PL39378B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 18 lulogo 1957 iv V A T E v £ ^ POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY C40o Cth/oo Nr 39378 KL 12 r, 3/02 Jerzy Kowalski Zabrze, Polska Sposób rafinowania wosku montanowego Patent trwa od dnia 26 stycznia 1955 r.Wosk montanowy z wegla 'brunatnego albo torfu stanowi mase o kolorze ciemnobrunatnym lub czarnym. Zastosowanie praktyczne ma szcze¬ gólnie wosk rafinowany o kolorze zóltym lub bialym. Znane sposoby rafinowania wosku opie¬ raja sie na destylacji z para wodna w prózni lub na utlenianiu np. kwasem azotowym lub chro¬ mowym. Wydajnosc wosku oczyszczonego (w przeliczeniu na wosk surowy, wolny od zywi¬ cy montanowej) otrzymanego tymi sposobami wnosi tylko 43 — 80%, zaleznie od jakosci su¬ rowca i rodzaju rozpuszczalnika, który stosowa¬ no do ekstrahowania wosku z wegla. Szczególnie duze straty powstaja w przypadku wosków otrzy¬ manych przez ekstrakcje z wegla za pomoca ta¬ kich rozpuszczalników jak np. alkohole, estry, zasady pirydynowe, stosowanych ewentualnie pod cisnieniem lub przy usuwaniu popiolu kwasami.Sposób wedlug wynalazku pozwala na znaczne zmniejszenie strat powstajacych przy rafinacji wosku, na mniejsze zuzycie srodka utleniajace¬ go i skrócenia czasu rafinacji. Produkty woskowe otrzymywane sposobem wedlug wynalazku sa jasne i wykazuja tylko nieznaczna zmiane struk¬ tury w porównaniu ze struktura wosku wyjscio¬ wego. Sposób wedlug wynalazku umozliwia dal¬ sza rafinacje wosku wyjsciowego. Sposób wedlug wynalazku umozliwia dalsza rafinacje wosku przez adsorpcje na substancjach o szczególnie rozwinietej powierzchni, przy czym mozna po¬ minac utlenianie lub destylacje.Sposób wedlug wynalazku polega na traktowa¬ niu surowego wosku przed wlasciwa rafinacja cieklymi weglowodorami alifatycznymi, prze¬ waznie parafinowymi, nierozgalezdonymi. Grani¬ ce wrzenia stosowanych weglowodorów w zasa¬ dzie nie sa ograniczone. Ze wzrostem tempera¬ tury wrzenia zwieksza sie jednak dokladnosc wyodrebnienia substancji zanieczyszczajacych wosk montanowy, oraz zmniejsza sie zapotrzebo¬ wanie rozpuszczalnika. Rozpuszczalnikiem dosko¬ nale nadajacym sie do wykonania sposobu we¬ dlug wynalazjtu sa np. ciekle produkty syntezy Fischer — Tropscha, (przy uzyciu katalizatora.kobaltowego) przede wszystkim srednio-cisnie- niowej. Najbardziej odpowiednia jest frakcja o temperaturze wrzenia 180 — 320°C, tak zwana kogazyna I (180 — 320°C) i kogazyna II (230 — 320°C). Zastosowanie weglowodorów wolnych od olefiin poprawia dzialanie [rozpuszczalnika i to tym bardziej, im nizsze sa jego granice wrzenia.Obecnosc olefin w kogazynie, w ilosciach nor¬ malnie w miej wystepujacych, nie wplywa ujem¬ nie na przebieg reakcji. Wskazane jest jednak usuniecie z kogazyny kwasów tluszczowych, al-' koholi i wody.Oczyszczanie weglowodorami parafinowymi su¬ rowego wosku montanowego, ewentualnie uprzed¬ nio uwolnionego od zywic (co wplywa korzystnie na proces rafinacji) mozna przeprowadzic w tem¬ peraturze normalnej lub podwyzszonej, pod cis¬ nieniem atmosferycznym lub podwyzszonym, po¬ nizej temperatury rozkladu termicznego surowca.Szczególnie dobre wyniki osiaga sie w tempera¬ turze powyzej temperatury topnienia surowego wosku, najlepiej w zakresie 100 — 150°C. We¬ glowodory parafinowe mozna ze stopionym wos¬ kiem wytrzasac lub mieszac. Przewaznie stosuje sie jednak mieszanie stopionego wosku z weglo¬ wodorami parafinowymi.Ilosc weglowodorów parafinowych potrzebna do wykonania sposobu wedlug wynalazku zalezy od ich granic wrzenia. Ze wzrostem ich temperatury wrzenia, zmniejsza sie potrzebna ich ilosc. Przy uzyciu kogazyny i stosowaniu temperatury 100°C wystarcza jej ilosc wynoszaca powyzej 20% w przeliczeniu na mieszanine. Szczególnie ko¬ rzystne jest uzycie kogazyny w ilosci