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Verfahren zur Extraktion von aromatischen ' und ungesättigten Kohlenwasserstoffen
aus leichten Mineralöldestillaten Die Entwicklung auf dem Gebiete der Treibstoffe
für Explosionsmotoren geht dahin, diesen Treibstoffen immer bessere Klopffestigkeit
zu verleihen. Man hat für diesen Zweck bereits eine Reihe von Substanzen gefunden,
durch deren Zusatz sich diese Eigenschaft verbessern läßt. Neben dem allgemein bekannten
Bleitetraäthyl, das wegen seiner Giftigkeit nur in begrenzten Mengen angewendet
werden darf, finden verschiedene andere Zusätze Anwendung. Hierzu'gehören neben
Alkohol namentlich die aromatischen Kohlenwasserstoffe, wie sie bei der Destillation
von Kohlenteer gewonnen werden. Eine andere Ouelle für derartige Zusatzstoffe hat
sich durch die Extraktion von Benzin mit Hilfe von Schwefeldioxyd ergeben. Die hierbei
gewonnenen ' Extrakte . sind verhältnismäßig reich an aromatischen und ungesättigten
Bestandteilen, so daß man sie mit gutem Erfolg Benzinen zur Verbesserung ihrer Klopfeigenschaften
zusetzen konnte. Es handelte sich hierbei um die normale Extraktion mit flüssigem
Schwefeldioxyd, gewöhnlich ausgeführt im Gegenstrom, und- zwar bei Temperaturen,
welche etwa bei -io° C lagen.
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Eine Fortentwicklung auf diesem Gebiete war es dann, als man dazu
überging, nicht die gesamte Benzinfraktion einer derartigen Extraktion zu unterziehen,
sondern nur ihren höhersiedenden Anteil. Es hatte sich nämlich herausgestellt, daß
die niedrigersiedenden Anteile im allgemeinen klopffest genug sind, und daß man
den höhersiedenden Anteil durch eine derartige Extraktion von den gesättigteren
Kohlenwasserstoffen zu befreien brauchte, um durch darauffolgende Wiederzusammenmischung
der niedrigsiedenden unbehandelten Fraktion mit dem Extrakt der höhersiedenden ein
die normalen Marktbedürfnisse völlig zufriedenstellendes Benzin zu gewinnen.
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Die steigende Verwendung von Explosionsmotoren mit hohem Verdichtungsgrad,
namentlich im Flugbetrieb, hat nun ein größeres Bedürfnis nach klopffesten Brennstoffen
erbracht, als bisher gedeckt werden konnte. Die Verwendung von reinem Benzol scheidet
hierfür aus mannigfachen Gründen vielfach aus. Es wurde nun gefunden, daß man den
Gehalt von aromatischen und ungesättigten Verbindungen in Schwefeldioxydextrakten
von Benzinen dadurch erheblich und in unvorhergesehener Weise steigern kann, daß
man
die Extraktion mit Schwefeldioxyd in Gegenwart von :@,tliyleiiglvl:ol,
Diäthylenglykol, Propylenglykol als Hilfslösungsmittel aus-. führt, «-elche die
Selektivität des flüssig,eJ"; Schwefeldioxyds erhöhen. Die Auswahl d -ser Alkohole
ergibt sich daraus, daß sie -rI dein Schwefeldioxvc1 völlig mischbar und andererseits
gegen ges;*ittigte niedrigsiedende holilenwasserstofte mehr oder weniger selektiv
sind. Ferner haben sie einen geeigneten Siedepunkt, so daß sie durch Destillation
aus den Extraktlösungen zurückgewonnen «-erden können.
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Es ist bereits bekannt, Jlineralölfraktionen, wie Leuchtöle, Schmieröle
und Transforniatorenöle. in Gegenwart niedrigsiedender Alkohole mit flüssiger schwefliger
Säure zu extrahieren. Versucht inan nun, diese Arbeitsweise auf Leichtöle zti übertragen,
so stößt man bei der Rückgewinnung des Lösungsmittels aus den Extraktlösungen auf
unüberwindliche Schwierigkeiten. Die übliche Trennung des Lösungsmittels von den
zu gewinnenden Iioblenwasserstoffen durch fraktionierte Destillation kommt nicht
in Frage. da die betreffenden Siedebereiche sich überschneiden. Die Wiedergewinnung
des Lösungsmittels durch Auswaschen mißlingt wegen Eniulsionsbildung(#n ebenfalls.
