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Publication number: BE583995A
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Description


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  -Nouvelles matières tensio-actives obtenues de produits du pétrole." 
La présente invention est relative à des procédés pour isoler et utiliser de nouvelles matières tensio-aotivea qui sont présentes dans des huiles de pétrole lourdes. Une huile de   pétro-   le lourde est définie comme étant une fraction de distillat prove- nant de la distillation sous le vide d'un pétrole brut, un   réai- !   du sous le vide désasphalté ou une huile lubrifiante raffinée ou partiellement raffinée produite à partir de l'une ou l'autre de ces matières par un on plusieurs des traitements connus de 

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 raffinage des huiles lubrifiantes, par exemple un raffinage par solvant, un déparaffinage, un traitement à la terre et un hydro- finishing. 



   Suivant l'invention, les matières tensio-aotives sont isolées de l'huile de pétrole lourde par la mise en contact de oette dernière avec un absorbant de sorte que les matières ten- aio-aotives sont extraites de l'huile, la séparation de l'adsor- bant d'avec l'huile, et la libération des matières   tensio-aoti-     vea     d'avec   l'adsorbant par dissolution de celui-ci dans un acide  
L'adsorbant , après séparation d'avec la masse de l'hui- le, peut être lavé aveo un solvant organique pour l'huile, par exemple du benzène, de l'acétone, de l'heptane normal, du ohloro- forme, de l'alcool isopropylique ou de l'éther de pétrole, pour enlever l'huile retenue par cet adsorbant.

     L'huile 1   mettre en oontaot avec l'adsorbant peut être dissoute dans un solvant orga- nique, par exemple de l'éther de pétrole. 



   Lors de la dissolution de l'adsorbant contenant les ma- tières   tensio-aotives   dans un acide, les matières   tensio-aotives   sont libérées de la solution aoide et elles peuvent être récu-   pérées   par addition d'un solvant organique qui les dissout, par exemple du benzène, de l'heptane normal, du chloroforme ou de l'éther de pétrole, séparation de la couche de solvant organique d'avec la couche acide, et récupération des matières tensio-ac- tives, du solvant organique, pair enlèvement de celui-ci par dis- tillation.   L'acide   et le solvant organique devraient évidemment être choisis de manière que deux phases non misoibles soient formées. 



   Des adsorbants convenables sont des oxydes et des hydro-   xydea   de métaux basiques, par exemple de l'oxyde de magnésium, de l'oxyde de calcium, de l'hydroxyde de calcium, de l'oxyde de baryum et de l'hydroxyde de baryum. On a trouvé que l'oxyde de magnésium et l'hydroxyde de calcium conviennent particulièrement. 



   La quantité d'adsorbant utilisé est de préférence de 1 à 

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   100%   en poids de l'huile à traiter. 



   Des acides convenant spécialement pour dissoudre l'adsor- bant et libérer les matières tensio-aotives sont l'acide acétique et   1!aoide   chlorhydrique. 



   Suivant une forme de réalisation de l'invention, l'huile, seule ou dissoute dans un solvant, est mélangée avec l'adsorbant, par exemple par agitation, cet adsorbant étant ensuite enlevé par filtration, sédimentation et décantation, ou centrifugation, et lavé avec un solvant convenant pour l'huile. 



   Suivant une autre forme de réalisation, l'extraction des matières ;tensio-actives est réalisée dans une colonne chrome- tographique contenant l'adsorbant, l'huile seule ou dissoute dans un solvant étant alimentée à la colonne et admise à filtrer à travers l'adsorbant, un solvant pour l'huile étant ensuite passé à travers la colonne pour éluer la matière qui n'est pas forte- ment adsorbée par l'adsorbant. 



   Les matières   tensio-actives   suivant l'invention sont for- tement adsorbées par l'adsorbant et ne peuvent pas être enlevées par des solvants convenant pour l'huile. 



   L'huile de pétrole lourde est, de préférence, une huile qui n'a pas été traitée à la terre. 



