DE593455C

DE593455C - Verfahren zur Herstellung hochwertiger Schmieroele

Info

Publication number: DE593455C
Application number: DEI45533D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Rosinski; Dr Hermann Zorn
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1932-10-16
Filing date: 1932-10-16
Publication date: 1934-02-28
Also published as: GB411198A; FR762289A; NL37656C

Description

lmtfiesk

DEUTSCHES REICH

"--r<"'rtn

Im. s ■"*·-■

j, O mit A,- IP w^

AUSGEGEBEN AM
28. FEBRUAR 1934

' "REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 593455 KLASSE 23 c GRUPPE

I. G. Farbenindustrie Akt.-Ges. in Frankfurt a. M.*) Verfahren zur Herstellung hochwertiger Schmieröle

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Oktober 1932 ab

Es wurde gefunden, daß man sehr hochwertige Schmieröle erhält, wenn man Mineral- und Teeröle, Kohlehydrierungsprodukte, Spalt- und Druckhydrierungsprodukte der Mineral- und Teeröle und der fetten Öle sowie • deren Extraktions- und Destillationsprodukte mit den durch Polymerisation von Isobutylen erhaltenen polymer-homologen, vorzugSAveise hochpolymer-homologen Kohlenwasserstoffen (vgl. Staudinger, Zeitschrift für angewandte Chemie 42, 69 [1929] Kapitel IV) versetzt und die so erhaltenen Lösungen einer Behandlung mit kondensierend bzw. polymerisierend wirkenden Mitteln unterwirft.

Die den polymerenKohlemvasserstoffen eigene Wirkung der Verflachung der Temperaturviskositätskurve erfährt durch diese Behandlung mit kondensierend wirkenden Substanzen eine erhebliche Steigerung. Löst man beispielsweise in einem Schmieröl, das einen Viskositätsindex (V. I.) von 55 besitzt, 1 °/₀ eines hochmolekularen Isobutylenpolvmerisats auf, so erhält man ein Schmieröl mit einem V. I. von 90 und einer· Viskosität von 2,4° E bei 99⁰. Behandelt man diese Lösung mit Aluminiumchlorid, so erhält man ein Öl mit dem V. I. 100 und einer Viskosität von 2,2° E bei 99°. Es findet also eine Verbesserung der Temperaturviskositätskurve des Öles statt, ohne daß gleichzeitig eine Erhöhung der Viskosität des Öles eintritt. Dies würde aber stattfinden, wenn man die Verbesserung des V. I. durch .Zugabe weiterer Mengen des hochmolekularen Zusatzstoffes erzielen wollte. Man kann den zu verbessernden Ölen je nach der gewünschten Wirkung und der Art des Öles bis zu 30 °/o ^un(i mehr an polymerhomologen Kohlenwasserstoffen zusetzen, meist genügen aber schon Mengen von 0,1 bis 10 °/₀, zweckmäßig 0,5 bis 2 °/ο·

Als kondensierend bzw. polymerisierend wirkende Mittel sind z. B. die wasserfreien Chloride von Aluminium, Zink, Zinn, Eisen usw. geeignet. Sie werden im allgemeinen in Mengen von 0,5 bis 10 °/₀, zweckmäßig 1 bis 3 °/o> angewandt. Ihre Wirkung wird durch lebhaftes, gut durchmischendes Rühren und durch Anwendung erhöhter Temperatur gefördert. Viskositätsindex und Viskositätshöhe sind abhängig von einem Temperaturoptimum, das durch Vorversuche für jeden Ausgangsstoff leicht zu bestimmen ist. In den meisten Fällen liegen die günstigsten Temperaturen zwischen 40 und 8o°.

Als Ausgangsstoffe eignen sich Mineral-, Teer- und Kohlehydrierungsöle bzw. deren Destillations-, Extraktions-, Spalt- und Druckhydrierungsprodukte, und zwar niedrig- bis hochsiedende ungesättigte Kohlenwasserstoffe enthaltende Fraktionen, wie Benzine, Mittel-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Hermann Zorn in Liidtuigshafen a. RJi. und Dr. Walter Rosinski in O ρ pan a. RJi.

öle, Gasöle, Schmieröle u. dgl. Es eignen sich ferner die Spaltprodukte fetter Öle und ihre dehydratisierten Druckhydrierungsprodukte. Man kann ferner auch Gemische der genannten Ausgangsstoffe verwenden.

Eine große Mannigfaltigkeit ist gegeben in der Art der Durchführung der Reaktion. Man kann z. B. so verfahren, daß man in einem gegebenen, zu verbessernden Schmieröl den hochmolekularen Zusatzstoff löst, dann das Kondensations- bzw. Polymerisationsmittel hinzugibt, erwärmt und einige Zeit rührt, dann vom Kondensations- bzw. Polymerisationsmittel abtrennt, entweder durch Ab-

¹S sitzenlassen und Dekantieren oder durch Auswaschen mit Wasser. Man kann aber auch so verfahren, daß man einen Teil des Ausgangsstoffes, z.B. die Hälfte, vor dem Zusammenbringen mit dem hochmolekularen Zusatzstoff für sich teilweise polymerisiert bzw. kondensiert und dann die andere Hälfte, die den hochmolekularen Zusatzstoff gelöst enthält, hinzugibt und nun den Polymerisations- bzw. Kondensationsprozess zu Ende führt. Diese Arbeitsweise ist besonders zweckmäßig bei der Verwendung bzw. Mitverwendung von Spaltprodukten, insbesondere solchen von Hart- oder Weichparaffin oder von Petrolatum bzw. Paraffingatsch.

