain Ifedes jjepi«?dit®hOK Sy^feass-atif eiss®S3 l¥ggsr taitMetall der Gsriapp© 2j II c-öer ΙΙΣEls»^nt& i&ti: asQn&SK m,&n ein ma JLn wosesitliöben aromatonfreiee Weißöl isoliert.Anspruch i.» dßdiareh g®kennselehnefc ? da& der des5, Verfahren smeis Än®pg°weh £ ©des» 2tder Sieoafeertieh des Weifeöl-A^&gasigepriKi^k^sß zwischen9 8 19/1740BAO CRIGiNAL*. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennseichnetj, daft der komplexe Metallkatalysator Eisen, Kobalt oder Nickel enthält.5« Verfahren nach Anspruch 1 bis *, dadurch gekennzeichnet, daft «an al« organometallisehe Verbindung eine Verbindung des Aluminium, Lithiums, Magnesiums, Calciums oder Bors verwendet.6· Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennseiehnet, daft nan das entftohvefelte weiftSl-Ausgangsprodukt in Gegenwart von Wasserstoff Mit einem komplexen Nickelkatalysator auf Träger behandelt, der dadurch hergestellt worden ist, dafi man ein auf einem Träger befindliches Niekelsals mit einer Alkylaluminiumverbindung der allgemeinen Formel AlR, behandelt, in der R. ein Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist.7* Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daA man eine SehmierOlfraktion mit einem Gehalt an Aromaten, Schwefelverbindung und Stickstoffverbindungen unter verhältnismässig starken Hydrierbedingungen mit Wasserstoff und einem Hydrierkatalysator in Berührung bringt, der auf einem Trfger Metallseife der Gruppe VXB oder VXIX enthält, worauf man die halbraffinierte und von den Verunreinigungen109819/ 1 740in wesentlicher* befreite Fraktion unter verhältnismässig Bilden Hydrierbedingungen mit; Wasserstoff und eine» «weites» Katalysator in Berührung bringt, der au« einen komplexen Niekelkatalysator aiaf Tonerde besteht, wobei der zweite Katalysator mit einer Alkylaluminlumverbindung der allgemeinen Formel AlR, behandelt worden ist, wobei R ein Alkylrest mit 1 bis H Kohlenstoffatomen darstellt.8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennseichnet, daß man ein naphthenisches Schmieröl mit Phenol extrahiert und 30 bis 75 Volumenprozent des Einsat«materials als Raffinatfraktion mit Wasserstoff bei 316 bis *27°C und 70 bis 700 atü in Gegenwart eines sulfidierten Kobaltmolybdatkatalysators auf einem Tonerdeträger mit Wasserstoff behandelt, das halbraffinierte WeiAöl isoliert und eine getoppte Fraktion mit einer Viskosit&t von 30 bis 500 SSU bei 37,8°C absieht, die in eine« Temperaturbereich «wischen 2*3 und 275°C und einem Druck swisehen 70 und 700 ata in Gegenwart eines komplexen Miekelkatalysators auf einem Träger mit Wasserstoff in Kontakt gebracht wird, wobei der komplexe Nickelkatalysator durch Imprägnieren des Trägers mit einem Niokelsals hergestellt worden ist, das bei Raumbedingungen mit einem Alumlniumalkyl mit 1 bis H Kohlenstoffatomen je Alkylrest und anschließendem Rrhltsen behandelt wurde,
utssoh.109819/1740
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