   L'invention concerne aussi un procédé   d'émulsionnement   de liquides en utilisant comme agent émulsionnant une matière tensio-active extraite d'une huile de pétrole lourde de la manière décrite ci-avant. 



   L'invention est relative en outre à un procédé de dis- persion de partioules solides dans un liquide dans lequel ces particules sont insolubles, en utilisant comme agent dispersant une matière tensio-active extraite d'une huile de pétrole lourde de la manière décrite précédemment.. 



  A titre d'exemple, on a préparé comme suit un certain nombre de matières tensio-actives suivant l'invention. 

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   100 parties en poids d'une huile étaient mélangées aveo 
20 parties d'oxyde de magnésium finement pulvérisé, avec agita- tion pendant une heure à une température de 60-70 C. L'oxyde de magnésium était ensuite enlevé par filtration et lavé d'abord avec du benzène et ensuite avec de l'acétone jusqu'à oe que les liquides de lavage soient exempta d'huile. 



     L'oxyde   de magnésium soc avec les matières tensio-aoti- ves adsorbées était mis ensuite en suspension dans 100 parties en poids d'eau, et on ajoutait lentement de l'acide acétique glacial ou de l'acide chlorhydrique concentré jusqu'à ce que tout le solide soit dissous en laissant les matières   tensio-actives   flottant au haut de la solution. 



   20 ml d'éther de pétrole étaient ensuite ajoutés pour dissoudre les matières   tensio-aotives   et la solution à l'éther de pétrole était séparée de la couche aoide et évaporée en aban-      donnant les matières tensio-aotives.      



   Le processus précédent était réalisé en utilisant chacune à leur tour les huiles de pétrole lourdes suivantes A : un mélange de   55%   en poids d'une huile lubrifiante de haute viscosité raffinée de la qualité 620/95 (Viscosité :620 secondes Redwood I à 140 F; indice de visoosité 95), et de 45% en poids d'une huile lubrifiante de distillation raffinée de la qualité 160/95, L'huile de haute viscosité était produite en partant d'un résidu obtenu sous le vide d'une huile brute du Moyen-Orient, désasphaltée au propane, et l'huile de distillation provenant du distillat obtenu sous le vide de la même huile brute. Dans les deux cas, le traitement de raffinage comprenait un raffinage par solvant, un déparaffinage par solvant et un traitement à la terre'. 



    B :  un raffinat cireux obtenu dans la production d'une huile lu- brifiante de qualité 160/95 à partir d'une huile brute du Moyen- Orient. 

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  0 1 un distillat cireux   aissu   de la distillation sous le vide d'une huile brute du Moyen-Orient. Le distillat étant   d'en   type utilisé pour la production d'une huile lubrifiante de   quantité     160/95.   



   Le tableau I indique la quantité d'oxyde de magnésium utilisé pour le traitement dans chaque cas, l'acide utilisé pour dissoudre l'adsorbant et la quantité de matières tensio-actives isolée de chaque huile- 
TABLEAU I 
 EMI5.1 
 
<tb> Huile <SEP> Quantité <SEP> de <SEP> MgO <SEP> Acide <SEP> utilisé <SEP> pour <SEP> Quantité <SEP> de <SEP> matière
<tb> 
<tb> utilisée <SEP> % <SEP> poids <SEP> dissoudre <SEP> l'ad- <SEP> tensio-active <SEP> libé-
<tb> 
<tb> de <SEP> l'huile <SEP> sorbant <SEP> rées% <SEP> poids <SEP> de
<tb> 
 
 EMI5.2 
 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ l'huile 
 EMI5.3 
 
<tb> A <SEP> 5 <SEP> HC1 <SEP> 0,13
<tb> 
<tb> B <SEP> 20 <SEP> HC1 <SEP> 0,52
<tb> 
<tb> C <SEP> 20 <SEP> Acide <SEP> acétique <SEP> 0,38
<tb> 
 
 EMI5.4 
 Les matières tensio-eotires isolées des huiles A,

   B et 0 comme décrit seront désignées ci-après par matières tensio-ao- tives,   P, Q   et R. 



