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VERFAHREN ZUR REINIGUNG VON DETERGENTZUSATZSTOFFEN FÜR SCHKIERÖLE
VON MECHANISCHEN BEINENGUNGEN die Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf petrol
chemische Industrie, insbesondere auf Detergentzuatzstoffe für Schmieröle sowie
auf Verfahren zur Reinigung von Detergentzusatzstoffen von mechanischen Beimengungen.
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Die vorliegende Erfindung kann bei Herstellung von Schmierolen, insbesondere
von Motorenölen zur Verbe sserung ihrer Betriebseigenschaften eingesetzt werden.
Durch die Verwendung von Schmierölen mit Zusatzstoffen läßt sich der Verschleiß
und die Menge der Ablagerungen an Motorenteilen verringern und die Zuverlässigkeit
und Lebensdauer von Maschinen erhöhen.
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Ein wichtiger Typ von Additives für -zu-Vorbrennungsmotore stelien
die Reinigugssätze oder Deterzu gents dar. Bei Zugabe derartiger Additiveseinem
Schmieröl wird die Reinheit der Motorenteile in Bezug auf kohlenstoffhaltige
Ablagerungen
/Sedimente und Barzef gesichert.
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Die Wirkung von Detergentzusatzstoffe grundet sich auf ihrer Fähigkeit,
unlöslicheeim Öl entstehende Produkte und rußhaltige Stoffe, die ins Ul von außerhalb
hineingebracht werden, in feindispersem Zustand zu halten, wodurch das Absetzen
dieser Produkte an Motorenteilen verhindert wird.
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Bekannt sind Detergentzusatzstoffe für Schmienöle, die Barium- oder
Kalziumsalze hochmolekularer Sulfonsäuren darstellen: Kalziumalkylsalizylat; Bariumsalz
des Alkylphenoldisulfids, Kalziumsalz der Diätherdithiophosphorsäure; Öllösung des
Zink-Dialkyldithiophosphats und Barium alkyphenolats.
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Bekannt sind Verfahren zur Reinigung von Detergentzusatzstoffen,zum
Beispiel Sulfonatzusatzstoffen, von mechanischen Beimengungen, die auf der Abscheidung
dieser Beimengungen aus dehydratisierten Lösungen beruhen. Daher dem wird nach der
Synthesestufe Wasser aus Zusatzstoff entzonen, und dann erfolgt vielstufiges Filtrieren
beziehungseise Zentrifugieren der Zusatzstofflösungen, die kein Wasser enthalten.
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Dabei erfolgt das primäre mehrstufige Zentrifugieren einer Zusatzstofflosung
in einer entrifuge mit einem Trennfaktor von 1000, und hinterher wird die teilweise
gereinigte Lösung des Detergentzusatzstoffes einer Superzentrifuge mit einem Trennfaktor
von 15000 zum endgültigen
abscheiden der festen Phase zugeleitet.
Eine derartige Technologie zum Abscheiden von mechanischen Eeimengungen ist darauf
zurückzuführen, daß der prozeß der Reinigung von Zusatzstoffen nach der vorhandenen
Technologie infolge der geringen Dichtedifferenz zwischen der dispersen Phase und
dem Dispersionsmittel und der geringen Teilchengröße der Verunreinigungsstoffe wenig
efektiv ist.
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Der Reinheitsgrad eines Detergentzusatzstoffes, bezogen auf mechanische
Beimengungen, der im konventionellen Verfahren bearbeitet wird, beläuft sich auf
2000-5000 mg/100 g Zusatzstoff, was um das 10fache den Reinheitsgrad des Zusatzstoffes
übertrifft, der dem Höchstweltstand entspricht, das heißt eines Zusatzstoffes, der
nicht über 500 mg/100 g Produkt enthalt.
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Ein andauernder Einsatz von Zentrifugen und hbscheidern ist außerdem
mit einem großen Energieverbrauch verb unden.
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Bekannt ist ebenfalls ein Verfahren zur Reinigung von Detergentzusatzstoffen
von mechanischen Beimengungen, das im USa-Patent Nr. 3523896 beschribben wird. Gemäß
diesem Verfahren gibt man dem im bekannten Verfahren syntheti sierten Detergentzusatzstoff
0,3 bis 10 Gew.ä Wasser und 1 bis 15 Gew.% Methanol zur Verbesserung seiner Struktur
zu. Vor der Entfernung der mechanischen Beimengungen werden jedoch die genannten
Flüssigkeiten in einem
Erhitzer bei einer Temperatur von 240-3O00F
abgetrieben, und der Detergentzusatz.mit Verdünnungsmittel und den Rückständen an
Wasser und Methanol einem Filter zugeleitet. sls Filtrierungsmittel dient ein Filtrierungsgewebe.
Das angefallene Filtrat führt man einem Abtriebskessel zu.
