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Verfahren zur Herstellung plastischer Massen aus kohleartigen Brennstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung plastischer Massen aus kohleartigen
Brennstoffen, wie Braunkohle, Steinkohle und Torf, und das Wesen der Erfindung besteht
in der Hauptsache darin, daß die kohleardgen Brennstoffe o. dgl. mit Phenolen oder
phenolhaltigen Gemischen bei Temperaturen unterhalb der Zersetzungstemperatur der
Kohle chemisch in Reaktion gebracht werden. Man erhält so plastische Massen, aus
denen die Phenole mit Lösumgs@ mitteln nicht ohne weiteres herausgelöst werden können.
Diese plastischen Massen können unter Druck, gegebenenfalls im der Hitze, verpreßt
werden.
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Man hat zwar bereits vorgeschlagen, plastische Massen unter Verwendung
. von Braunkohle- oder Torf herzustellen; dabei werden diese kohleartigen Stoffe
aber nicht als solche ummittelbar mit Phenolen -vierarbeitet, sondern es werden
daraus zunächst die Humussäuren isoliert. Diese sollen dann mit Ketonen oder Aldehyden
unter Zusatz von P'henolen weiterbehandelt werden. Wesentlich ist für dieses bekannte
Verfahren also in erster Linie die Behandlung der Humussäuren mit Ketonen oder Aldehyden.
Im Gegensatz dazu kommt @es für die vor-Liegende Erfindung darauf an, daß die Verwendung
von Ketonen oder Alälehyden unnötig ist, und die Verarbeitung der Ausgangsmaterialien
lediglich mit Phenolen verfolgt. Die Verwendung der sonst für die Herstellung plastischer
Massen mittels Phenol. üblichem. Ketone und Aldehyde wird hier also erspart.
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.Man hat auch ischon vorgeschlagen, Humussäure mit Pyrogallol zu verarbeiten.
Aber auch in ,diesem Falle handelt es sich nur um die Verarbeitung der zuvor isoliQrten
Hunvwssäuren, nicht um -unmittelbare Verarbeitung der sie enthaltenden kohleartigen
Brennstoffe. Außerdem soll man nach dem bekannten Verfahren durch die Verarbeitung
der Humussäuren mit Pyrogallol wasserlösliche Substanzen erhalten, also keine plastischen
Massen.
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Es ist zwar ,auch schon vorgeschlagen worden, Kohle dadurch aufzuschließen,
daß man sie mit hochsiedenden Steinkohlenteerölen bei "vermindertem, gewöhnlichem
oder gesteigertem Druck bei Temperaturen oberhalb 300° extrahiert. Aber bei den
hienlach anzuwendenden Temperaturen findet bereits eine Zersetzung der Kohle statt
(s. Franz Fischer, Broche und Strauch in »Brennstoff-Chemie« 1925, S. 33, sowie
_H o 1-royd und Wheeler in »Fuel« [i93o], S. 114). Die Anwendung derartig hoher
Temperaturen kommt für das Verfahren. der vorliegenden Erfindung hingegen nicht
in Frage. Abgesehen davon sollen aber mach dem. bekannten Verfahren die durch die
Behandlung
der kohleartigen BrmnstoHe mit ,den hochsiedenden Steiinköhlenteerölen
gebildeten Extrakte von den ungelöst gebliebenen Bestandteilen getrennt werden.
Die in Lösung gegangenen bituminöse;n Stoffe sollen. dann entweder gemeinsam mit
dem Lösungsmittel für flüssige -Brennstoffe verwendet oder . nach Abtrennung des
Lösungsmittels an Stelle von Pech; Asphalt o. @dgl. und für die gleichen Zwecke
wie diese Stoffe verwendet werden, während der bei der Extraktion der Kohle ungelöst
gebliebene Rückstand als Brennmaterial oder für Straßenbauzwecke an Stelle von Asphalt
Verwendung finden soll. Bei diesem bekannten Verfahren handelt @es sich also um
eine Trennung der in Steinkohlenteerölen bei Temperaturen oberhalb 3oo° löslichen
von den unlöslichen Bestandteilen und um die Verwendung jedes dieser getrennten.
Bestandteile für sich. Man hatte aber nicht erkannt, da.ß man durch Behandlung
kohleartiger Brennstoffe mit Phenolen bei niedrigeren Temperaturen plastisc'h'e
Massen erhält, die als solche, also- ohhe Ab, trennung irgendwelcher festen Bestandteile,
zu Preßkörpiem verschiedenster Art für industrielle Zwecke verarbeitet werden können.
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Bei Ausführung des neuen Verfahrens kann die Reaktion zwischen den
Phenolen und den kobleartigen Brennstoff=en @durch Zusatz vorn Kondensationsmitteln
bdördert werden. Hierbei haben sich verhältnismäßig geringe Zugaben von sauren Mitteln,
wie beispielsweise Salzsäure; als vorteilhaft erwiesen. Auch kann -man die Herstellung
der plastischen Massen in der Hitze, evt1. unter Druck,- bewirke:. An Stelle der
Phenole können dabei auch phenolbaitige Gemische angewandt werden, und es können
ferner in an sich bekamter Wieise Füllstoffe und Weichmachungs- oder Fließmittel
zugesetzt werden. . Ausführungsbeispiel i -Gepulverte rheinische Braunkohle wird
mit Trikresol im Überschuß in der Nähe von i 8o° einige Stunden lang -verrührt.
Dann wird: im Vakuum der größte Teil. des T4.; kresols abdestillert. Falls auf eine
von 'ungebundenem Phenol freie plastische Masse Wert gelegt wird, folgt auch eine
Auswaschung des Destillationsrückstandes mit Benzol. Die verbleibende Masse läßt
sich beispielsweisse bei Drucken von i 5 o kg pro Quadratzentimeter rund einer Temperatur
-von i8o° in fast unzerbrechliche Stücke pressen. Ausf ührungsbeispiel 2 Gepulverte
Steinkohle wird mit so viel Kresol vermengt, daß sie sich gut verrühren läßt und
dann 3 Stunden lang bei 8o° verrührt. Nachdem Abkühlen wird mit Beuaol ausgewaschen,
der Rückstand dann im Vakuum getrocknet und zur Herstellung von Preßkörpern verwendet.
Im Gegensatz zu den leicht zerbrechlichen Pneßkörpern, die aus Steinkohlepulver
allein erbalten werden, kann man hier durch Verpressung der plastischen Massen außerordentlich
feste Gebilde erhalten.
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Um eine gleichmäßige D:urchtränkung des Steinkohlepulvers mit Kresol
zu erreichen, kann statt eines überschusses von Kresol auch eine Auflösung
von Kresol in einem Lösungsmittel, beispielsweise in Benzol, Verwendung finden.
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Ausführungsbeispiel 3 DieVerarbeitung des,Kohlep,ulversmitKresol gemäß
Beispiel i oder 2 kann in einem dicht geschlossenen Rührwerk oberhalb der Siedepunkte
Üer_ Phenole bzw. der Benzol ,sehen PUenollösungen vorgenommen werden, so daß in
<der Apparatur ein der jeweiligen Temperatur entsprechender überdruck entsteht.
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Ausführ'ungsb@eisp.i-el q.
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Vor dem Verrühren der fein gemahlenen Kohle mit den Phenolen bzw.
deren benzolischen Lösungen werden o,i 0,16 Salzsäure als Kondensationsmittel zugegeben
und sonst wie in den Beispielen i bis 3 verfahren. Die Rührzeit kann man bei: dieser
Arbeitsweise bis. auf die Hälfte verkürzen.