   Les propriétés des matières tensio-actives suivant l'in-   vention   sont illustrées par les expériences   suivantes..   



   Expérience 1 
Lorsque les matières tensio-aotives sont répandues sur une surface d'eau, elles forment des pellicules   monomoléoulaires   qui exercent une pression relativement élevée lorsqu'elles sont comprimées à une petite aire- Ces pressions élevées sont une indication de la tensio-aotivité élevée des matières, et on peut conclure des valeurs des pressions que les matières seraient de bons agents   émulsionnants   et dispersants pour des liquides et des solides possédant des surfaces polaires. Le tableau II donne les pressions des pellioules de l'huile   A   et des matières tensio-aotives P et Q. Les pellicules étaient appliquées à la surface d'eau en solution dans de l'heptane normal qui ensuite s'évaporait. 

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  TABLEAU II 
 EMI6.1 
 
<tb> Constituant <SEP> de <SEP> Aire <SEP> de <SEP> la <SEP> pellicule, <SEP> pression,
<tb> la <SEP> pellicule <SEP> cm2 <SEP> dynes/cm
<tb> 
<tb> A <SEP> 2000 <SEP> 0,8
<tb> 1000 <SEP> 0,8
<tb> 500- <SEP> 3
<tb> 250 <SEP> 9
<tb> 
<tb> P <SEP> 5000 <SEP> 1,2
<tb> 4000 <SEP> 1,5
<tb> 3000 <SEP> 3
<tb> 2000 <SEP> 7,8
<tb> 1000 <SEP> 17,5
<tb> 500.

   <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 
<tb> 
<tb> Q <SEP> 5000 <SEP> 2,2
<tb> 4000 <SEP> 5,2
<tb> 3000 <SEP> 9
<tb> 2000 <SEP> 12,5
<tb> 1000 <SEP> 15,5
<tb> 250 <SEP> 17,2
<tb> 
 
Expérience 2 
La chaleur développée lorsque l'heptane normal est rem- placée à la   surface   d'un charbon actif par une matière tensio- aotive peut être considérée comme une mesure de la tendance de cette matière à former des pellicules adsorbées sur le charbon et, en conséquence, comme une mesure de la capacité de la matière à disperser du charbon dans des liquides non polaires. 



   'Les valeurs déterminées pour les matières tensio-actives P et Q sont données au tableau III en même temps que pour deux additifs détergents commerciaux. 



     TABLEAU   III 
 EMI6.2 
 
<tb> Matière <SEP> tensio-active <SEP> Chaleur <SEP> de <SEP> remplacement <SEP> du <SEP> n-heptane <SEP> par
<tb> 0,01 <SEP> de <SEP> matière <SEP> tensio-aotive, <SEP> calories/
<tb> gr <SEP> de <SEP> carbone¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb> 
<tb> P <SEP> 0,03
<tb> 
<tb> Q <SEP> 0,18
<tb> 
<tb> Additif <SEP> détergent <SEP> X <SEP> 0,02
<tb> 
<tb> Additif <SEP> détergent <SEP> Y <SEP> 0,01
<tb> 
 
Ces chiffres indiquent que les matières P   et Q   sont tou- tes deux de meilleurs dispersants que les additifs commerciaux X-et Y, la matière Q étant remarquablement bonne. 

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  Expérience 3 
L'aptitude des matières   tensio.:-aotives   P et Q à mettre en suspension du oharbon finement divisé (dimensions moyennes de partioules de 8,8 microns) dans un liquide non polaire (heptane normal) est montrée par les résultats de sédimenta- tion donnés au tableau   IV.   Des résultats sont également donnés pour les additifs détergents commerciaux X et Y. 