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Dabei wird das Wasser mit ethanol vor der Stufe der Trennung machanibehen
Beimengungen aus dem Zusatzstoff entfernt. Bekannt ist jedoch, daß die Reinigung
von Zusatzstoffen von mechanischen Beimengungen aus dehytradisierten Lösungen arbeltsintensiv
und wenig effektiv ist und die Gewinnung von hochreinen Additives /unter 50 mg/100
g Zusatzstoff/ nicht sichert.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der
genannten Nachteile.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zur
Reinigung von Detergentzusatzstoffen für Schmieröle von mechanischen Beimengungen
zu entwickeln, bei dem es möglich ware, mechanische Beimengungen unter solchen Bedingungen
zu koagulieren, bei denen der Reinheitsgrad der zu gewinnenden Zusatzstoffen erhöht
werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Reinigung von Detergentzusatzstoffen
für Schmieröle von mechanischen Beimengungen, bestehend in der Abscheidung der letzteren
aus Detergentzusatzstoff-sungen mittels Phasentrennung,
erfindungsgemäß
der Lösung des Detergentzusatzstoffes vor der Phasentrennung 0,025-10 Gew.yO polarer
Flüssigkeit mit einer Dielektrizitbtskonstante von mindestens 17 zugegeben werden.
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Das wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei der Reinigung
von Detergentzusatzstoffen für Schmieröle von mechanischen Beimengungen der Lösung
des Detergentzusatzstoffes 0,025-10 Gew.%' polarer Flüssigkeit mit der Dieäsktrizitatskonstante
mindestens 17 zugegeben werden, wonach die Abscheidung mechanischer Beimengungen
mittels Phasentrennung erfolgt.
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Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wurde es möglich die Reinigung
von Detergentzusatzstoffen, die nach ihrer Synthese anfallen, von besonders achwerentfernbarer
Fraktion mechanischer Beimengungen von 0,5-5 /um durchzuführen. Das erfindungsgemäße
Verfahren gestattet es, Detergentzusatzstoffe mit einem Reinheitsgrad unter 500
mg/100 g Zusatzstoff zu gewinnen. Buf Grund dieser Erfindung wurde es außerdem möglich,
die apparative Gestaltung des Prozesses zu vereinfachen, das heißt die mehrstufige
arbeitsaufwendige Reinigung von Detergentzusatzstoffen mittels Zentrifugen mit einem
Trennfaktor voh 1000 und Supperzentrifugen mit einem Trennfaktor von 15000 durch
automatische Zentrifugen beziehungsweise Absetzanlagen zu ersetzen, insofern die
Sedimentationsgeschwindigkeit mechanischer
Beimengungen nach ihrer
Koagualation um das lOQOfache gegenüber der Sedimentationsgeschwindigkeit mechanischer
Beiden mengungen in Ausgangsadditives ansteigt.
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Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, in die Lösung eines Detergentzusatzstoffes
eine polare Flüssigkeit einzuführen, die auf einer festen Trägersubstanz adsorbiert
ist.
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Zweckmäßigerweise sol erfindungsgemäß die Menge der verwendeten festen
Traersubstanz von 0,01 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Detergentzusatzstoffes,
betragen.
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Außerdem ist es erfindungsgemaß zweckmäßig, daß die Teilchengröße
der festen Trägersubstanz um das 5-10fache der die Teilchengröße mechanischen Beimengungen
mit einer Eraktion von 0,5-5 µm übersteigt.
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Durch die Erfindung wurde es auch möglich, die Heterokoagulation
mechanischer Beimengungen an der Oberfläche der jeweiligen festen Tragersubstanz
durchzuführen, die mit einer polaren Flüssigkeit mit einer bielektrizivon tätskonstantevmindestens
17 benetzt wird.Da die Geschwindigkeit der Koagulation der Oberfläche de Phasentrennung
proportional ist, ermöglicht die Verwendung der Trägersubstanz mit einer größeren
Oberfläche die Geschwindigkeit der Reinigung von Detergentzusatzstoffen stark zu
erhöhen, Damit in die Lösung eines Detergentzusatzstoffes während seiner Reinigung
zusätzlich keine mechanische Beimengungen
hineingebracht werden,
ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, als festa Träersubstanz Kalziumhydroxid beziehungsweise
Kalsiumkarbonat zu verwenden.
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Eine Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung besteht darin,
daß man nsch der Einführung der polaren Flüssigkeit die Lösung des Detergentzusatzstoffes
mit einem inhomogenen elektrostatischen Feld zusammenwirken läßt, das durch eine
Impulsspannung mit konstanter Polarität zwecks Phasentrennung erzeugt wird.
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Es ist erfindungsgemaß zweckmäßig, ein elektrisches Beld mit einer
Stärke von o 5 kV/cm und einem Inhomogenitätskoerfizienten von 5 bis 90 anzuzenden.
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Die Anwendung eines elektrostatischen inhomogenen gerichteten Feldes
ermöglicht es, die Geschwindigkeit der Phasentrennung stark zu erhöhen und hierdurch
Detegentzusatzstoffe von mechanischen Beimengungen schnell und effektiv zu reinigen.
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Die vorgeschlagene Ausführungsvariante der ErEindung gibt außerdem
die Möglichkeit, die Koagulation und bscheidung mechanischer Beimengungen in einem
Apparat durchzufdhren.
