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Verfahren zur Überführung von zündunwilligen Ölen vom Siedebereich
der Dieselöle in zündwillige Öle Die Brauchbarkeit von. Dieselölen wurde bisher
in der Regel vor allem nach ihrem Wasserstoffgehalt beurteilt. Da wasserstoffarme
Öle wenig zündwillig sind, nahm man an, daß die Zündwilligkeit nur durch
An-
lagerung von Wasserstoff erhöht werden könne.
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Es wurde nun gefunden, daß man wasserstoffarme zündunwillige Öle vom
Siedebereich der Dieselöle in zündwillige Öle umwandeln kann, wenn man sie mit oxydierenden
Mitteln bei etwa r5 o bis 350° in flüssiger Phase und zweckmäßig bei erhöhtem Druck
_ dehydriert.
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Als zündunwillige öle, die in der .angegebenen Weise in gute Dieselöle
umgewandelt werden 'können, kommen z. B. aus Steinkohle durch Druckhydrierung :gewonnene
öle in Betracht oder die Hydrierungsprodük te von Kohleextr akten öder sog. Primärbitumen,
d. h. eines festen bituminösen Produkts, das aus Kohle durch Druckhydrierung mit
geringen Mengefa Wasserstoff in Gegenwart von Lösungsmitte-1 naphthenis'cher oder
aromatischer Art erhalten würde. Auch schlecht zündende, durch Schwelen oder Destillieren
fester bitumigäser Bre#insitoffe, z. B. Steinkohle, BYaunkohle oder ölschiefer,
erhaltene Öle können als Ausgangsstoffe dienen.
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Als oxydierend wirkende Mittel verwendet man Sauerstoff oder freien
Sauerstoff enthaltende -Gase, z. B. Luft. Auch Özon, Peroxyde, z. B. Was@sierstoffsupieroxyd,.
oder andere unter den Reaktionsbedingungen Sauerstoff abspaltende oder oxydierend
wirkende Stoffe, wie Chromsäure öder Salpetersäure, können für die Diehydriierung
verwendet werden. _ D,ie oxydierend wirkenden Stoffe werden mit -denn zu behandelnden
Öl im Gegenstrom odex Gleichstrom, z. B. in einem mit Füllkörp:ern ausgerüsteten
Turm, in Berührung gebracht. Die anzuwendende Sauerstoffmenge hängt dabei von .der
Natur des Öls und von der angewandten Temperatur ab-. - Bei -höherer Temperatur
sind geringere Sauerstoffmengen erforderlich. Die sauerstoffarmen Endgase 'können
mit frischem Sauerstoff, gemischt erneut verwendet werden: Die Behandlungsdauer
ist je nach der Temperatur und der Sauerstoffkonzentration des oxydierend
wirkenden Mittels verschieden; im ,allgemeinen wird durch eine hohe Strömung.sge5chwindi;gkeit
:dafür gesorgt, daß der Sauerstoff nur kurze Zeit auf das öl :einwirkt.
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Die Dehydriertuig wird vorteilhaft in Gegenwart von ;,Katalysatoren
durchgeführt. -Als solche kommen z. B: in -Frage_: Verbindungen von Mangan, Kupfer,
Vanadin, Chrom oder Molybdän oder Gemische davon. Sie können im Reaktionsraum fest
angeordnet sein oder dem öl beigemischt werden. Auch öllösliche
Katalysatoren,
wie Oxalate, Borate, Oleate oder Resinate, z. B. Manganborat, Bleioleat, Kobaltresinat;
oder Carbonyle, z. B. Nickelcarbonyl, können verwendet werden.
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Durch die Dehydrierung wird nicht nur. die Zündwilligkeit der wasserstoffarmen
öle verbessert, sondern es wird auch ihr-Lösungsvermögen für Primärbitumen erhöht.
Man kann daher das einfach und billig herst.ellbare Primärbitumen zum Strecken der
wasserstoffarmen Öle verwenden. Die so erhaltenen Mischungen sind zündwillige Treibstoffe,
die weich verbrennen und sich insbesondere für langsam laufende Dieselgroßmotore
eignen.