Man kann dann so arbeiten, daß man zu dem Spaltprodukt, z. B. von Paraffin, das Kondensations- bzw. Polymerisationsmittel, z. B. Aluminiumchlorid, hinzugibt und einige Zeit, ζ. Β. ι Stunde, rührt. Erwärmung tritt von selbst ein, da die Reaktion exotherm verläuft. Dann gibt man die Schmierölfraktion eines Mineral- oder Teeröls hinzu, in der der hochmolekulare Zusatzstoff vorher gelöst worden war, und setzt das Rühren unter Erwärmen noch einige Zeit fort. Im Falle der Verwendung von Aluminiumchlorid als Kondensationsmittel kann man auch ungereinigte, noch Asphaltstoffe enthaltende Schmierölfraktionen verwenden und so bei der Synthese zugleich die bekannte reinigende Wirkung des Aluminiumchlorids ausnutzen. In dem nach beendeter Reaktion abgesetzten Aluminiumchloridschlamm sind dann die asphaltischen Verunreinigungen des Ausgangsöles enthalten, λόιι denen es durch Dekantieren abgetrennt wird.

Den so erhaltenen, sich durch eine ganz besonders flache Temperaturviskositätskurve auszeichnenden Schmierölen können, falls er- . forderlich, noch Stockpunktserniedriger zugesetzt werden, wie sie beispielsweise nach dem Verfahren des Patents 556309 erhalten werden.

Da die Viskosität des zu verbessernden Öles durch die beanspruchten Zusätze in vielen Fällen etwas ungünstiger wird, kann man den Schmierölen noch die Viskosität erhöhende Zusätze, wie z. B. Paraffinkondensationsprodukte, natürlichen und synthetischen Kautschuk, Polystrole usw., zugeben.

Beispiel!

100 Teile einer Schmierölfraktion eines deutschen Erdöls mit der Viskosität: 14,2⁰E 38⁰; 1,80⁰E 99³; V.l. = 55 werden mit Ί° ι Teil des durch Polymerisation von Isobutylen mittels Borfluorids bei tiefer Temperatur erhaltenen Produkts versetzt. Man erhält ein öl mit der folgenden Viskosität: 24,1⁰E 38⁰; 2,39° E 99°; V. I. = 91. Wird diese Lösung erfindungsgemäß mit 2 Teilen Aluminiumchlorid unter Rühren 2 Stunden lang auf 8o° erhitzt, so erhält man ein Öl mit folgender Viskosität: iS,8°E 38⁰; 2,22⁰E 99°: V. I. = 99,3.

Beispiel 2

100 Teile eines \*on 30⁰ bis 220⁰ siedenden Spaltproduktes von Hart- bzw. We-ichparaffin werden unter Rühren mit 2 Teilen wasserfreiem Aluminiumchlorid 2 Stunden lang bei (io° behandelt. Dann fügt man 400 Teile einer ungereinigten Schmierölfraktion eines deutschen Erdöls, in der 5 Teile Isobutylenpolymerisat (s. Beispiel 1) gelöst sind, hinzu und go rührt das Ganze noch 1 Stunde lang bei 8o°. Man läßt den gebildeten Aluminiumchloridschlamm absetzen, dekantiert das Schmieröl und behandelt dieses mit 2 °/₀ Bleicherde. Xach dem Abfiltrieren der letzteren erhält man 420 Teile eines Schmieröles mit folgender Viskosität: 23,9° E 38⁰; 2,85 E 99⁰; λ'. L= 121. Arbeitet man ohne Zusatz des Isobutylenpolymerisats, so erhält man ein Schmieröl mit der Viskosität: 15,8⁰E 38⁰: 2,04⁰E 99⁰; V. I. = 95. Löst man nun in diesem Schmieröl die gleiche Menge Isobutylenpolymerisat, wie sie oben während der Kondensation zugesetzt wurde, so erhält man ein öl mit der Viskosität: 26,4° 38⁰; 2,63° E 99°; V. I. = 105.

Verwendet man an Stelle der Schmierölfraktion eines deutschen Erdöls 200 Teile der entsprechenden Fraktion eines Druckhydrierungsproduktes von Braunkohlenteer, so erhält man entsprechend den obigen Angaben Öle mit folgenden Viskositäten:

a) Isobutylenpolymerisat, mitkondensiert bzw. -polymerisiert:

23,8° E 38⁰; 2,56° E 99°; V. I. = 108, "5

b) ohne Isobutylenpolymerisatzusatz: 13,3-5° E 38°; 1..90⁰ E 99° ; V. I. = 89,3,

c) Isobutylenpolymerisat, nachträglich gelöst:

26,2° E 38°; 2,64° E 99°; V. I. = 105.