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Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden E findung werden aus der
nachstehenden detaillierten Beschreibung des Verfahrens zur Reinigung von Detergentzusatzstoffen
für Schmieröle von mechanischen Beimengungen und
der Beispiele
der Realisierung dieses Verfahrens ersichtlich.
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Die vorliegende Erfindung erlaubt die Reinigung von mechanischen
Beimengungen folgender Detergentsusatzstoffe: Barium- oder kalziumsalze hochmolekularer
Sulfonsäuren; Kalziumalkylsalizylat; Bariumsalz des slkylphenoldisulfids; Kalziumsalz
der Diätherdithiophosphorsäure, Öllösung des Zinkdialkyldithiophosphats und Bariumalkylphenolats.
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Bekanntlich stellen die mechanischen Beimengungen, die in Detergentzusatzstoffen
nach ihrer Synthese vorhanden sind, hauptsächlich Kalziumhydroxid und Kalziumkarbonat
dar, wobei 70 Gew.% der Beimengungen auf die Fraktion 0,5-5 µm und 30 Gew.;-u auf
die Fraktion unter 0,4 entfallen.
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ir schlagen vor, die reinigung von Detergentzusatzstoffen für Schmieröle
von mechanischen Beimengungen mittels Trennung von Phasen zum Beispiel durch das
Zentrifugieren vorzunehmen, erfindungsgemaß soll aber die Phasentrennung in Gegenwart
einer polaren Flüssigkeit mit einer Dielektrizitätskonstante nicht unter 17 erfolgen,
die die der Koagulation mechanischen Beimengungen und ihr Absetzen ermöglicht.
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Als polare Flüssigkeit mit einer Dielektrizitatskonvon stante mindestens
17 können wasarige Lösungen folgender Verbindungen verwendet werden: zum Beispiel
Ketone - zum
Beispiel Åzeton, Methyläthylketon; alkohole zum Beispiel
Me thylalkohol, Äthylalkohol, Pr opylalkohol, Butylalkohol, Isopropylalkohol, Isobutylalkohol;
Äthylenglykol, Glyzerin; Wasser und wässrige Lösungen von Nitraten und Erdalkalimetallen.
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Die Koagulation von Verunreinigungsbeiinischungen durch polare Verbindungen
ist auf die Fähigkeit der letzteren, sieh selektiv an hydrophilen Teilchen der festen
Phase mechanischer Beimengungen zu adsorbieren, zuruckzuführen.Eo benetzt zum Beispiel
Wasser besser als Moleküle des wusatzstofes Mineralteilchen der Beimengungen in
Additvies.
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Das ist darauf zurückzuführen, daß die Wärme der Adsorbierung der
Wassermoleküle an Teilchen der festen Phase, das heißt mechanischer Beimengungen,
die aus der Lösung des @mgereinigten Detergentzusetzstoffes abgeschieden wurden,
25-26 cal/g gegenüber 1,88 cal/g für die Moleküle des Zusatzstoffes beträgt (der
letztere :\(ert ist für ein Iviolekül des Kalziumsalzes eines Sulfonatzus@tstoffes
angege-@@@@ @@@@ ben). Dabei erfolgt Desorption von Zusat'stoffmolekiilen von den
Teilchen der mechanischen Beimengungen, die letzteren verlieren ihre Beständigkeit
im Aggregatzustand und koagulieren am Benetzungsumfang.
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Es wurde von uns gefunden, daß eine polare Flüssigkeit mit den genannten
Kenndaten in die zu reinigende Dertergentlösung in einer Menge von 0,025-10 Gew.%
eingeführt werden soll. Diese Größe wurde aus den Erwägungen heraus festgelegt,
damit
die eingeführte Flüssigkeit an den Teilchen der mechanischen Beimengungen sich vollstandig
adsorbiert, ohne dabei eine selbständige phase zu bilden, und dann mit Beimengungen
bei der nachfolgenden Phasentrennung der Lösung des Detergentzusatzstoffes praktisch
vollständig entfernt wird.
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Es muß betont werden, daß das bei der Koagulation fester Teilchen
anfallende Sediment nach der Regel eines gemeinsamen Abstehenlassens von Teilchen
abscheidet, wenn die Phasentrennung mit einer klaren Trennungsgrenze erfolgt. Dabei
reißen die großen Teilchenaggregate kleinere Teilchen mit, was einen hohen Klareffekt
der Flüssigkeit über dem Sediment zur Folge hat.
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Die Lösung des Detergentzusatzstoffes ohne Koagulationsmittel - eine
polare Flüssigkeit mit Dielktrizitätskonstante über 17 - besitzt eine hohe Sedimentationsbeständigkeit.
