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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Rückgewinnung
von Öl
und Sulfonaten aus Filtrationsrückständen.
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Öllösliche Sulfonate
von Erdalkalimetallen werden verbreitet als Detergenzadditive für Schmieröle verwendet.
Man erhält
sie durch Sulfonieren von Kohlenwasserstoffgemischen mit einem hohen
Gehalt an aromatischen Alkylkohlenwasser- stoffen, die durch eine
an den aromatischen Ring gebundene lange, laterale Alkylkette gekennzeichnet
sind.
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Das Kohlenwasserstoffgemisch kann
synthetischen Ursprungs sein (und daher aus aromatischen Alkylkohlenwasserstoffen
bestehen, die durch die Alkylierung von Benzol mit einem Polymer
von Propylen erzeugt werden). Es kann auch von schweren Raffineriedestillaten
abgeleitet sein, die durch einen hohen Gehalt an aromatischem Alkylkohlenwasserstoff
gekennzeichnet sind. Typische, schwere Raffineriedestillate, die
sich für
diesen Zweck eignen, haben ein gewichtsmittleres Molekulargewicht
von etwa 480.
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Was synthetische Produkte angeht,
so können
diese manchmal ein niedrigeres Molekulargewicht haben, aber das
gewichtsmittlere Molekulargewicht ist höher als 400.
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Die im Sulfonierungsverfahren erzeugten
Sulfonsäuren
werden dann in Sulfonate von Erdalkalimetallen umgewandelt.
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Die Umwandlung von Sulfonsäuren zu
Sulfonaten von Erdalkalimetallen kann durch direkte Neutralisierung
mit einer basischen Verbindung von Erdalkalimetall, wie einem Hydroxid,
Oxid oder Carbonat, erfolgen. Diese Umwandlung kann auch durch die
Neutralisierung von Sulfonsäuren
mit einem Hydroxid eines Alkalimetalls durchgeführt werden. Das auf diese Weise
hergestellte Alkalimetallsulfonat wird dann durch Metathese mit
einer Verbindung von Erdalkalimetall, wie einem Hydroxid, Oxid,
Carbonat oder Chlorid zu Sulfonat von Erdalkalimetall umgewandelt.
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Die Sulfonate können neutrale Salze sein, die
durch die Reaktion von Sulfonsäuren
mit der für
die Neutralisierung von Säuren
erforderlichen, stöchiometrischen
Menge erhalten werden, oder sie können überbasisch sein.
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Überbasische
Sulfonate können
durch den Kontakt von Sulfonsäuren
(oder Salzen der Alkalimetalle der vorstehenden Säuren) mit
einem auf den stöchiometrischen
Wert bezogenen Überschuss
einer basischen Verbindung eines Erdalkalimetalls hergestellt werden.
Das Verfahren besteht aus dem Mischen der Sulfonsäure (oder
von deren Alkalimetallsalz) mit einem Überschuss einer basischen Erdalkaliverbindung, üblicherweise in
Gegenwart eines Kohlenwasserstofflösungsmittels, und Einleiten
von gasförmigem
Kohlendioxid in das Gemisch. Üblicherweise
wird ein Alkohol dazu verwendet, die Herstellung von überbasischem
Sulfonat zu beschleunigen.
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Das Verfahren, auf das sich die Erfindung
bezieht, ist Experten auf diesem Gebiet bekannt, siehe beispielsweise "Procédé de suralcalinisation
d'additifs détergents; "Rôle des promoteurs et determination
du régime
de la réaction
de surbasage", R.
Gallo und F. Jacquet, "Revue
de l'Institut Français du
Petrol", Band 476, No.
2, März–April 1991.
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Der letzte Schritt des Produktionsverfahrens
für neutrale
oder überbasische
Sulfonate ist die Trennung der erwünschten Produkte von den Nebenprodukten,
insbesondere nicht umgesetzten Verbindungen von Erdalkalimetallen
und Ablagerungen. Wichtig ist, dass das Detergenzadditiv eine kolloidale
Struktur mit ausreichend kleinen Teilchenabmessungen (üblicherweise < 0,1 μm) hat, damit
es für
sichtbares Licht durchlässig ist
(siehe US-A-3,155,617) und leicht durch die üblichen Filtervorrichtungen
filtriert werden kann. Tatsächlich kann
es dann, wenn Teilchen von nicht umgesetztem alkalischem oder erdalkalischem
Material im Additiv vorliegen oder wenn in der Synthesephase nahezu
unlösliche,
kolloidale Strukturen mit großen
Abmessungen geschaffen wurden, ohne einen geeigneten Schritt, in
dem Flüssigkeit
und Feststoff getrennt werden, bei Verwendung des Schmieröls zu Abrieb
und Dekantieren kommen.