powyzej 40 — 50%.W czasie mieszania stopionego surowca z we¬ glowodorami parafinowymi wydziela sie osad o kolorze szarobrunatnym lub czarnobrunatnym.Osad oddziela sie w zwykly sposób przez de- kantacje^ filtrowanie, wiirowanie itd. Usuniecie osadu powoduje rozjasnienie wosku surowego, wymaga on jednak zwykle jeszcze dalszej rafi¬ nacji. Ilosc osadu waha sie w szerokich grani¬ cach od 0,1 — 95%. Zalezy ona od wegla, jego przygotowania do ekstrakcji oraz od rozpusz¬ czalnika stosowanego do ekstrakcji. Wegiel zu¬ pelnie suchy i suche srodki ekstrakcyjne daja w wyniku ekstrakcji woski o malej zawartosci zanieczyszczen. Przy uzyciu benzenu jako srodka ekstrakcyjnego do wegla otrzymuje sie woski da¬ jace 0,1 — 15% osadu, a mieszaniny behzen-al- kohol (1 : 1) 5 — 50% osadu. Stosujac weglowo¬ dory parafinowe otrzymuje sie woski wolne od opisanych zanieczyszczen. Zanieczyszczenia, wy¬ dzielone weglowodorami parafinowymi, naleza przewaznie do grupy kwasów huminowych lub dehydrohuminowych, zawieraja one takze oksy- kwasy parafiny lub woski, asfalteny itd. Na skutek usuwania zanieczyszczen z wosku monta¬ nowego sposobem wedlug wynalazku zwieksza sie wydajnosc produktów porafinacyjnych oraz skraca czas rafinacji. Po usunieciu zanieczyszczen sposobem wedlug wynalazku mozna stosowac ponad to metody rafinacyjne polegajace na uzy¬ ciu srodk6w adsorpcyjnych, kondensacyjnych lub polimeryzacyjnych albo mieszaniny tych srodków.Do rafinacji mozna stosowac równiez powietrze, tlen, nadtlenki itd. ewentualnie w kombinacji ze znanymi katalizatorami do1 utleniania parafiny i wosków. Korzystne okazuje sie takze stoso¬ wanie srodków adsorpcyjnych, kondensacyjnych lub polimeryzacyjnych z równoczesnym lub nastepnym utlenianiem. Wskazane jest rafinowa¬ nie wosku stopionego w temperaturze 70 — 120°C ewentualnie do 150°C. Rafinowac mozna takze wosk rozpuszczony w rozpuszczalnikach.Jako srodki adsorpcyjne mozna stosowac we¬ gle aktywne, lub ziemie okrzemkowe albo bie¬ lace.Jako substancje kondensujace i polimeryzuja¬ ce mozna stosowac przede wszystkim .kwas fos¬ forowy (stezony lub rozcienczony do 85% kwasu) chlorek cynkowy i(bezwodny lub rozcienczony do 50%-wego roztworu) chlorek glinowy (sublimo- wany, krystalizowany lub jako roztwór stezony), chlorek zelaza, chlorek cynowy, nadtlenki np. nadborany, nadsiarczany, nadmanganiany, nad¬ tlenek benzoylu, H2O2 itd. Substancje te stosuje sie równoczesnie ze srodkami adsorpcyjnymi, al¬ bo przed ich dzialaniem, przy czym zuzycie od¬ czynników jak i substancji adsorbujacych jest szczególnie niskie.Przyklad I. Surowy odzywiczony i stopiony wosk montanowy miesza sie z kogazyna (temperatura wrzenia 180 — 320°C) w temperaturze 110°C w stosunku 40 :60. Ilosc wytraconego osadu wol¬ nego od wosku i kogazyny wynosi 8,9%. Po obni¬ zeniu temperatury przesaczu do 90°C dodaje sie przez 5 godzin przy energicznym mieszaniu 31% kwasu azotowego (40%-owego). Temperatura roz¬ tworu wskutek dzialania kwasu podwyzsza sie przy tym do 120°C. Po oddzieleniu na filtrach powstalego osadu, dodaje sie 0,1% wegla aktyw¬ nego (Carboraffin), jeszcze raz filtruje i przepro¬ wadza destylacje prózniowa w celu odpedzenia kogazyny. Ochlodzony wosk, otrzymany z wy¬ dajnoscia 73%, ma barwe jasnozólta. — 2 —W przypadku rafinacji bez uprzedniego trakto¬ wania wosku kogazyna i fitracji osadu, wydajnosc oczyszczonego wosku wynosi 55%, przy czym trzeba zwiekszyc ilosc kwasu azotowego do 48% i ilosc wegla aktywnego do 3,4%. W celu wytra¬ cenia zwiazków zywicowatych przed bieleniem weglem aktywnym nalezy dodac 50% parafiny o temperaturze mieknienia 55° C.Przyklad II. Wosk montanowy uwolniony od zanieczyszczen za pomoca kogazyny jak w przy¬ kladzie I poddaje sie destylacji prózniowej w ce¬ lu odpedzenia kogazyny, nastepnie miesza sie stopiony wosk