DE4439820C1 - Verfahren zur Rückgewinnung von Tributylphosphat aus gebrauchten Hydraulikölen - Google Patents

Verfahren zur Rückgewinnung von Tributylphosphat aus gebrauchten Hydraulikölen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur destillativen Rückgewinnung von Tributylphosphat (TBPO) aus gebrauchten Hydraulikölen, wie sie insbe­ sondere in Flugzeugen des zivilen Luftverkehrs eingesetzt werden.
Gebräuchliche Hydrauliköle für den Einsatz in Flugzeugen des zivilen Luft­ verkehrs sind z. B. die Öle mit den Handelsnamen Hyjet® IV und Skydrol® Ld 4. Diese Öle sind in jedem Verhältnis miteinander mischbar und können dement­ sprechend auch als Mischungen eingesetzt werden. Die Gehalte an Tributyl­ phosphat in diesen Ölen betragen bei Hyjet® IV etwa 80 Gew.-% und bei Skydrol® LD 4 etwa 50 Gew.-%. Der Tributylphosphatgehalt in den gebrauchten Hydraulikölen oder deren Mischungen liegt im Regelfall zwischen 50 und 80 Gew.-%.
Die auf Tributylphosphat basierenden, gebrauchten Hydrauliköle wurden bislang in geeigneten Verbrennungsanlagen entsorgt. Eine Rückgewinnung des Tributyl­ phosphatanteils aus diesen gebrauchten Hydraulikölen wurde bisher wegen der komplexen Zusammensetzung nicht durchgeführt, obwohl es aus ökologischen sowie aus ökonomischen Gründen erwünscht wäre.
Aufgabe war es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die wirt­ schaftliche Rückgewinnung des Tributylphosphatanteils aus den gebrauchten Hydraulikölen erlaubt, um somit den zu entsorgenden, insbesondere zu ver­ brennenden restlichen Anteil auf ein Minimum zu reduzieren.
Diese Aufgabe wurde durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von Tributyl­ phosphat aus gebrauchten Hydraulikölen durch Abtrennung des in den gebrauchten Hydraulikölen vorhandenen Wassers und Destillation des Tributylphosphats in einem oder mehreren Schritten von den übrigen Ölbestandteilen bei reduziertem Druck von 100 mbar, vorzugsweise von 15 mbar, im letzten Schritt und bei einer Temperatur in der Vorlage von 230°C, vorzugsweise 200°C, und Auffangen des Destillats überwiegend bestehend aus Tributylphosphat durch Kühlung auf Temperaturen unter 50°C, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zu diesem Destillat soviel Natriumbutanolatlösung in Butanol gegeben wird, daß die sauren Bestandteile im Destillat abgefangen werden, gegebenenfalls bei Tem­ peraturen bis zu 100°C 30 min. bis 90 min. getempert wird, das so behandelte Destillat erneut einer Destillation bei einem Druck von 5 mbar und bei einer Temperatur von 160°C unterworfen wird, dieses zweite Destillat von Butanol befreit wird und das als Rest verbleibende Tributylphosphat einer Reindestillation unterworfen wird.
Zuerst wird das gesamte Tributylphosphat destillativ von den übrigen Ölbe­ standteilen in einem Schritt oder in mehreren Teilschritten bei reduziertem Druck von nicht mehr als 100 mbar, vorzugsweise von nicht mehr als 15 mbar, im letzten Teilschritt und Sumpftemperaturen bis 230°C, vorzugsweise bis 200°C, grob abgetrennt, nachdem das Wasser entfernt wurde. Hierbei wird ein überwiegend aus Tributylphosphat bestehendes Destillat durch Kühlung auf Temperaturen unter ca. 50°C aufgefangen. Die sauren Anteile, besonders phenolische Anteile, wie beispielsweise 2,6-Di-tert.-butylkresol, werden mit Natriumbutylat neutralisiert. Anschließend wird das derart vorbehandelte Roh-Tributylphosphat zu hochreiner Ware rektifiziert.
Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden.
Beispiel 1
Ein Muster eines gebrauchten, gelb-braun gefärbten Hydrauliköls aus einem Flug­ zeug zeigte bei der Untersuchung folgende Werte:
Dichte (20°C)
1,018 g/cm³
Brechungszahl (20°C) 1,4487
Viskosität (20°C) 14,7 mPa·s
Säurezahl 0,42 mg KOH/g
Gehalt an Wasser 4,0 Gew.-%
1660 g des oben genannten Hydrauliköls wurden in einer Destillationsapparatur, die mit einem 2 l Dreihalskolben mit Rührer und Thermometer und einer mit Berl-Sätteln der Größe 6×6 gefüllten Füllkörperkolonne (600×45 mm) ausgestattet war, anfangs bei 100 mbar und später bei 2 mbar fraktioniert destilliert. Die Sumpftemperatur betrug anfangs 65°C und später 200°C. Das Rücklaufverhältnis lag bei 1:1.