Demgegenüber können die erfindungsgemäß anzu wendenden höhersiedenden Alkohole ohne
weiteres durch Rektifikation von den Extraktkohlentvasserstofen abgetrennt «erden.
Letztere «-erden hierbei als Destillat gewonnen. während die Lösungsmittel als Rückstand
anfallen.
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Während nian bei alleiniger Verwendung von schwefliger Säure den Extrakt
an Aroinaten und ungesättigten Verbindungen nur dadurch anreichern kann, daß inan
bei extrem tiefen Temperaturen arbeitet. ist es durch Anwendung der genannten Hilfslösungsmittel
möglich, zu zufriedenstellenden Konzentrationen der aromatischen und ungesättigten
holilenwasserstoffe in den Extraloten auch schon bei höheren Extraktionstemperaturen,
also l)eispielsweise bei -io' C und darüber, zu gelangen.
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Es ist selbstverständlich, daß das beschrieene Verfahren, ebenso wie
dies eingangs geschildert wurde, auch gegebenenfalls nur ,auf die höhersiedende
Fraktion eines gesamten Benzinschnittes Anwendung finden kann, wobei dann der hierbei
gewonnene Extrakt mit der nicht behandelten niedrigersiedenden Fraktion zum endgültigen
Produkt zusammengemischt wird. Ebenso bedarf es weiter keiner Erwähnung, daß erforderlichenfalls
die gewonnenen rohen Extrakte vor ihrer weiteren Verwertung einer geeigneten Zwischenbehandlung
unterzogen werden, uni sie, soweit erforderlich, auf geeignete Farben zu bringen
oder aus ihnen einen allzu großen Gehalt von besonders unstabilen Verbindungen zu
entfernen.
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Die gewonnenen hoch aromatischen Extrakte eignen sich im übrigen auch
ausgezeichnet als Lacklösungsmittel oder als Ausgangsstofie in der chemischen Industrie.
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Beispiel Eine Leichtölfraktion mit, dem spezifischen J l;ewicht
0,786 und folgendem Siedeverhalten
| Siedebeginn 1o4° |
| 10 1093 6o 120,5° |
| 2o 1110 70 124 0 |
| 30 1133 80 128 ° |
| 40 11S' 9o 135,5° |
| 50 1183 Rest 151 ° |
wurde einiual mit flüssiger schwefliger Säure bei weiteren Versuchen unter Zusatz
von Äthylenglykol, Diäthylenglykol und Propylenglykoi extrahiert, und zwar bei -io'
C. Aus den Extraktlösungen wurde durch Verdampfung die schweflige Säure wiedergewonnen.
Bei der weiteren Destillation wurden die Extraktkohlenwasserstoffe als Destillate
und der jeweils verwandte Alkohol als Rückstand erhalten. Die geu-onnenen Extrakte
wiesen folgende unterschiedliche Eigenschaften auf:
| Eitraktion mit |
| Schwefeldioxyd Schivefeldiox_vd Schwefeldioxyd |
| Schwefeldio@@-d |
| Aethylenglykol Diäthylenglykol Propylenglykol |
| 20 : 80 20 : 80 20: 80 |
| 07, |
| Spezifisches Gewicht ............ 0,804 0,829 0,833
o,831 |
| Gehalt an Aromaten und unge- |
| sättigten Verbindungen . . . . . . . . 48 68,7 70,7 69,3 |
| Farbe (Saybolt) .. ............ 9 o 10 dunkel |
| Oktanzahl...................... 72,2 83,2 84 83,7 |
Es ergibt sich aus diesem.Beispiel, daß der Gehalt des Extraktes
an Aromaten und ungesättigten Verbindungen, und damit - die Oktanzahl, durch die
Mitverwendung von Hilfslösungsmitteln schon bei relativ hohen, Temperaturen wesentlich
gesteigert wird.