DE867845C

DE867845C - Process for the production of lubricants

Info

Publication number: DE867845C
Application number: DEB7359D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Bueren; Friedrich Dr Christmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1938-08-25
Filing date: 1938-08-25
Publication date: 1953-02-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Schmiermitteln Es ist bekannt, daB man Schmiermittel erhält, wenn man Olefine allein oder zusammen mit'anderen reaktionsfähigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen, wie z. B. Fraktionen von Mineral- oder Teerölen oder von Druckhydrierungsprodukten, oder cyclischen Verbindungen, insbesondere aromatischen Kolilenwasserstoffen oder ihren Derivaten, wie z. B. Phenolen oder Aryläthern, oder heterocyclischen Verbindungen, wie z. B. Carbazol, einer polymerisierenden oder kondensierenden Behandlung mit polymerisierend wirkenden anorganischen Halogeniden, vorzugsweise Aluminiumchlorid oder Borfluorid, oder deren Anlagerungsverbindungen mit Äthern, Alkoholen, Säuren oder Salzen unterwirft.Process for the preparation of lubricants It is known that one Lubricants are obtained when olefins are used alone or together with other reactive olefins Hydrocarbons or hydrocarbon mixtures, such as. B. Fractions of mineral or tar oils or pressure hydrogenation products, or cyclic compounds, in particular aromatic Kolilenwasserstoffen or their derivatives, such as. B. phenols or aryl ethers, or heterocyclic compounds, such as. B. Carbazole, a polymerizing or condensing treatment with polymerizing inorganic halides, preferably aluminum chloride or boron fluoride, or their addition compounds subjugated with ethers, alcohols, acids or salts.

Für dieses Verfahren eignen sich sowohl gasförmige Olefine, wie Äthylen, Propylen oder Butylen, als auch höhermolekulare Olefine, die z. B. durch Spaltung oder Dehydrierung aus höhermolekularen Kohlenwasserstoffen, insbesondere aus Mineralöl- oder Teerölfraktionen oder aus Kohlenwasserstoffgemischen, die durch Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserstoff, gegebenenfalls unter Druck, erhalten wurden, oder aus Hart- oder Weichparaffinen, Paraffingatsch, Ceresin, Ozokerit oder Vaseline oder auch aus hochmolekularen Alkoholen oder Säuren oder deren Estern, wie Oleylalkohol; Cerylalkohol, Cerotinsäure; Stearinsäure, Montanwachs, Bienenwachs, Fetten oder Tran, gewonnen sein können.Both gaseous olefins such as ethylene, Propylene or butylene, as well as higher molecular weight olefins, the z. B. by division or dehydrogenation from higher molecular weight hydrocarbons, especially from mineral oil or tar oil fractions or from hydrocarbon mixtures obtained by reacting Carbon oxide with hydrogen, optionally under pressure, were obtained, or from Hard or soft paraffins, slack paraffin, ceresin, ozokerite or petroleum jelly or also from high molecular weight Alcohols or acids or their esters, such as oleyl alcohol; Ceryl alcohol, cerotic acid; Stearic acid, montan wax, beeswax, Fats or oil can be obtained.

Es ist auch bekannt, daß man besonders wertvolle Schmiermittel erhält, wenn man Schmierölen polymerhomologe Verbindungen, insbesondere solche von hohem. Molekulargewicht, wie z. B. Polyisobutylen, Polystyrol oder Polyinden, zusetzt oder Stoffe, die durch eine Kondensation mittels der oben angegebenen Mittel in Schmieröle übergeführt werden können; mit solchen polymerhomologen Verbindungen vermischt und dann einer Behandlung mit Kondensationsmitteln unterwirft.It is also known that particularly valuable lubricants are obtained when considering lubricating oils polymer-homologous compounds, especially those of high. Molecular weight, such as B. polyisobutylene, polystyrene or polyindene added or Substances that result from condensation in lubricating oils by means of the above-mentioned agents can be transferred; mixed with such polymer homologous compounds and then subjected to treatment with condensing agents.

`Solche polymerhomologen Verbindungen von hohem Molekulargewicht, die aromatische Gruppen enthalten, wie z. B. Polystyrol, haben aber den Nachteil, daß sie in Schmierölen in der Regel schwer löslich sind und, wenn man sie durch Kondensation in das Schmieröl hineinzuarbeiten versucht, mindestens teilweise Reaktionsprodukte bilden, die unlöslich sind.`Such polymer homologous compounds of high molecular weight, containing aromatic groups, such as. B. polystyrene, but have the disadvantage that they are usually sparingly soluble in lubricating oils and, if you pass them through Condensation tries to work into the lubricating oil, at least partially reaction products that are insoluble.