Bei Einführung eines Koagulationsmittels in einer Menge unter 0,025 Gew.% koagulieren
die Teilchen mechanischer Beimengungen nicht, was durch hohe Solubilisierende Eigenschaften
des Zuatzstoffes erklärt werden kann. L'jit Vergrößerung der Menge der eingefuhrten
polaren Flüssigkeit bis auf 1,0 Gew.%o wird die Aggregatsustand-Beständigkeit der
Teilchen mechanischer Beimengungen in einer busatzstoff-Lösung gestört, und der
Prozeß der Soagulation der mechanischen Beimengungen beginnt mit einer wesentlichen
Geschwindigkeit zu verlaufen, die 20 mm/h
nicht übersteigt. Mit
vergrößerung der IQ3nge der eingeführten polaren Flüssigkeit bis aug 10,0 Gew.%
steigt die Geschwindigkeit der Sedimentbildung aus mechanischen Beimenzungen und
seine ausscheidung an und erreicht ohne Einsatz von zwangslaufigen Verfahren der
Phesentrennung 200 mm/h -und darüber hinaus. Hierdurch kann der Prozeß der Phasentrennung
bei Einführung einer polaren Flüssigkeit in die Lösung des Detergentzusatzstoffes
in einer Menge von 5-10 Gew.% in iibsetzanlagen geführt werden.
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Zur Erreichung des Koagulationseffektes ist es erforderlich, die
Mischung der polaren Flüssigkeit mit der Zusatzstoff-Lösung in einem mechanischen
Schneilmischer mit einer Umdrehungsanzahl 5000 U/min durchzuführen0 Bei Durchführung
der Koagulation in industriemäßigen spparaten erfolgt das Vermischen in hydrodynamischen
Mischwerken.
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Der gleiche Koagulationseffekt kann auch ohne Anweneines dung v hydrodynamischen
Mischwerkes erreicht werden, wenn man der Lösung des Detergentzusatzstoffes eine
polare Flüssigkeit zugibt, die an einer festen Träersubstanz adsorbiert wird, die
die Teilchengröße 2,5-50 jim aufweist.
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Als Trägersubstanz können verschiedene anorganische Salze verwendet
werden, zum Beispiel Natriumchlorid, Natriumkarbonat, Natriumnitrat, beziehungsweise
hydrophile Pulver, zum Beispiel Filterperlit, Kieselgur, HyEla-Super sel.
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Wir empfehlen jedoch, als Trägersubstanz Kalziumhrdroxid
beziehungsweise
Kalziumkarbonat zu verwenden, da die genannten Verbindungen Hauptkomponenten der
mechanischen Beimengungen in Detergentzusatzstoffen sind, und die Einführung einer
derartigen Drägetsubstanz in die Zusatzstoff-Lösung keine zusätzliche Verunreinigung
verursachen wird.
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Wie bereits gesagt, beträgt die Größe der Teilchen der besonders
schwerentfernbaren Fraktion der mechanischen Beimengungen in Detergentzusatzstoffen
0,5-5 fim, die Teilchengröße der Trägersubstanz soll um das 5-l0fache die Geilchengröße
dieser Fraktion übertreffen, dag heißt 2,5-50 Tm betragen. Einerseits, verlauft
die Heterokoaguiation umso schneller und effektiver, je größer der Größenunterschied
der Teilchen der mechanischen Beimengungen und der Tragersubstanz ist, und, andererseits,
verringert sich die spezifische Oberfläche der Trägersubstanz mit Vergrößerung der
Toilchongröße derselben und die Effektivitat der Koagulation sinkt. Die Wahl des
genannten Fraktionsverhaltnisses der mechanischen Beimengungen und der Trägersubstanz
ist optimal und führt den größten Heterokoagulationseffekt herbei.
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Es muß gesagt werden, daß es bei der Einführung einer an fester Trägersubstanz
adsorbierten polaren Flüssigkeit in die Lösung des Detergentzusatzstoffes erforderlich
ist, daß die polare Flüssigkeit als ein dünner, der Monoschicht naher Film sich
adsorbiert, weil unter dieser Bedingung ein hoher koagulierender Effekt der poLaren
Fiüssigkeit
und demzufolge auch ein hoher Beinigungsgrad des Zusatzstoffes
gesichert wird. Unter Berücksichtigung des Dargelegten sowie der obenangeführten
optimalen Menge der eingeführten polaren Flüssigkeit können wir sagen, daß die Menge
der einzuführenden Trägersubstanz mit einem Feuchtikeitsgehalt von 0,1-50,-,v von
0,01 bis 10% bezogen auf die Menge des Detergentzusatzstoffes beträgt.
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Es wurde festgestellt, daß sich bei der Einführung polarer Flüssigkeiten
in die Lösung des Detergentzusatzstoffes die elektrokinetischen Eigenschaften mechanischer
Beimengungen stark verändern, Es wächst zum Beispiel die elektrophoretische Beweglichkeit
der koagulierten Teilchen der mechanischen Beimengungen in elektrischen Feldern
um das 3-4fache, um eine Größenordnung steigt auch das Zeta-:otential der mechanischen
Beimengungen an, % s s- auf das anwachsen der Differenz der Dielektrizi- -tätskonstante
zwischen der dispersen Phase und dem Dispergierungsmittel zurückzuühren ist.
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Beim Fehlen polarer Flüssigkeiten tragen die Teilchen der mechanischen
Beimengungen in einer Zusatzstoff-Lösung eine schwache positive Ladung, und für
solche Teilchen ist in elektrischen Feldern die Erscheinung einer Zirku-Elektroden
lation zwischen den v und einer doppelten Elektrophorese kennzeichnend, das heißt,
daß ihre elektrokinetischen Eigenschaften von keiner praktischen Bedeutung
sind.