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Der Reinigungsschritt kann vor oder
nach der Entfernung der Reaktionslösungsmittel durchgeführt werden.
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Wie sich zeigt, besteht das Endadditiv
aus einem Gemisch von Sulfonat (überbasisch),
das gebildet wurde, und aus der Schmierbase, die während des
Verfahrens zugesetzt wurde, um die Viskosität zu senken. Bei überbasischen
Additiven hängt
die durch die TBN nach dem in WO 97/46443 beschriebenen Verfahren gemessene
Basizitätsreserve
nicht nur von den Verhältnissen
zwischen den Reagenzien, sondern auch von der Verdünnung mit
der Schmierbase ab.
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Der Reinigungsschritt für das auf
Sulfonaten basierende Additiv besteht üblicherweise aus einer Filtration
mit Hilfsstoffen. Das Material, das entfernt werden soll, besteht
normalerweise aus dem nicht umgesetzten, basischen Oxid oder Hydroxid;
Verunreinigungen des Ausgangsoxids oder -hydroxids, die aus Carbonaten
des Metalls selbst oder Oxiden bzw. Hydroxiden anderer Metalle bestehen;
Sulfonaten, die aus der Neutralisation der ggfs. in Sulfonsäuren vorhandenen
Schwefelsäure
stammen; während
der Reaktion gebildeten, kristallinen Carbonaten; während der
Reaktion gebildeten, instabilen Micellen von Sulfonat (Ablagerungen), die
sich wegen der beträchtlichen
Abmessungen des Carbonatkerns und/oder einer unzureichenden Beschichtung
damit auf dem Teil des auf Sulfonat basierenden, oberflächenaktiven
Mittels als in Öl
unlöslich
erweisen.
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Der Gehalt an "Ablagerungen" in dem Produkt, das filtriert werden
soll, schwankt je nach dem Syntheseverfahren, den verwendeten Rohmaterialien
und dem erforderlichen Grad der Überbasizität, und es
ist hauptsächlich
diese Verunreinigung, die die Filtrationsgeschwindigkeit und die
Menge der zu verwendenden Filtrierhilfe bestimmt. US-A-3,537,996
identifiziert "erhebliche
Mengen an Feststoffen, die überwiegend
aus kolloidalen Teilchen von Calciumcarbonat mit großen Abmessungen
bestehen und im öligen
Medium nicht dispergierbar sind (Ablagerungen)" als Hauptverunreinigungen, die durch
Filtration beseitigt werden sollen. US-A-3,155,616 beschreibt, wie
einige Verfahren zur Herstellung kolloidaler Dispersionen von Calciumcarbonat,
in denen Sulfonate verwendet werden, durch die Gegenwart von Materialien
erschwert werden, die dazu neigen, bei Kontakt mit den heißen Oberflächen der
Verfahrensanlagen an Qualität
einzubüßen, und
Agglomerate aus Teilchen mit großen Abmessungen bilden, die
im Endschmierprodukt nicht toleriert werden und aufgrund der Tatsache,
dass sie im Wesentlichen nicht filtrierbar sind, nur unter großen Schwierigkeiten
entfernt werden können.
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Bei der Reinigung von Flüssigkeit-Feststoff
durch Filtration identifiziert US-A-3,537,996 amorphe, kieselsäurehaltige
Diatomeenerde als geeignetes Hilfsmittel, und zwar sowohl zur Ausbildung
der Vorbeschichtung auf der Filtrationsoberfläche als auch zur Zugabe zu
dem zu reinigenden Produkt, und nennt eine Menge von 1 bis 15% in
dem zu reinigenden Produkt angemessen. US-A-3,155,617 nennt Diatomeenerde
ebenfalls als geeignetes Hilfsmittel und führt bekannte, handelsübliche Typen,
wie Filter-Cel, Hy-Flo, Super-Cel und Dicalite, auf.