Beispiel 3

300 Teile eines von 30⁰ bis 260⁰ siedenden Spaltprodukt von Hart- bzw. Weichparaffin werden in 100 Teilen Ligroin gelöst und mit 15 Teilen Aluminiumchlorid 2 Stunden lang bei 115° gerührt. Dann werden 3 Teile'J sobutylenmerisat (wie Beispiel 1), gelöst in 100 Teilen Ligroin, zugegeben und noch ί Stunde lang bei 8o° gerührt. Durch Zugabe von Wasser werden alsdann die entstandenen Aluminiumchloriddoppelverbindungen zerstört, und man erhält nach dem Abdestillieren des Ligroins und eines geringen Vorlaufes 270 Teile eines Schmieröles mit einer Viskosität von

70,0° E 38⁰; 6,32° E 99°; V. I. = etwa 135.

Ohne Zusatz des Isobutylenpolymerisate bei der Kondensation erhält man ein Öl mit:

19,7⁰E 38⁰; 2,43° E 99°; V. I. = 113.

Löst man in diesem Öl die entsprechende Menge Isobutylenpolymerisat auf, so erhält man ein öl mit:

27,4⁰E 38⁰; 3,0⁰E 99°; V. I. = 118.

Das gemäß diesem Beispiel erhaltene Produkt ist vorzüglich geeignet, durch Zumischen zu einem minderwertigen Schmieröl dessen Temperaturviskositätskurve zu verbessern. Vermischt man beispielsweise 20 Teile dieses Produktes mit 80 Teilen eines Schmieröles mit einer Viskosität von 1,82° E bei 99⁰ und einem Viskositätsindex von 72,7, so erhält man ein öl mit 2,39° E bei 99⁰ und einem Viskositätsindex von 101,8.

Beispiel 4

100 Teile eines Gemisches von Olefinen, da-s durch Dehydratisierung des durch katalytische Druckhydrierung von Sojaöl (bei 200 at und 230⁰ in Gegenwart von Kupferchromit) gewonnenen Alkoholgemisches erhalten wurde, werden mit 6Teilen Aluminiumchlorid 2 Stunden bei 6o° gerührt. Dann werden 200 Teile eines von 50⁰ bis 300⁰ siedenden Spaltproduktes eines Gasöles, in ■ dem 3 Teile eines Isobutylenpolymerisate gelöst sind, hinzugeben und bei 8o° noch eine Stunde weitergerührt. Man erhält 140 Teile eines Schmieröles mit einer Viskosität von

56,8° E 38⁰; 5,55° E 99°; V. I. etwa 127.

Ohne Zusatz des Isobutylenpolymerisate bei der Kondensation erhält mau ein Öl mit: 5s

20,4° E 38⁰; 2,6o° E 99°; V. I. = 120,6.

Löst man in diesem öl die entsprechende Menge Isobutylenpolymerisat auf, so erhält man ein Öl mit

29,5° E 38⁰; 3,27° E 99°; V. I. = 121,9.
Beispiel 5

100 Teile eines Olefingemisches, welches durch Abspaltung von Chlorwasserstoff aus chloriertem Paraffin erhalten wird, werden mit 8 Teilen Aluminiumchlorid bei 30⁰ 2 Stunden gerührt. Dann werden 400 Teile einer ungereinigten Schmierölfraktion eines deutschen Erdöls, in der 5 Teile Isobutylenpolymerisat gelöst sind, hinzugefügt und noch 2 Stunden bei 35° weitergerührt. Man läßt den gebildeten Aluminiumchloridkohlenwasserstoffschlamm absetzen, filtriert über Bleicherde und destilliert eine geringe Menge Vorlauf ab. Man erhält als Rückstand ein Öl mit der Viskosität

24,8 E° bei 38⁰, 2,62 E° bei 99⁰, V. I. =116.

Ohne Zusatz von Isobutylenpolymerisat erhält man ein Öl:

i6,5° E bei 3S⁰, 2,11° E bei 99°, V. I. = iti.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung hochwertiger Schmieröle aus Mineral- und Teerölen, Kohlehydrierungsprodukten, Spalt- und Druckhydrierungsprodukten 'der Mine* ral- und Teeröle und der fetten Öle sowie deren Extraktions- und Destillationsprodukten, dadurch gekennzeichnet, daß man diese mit den durch Polymerisation von Isobutylen erhaltenen polymer-homologen, vorzugsweise hochpolymer-homologen Kohlenwasserstoffen versetzt und die erhaltenen Lösungen einer Behandlung mit kondensierend bzw. polymerisierend wirkenden Mitteln unterwirft.

2. Weitere Ausbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausgangsstoffe oder einen Teil davon vor dem Zusammenbringen mit den polymer-homölogen Kohlenwasserstoffen für sich teilweise pol)'-merisiert bzw. kondensiert.