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Bei Einführung polarer Flüssigkeit in einer Menge von 0,025-1 Gow.%
in die Zusatzstoff-dsuiig erfolgt ein starkes Ansteigen des Zetu-Potentials der
Teilchen der mechanischen Beimengungen und rbird eine einseitig gerichtete Elektrophorese
beobachtet, das heißt Ausscheiden der den festen Phase anvElektroden. Bei Untersuchung
der elektrokinetischen Eigenschaften elektrophoretischer Sedimente mechanischer
Beimengungen wurde festgestellt, daß sie eine positive ladung an der Oberflache
von Niederschlagseiek troden beibehalten. Die festgestellte Eigenschaft der Sediente
erlaubt es, die Oberflache der Niederschlagselektroden während 10-15 Sekunden durch
anderllng der Polarität der Sprüh- und Niederschlagselektrode leicht; zu reinigen.
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Wenn die Niederschlagselektroden rotierende Scheiben darstellen,
so wird das angefallene praktisch trockene Sediment der mechanischen Beimengungen
mit Hilfe einer Vorrichtung tom Messertyp kontinuierlich abgestrichen.
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Hierbei wurde von uns gefunden, daß es möglich ist, die Reinigung
von Detergentzusatzstoffen von mechanischen Beimengungen effektiv und schnell durchzuführen,
wenn man nach Einführung der polaren Flüssigkeit die usatzstoff-Lösung zwecks Phasentrennung
der Einwirkung eines inhomoeine genen elektrostatischen Feldes unterwirft, das durch8Impulsspannung
mit
kunstanter Polarität erzeugt wird.
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Die vorgeschlagene Variante der Phssuntrennung emmöglicht es, dis
Reinigung von Detergentzusatzstoffen von mechanischen Feimengungen durchzuführen,
das heißt die Koagulation und Abscheidung der Beimengungen in einem Apparat vorzunehmen.
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Die Stärke des elektrostatischen Feldes beträgt erfindungsgemaß 0,1-5
kV/cm. Der Inhomogenita"tskoeffizient des elektrostatischen Feldes soll sich auf
5-50 Einheiten belaufen. Das elektrostatische Feld ist vorzugsweise mit Hilfe gleichgerichteter
Spannung ohne Glättung zu erzeugen, das heißt mit Hilfe von Impuls spannung mit
konstanter Polaritat und Halbwelen-Frequenz von 100 Pilz.
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Mit Vergrößerung der Stärke des elektrostatischen Feldes steigt die
elektrophoretische Geschwindigkeit der Bewegung der Teilchen mechanischer Beimengungen
an, sie soll jedoch nicht eine bestimmte Große übersteigen, oberhalb einer welcher
ein Durchschlagen in ff lösung beobachtet wird, in der polare Flüssigkeiten in einer
Menge von 0,025 his 1 Gew.% vorhanden sind.
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Besonders optimale Bedingungen werden in einem System zur Koagulation
und abscheidung mechanischer Beimengungen bei einer Feldstärke von 1 bis 3 kV/cm
geschaffein.
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Der Inhomo4enitätskoeSSizient des Feldes verändert
sich
in Abhangigkeit von dem Gehalt an fester Phase in Zusatzstoffen. Je höher der Gehalt
an fester Phase ist, iut umso hoher der Inhomogenitätskoeffizient des Feldes So
zieht die Veränderung des Gehaltes der festen Phase von 7840 mg/100 g bis 770 mg/10O
g die Änderung des Inhomogenitätskueffizienten von 5 bis 50 nach sich.
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Beispiel 1 In diesem Beispiel wird die Reinigung von Detergentzusatzstoffen
von mechanischen Beimengungen auf der Grundlage des Kalziumsalzes von Erdölsulfonsäuren
gezeigt, die im nachstehenden konventionellen Verfahren gewonnen sind: Den Ausgangsrohstoff
zur Gewinnung des Kalziumsalzes von Erdolsulfonsauren gewinnt man durch Pulsieren
mit rauchender Schwofelsäure von Schmieröolon auf Erdölbosis mit einer Viskosität
10-14 cSt bei einer Temperatur von 5000 und einem Molgewicht über 350 tit anfallen
von 40-60%iger olhaltiger Lösungen von Sulfonsäuren mit einer Viskosität von 40-60
oSt bei 50°C.
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ur Gewinnung eines neutralen Kalziumoulfoonats, p- 7, das mindestens
5 Gew.% Sulfonatasche enthalt, wird ölhaltige Lösung der Sulfonsäure einem @ischwerk
zugeführt, in das vorher ein Mineralöl - ein Verdünnungsmittel mit einer Viskosität
von 10-14 cSt bei 5000 - zwecks Herabsetzung der Gesamtviskosität der Lösung bis
auf 20-25 cSt bei 1006C eingepumpt wird, wonach man Kalziumhydroxid aufgibt.