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Während
des Filtrationsverfahrens mit Hilfsmitteln entsteht ein Filtrationsrückstand,
der die im Reaktionsprodukt vorhandenen Verunreinigungen, die Filtrierhilfe
und das Detergenzadditiv enthält.
Insbesondere der Gehalt des Additivs im Rückstand ist sehr hoch und mit
dem des Hilfsstoffs vergleichbar.
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Die durch die vorstehend beschriebenen
Verfahren erhaltenen Filtrationsrückstände sollten als unerwünschte Nebenprodukte
des Sulfonierungsverfahrens ausgeschieden werden. Dadurch gehen Öl und Sulfonat
verloren. Ein noch wichtigerer Faktor ist außerdem, dass diese Filtrationsrückstände als
möglicherweise gefährliche
Materialien eingestuft werden, so dass bei der Entsorgung offenkundige
Probleme auftreten.
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Daher hält man es für notwendig, das Reinigungsverfahren
des Sulfonats zu verbessern und damit die Entsorgung dieser Rückstände zu vermeiden.
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Um dieses Problem zu lösen, wird
in US-A-4,614,597 der Filtrationsrückstand mit einer aus Phosphorsäure und
Schwefelsäure
ausgewählten
Säure behandelt,
bis ein pH von 2 bis 7 erreicht ist, und das auf diese Weise erhaltene
Gemisch auf einer Temperatur von mehr als 65,6°C (150°F) gehalten. Man lässt das
heiße Gemisch
im Wesentlichen ruhen, bis sich die beiden Phasen trennen, wobei
die obere Phase Öl
und das Sulfonat und die untere Phase die Filtrierhilfe und die
Säure enthält.
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US-A-4,501,670 beschreibt andererseits
ein Verfahren, bei dem die Filtrationsrückstände mit heißen, wässrigen Lösungen von Materialien gemischt
werden, die aus Hydroxiden von Alkalimetallen, Salzen von Alkalimetallen
von Säuren
mit Ionisierungskonstanten von weniger als 1,5·10–4 und
entsprechenden Gemischen ausgewählt
werden. Nach Abschluss der Trennung bei Temperaturen von mehr als
71,1°C (160°F) werden zwei
Phasen abgetrennt, die zurückgewonnen
werden.
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Beide Verfahren des Standes der Technik
verringern oder beseitigen das Gefahrenpotential dieses Rückstands,
haben jedoch den Nachteil, dass daran anschließende Wasch- und Neutralisierungsverfahren
erforderlich sind. Außerdem
gestatten es diese Phasen nicht, dass die Ausgangsadditive zurückgewonnen
werden, sondern vielmehr ein Zwischenprodukt, das zurückgeführt werden
muss, z.B. im Fall von US-A-4,614,597 Sulfonsäure, die zum Sulfonatsyntheseverfahren
zurückgeführt werden
muss oder im Fall von US-A-4,501,670 Natriumsulfonat, das wieder
zu Calciumsulfonat umgewandelt wird. Dadurch wird das Verfahren
weniger wirtschaftlich.
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Außerdem erfolgt die Trennung
der öligen
Phase, die das zurückgewonnene
Zwischenprodukt enthält, von
der die Filtrierhilfe enthaltenden, wässrigen Phase durch Dekantieren.
Dabei können
sich stabile Emulsionen bilden, die die Betriebszeiten negativ beeinflussen
können.
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Jetzt wurde ein Verfahren gefunden,
das die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht mehr aufweist.
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Demgemäß betrifft die Erfindung ein
Verfahren zur Behandlung von Filtrations- rückständen, erhalten durch die Filtration
von Ölen,
enthaltend Erdalkalimetallsulfonate, wobei die obige Filtration
in Anwesenheit von Filtrierhilfen durchgeführt wird, die im Wesentlichen
aus siliciumhaltigen Materialien, vorzugsweise Diatomeenerde, bestehen,
welches umfasst:
- a) Verdünnen der Filtrationsrückstände mit
einem aliphatischen C4–C8-Kohlenwasserstoff,
vorzugsweise Hexan, und Zusetzen einer weiteren Filtrierhilfe, wodurch
eine Suspension der Rückstände und
der Filtrierhilfe in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff erhalten
wird;
- b) Filtrieren der Suspension aus Schritt a), wodurch ein im
Wesentlichen aus Filtrierhilfe mit einem Minimalgehalt an Sulfonat
bestehender Feststoff und eine trübe C4–C8-Kohlenwasserstofflösung i) erhalten wird;
- c) Zentrifugieren der trüben
Kohlenwasserstofflösung
(i), wodurch ein Feststoff und eine gereinigte Kohlenwasserstofflösung (ii)
erhalten wird;
- d) Behandeln der gereinigten Kohlenwasserstofflösung (ii)
mit Mitteln, die sich zum Eliminieren der C4–C8-Kohlenwasserstoffe eignen, wodurch das
Erdalkalimetallsulfonat zurückgewonnen
wird.