Es wurde nun gefunden, daß man sehr hochwertige Schmiermittel durch Behandlung von Olefinen allein oder zusammen mit anderen reaktionsfähigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen oder cyclischen Verbindungen mit polymerisierend wirkenden anorganischen Halogeniden oder deren Additionsverbindungen unter Zusatz von bis zu 5 °/o, zweckmäßig zwischen o,2 und 2 °/o, solcher aromatische Grüppen enthaltenden Stoffe, die ein Molekulargewicht von über 2ooo, zweckmäßig über 5000, haben, dann erhält, wenn man die hochmolekularen Zusatzstoffe gelöst in Schwefelkohlenstoff zu den Ausgangsstoffen zugibt und die Behandlung in Gegenwart dieses Lösungsmittels bei Temperaturen oberhalb o°, zweckmäßig oberhalb zo°, durchführt, wobei aber die Temperatur- und Druckbedingungen so gewählt werden, daß der Schwefelkohlenstoff während der Reaktion in flüssigem Zustand bleibt. Bei Temperaturen bis zum Siedepunkt des Schwefelkohlenstoffs kann man also unter gewöhnlichem oder erhöhtem Druck arbeiten. Will man höhere Arbeitstemperaturen anwenden, so muß man entsprechend erhöhten Druck anwenden. Die obere Temperaturgrenze ist durch die kritische Temperatur des Schwefelkohlenstoffs gegeben: Das Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn man als polymerisierend wirkenden Katalysator Aluminiumchlorid benutzt.It has now been found that very high quality lubricants can be obtained by treating olefins alone or together with other reactive hydrocarbons or hydrocarbon mixtures or cyclic compounds with polymerizing inorganic halides or their addition compounds with the addition of up to 5%, advantageously between 0.2 and 2% of those substances containing aromatic groups which have a molecular weight of over 2,000, suitably over 5,000, are obtained when the high molecular weight additives are added to the starting materials in solution in carbon disulfide and the treatment is carried out in the presence of this solvent at temperatures above o °, advantageously above zo °, but the temperature and pressure conditions are chosen so that the carbon disulfide remains in the liquid state during the reaction. At temperatures up to the boiling point of carbon disulfide, you can work under normal or increased pressure. If you want to use higher working temperatures, you have to use a correspondingly increased pressure. The upper temperature limit is given by the critical temperature of the carbon disulfide: The process is particularly advantageous if aluminum chloride is used as the polymerizing catalyst.

Als aromatische Gruppen enthaltende Zusatzstoffe mit einem Molekulargewicht über 2ooo eignen sich insbesondere die Polymeren des Styrols, der Alkylstyrole, des Indens und Cumarons, ferner hochmolekulare Kondensationsprodukte von Olefindihalogerüden mit aromatischen Verbindungen, z. B. solche von Äthylenchlorid mit Benzol, Naphthalin oder Anfihracen, weiterhin harzartige Kondensationsprodukte aus Phenolen und Aldehyden oder aus Naphthalin und Aldehyden, ferner die aus Phthalsäure und mehrwertigen Alkoholen allein oder zusammen mit anderen Säuren erhältlichen Harze und endlich auch Mischpolymerisate von Styrol oder Alkylstyrolen mit polymerisationsfähigen aliphatischen Verbindungen, wie z. B. Isobutylen oder Butadien. Alle diese Stoffe müssen selbstverständlich der Bedingung genügen, daß sie in den erwähnten Lösungsmitteln löslich sind. Sie dürfen daher in manchen Fällen nicht zu hochmolekular sein, was insbesondere bei Phenblaldehyd- oder Naphthalinaldehydharzen zu berücksichtigen ist. Die Herstellung dieser hochmolekularen Stoffe kann in bekannter Weise durchgeführt werden.Additives having a molecular weight as aromatic groups over 2ooo are particularly suitable polymers of styrene, alkyl styrenes, des indene and coumarone, as well as high molecular weight condensation products of olefin dihalogues with aromatic compounds, e.g. B. those of ethylene chloride with benzene, naphthalene or Anfihracen, furthermore resinous condensation products from phenols and aldehydes or from naphthalene and aldehydes, furthermore from phthalic acid and polyhydric alcohols Resins available alone or together with other acids and finally also copolymers of styrene or alkyl styrenes with polymerizable aliphatic compounds, such as B. isobutylene or butadiene. All of these substances must be taken for granted meet the condition that they are soluble in the solvents mentioned. she must therefore not be too high in molecular weight in some cases, which is particularly the case with Phenaldehyde or naphthalenaldehyde resins must be taken into account. The production these high molecular weight substances can be carried out in a known manner.

