DE1049033B

DE1049033B - Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffgemischen

Info

Publication number: DE1049033B
Application number: DEB45695A
Authority: DE
Inventors: Alan Collier
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1956-08-16
Filing date: 1957-08-14
Publication date: 1959-01-22

Description

Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffgemischen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von harten und flexiblen Wachsen aus einstufig aus Lösungsmitteln umkristallisierten Wachsen, die aus sogenanntem Brightstock-Paraffingatsch durch einstufige Umkristallisation bei Temperaturen im Bereich von -7 bis 16°C gewonnen worden sind. Brightstock-Paraffingatsch wird aus den in der Vakuumstufe bei der Destillation von rohen Erdölen anfallenden Rückständen gewonnen und oft als rohes mikrokristallines Wachs bezeichnet, da er große Mengen von mikrokristallinem Wachs mit guter Flexibilität und Haftfähigkeit enthält.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von flexiblen Wachsen guter Qualität zum Beschichten und Überziehen oder zur Verwendung als modifizierende Komponente zur Erhöhung der Flexibilität von Paraffinwachsen und die Herstellung von Hartwachsen, die zur Verwendung als Polierwachse geeignet sind. Flexible Wachse zum Beschichten und Überziehen sollen nicht klebrig und bei Berührung fest sein, d. h. einen Schmelzpunkt von etwa 60°C und eine Erweichungstiefe bei 25°C von nicht mehr als etwa 50 mm;10 (Institute of Petroleum, Standard Testverfahren 50/48) aufweisen.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Mischungen von Kohlenwasserstoffen durch Umsetzung mit Harnstoff in Gegenwart von Methyl-isobutyl-ketonvorzunehmen. Die Erfindung betrifft demgegenüber ein Kombinationsverfahren, bei dem verschiedenste Merkmale einzuhalten sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Ruftrennung von Kohlenwasserstoffgemischen, die geradkettige Kohlenwasserstoffe und solche mit nicht gerader Kette enthalten, unter Verwendung von Harnstoff bei erhöhten Temperaturen durch Harnstoffadduktbildung mit den geradkettigen Kohlenwasserstoffen, Abtrennung und anschließender Zersetzung dieses Adduktes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein einstufig aus Lösungsmitteln umkristallisierter Brightstock-Paraffingatsch als Ausgangsmaterial in einem mit Wasser gesättigten Lösungsmittel, jedoch in Abwesenheit zusätzlichen Wassers, mit festem Harnstoff unter Bildung von nur zwei Reaktionsphasen zur Umsetzung gebracht wird, das Addukt aus der Lösung des nicht addierten flexiblen Wachsanteils abfiltriert und zur Gewinnung des Hartwachses anschließend zersetzt wird, während das flexible Wachs aus der Lösung gewonnen wird.
Das abgetrennte Addukt wird vor der Zersetzung vorzugsweise mit frischen Wachslösungsmitteln bei Reaktionstemperatur gewaschen. Das Addukt kann durch den Zusatz von siedendem Wasser zersetzt werden, wodurch der Harnstoff gelöst wird und der addierte Anteil des Wachses in dem adsörbierten Wachslösungsmittel gelöst anfällt.
Als Lösungsmittel für das Wachs wird vorzugsweise Methyl-isobutyl-keton, vorzugsweise in einem Wachs-Lösungsmittel-Verhältnis im Bereich von 1:5 zu 1 : 10 g/ccm verwendet.

Beispiel Einstufig aus Lösungsmitteln umkristallisierter Brightstock-Paraffingatsch aus Mittelost-Rohöl wird in wassergesättigtem Methyl-isobutyl-keton in einem Wachs-Lösungsmittel-Verhältnis von 1 g/10 ccm gelöst. Das Methyl-isobutyl-keton wird durch Lagern über Wasser mit Wasser gesättigt. Die maximale Wasseraufnahme von Methyl-isobutyl-keton beträgt bei 20°C et-,va 2 Volumprozent. Anschließend wird fester Harnstoff in einem Gewichtsverhältnis von 2 Teilen Harnstoff pro Teil Wachs zugegeben. Danach wird die Mischung 20 Minuten bei 71 bis 77°C mit einem Dispergierrührer gerührt, wobei sich das Addukt bildet. Anschließend wird die Mischung durch einen Sinter aus rostfreiem Stahl abfiltriert und das zurückbleibende Addukt mit frischem Methyl-isobutyl-keton bei Reaktionstemperatur gewaschen. Die Zersetzung des Adduktes wird durch Zugabe von siedendem Wasser bewirkt, wobei der Harnstoff gelöst wird und der addierte Teil des Wachses in dem adsorbierten Wachslösungsmittel in Lösung geht. Die Rückgewinnung der fertigen Wachse aus den Wachs-Lösungsmittel-Phasen erfolgt durch Abdestillieren des Lösungsmittels aus den Phasen. Der Versuch wird mit Reaktionszeiten von 10 und 50 Minuten wiederholt. Die Eigenschaften der hierbei erhaltenen Wachse sind in Tabelle 1 aufgeführt:

Tabelle 1

Lösungsmittel................................ Methyl-isobutyl-keton

Verhältnis Lösungsmittel zu Wachs . . . . . . . . . . . . 10 ccm: 1 g

Verhältnis von Harnstoff zu Wachs . . . . . . . . . . . . 2 : 1 Gewichtsteile

Reaktionstemperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 bis 77'C

Ausbeute Schmelzpunkt Erweichung Flexibilitätszyklen

Reaktions- Gewichtsprozent ° C bei 25° C bei 0° C

zeit in Nicht- Nicht- Nicht- 1 Nicht-

Minuten Addierter Addiertes Addiertes Addiertes

Wachsanteil addierter Urachs addiertes Wachs addiertes Wachs addiertes

Wachsanteil Wachs Wachs Wachs

10 10,5 I 89,5 90 I 71 4 I 36 < 1 270

20 24,3 ! 75,7 86 # 10

50 25,6 i 74,4 86 64 9 49 < 1 > 000

Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß eine Reaktionsdauer von 20 Minuten am vorteilhaftesten ist und zur Erzielung einer maximalen Adduktion die Reaktionszeit nicht kürzer sein sollte. Bei einer Behandlungszeit von weniger als 20 Minuten wird der Grad der Adduktion merklich verringert, während die prozentuale Erhöhung des addierten Wachsanteils bei einer wesentlich längeren Behandlungszeit nur gering ist. Weitere Versuche wurden mit verschiedenen Harnstoff-Wachs-Verhältnissen durchgeführt. Aus den in Tabelle 2 aufgeführten Ergebnissen dieser Versuche ist ersichtlich, daß durch eine Regelung des Verhältnisses von Harnstoff zu Wachs die Eigenschaften der erhaltenen Wachse je nach den Erfordernissen verändert werden können.

Tabelle 2

Lösungsmittel................................ Methyl-isobutyl-keton

Verhältnis Lösungsmittel zu Wachs . . . . . . . . . . . . 10 ccm: 1 g

Reaktionszeit ................................ 20 Minuten

Ausbeute Schmelzpunkt Erweichung Flexibilitäts- Index-

Harnstoff- Gewichtsprozent ° C ab 25° C - zyklen bei 0° C differen-

Wachs- tial des

Nicht- Nicht- Nicht- Nicht-

Verhältnis Addierter Addiertes Addiertes Addiertes addierten

addierter addiertes addiertes addiertes

Wachsanteil

Wachsanteil Wachs

Wachs Wachs

Wachs Wachses

0,25: 1 5,25 94,75 91 71 4 37 < 1 25 -

0,58:1 10,80 89,20 91 70 4 36 < 1 270 25

0,90: 1 18,90 81,10 87 65 3 45 < 1 > 1000 34

1,18: 1 ' 22,25 77,75 87 64 7 47 < 1 > 1000 34

2,30:1 _ 26,90 73,10 85 64 11 50 < 1 > 1000 67

3,00:1 27,90 72,10 86 65 8 51 < 1 > 1000 65

Die 1~lexibihtätsprobewird auf einer Maschine durchgeführt, auf der ein Wachsstreifen durch kontinuierliches Biegen über einen konstanten Winkel gebrochen wird, wobei man die Flexibilität aus 'der zum Brechen des Streifens erforderlichen Anzahl von Zyklen berechnet.

Das »Indexdifferential« ist das 10000fache des Unterschiedes zwischen dem Refraktionsindex des Wachses bei seinem Stockpunkt und 1,4365.
- Das Indexdifferential zeigt an, wie hoch der Refraktionsindex über dem von normalen Paraffin-Kohlenwässerstoffen (1,4365) liegt, so daß ein hoher Wert also einen verhältnismäßig hohen Gehalt an anderen als normalen Paraffinen bezeichnet.

Claims

PATENTA NSPHCCHE: 1. Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffgemischen, die geradkettige Kohlenwasserstoffe und solche mit nicht gerader Kette enthalten, unter Verwendüng von Harnstoff bei erhöhten Temperaturen durch Harnstoffadduktbildung mit den geradkettigen Kohlenwasserstoffen, Abtrennung und anschließender - Zersetzung dieses Adduktes, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstufig aus Lösungsmitteln umkristallisierter Brightstock-Paraffingatsch als Ausgangsmaterial in einem mit Wasser gesättigten Lösungsmittel, jedoch in Abwesenheit zusätzlichen Wassers, mit festem Harnstoff unter Bildung von nur zwei Reaktionsphasen zur Umsetzung gebracht wird, das Addukt aus der Lösung des nichtaddierten flexiblen Wachsanteils abgetrennt und zur Gewinnung des Hartwachses anschließend zersetzt wird, während das flexible Wachs aus der Lösung gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Addukt vor der Zersetzung mit frischem Wachslösungsmittel bei den Umsetzungstemperaturen gewaschen wird. -
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zersetzung des Adduktes durch Zugabe von siedendem Wasser bewirkt wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Wachslösungsmittel Methylisobutyl-keton, vorzugsweise in Verhältnissen von 1 : 5 bis 1 : 10 g Wachsausgangsmaterial je ccm mit Wasser gesättigtes Wachslösungsmittel, verwendet wird:
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß fester Harnstoff zu. der Wachslösung in Verhältnissen von 0,25 bis 3,0 Gewichtsteilen Harnstoff je Gewichtsteil Wachs zugesetzt wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB zur Umsetzung die Mischung wenigstens 20 Minuten, insbesondere unter Verwendung eines Dispergierrührers, bewegt wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daB zur Umsetzung erhöhte Temperaturen im Bereich von 71 bis 77°C verwendet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 889 070, 896 807; Erdöl und Kohle, 1956, S. 237 bis 241; Annalen der Chemie, 565, S. 205.