Die Zusammensetzung der einzelnen Fraktionen wurde mit Hilfe der Gas­ chromatographie bestimmt.
In einer nachgeschalteten Trockeneis-Kühlfalle fanden sich 34 g Substanz, die gemäß Gaschromatographie zu ca. 76,5% aus Wasser bestand und daneben 1,8% Phenol, 0,3% TBPO und 0,2% Di-tert.-butylkresol enthielt.
Die Bestandteile des dunkelfarbigen, leicht viskosen Destillationsrückstands, der in einer Menge von 689 g anfiel, wurden mit Hilfe von Massenspektrometrie und P³¹-Kernresonanzspektroskopie bestimmt. Im einzelnen wurden folgende Verbin­ dungen mit folgenden Mengen ermittelt:
Tributylphosphat|0,8%
Dibutylphenylphosphat 34,8%
Butyldiphenylphosphat 10,9%
Dibutyl-isopropylphenylphosphat 14,3%
Butyl-di-(isopropylphenyl)phosphat 14,5%
Höhersiedende phosphorfreie Komponenten ca. 25%
Dem so erhaltenen Tributylphosphat (organische Phase des Vorlaufs und Haupt­ laufs) wurden 240 g einer 6,5 Gew.-%igen butanolischen Natriumbutanolatlösung zugesetzt und unter Rühren 1 Stunde bei 100°C getempert.
Um von neu entstandenen unflüchtigen Anteilen abzutrennen, wurden alle flüchti­ gen Komponenten bei einem Druck von 2 mbar und einer maximalen Sumpftem­ peratur von 148°C über eine Brücke abdestilliert. Als Rückstand verblieben 35 g. Der Inhalt der Trockeneiskühlfalle (68 g) wurde mit dem Destillat (980 g) ver­ einigt. Nach Abdestillieren des Butanols bei einem Druck von 100 mbar und bis zu einer Sumpftemperatur von 120°C wurde das Tributylphosphat bei 1,5 bis 2 mbar über eine Glockenbodenkolonne mit 8 Böden mit hoher Reinheit destilliert. Bei einem Rücklaufverhältnis von 5 : 1 destillierten zunächst 42 g eines Vorlaufs. Der Hauptlauf wurde danach ohne Rücklauf destilliert. Die Hauptlaufmenge betrug 822 g. Der Hauptlauf wies eine Konzentration an Tributylphosphat von 99,5% auf.
Beispiel 2 (nicht erfindungsgemäßes Vorgehen)
Bei dem Versuch, aus dem Material wie in Beispiel 1 durch mehrstufige Destilla­ tion in einem Schritt reines Tributylphosphat zu gewinnen, wurden beim Destil­ lieren der gleichen Hydraulikölmenge mit dem gleichen Vakuumerzeuger über eine Kolonne mit 18 Böden bei einem Rücklaufverhältnis von 3:1 lediglich ein mit Zersetzungsprodukten, im wesentlichen Phenol, verunreinigtes Tributylphosphat als am Kopf der Kolonne kondensierbare Phase erhalten. Die Isolierung von reinem Tributylphosphat gelang nicht.
Beispiel 3
Der erste Schritt der destillativen Grobabtrennung des Tributylphosphats wird wie in Beispiel 1 durchgeführt. Danach wurden 18,8 ml einer 25 Gew.-%igen Natrium­ methylat-Lösung zugesetzt und eine Destillation zur Abtrennung unflüchtiger An­ teile durchgeführt. Die Feindestillation erfolgt über eine 8-stufige Glockenboden­ kolonne. Das Produkt entspricht nicht den Anforderungen und weist einen Gehalt von 9,3% an Methyldibutylphosphat auf.
Bei einer entsprechenden Zugabe von 3,5 g Natriumhydroxid anstelle von Na­ triummethylat wird ebenfalls keine vollständige Eliminierung der Phenole aus dem Produkt nach der Feindestillation erreicht.

Claims (1)

  1. Verfahren zur Rückgewinnung von Tributylphosphat aus gebrauchten Hydraulikölen durch Abtrennung des in den gebrauchten Hydraulikölen vorhandenen Wassers und Destillation des Tributylphosphats in einem oder mehreren Schritten von den übrigen Ölbestandteilen bei reduziertem Druck von 100 mbar im letzten Schritt und bei einer Temperatur in der Vorlage von 230°C und Auffangen des Destillats überwiegend bestehend aus Tributylphosphat durch Kühlung auf Temperaturen unter 50°C, dadurch gekennzeichnet, daß zu diesem Destillat soviel Natriumbutanolatlösung in Butanol gegeben wird, daß die sauren Bestandteile im Destillat abgefangen werden, gegebenenfalls bei Temperaturen bis zu 100°C 30 Minuten bis 90 Minuten getempert wird, das so behandelte Destillat erneut einer Destil­ lation bei einem Druck von 5 mbar und bei einer Temperatur von 160°C unterworfen wird, dieses zweite Destillat von Butanol befreit wird und das als Rest verbleibende Tributylphosphat einer Reindestillation unterworfen wird.
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