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Die Ermittlung des Sulfonat-schengehaltes besteht in der Verdampfung
der Einwaage der Kalziumsulfonst-Lösung in Gogenwart der Schwefelsäure und im Ausglühen
des festen Rückstandes bis zu einem beständigen Gewicht. Das Vermischen der gewonnenen
Suspension erfolgt mit einer Geschwin-Die digkeit von 1460 U/min Neutralisierung
der Suifonsäure auf Krdölbasis mit Kalziumhydromid erfolgt bei einer Temperatur
von 80-95°C.
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Nach gewinnung des neutralen Kalziumsulfonnts mit einem von pH- 7
und Sulfonat-Aschengehalt mindestens 5 Gew.% geht einem man zur Gowinnung von Erdöl-Kalziumsulfonat
mit Sufonat von Aschengehalt mindestene 17 Gew.% und Alkalität von 100-130 mg EOH/1
g Zusatzstoffes über. Ein derartiger Aschengehalt und die Alkalität sind dafür erforderlich,
um die notwendigen Eigenschaften des Detergentzusatzstoffes zu sichern. Hierfür
wird dem neutralen Kalziumsulfonat, das sich im Mischwerk befindet, 20Aiges Phenol
als Katalysator zur Herbeiflihrung eines vollstandigeren Prozesses der Gewinnung
eines aschenreichen Kalziumsulfonats zugeführt und dann gibt man 6-7 Gew.,o' Kalziumhydroxid
zu. Die Temperasur des Gemisches wird auf 10200 erhöht und das ReakAionsgemisch
hält man bei dieser Temperatur während 1 Stunde.
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Im weiteren wird die Temperatur des Reaktionsgemisches allmählich
bis auf 12500 gebracht, dabei wird Wasser abgetrieben und das aeaktionsgemisch während
einer Stunde gehalten, wonach man 5 Vol. C02 unter einem Druck von 0,7
atü
bei t = 12500 durch das Reaktionsgemisch durchbläst.
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Der Prozeß wird unter diesen Bedingungen während 2 Stunden gefuhrt,
wonach man die temperatur des Gemisches auf 806C und den Druck bis zum Atmosphärendruck
herabsetzt.
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Der Prozeß gilt als abgeschlossen, wenn die ölhaltige Lösung des
Kalziumsulfonats 17 Gew.% Sulionatasche enthalt.
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Bei zufriedenstellenden Analyseergebnissen wird das Produkt mittels
einer Pumpe in Vakuumkolonnen umgepumpt, worin man das Abtreiben des Phenol-Katalysators
bei einem remanenten Druck von 30-40 mm AS und dem allmählichen Ansteigen der Temperatur
bis auf 180-200°C durchführt.
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Das Abtreiben von Phenol wird bei einem Gehalt des letzteren nicht
über 0,5 Gew, abgeschlossen.
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Hierdurch wird eine Lösung des ulfonatzusatzstoffes mit dem Ausgangsreinheitsgrad
von 3850 mg/100 g L'rusctz stoff gewonnen.
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In die angefallene Zusatzstoff-Lösung führt man Kohlenwasserstoff-Lbsungsmittel
mit einer Dichte von 0,7-0,8 g/cm³ und einem Eindampfbereich von 80-120°C in einer
Menge von 50 Gew.% ein. Dann werden der Lösung 7,5 Gew.% Wasser bei Raumtemperatur
zugeführt.
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Nach einem Zentrifugieren während 5 Minuten in einer Zentrifuge mit
dem Trennfaktor 1000 gewinnt man einen Sulfonaf-Zusat; zstoff mit einem Reinheitsgrad
von 110 mg/ 100 g Zusatzstoff.
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Beispiel 2 100 g ölhaltiger Lösung des Kalziumalkylsalizylat-Zusatzstoffes,
der Im bekannten Verfahren gewonnen wird, mit einem Reinheitsgrad von 7950 mg/100
g Zusatzstoff vermischt man bei t= 12500 mit 2 g 20%iger Suspension der Trägersnbstanz
-Kalziumhydroxid mit einer Fraktion von 2,5-50 µm. Die Suspension wird in einem
Öl - Verdunnungsmittel - mit einer Viskosität von 10-14 OSt bei 5000 zubereitet,
in die dann unter einem intensiven Vermischen Wasser in einer Menge von 5 Gew.%a
bezogen auf die Trägersubstanz singeführt wird.
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Lroagulierten Niederschlag trennt man in einem Zentrifugalfeld in
Zentrifugen mit einem Trennfaktor von 1000 und 15000. Nach dem ersten Zentrifugieren
mit dem Trennfaktor von 1000 Einheiten weist der Zusatzstoff einen Reinheitsgrad
von 540 mg/100 g Zusatzstoff (0,011 Gew./% mechanischer Beimengungen) auf. Nach
dem wiederholten Lentrifugieren mit einem Trennfaktor von 15000 Einheiten beträgt
der Reinheitsgrad des Zusatzstoffes 90 mg/100 g Zusatzstoff (0,008 Gew.So mechanischer
Beimengungen).