  Dans chaque cas, on mettait en suspension 0,1 gr de charbon finement divisé dans 10 ml d'heptane normal pur dans un tube d'essai de 1 cm de diamètre   interne,   Le mélange   était@@@   secoué à la main 10 fois et le tube d'essai était laissé au repos dans un ratelier pour tubes d'essai. 



  La suspension de charbon se déposait progressivement en laissant au sommet une oouohe de liquide clair. La quantité de matières P, Q, X et Y utilisée dans chaque cas étant de 0,05   gr'.   



   TABLEAU IV 
 EMI7.1 
 
<tb> Temps, <SEP> Hauteur <SEP> de <SEP> oharbon <SEP> déposé, <SEP> mm
<tb> 
<tb> minutes <SEP> Pas <SEP> d'
<tb> additif <SEP> P <SEP> Q <SEP> X <SEP> Y
<tb> 
<tb> 
<tb> 0 <SEP> 85 <SEP> 85 <SEP> 85 <SEP> 85 <SEP> 85
<tb> 
<tb> 5 <SEP> 19 <SEP> 81 <SEP> 82 <SEP> 83 <SEP> 80
<tb> 
<tb> 10 <SEP> 15 <SEP> 77 <SEP> 80 <SEP> 78 <SEP> 77
<tb> 
<tb> 15 <SEP> 14 <SEP> 73 <SEP> 77 <SEP> 74 <SEP> 71
<tb> 
<tb> 20 <SEP> 12 <SEP> 69 <SEP> 75 <SEP> 71 <SEP> 66
<tb> 
 

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 Expérience 4 
Une dispersion de nitrite de sodium dans une huile lubri- fiante de qualité 150/75 était réalisée comme suit en utilisant une matière tensio-active A   oomme   agent dispersant. 



   La matière active   Q (1,7   gr) était dissoute dans 100 gr 
 EMI8.1 
 d'une huile lubrifiante de qualité ,ç-.n/'7f:' a ce t+o ..", ..* .,., ajoutait lentement et avec agitation modérée 15 gr de nitrite de sodium dissous dans 30 gr d'eau. Le mélange résultant était en- suite agité rapidement pour donner une émulsion. Lorsque cette émulsion était chauffée au-dessus de 100 0 avec agitation pour chasser l'eau, on obtenait une dispersion anhydre de nitrite de sodium dans l'huile. Les dimensions maxima de partioules dans cette dispersion étaient de c5 microns. La stabilité de la dis- persion était très bonne. 



   Expérience 5 
Une matière aotive P était convertie en un dispersant amélioré pour le charbon en la faisant réagir avec une solution d'hydroxyde de baryum. La oonversion était réalisée comme suit. 



   45 gr de la matière tensio-awtive étaient dissous dans 
135 gr   d'orne   huile minérale (qualité 160/95) et chauffés jusqu'à 95 C avec agitation. Une solution chaude de 11 gr d'hydroxyde de baryum dans environ 20 ml d'eau était ajoutée au mélange chaud aveo agitation rapide. La température du mélange était maintenue à environ 100 C, et le chauffage et l'agitation étaient poursui- vis jusqu'à ce que toute l'eau soit évaporée. Le mélange était ensuite refroidi jusqu'à la température ambiante et laissé au repos pendant une nuit. Ensuite, l'huile olaire était déoantée du mélange. La teneur en baryum de l'huile déoantée était de 2,8% en poids par spectroscopie à émission. La matière ainsi obtenue était soumise au test de suspension de   charbon   comme dé- crit pour l'expérience 3.

   Aucun dépôt de charbon ne se produisait 

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 en 40 minutes, ce qui constituait une amélioration considérable par rapport à l'aptitude à la mise en suspension de la matière P, telle que donnée au tableau IV. Dans le test de suspension de chabon, il fallait tenir compte de la dilution de la matière P avec l'huile minérale ayant réaotion avec de l'hydroxyde de baryum, de manière à avoir la même quantité d'additif dans la solution dans de l'heptane normal que les quantités données pour l'expérience 3. 