w temperaturze 120°C z 2% we¬ gla aktywnego (Carboraffin) i 1,5% nadboranu sodu przez V2 godziny. Po filtracji wosk ma ko¬ lor zólty.Rafinowanie surowca bez uprzedniego wytra¬ cenia zanieczyszczen kogazyna nie daje jasnego wosku, mimo zwiekszenia ilosci wegla aktywne¬ go do 10% i nadboranu sodowego do 5%.Przyklad III. Wosk montanowy uwolniony od zanieczyszczen za pomoca kogazyny jak w przy¬ kladach I i II rafinuje sie 1,5% wegla aktywnego (Carboraffin) do stopnia zabarwienia 50 (patrz ponizej). Po odsaczeniu przepuszcza sie przez sto¬ piony wosk w temperaturze 110°C powietrze az do OiSiagniecia stopnia zabarwienia 7 (5 min.) i rafinuje ponownie 0,5% wegla aktywnego.Wosk po odsaczeniu wykazuje stopien zabarwie¬ nia 0,3.Podczas utleniania powietrzem nastepuje naj¬ pierw odbarwienie wosku do stopnia zabarwienia 2 — 15, po czym stopien zabarwienia podnosi sie az do 40 — 80. W tej fazie ma miejsce utle¬ nianie wosku i równoczesne wydzielanie sie C02, przy czym wosk osiaga coTaz wieksza plas¬ tycznosc. Wskazane jest zatem przerwac utlenia¬ nie w momencie, kiedy nastepuje pierwsze ob¬ nizenie stopnia zabarwienia.Do' oznaczenia stopnia zabarwienia stosuje sie roztwór zawierajacy 0,1% — 10% dwuchromianu potasowego (stopien zabarwienia 10 — 1000) a dla ciemniejszych prób l%^owy roztwór jodu w me¬ tanolu (stopien zabarwienia 10000). Próbki bada¬ ne porównuje sie z roztworami wzorcowymi w probówkach kalibrowanych o srednicy 17 mm w temperaturze 110° C w swietle przechodzacym.Przyklad IV. Wosk montanowy uwolniony od zanieczyszczen za pomoca kogazyny, jak poda¬ no wyzej, traktuje sie chlorkiem cynkowym (wolnym od wody) w temperaturze 150°C przez Yz godziny w ilosci 0,1%. Nastepnie dodaje sie 0,5% wegla aktywnego (Carboraffin) i po 30 mi¬ nutach odsacza. Wosk oczyszczony ma barwe kosci sloniowej.Przyklad V. Wosk uwolniony od zanieczyszczen za pomoca kogazyny, w sposób podany powyzej, utlenia sie przez 4 godziny w temperaturze 120°C mieszanina kwasu chromowego i kwasu siarko¬ wego o skladzie: 1 czesc CrOs i 3 czesci H2SO4.Na jedna czesc wosku stosuje sie 6 czesci srodka utleniajacego. Oczyszczony wosk, otrzymany z wy¬ dajnoscia 91%, ma kolor bialy.W przypadku .stosowania wosku nieoczyszczo- nego sposobem wedlug wynalazku chcac otrzy¬ mac wosk bialy trzeba uzyc do rafinacji wiekszej ilosci substancji utleniajacej a mianowicie 10 czesci na 1 czesc wosku. Wydajnosc wosku wy¬ nosi w tym przypadku tylko 83%. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób rafinowania wosku montanowego, zna¬ mienny tym, ze przed rafinacja poddaje sie wosk dzialaniu cieklych weglowodorów ali¬ fatycznych, przewaznie parafinowych i nie- rozgalezionych.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako' ciekle weglowodory alifatyczne stosuje sie produkty syntezy Fischer-Tropscha na ka¬ talizatorze kobaltowym wrzace do 320°C, prze¬ de wszystkim frakcje o temperaturze wrzenia 180 — 320°C.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, 2, znamienny tym, ze po oddzieleniu zanieczyszczen nierozpuszczal¬ nych w stosowanych weglowodorach alifatycz¬ nych rafinuje sie wosk srodkami adsorpcyj- nymi, przy czym korzystne jest przeprowadze¬ nie adsorpcji w temperaturze powyzej tem¬ peratury topnienia wosku.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze przed dzialaniem srodków adsorpcyjnych al¬ bo równoczesnie z nimi poddaje sie wosk dzialaniu kwasu fosforowego, chlorku cynko¬ wego-, chlorku glinowego, chlorku zelazowego, chlorku cynawego, zwiazków nadtlenowych lub ich mieszanin.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze po oddzieleniu zanieczyszczen nierozpuszczal¬ nych w stosowanych weglowodorach alifa¬ tycznych rafinuje sie wosk tlenem lub gazami zawierajacymi tlen, ewentualnie w obecnosci katalizatorów. Jerzy Kowalski PL