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Der Filtrationsrückstand, der anschließend dem
erfindungsgemäßen Verfahren
unterzogen wird, besteht im Wesentlichen zu etwa 50% aus Öl, Sulfonat
und Reaktionsrückständen und
zu den verbleibenden 50% aus der Filtrierhilfe.
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In Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der vorstehende Rückstand
mit einer Menge an Kohlenwasserstoffen behandelt, die aus solchen
im Bereich von C4 bis C8 ausgewählt werden,
vorzugsweise n-Hexan, und einer Filtrierhilfe vom Siliciumtyp, vorzugsweise
mit Diatomeenerde. Das Gewichtsverhältnis zwischen den C4–C8-Kohlenwasserstoffen und dem Rückstand
spielt für
das erfindungsgemäße Verfahren
keine entscheidende Rolle. In der bevorzugten Ausführungsform
liegt das Gewichtsverhältnis
von Rückstand
zu C4–C8-Kohlenwasser- stoffen jedoch im Bereich
von 1 : 0,5 bis 1 : 20, vorzugsweise 1 : 1 bis 1 : 10 und stärker bevorzugt
1 : 2 bis 1 : 5.
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Was die Menge der zugesetzten Filtrierhilfe
angeht, liegt das Gewichtsverhältnis
zwischen dem Rückstand
und der Filtrierhilfe im Bereich von 1 : 0,2 bis 1 : 5, stärker bevorzugt
1 : 0,4 bis 1 : 3, stärker
bevorzugt 1 : 0,6 bis 1 : 1,5.
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Die drei Komponenten (Rückstand,
Kohlenwasserstoffe, Filtrierhilfe) werden vorzugsweise bei einer Temperatur
im Bereich von 15 bis 40C° ausreichend
lange gemischt, um einen guten Kontakt zwischen den verschiedenen
Komponenten herzustellen. Wenn man geeignete Rührelemente verwendet, reichen
einige Minuten üblicherweise
aus.
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Schritt b) besteht aus der Filtration
der Suspension von Schritt a). Zu diesem Zweck können Filtrationsvorrichtungen
verwendet werden, die Fachleuten bekannt sind. Die Verwendung von
Filtrierpressen ist besonders effektiv. Durch die Filtration entsteht
ein trübes
Kohlenwasserstofffiltrat (i) und die Filtrierhilfe, bei der sich
zeigt, dass sie einen minimalen Sulfonatgehalt hat.
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Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht aus der Zentrifugierung der trüben Kohlenwasserstofflösung (i),
wobei die Zentrifugierung unter Einsatz handelsüblicher Zentrifugen (Labor,
Pilotanlage, Industrie) erfolgt. Wenn man im industriellen Maßstab arbeitet,
kann eine Tellerzentrifuge in der selbstreinigenden Version mit
einer Öffnungsschale
für den
Austrag der akkumulierten Feststoffe, oder eine Tellerzentrifuge mit
kontinuierlichem Feststoffaustrag verwendet werden.
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Durch diesen Schritt wird ein Feststoff
und eine gereinigte Kohlenwasserstofflösung (ii) erzeugt.
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Der vorstehende Feststoff besteht überwiegend
aus organischem Material mit einer Micellenstruktur, die in einem
paraffinischen Umfeld (Ablagerung) nicht öllöslich ist. Ein Teil des Feststoffs
besteht dagegen aus anorganischem Material verschiedenen Ursprungs,
das sehr fein ist und im Filtrationsschritt b) nicht zurückgehalten
wird.
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Der anorganische Anteil besteht überwiegend
aus a) teilweise sehr feinem, anor- ganischem Material, das durch
die Filtration nicht zurückgehalten
wird und sich von Filtrierhilfen (z.B. Silicium- und Titandioxid)
ableitet; b) teilweise aus nicht umgewandelten Reagenzien (z.B.