   REVENDICATIONS 
1. Un procédé pour isoler des matières   tensio-aotives   présentes dans des huiles de pétrole lourdes, comprenant la mise en contact de l'huile de pétrole lourde avec un adsorbant de sor- te que les matières   tensio-actives   sont extraites de l'hulle, la séparation de l'adsorbant   d'avec   l'huile, et la libération des matières tensio-actives d'avec l'adsorbant par dissolution de celui-ci dans un acide.

Claims

2. Un procédé suivant la revendication l, dans le quel l'adsorbant, après séparation d'avec l'huile, est lavé avec un solvant organique pour l'huile.

3. Un procédé suivant la revendioation 2, dans lequel le solvant est du benzène, de l'acétone, de l'heptane normal, du chloroforme, de l'alcool isopropylique ou de l'éther de pétrole.

4. Un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'huile qui doit être mise en contact avec l'adsorbant est dissoute dans un solvant organique.

5. Un procédésuivant la revendication 4, dans lequel le ; solvant est de l'éther de pétrole.

6. Un procédé suivant l'une quelconque dee revendications! précédentes, dans lequel les matières tensio-aotives libérées -lorsque l'adsorbant est dissous dans l'acide sont récupérées par addition, à la solution acide, d'un solvant organique qui dissout. <Desc/Clms Page number 10> les matières tensio-actives et qui n'est pas miscible avec la solution acides avec ensuite la séparation de la solution de matières tensio-aotives ainsi obtenue, et sa distillation pour récupérer les matières tensio-actives.

7. Un procédé suivant la revendioation 6, dans lequel le solvant organique utilisé pour dissoudre les matières tensio-ao- tivea est le benzène, l'@eptane normal, le chloroforme ou l'éther de pétrole.

8. Un procédé suivant l'une quelconque des revendioa- -seule tions précédentes, dans lequel l'huile, soit seule soit dissou- te dans un solvant, est mise en oontaot aveo l'adsorbant par agitation d'un mélange des deux.

9. Un procédé suivant la revendication 8, dans lequel l'adsorbant est enlevé de l'huile par filtration, sédimentation et décantation, ou centrifugation.

10. Un procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 2 à 7, dans lequel l'extraction des matières tensio-aoti- ves est réalisée dans une colonne ohromatographique oontenant seule l'adsorbant, l'huile ou dissoute dans un solvant étant alimentée à la colonne et admise à filtrer à travers l'adsorbant, un solvant pour l'huile étant ensuite passé à travers la colonne pour éluer la matière qui n'est pas fortement adsorbée par l'ad- sorbant .

11. Un procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans lequel l'huile de pétrole lourde est une huile qui n'a pas été traitée à la t erre.

12. Un procédé suivant l'une quelconque des revendioa- tions précédentes, dans lequel l'adsorbant est un oxyde ou hy- droxyde de métal basique.

13. Un procédé suivant la revendication 12, dans lequel l'adsorbant est de l'oxyde de magnésium ou de l'hydroxyde de calcium. <Desc/Clms Page number 11>

14. Un procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans lequel la quantité d'adsorbant utilisé est de 1 à 100% en poids de l'huile à traiter.

15. Un procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans lequel l'acide utilisé pour dissoudre l'adsorbant et libérer les matières tensio-actives est de l'aci- de acétique ou de l'acide chlorhydrique** 16. Un procédé pour isoler des matières tensio-actives présentes dans des huiles de pétrole lourdes, tel que décrit ci-avant.

17. Un procédé d'émulsionnement de liquides en utilisant comme agent d'émulsionnement une matière tensio-active extraite d'une huile de pétrole lourde par le procédé suivant l'une quel- conque des revendications précédentes.

18. Un procédé de dispersion de particules solides dans un liquide dans lequel ces particules sont insolubles, en uti- lisant comme agent dispersant une matière tensio-aotive extraite d'une huile de pétrole lourde pour le procédé suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 16.

19. Produits obtenus grâce aux procédés suivant l'une quelconque des revendications précédentes.