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Beispiel 3 100 g blhaltiger Lösung des Sulfonat-Zusatzstoffes mit
einem Beinheitsgrad von 7840 mg/100 g vermischt man -mit 10 g 0,1%iger Suspension
der Kalziumkarbonat-Träger substanz mit einer Fraktion von 2,5-50 mkm in Glyzerin
bei einer temperatur von 125°C.
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Die Suspension wird in einem Öl - Verdünnungsmittel -mit einer Viskosität
von 10-14 cSt bei 5000 zubereitet, in die dann unter intensivem Vermischen Glyzerin
in einer Menge von 50 Gew.%, bezogen auf die Trägersubetanz eingeführt wird.
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Koagulierten Niederschlag scheidet man in einem Zentrifugalfeld mit
einem Trennfaktor von 1000 und 15000 ab.
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Nach dem ersten Zentrifugieren mit dem Trennfaktor von 1000 weist
der Zusatzstoff einen Reinheitsgrad von 640 mg/ 100 g zusatzstoff auf (0,035 Gew.%
mechanischer Beimengungen). Nach dem zweiten Zentrifugieren mit einem Trennfaktor
von 15000 enthalt der usatzstoff 0,02 Gew.% mechanischer Beimengungen, das heißt,daß
der Reinheitsgrad 150 mg/100 g Trägersubstanz beträgt.
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Beispiel 4 100 g ölhaltige zusatzstoff-Lösung des Bariumsales des
iilkylphenoldis uifids mit einem Ausgangsreinheitsgrad 2100 mg/100 g Zusatzstoff
verdünnt man mit einem Kohlenwasserstoif-Lbsungsmittel mit einer Dichte von 0,7-073
g/cm3 und Eindampfgrenze von 80-130°C in einem Verhältnis 1:1,5 (volumenmäßig).
Beim Vermischen und bei einer Temperatur von 6000 gibt man dem Gemisch 20 g 50%iger
Suspension der Kieselgur-Trägersubstanz mit einer Fraktion von 2,5-20 Zum zu. Die
Suspension wird in einem Hohlenwasserstoff-Lbsungsmittel zubereitet, in die man
unter inteneine sivem Vermischen wäßrige Lösung von Methyläthylketon in
einer
Menge von 0,5 Gew.% bezogen auf die Tragersubstanz einfahrt.
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Nach einem Zentrifugieren während 5 minuten mit einem Trennfaktor
von 1000 weist der zusatzstoff einen Reinheitsgrad von 100 mg/100 g Zusatzstoff
auf (Gehalt an mechanischen Beimengungen beträgt 0,009 Gew.,c).
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Beispiel 5 In 100 g blhaltige Zusatzstoff-Lösung des Bariumsulfonats,
der so wie im Beispiel 1 beschrieben gewonnen wird mit dem Ausgangsverunreinigungsgrad
von 6400 mg/100 g Zusatzstoff gibt man ein Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel mit einer
Dichte von 0,7-073 g/cm3 und einer Eindampfgrenze von 80-130°C in einem Verhältnis
1:1,5 (volumenmäßig) zu. Nach führt man 10 Gew.,tb 0,1 M waßriger Lösung des Isopropylalkohols
unter intensivem Vermischen bei einer Temperatur von 606C ein.
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Nach einem Lentrifugieren während 5 Minuten mit einem Trennfaktor
von 1000 weist der Zusatzstoff einen Reinheitsgrad von 110 mg/100 g Zusatzstoff
auf (0,020 Gew.% mechanischer Beimengungen).
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Beispiel 6 In 100 g blhaltige Zusatzstoff-Lösung des Bariumsulfonats
mit dem Ausgangsverunreinigungsgrad von 6400 mg/ 100 g Zusatzstoff führt man ein
Kohlenstoff-Lösungsmittel mit einer Dichte von 0,7-073 g/cm3 und Eindampfgrenze
von 80-130°C in einem VerhäLtnis 1:1,5 /volumenmäßig/ ein.
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Dann wird dem Gemisch 0,75 Gew.% 0,1 M wäßriger Lösung des Kalziumnitrats
bei einer Temperatur von 600C und intensivem Vermischen eingefZhrt.
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Nach einem Zentrifugieren während 5 Minuten mit einem Trennfaktor
von 1000 weist der Zusatzstoff einen Reinheitsgrad von 80 mg/100 g Zusatzstoff auf
/0,02 Gew.% mechanischer Beimengungen/.
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Beispiel 7 In 100 g blhaltige Lösung des Detergentzusatzstoffes -
Kalziumsalzes der DiätherdithiophosphDrsäure - mit dem Ausgangsverunreinigungsgrad
von 3850 mg/100 g Susat-zstoff führt man @ ein Kohlenwasserstoff-Lbsungsmittel mit
einer Dichte von 0,7-073 g/cm3 und Eindampfgrenze von 801300G in einem Verhältnis
von 1:1,5 ein /volumenmäßig/ ein. Dan wird diesem Gemisch 7,5 Gew.% Wasser bei einer
Temperatur von 6000 und unter intensivem Vermischen zugegeben.