Calciumhydroxid); c) teilweise aus Verunreinigungen der Ausgangsrohmaterialien;
d) teilweise aus nicht kolloidalem Material, das sich während der
Synthese bildet (z.B. Calciumcarbonat).
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Der letzte Schritt dieses Verfahrens
(Schritt d)) besteht aus der Entfernung des Kohlenwasserstofflösungsmittels
aus der gereinigten Kohlenwasserstofflösung (ii). Dieser Schritt kann
nach bekannten Techniken durchgeführt werden, z.B. Destillation
bei atmosphärischem
oder verringertem Druck. Wie im experimentellen Teil außerdem gezeigt
wird, ermöglicht
dieser Schritt die Rückgewinnung
eines sulfonierten Produkts, das dem Reaktionsprodukt gleichwertig
ist.
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Die folgenden Beispiele sollen die
Erfindung näher
veranschaulichen.
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Die Vergleichsbeispiele zeigen, das
eine einfache Behandlung, die aus a) Verdünnen des Rückstands mit Hexan in Gegenwart
einer anderen Filtrierhilfe und b) die Filtration der auf diese
Weise erhaltenen Suspension nicht ausreichend ist.
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Vergleichsbeispiel 1
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In diesem Beispiel wird ein Filtrationsrückstand
verwendet, der aus einer Industrieanlage für die Herstellung von überbasischem
Sulfonat mit TBN 300 stammt, für
das man als Ausgangsmaterial synthetische Sulfonsäuren und
Calciumhydro- xid verwendet. Die Filtration wird nach Entfernung
der Lösungsmittel
durch Zu- gabe von 100 Teilen des zu reinigenden Produkts und 3
Gewichtsteilen des kieselsäurehaltigen
Hilfsstoffs durchgeführt.
Eine Vorbeschichtung aus dem Hilfsstoff lagert sich auf der filtrierenden
Oberfläche
ab, und am Ende des Vorgangs wird der mit Produkt und Ablagerungen
imprägnierte
Rückstand
durch Zentrifugalkraft automatisch ausgetragen; durchschnittlich
bestehen 50 Gew.-% des Rückstands
aus Additiv. Der vorstehende Rückstand
(200 g) wird bei Raumtemperatur (20 bis 22°C) in einem zylindrischen 1500-ml-Behälter, der
mit einer Rührvorrichtung
mit einer Flachschaufelturbine ausgerüstet ist, 10 Minuten mit n-Hexan
(800 g) gerührt. Dann
werden 200 g Diatomeenerde zugegeben und das Gemisch weitere 15
Minuten gerührt.
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Filtriert wird die auf diese Weise
erhaltene Suspension auf einem Bombenfilter, auf den ein Tuch gelegt wurde.
Daran schließt
sich eine Vorbeschichtung mit Filtrierhilfe durch Perkolation einer
Aufschlämmung
aus 30 g Diatomeenerde in 150 ml Hexan an. Die Filtration wird bei
einem Differentialdruck von 1 Bar durchgeführt. Dadurch erhält man ein
trübes,
gelb gefärbtes
Hexanfiltrat und einen Rückstand
von etwa 7 cm. Das Hexanfiltrat hat einen durch Zentrifugieren unmittelbar
nach der Filtration bestimmten Gehalt an Ablagerungen im Bereich
von 0,5 bis 0,6 Vol.-%. Das durch Destillation aus der Hexanlösung zurückgewonnene
Additiv hat einen nach den Vorschriften von ASTM D2273 bestimmten
Gehalt an anfänglichen
Ablagerungen von 4 Vol.-%, während
die für
normale Produktionsprodukte zulässige
Grenze bei 0,1 Vol.-% liegt. Wie Experten auf diesem Fachgebiet
bekannt ist, macht der hohe Gehalt an Ablagerungen das zurückgewonnene
Additiv ungeeignet für die
Verwendung in Schmierölen.
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Die Ausbeute an Sulfonat (auf der
Basis des prozentualen Gewichts des in die Hexanlösung geleiteten und
anschließend
durch Destillation des Lösungsmittels
zurückgewonnenen
Sulfonats, bezogen auf das Gewicht des industriellen Rückstands)
beträgt
38%. Da der Additivgehalt des behandelten, industriellen Rückstands
etwa 50 Gew.-% beträgt,
beträgt
die Ausbeute an Sulfonat, bezogen auf den theoretischen Wert, etwa 76%.