Verarbeitet man bei der Schmiermittelsynthese die Olefine zusammen mit anderen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen oder mit cyclischen Verbindungen, so werden diese in der Regel in Mengen von etwa 5 bis 2ö °/o angewendet. Von cyclischen Verbindungen kommen beispielsweise Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyrenundderen Alkylderivate, Phenole oder Phenoläther, wie z. B. Phenol, Kresol, Pyrogallol; Diphenyläther, ferner Diphenylenoxyd, Benzochinon, Anthrachinön, Anilin, Naphthylamin und Phenylnaphthylamin in Frage.If the olefins are processed together in lubricant synthesis with other hydrocarbons or hydrocarbon mixtures or with cyclic ones Compounds, these are generally used in amounts of about 5 to 20%. Cyclic compounds include, for example, benzene, naphthalene, anthracene, Phenanthrene, pyrene and their alkyl derivatives, phenols or phenol ethers, such as. B. phenol, Cresol, pyrogallol; Diphenyl ether, also diphenylene oxide, benzoquinone, anthraquinone, Aniline, naphthylamine and phenylnaphthylamine are possible.

Die erhaltenen Produkte stellen wertvolle Schmiermittel dar, die für sich allein verwendet werden können. Gleichzeitig sind sie aber auch wertvolle Verbesserungsmittel für andere Schmiermittel.The products obtained are valuable lubricants for can be used alone. At the same time, however, they are also valuable improvers for other lubricants.

Beispiel In eine Lösung von 2 Teilen Polystyrol mit einem mittleren Molekulargewicht von 8o ooo in Zoo Teilen Schwefelkohlenstoff werden 6 Teile Aluminiumchlorid eingetragen. In diese Lösung leitet man bei 3o bis 35° innerhalb 8 Stunden Zoo Teile Propylen ein. Das Propylen wird vollständig absorbiert. Die Reaktionsmasse wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und durch Destillation vom Lösungsmittel befreit. Der Rückstand wird dann im Vakuum destilliert; wobei man etwa ro % Mittelöl und etwa go °/o eines Schmieröles mit folgenden Eigenschaften erhält: Spezifisches Gewicht .............. 0,848 Viskosität bei 9g° . . . . , . . . . . . . . 8,4° E - - 38° .............. 2q.0° E Viskositätsindex .................. etwa go Stockpunkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - z4°. Arbeitet man bei 8ö° unter dem sich einstellenden Druck von etwa zz at unter sonst gleichen Bedingungen, so erhält man in etwa gleicher Ausbeute ein Schmieröl mit folgenden Eigenschaften: Viskosität bei 9g° . . . . . . . . . . . . . . . 3,25° E - - 38° . . . . . . . . . . q.3,8° E Viskositätsindex .........:....... 95. In allen Fällen wird der verwendete Schwefelkohlenstoff bei der Destillation, abgesehen von geringen Destillationsverlusten, praktisch vollständig wiedergewonnen.EXAMPLE 6 parts of aluminum chloride are introduced into a solution of 2 parts of polystyrene with an average molecular weight of 80,000 in zoo parts of carbon disulfide. Parts of propylene are introduced into this solution at 30 ° to 35 ° within 8 hours. The propylene is completely absorbed. The reaction mass is washed with water, dried and freed from the solvent by distillation. The residue is then distilled in vacuo; about ro % medium oil and about go% of a lubricating oil with the following properties are obtained: Specific weight .............. 0.848 Viscosity at 9g °. . . . ,. . . . . . . . 8.4 ° E - - 38 ° .............. 2q. 0 ° E Viscosity index .................. about go Pour point. . . . . . . . . . . . . . . . . . . - z4 °. If one works at 80 ° under the pressure of about zz at that is established under otherwise identical conditions, a lubricating oil with the following properties is obtained in roughly the same yield: Viscosity at 9g °. . . . . . . . . . . . . . . 3.25 ° E - - 38 °. . . . . . . . . . q 3.8 ° E Viscosity index .........: ....... 95. In all cases, apart from minor distillation losses, the carbon disulfide used is practically completely recovered in the distillation.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of lubricants by Treatment of olefins alone or together with other reactive hydrocarbons or hydrocarbon mixtures or cyclic compounds with polymerizing acting inorganic halides or their addition compounds in the presence of substances containing up to 5% of such aromatic groups, the have a molecular weight of over aooo, suitably over 5000, characterized in that that the high molecular weight additives in the form of a solution in carbon disulfide applies and the treatment in the presence of this solvent at temperatures above o °, expediently above ro °, carried out, the temperature and pressure conditions be chosen so that the carbon disulfide during the reaction in liquid Condition remains.