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Gute Brennstoffmischungen erhält man auch, wenn man zündunwillige
wasserstoffarme öle, z. B. Teeröle, vom Siedebereich der Dieselöde mit wasserstoffarmen
festen Hydri,erungsprodukten von Kohle oder ähnlichen Stoffen, die aus diesen durch
Druckhydrierung mit geringen Mengen Wasserstoff und baw. oder bei kurzer Verweilzeit
in Gegenwart von Läsungsmitteln naphthenischer oder aromatischer Natur gewonnen
wurden (Primärbitumen), mischt und die Mischung in der oben angegebenen Weise mit
oxydierend wirkenden Mitteln behandelt.
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Beispiel 1 Die Fraktion 200 bis 38o° eines Öls, das durch Druckhydrierung
aus einem durch schonende Hydrierung von Steinkohle gewonnenen Primärbitumen erhalten
worden war, wird unter einem Druck von 2o at bei 23o° so lange mit Luft behandelt,
bis etwa 40 1 Sauerstoff je kg Öl verbraucht sind. Der Sauerstoffverbrauch ist anfangs
sehr erheblich, so daß die das Reaktionsgefäß verlassenden Gase nur noch i,5% Sauerstoffenthalten.
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Durch die Sauerstoffbehandlung wird das Öl nur unwesentlich verändert.
Die Farbe wird etwas dunkler, die Viscosität wenig höher, die Siedekurve weiter
-auseinandergezogen und der Endsiedepunkt etwas erhöht. Der Wasserstoffgehalt geht
von 8,350;o auf 8,120/0 zurück. Auch der Phenolgehalt des öls wird etwas erniedrigt.
Neben geringen Mengen Wasser bilden sich kleine Mengen Polymerisationsprodukte.
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Wird das so gewonnene Öl nach Reinigung m einem Filter zum Betrieb
eines Vorkammerdieselmotors bei 422 atü Verdichtung verivendet, so ergibt sich,
daß das behandelte Öl im Gegensatz zu dem unbehandelten öl, das schon bei Halblast
des Motors Zündverzögerungen und bei Viertellast Aussetzer zeigt, noch im Leerlauf
einwandfrei verwendet werden kann. Der Motor zeigt bei allen Belastungen einen weichen
Gang.
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Löst man in ,75 Teilen des durch Dehydrierung erhaltenen Öls 25 Teile
des als Aus-.,gangsstoff verendeten Primärbitumens, so erhält man einen Treibstoff
von der Viscosität 15 bis 2o° E, der in Dieselmotoren mit Vorkammer 'sowie in Motoren
mit unmittelbarer Einspritzung weich und rückstandslos verbrennt, nachdem die Zündung
durch Lunte eingeleitet ist. a Beispiel 2 Ein wasserstoffarmes Hydrieröl, das durch
Hydrierung von Steinkohlenextrakt gewonnen wurde, wird mit 22o1 Luft je Liter öl
bei 28o° und ioatü in ,einem Reaktionsturm über Katalysatoren, die mit Vanadinsäure
imprägniert sind, gepumpt. Das austretende Gas enthält noch 3,5% Sauerstoff. Das
behandelte Öl zeigt nach Abtrennung des Wassers und nach dem Filtrieren im Dieselmotor
bei reinem Auspuff und weichem Gang ein Zündverhalten und Verbrauchszahlen wie ein
wasserstoffreiches Gasöl.
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Beispiel 3 Eine Mischung von 65 Teilen eines Destillats aus Steinkohlenschwelteer
mit 35 Teilen Primärbbitu men aus Steinkohle wird bei 22o° mit Luft behandelt. Nach
der Entfernung des entstandenen Wassers und nach dem Filtrieren erhält man einen
viscosen Dieseltreibstoff, der sich für stationäre Motoren vorzüglich eignet und
der bei jeder Last einwandfrei arbeitet.