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Vergleichsbeispiel 2
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N-Hexan (800 g) und anschließend Diatomeenerde
(70 g) werden dem gleichen Rückstand
zugesetzt wie in Vergleichsbeispiel 1 (200 g). Nach dem Rühren wird
das Gemisch mit dem gleichen Verfahren, wie in Vergleichsbeispiel
1 beschrieben, filtriert. Diese Vorgänge, bei denen 70 g Diatomeenerde
anstelle der 200 g von Vergleichsbeispiel 1 zugesetzt werden, werden
zehnmal wiederholt, wobei die in den Filtrationen abgetrennten Feststoffe
und die filtrierten Hexanlösungen
langsam akkumulieren. Eine Probe der Gesamthexanlösung, die
zur Entfernung des Hexans einer Destillation unterzogen wird, lieferte
ein Additiv mit einem Anfangsgehalt an Ablagerungen von 4 Vol.-%.
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Wie in Vergleichsbeispiel 1 zeigt
dieses Ergebnis, dass bei Verwendung eines flüchtigen, paraffinischen Lösungsmittels
mit Extraktion und Filtration allein kein Additiv mit einer der
bei normaler Herstellung erreichten, vergleichbaren Qualität hergestellt
werden kann.
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Vergleichsbeispiel 3
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N-Hexan (800 g) und Diatomeenerde
(70 g) werden einem Rückstand
zugesetzt, der aus einem anderen Durchlauf der gleichen Industrieanlage
kommt wie in Vergleichsbeispiel 1 (300 g).
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Die Suspension wird mit dem gleichen
Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 1 filtriert. Diese Vorgänge wurden
zehnmal wiederholt, wobei die bei der Filtration abgetrennten Feststoffe
und die filtrierten Hexanlösungen
langsam akkumulierten. Auch in diesem Fall ergab eine Probe der
Gesamthexanlösung
nach Entfernung des Lösungsmittels
ein Additiv mit einem hohen Anfangsgehalt an Ablagerungen von 6
Vol.-%.
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Erwägungen bezüglich der Vergleichsbeispiele
1 bis 3
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Die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 zeigen
deutlich, dass das Verfahren, das die Zugabe von n-Hexan und Filtrierhilfe
sowie eine daran anschließende
Filtrierung umfasst, nicht zufriedenstellend ist. Tatsächlich hat
das Sulfonat einen inakzeptablen Gehalt an Ablagerungen.
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Beispiel 4
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Die nach der in Vergleichsbeispiel
2 beschriebenen Filtration erhaltene Hexanlösung wird mit einer Alfa-Laval-Pilotzentrifuge,
Modell LAB 102 B25, zentrifugiert (Fließgeschwindigkeit 1,8 l/min).
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Die Pilotanlage besteht aus einem
zylindrischen Reaktor, der mit einem Rührwerk ausgerüstet ist.
Aus diesem wird die LAB-102-B25-Zentrifuge bei Raumtemperatur durch
Schwerkraft gespeist. Die Strömungsgeschwindigkeit
der Einspeisung wird durch Beobachtungen der Verschiebungszeiten
der Volumen gesteuert. Diese Steuerung der volumetrischen Fließgeschwindigkeit
ist wichtig, um den Zusammenhang mit der Fließgeschwindigkeit der Beschickung
und der Qualität
des gewonnenen Produkts herzustellen. Aus diesem Versuchsbericht
und der Kenntnis des Maßstabsfaktors
zwischen der Pilotzentrifuge und einer handelsüblichen Zentrifuge kann man
die Qualität
des industriellen Produkts schätzen.
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Das Lösungsmittel wird durch Erwärmen auf
130°C und
100 mBar Restdruck über
eine Stunde aus der zentrifugierten Hexanlösung entfernt.
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Das nach dem Zentrifugieren zurückgewonnene
Sulfonat wird nach den gleichen Verfahren wie handelsübliches
Sulfonat charakterisiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
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Beispiel 5
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Die nach der in Vergleichsbeispiel
3 beschriebenen Filtration erhaltene Hexanlösung wird mit einer Alfa-Laval-Pilotzentrifuge,
Modell LAB 102 B25, zentrifugiert (Fließgeschwindigkeit 3 l/min).