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Nach einem Zentrifugieren während 5 Minuten mit einem Trennfaktor
von 1000 weist der Zusatstoff einen Reinheitsgrad von 110 mg/100 g Zusatzstoff auf
/0,10 Gew.% mechanischer Beimengungen/.
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Beispiel 8 In eine Lösung des KalziumsulSonat-Lusatzstoffes mit einem
Reinheitsgrad von 7840 mg/100 g Zusatzstoff /Gehalt an mechanischen Beimengungen
beträgt 3,9 Gew.%/ führt man
1,0 Gew.% Wasser unter Vermischen
und bei einer Temperatur von 600C ein. Hinterher wird dieses System durch ein elektrostatisches
Feld mit einer Starke von 1,5 kV/cm und einem Inhomogenita'tskoeffizienten des Feldes
von 50 Einheiten bearbeitet.
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Nach einer Bearbeitung des Systems während 15 Minuten durch das elektrostatische
Feld gewinnt man einen Zusatzstoff mit einem Reinheitsgrad von 380 mg/100 g usatz
stoff /mechanische Beimengungen betragen 0,018 Gew.,V.
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Beispiel 9 In eine Zusatzstoff-Lösung des Bariumsalzes des Alkylphenoldisulfids
mit einem Reinheitsgrad von 2100 mg/100 g Zusatzstoff (mechanische Beimengungen
betragen 1,2 Gew.%) führt man 0,09 Gew.% wasser bei einer Temperatur von 600C und
unter Vermischen ein. Das System wird durch ein elektrostatisches Feld mit einer
Stärke von 2,5 kV/cm und einem Inhomoenita'tskoeffizienten des Feldes von 25 bearbeitet.
Die Koagulation mechanischer Beimengungen und ihre Entfernung aus der Zusatzstofflösung
erfolgen in einem Apparat zu gleicher Zeit.
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Nach einer Bearbeitung des Systems während 15 Minuten durch das elektrostatische
Feld gewinnt man einen Zusatzstoff mit dem Reinheitsgrad von 40 mg/100 g Susatzstoff
/mechanische Beimengungen betragen 0,010 Gew.%/.
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Beisiel 10 In eine Lösung des Detegentzusatzstoffes des nink-Dialky-ldithiophosphats
und Bariumalkylphenolats mit einem Reinheitsgrad von 770 mg/100g Zusatzstoff (mcohanische
Beimengungen betragen 0,8 Gew.%0 führt man 0,025 Gew.% Wasser bei einer Temperatur
von 606C und unter Vermischen ein.
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Das System wird hinterher durch ein elektrostatisches Feld mit einer
Stärke von 1,5 kV/cm und einem Inhomogenitatskoeffizienten 5 bearbeitet. Die Koagulation
der mechanischen Beimengungen und ihre Entfernung aus der Lbsung erfolgen in einem
Apparat.
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Nach einer Bearbeitung des systems während 15 Minuten durch das elektrostatische
Feld mit genannten Kennwerten gewinnt man einen Zusatzstoff mit dem Reingeitsgrad
von 185 mg/100 g Zusatzstoff /mechanische Beimengungen betragen 0,010 Gew./%i.
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Beispiel 11.
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In eine Lösung des Kalziumsalzes eines Sulfonatzusatzst@ffes mit
einem Reinheitsgrad von 3290 mg/10O g Zusatzstoff (mechanische Beimengungen betragen
4,7 Gew.%) führt man 0,5 Gew.% Wasser bei einer Temperatur von 606C und unter Vermischen
ein. Das system wird durch ein elektrostatisches Feld mit einer Stärke von 1kV/cm
und einem Inhomogenitätskoeffizienten des Feldes von 10 bearbeitet.Die Koagulation
der mechanischen Beimengungen und ihre Entfernung aus der Lösung erfolgen in einem
Apparat.
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Nach der Bearbeitung des genannten Systems während 30 Minuten durch
das elektrostatische Feld mit genannten Kennwerten gewinnt man einen Zusatzstoff
mit einem Reinheitsgrad von 211 mg/100 g Zusatzstoff (mechanische Beimengungen betragen
0,01 Gew.%).
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Beispiel 12 In eine Lösung des Detergentzusatzstoffes, der Kalziumsalz
der Sulfonsaure darstellt (der analog Beispiel 1 gewonnen wird), mit einem Reinheitsgrad
von 3290 mg/100 g Zusatzstoff /mechanische Beimengungen betragen 4,7 Gew.%/ führt
man 0,5 Gew, Wasser bei einer Temperatur von 6000 und unter Vermischen ein. Das
genannte Gemisch wird durch ein elektrostatisches Feld mit einer Stärke von 3 kV/cm
und einem Inhomogenitatskoeffizienten des Feldes 10 bearbeitet.
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Die Koagulation der mechanischen Beimengungen und ihre Entfernung
aus der Lösung erfolgen in einem Apparat.
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Nach der Bearbeitung des genannten Gemisches während den 30 Minuten
durch das elektrostatische Feld mit genannten Kennwerten -gewinnt man einen Zusatzstoff
mit einem Reinheitsgrad von 69 mg/100 g Zusatzstoffes (mechanische Beimengungen
betragen 0,01 Gew.%).