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Das Lösungsmittel wird durch Erwärmen auf
130°C und
100 mBar Restdruck über
eine Stunde aus der zentrifugierten Hexanlösung entfernt.
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Das nach dem Zentrifugieren zurückgewonnene
Sulfonat wird nach den gleichen Verfahren wie handelsübliches
Sulfonat charakterisiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle
1
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Bemerkungen zu den Daten
in Tabelle 1 bezüglich
Beispiel 4 und 5
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Die Daten von Tabelle 1 bezüglich Beispiel
4 und 5 zeigen deutlich, dass die nach dem Zentrifugieren zurückgewonnenen
Sulfonate aus den Filtrationsrückständen verschiedener
industrieller Durchläufe
den Spezifikationen des Handelsproduktes entsprechen. Darüber hinaus
haben die zurückgewonnenen
Sulfonate einen wesentlich geringeren Trübungswert als das Hauptsulfonat
und riechen nicht schlecht.
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Die entsprechenden I.R.-Spektren
bestätigen,
dass die drei Produkte gleich sind.
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Beispiel 6
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Es wurden an den in Vergleichsbeispiel
3 durch Filtration abgetrennten Feststoffen, dem im gleichen Beispiel
behandelten, industriellen Rückstand,
der als Filtrierhilfe verwendeten Diatomeenerde, den während der
Behandlung in der LAB-102-B25-Zentrifuge
zurückbleibenden
Ablagerungen wie in Beispiel 5 beschrieben und der in Vergleichsbeispiel
3 erzeugten Hexanlösung
Analysen vorgenommen.
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Die Ergebnisse der Elementaranalyse
sind in Tabelle 2 angegeben. Sämtliche
quantitativen Messungen wurden doppelt vorgenommen, um die Messabweichungen
zu bewerten. Die qualitative und quantitative Elementaranalyse der
Schwermetalle wurde nach der Mineralisierung mit Säure mit
einem Thermo-Optek-IRI-simultan-induktiven
Plasmaemissionsspektrometer (ICP) vorgenommen. Tabelle
2
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Die Daten von Tabelle 2 zeigen, wie
die erfindungsgemäßen Schritte
a) und b) die den Erhalt eines nach der Filtration zurückgewonnenen
Materials mit einem um 2,85 geringeren Schwefelgehalt als im ursprünglichen
industriellen Rückstand
ermöglichen.
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Die gleichen Proben von Tabelle 2
wurden mit Infrarot unter Verwendung eines FTIR-Bruker-Equinox-55-Spektrometers
und ATR(Attenuated Total Reflection = abgeschwächte Gesamtreflexion)-Specac-Golden-Gate-Zubehör analysiert.
Die Spektren sind das Ergebnis der Summe von 128 Scans mit einer
Auflösung, die
4 cm–1 entspricht.
Diese Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Unter anderem wurden die
aliphatischen C-H-Streckbanden (CH, CH2,
CH3) bei 3000 bis 2700 cm–1 und
die Si-O-Streckbande bei 1068 cm–1 berücksichtigt.
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Die Verwendung der ATR-Technik erlaubt
keine Normalisierung der Spektren bezüglich einer Standardmenge der
Probe. Folglich liegen die Ergebnisse von Tabelle 3 in Form des
Verhältnisses
zwischen der Fläche
aliphatischer Kohlenwasserstoffe und der Fläche von SiO
2 vor,
wobei dieses Verhältnis
die Konzentration von Kohlenwasserstoffen im Siliciumhilfsstoff
anzeigt. Tabelle
3
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In Tabelle 3 kann man beobachten,
wie durch die Behandlung des industriellen Rückstands in den Schritten a)
und b) des erfindungsgemäßen Verfahrens
das indikative Verhältnis
der Kohlenwasserstoffkonzentration in den in Schritt b) zurückgewonnenen
Feststoffen, bezogen auf den ursprünglichen, industriellen Rückstand
um das 2,4-fache verringert werden kann.
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Die Ergebnisse von Tabelle 1 bis
3 zeigen, wie das erfindungsgemäße Verfahren
die Rückgewinnung eines
Additivs mit einer der normalen Produktion vergleich- baren Qualität aus Filtrationsrückständen möglich macht
und dabei gleichzeitig den Gehalt an Schwefel und Kohlenwasserstoffen
in den zu entsorgenden Feststoffen verringert.
