<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung einer Abdichtungsflüssigkeit aus Steinkohlen-Hoehtemperaturteer für wasserlose Gasbehälter.
An die Eigenschaften der Abdichtungsflüssigkeit von wasserlosen Gasbehältern, für welche bisher meistens Teerprodukte verwendet worden sind, muss eine Reihe von Forderungen gestellt werden, die zum grossen Teil von den handelsüblichen Erzeugnissen der Teerindustrie nicht ohne weiteres erfüllt werden, obwohl an sich Teer, Teeröle u. dgL geeigneter sind als andere Flüssigkeiten. Es sind im wesentlichen drei Bedingungen, die von einer einwandfreien Abdichtungsflüssigkeit erfüllt werden müssen, nämlich :
1.
Sie muss den äusseren Notwendigkeiten des Behälterbetriebes entsprechen,
2. nachteilige Einwirkungen der Abdichtungsflüssigkeit auf die im Gasbehälter aufgespeicherten Gase dürfen nicht eintreten,
3. die von den Behältergasen mitgeführten Bestandteile dürfen die Abdichtungsflüssigkeit nicht schädigen.
Zu l : Der Behälterbetrieb verlangt zunächst ein spezifisches Gewicht der Abdichtungsflüssigkeit, welches möglichst hoch über dem des Wassers liegen soll, weil es erforderlich ist, das Wasser, das sich während des Betriebes der Abdichtungsflüssigkeit beimengt, immer wieder auszuscheiden. Diese Ausscheidung geht um so besser und schneller vor sich, je mehr das spezifische Gewicht der Abdichtungflüssigkeit von der des Wassers abweicht. Die Flüssigkeit muss auch deshalb schwerer sein als Wasser, weil sonst im Winter das gefrierende Wasser in der Abdichtungsrinne zu Boden sinken und dort an dem Dichtungsspalt eine Eisschicht bilden würde, wodurch Störungen entstehen könnten. Anderseits darf die Abdichtungsflüssigkeit auch nicht zu dickflüssig sein.
Die Abdichtungsflüssigkeit soll eine Viskosität aufweisen, welche dem verlangten Zweck der sicheren Abdichtung sowohl bei Sommer-wie bei Wintertemperaturen entspricht. Es muss weiterhin gefordert werden, dass die Abdichtungsflüssigkeit keine Stoffe enthält, welche sich bei länger anhaltenden tiefen Temperaturen in fester Form ausscheiden. Es sind dies Kohlenstoff, Staub, Asphalte, Naphthalin und Anthracen. Die Viskosität des Dichtungmittels muss derartig sein, dass es einerseits nicht zu dünnflüssig ist, da sonst der Durchlauf durch den Dichtungsspalt der Scheibe zu gross sein würde, dass es anderseits aber auch nicht zu dick ist, da dann bei niedriger Temperatur die Gefahr einer Stockung eintritt.
Zu 2 : Die an zweiter Stelle genannte Bedingung ist besonders wichtig, wenn es sieh um die Aufspeicherung von reinen Gasen handelt, z. B. von Wasserstoff, Stickstoff, Kohlensäure usw. Diese Gase werden heute sehr viel zur Synthese gewisser chemischer Verbindungen benötigt und kommen mit Kontaktstoffen in Berührung, die sie verschmutzen würden, wenn sie mit Bestandteilen aus der Abdichtung- flüssigkeit verunreinigt sein würden. Besonders gefährlich sind flüchtige schwefelhaltige Stoffe, die besonders im Sommer leicht in das Gas übergehen.
Zu 3 : Von den in den Gasen enthaltenen Bestandteilen wirken auf die Abdichtungsflüssigkeit hauptsächlich Schwefelwasserstoff, Flugteer, Staub, Naphthalin und in besonders starkem Masse Wasserdampf ein, und die meisten derselben beeinflussen das Abdichtungsmittel dahin, dass es allmählich verdickt. Wenn man auch praktisch nicht verhindern kann, dass diese Stoffe in die Abdichtungsflüssig- keit gelangen, so kann man durch eine entsprechende Auswahl derselben doch bewirken, dass ein schwad- licher Einfluss möglichst lange verhindert wird.
Alle flüssigen Abdichtungsmittel, die dem Erdöl oder dem Braunkohlenteeröl entstammen, entsprechen nicht den vorstehend angedeuteten Bedingungen, sie sind deshalb praktisch nicht brauchbar.
Ihr Hauptmangel besteht darin, dass ihr spezifisches Gewicht geringer als 1 ist oder sehr nahe mit 1 übereinstimmt, während für ein einwandfreies Abdichtungsmittel ein spezifisches Gewicht von mindestens l'l verlangt werden muss, denn bei erstgenannten Flüssigkeiten ist, wie bereits erwähnt, eine Ab-
EMI1.1
da sich dieses am Grund der mit Flüssigkeiten gefüllten Abdichtungsvorrichtungen ansammelt und nicht entfernt werden kann, so dass Störungen schlimmster Art unausbleiblich sind. Auch die sogenannten Urteere, die der aliphatischen Reihe nahestehen, sind aus dem angegebenen Grund ungeeignet.
Es kommt praktisch deshalb nur ein Abdichtungsmittel in Frage, welches aus Steinkohlen-Hoehtemperatur- teer gewonnen ist und welches aus Fraktionen dieses Rohstoffes zusammengesetzt ist, die so gewählt sind, dass sie den oben angegebenen Bedingungen entsprechen. Steinkohlenteer selbst ist unbrauchbar, da er einerseits durch Pech, freien Kohlenstoff, Staub u. dgl. zu sehr verunreinigt ist und anderseits leichte Öle und andere flüchtige Stoffe enthält, die durch ihr Verdampfen Schwierigkeiten hervorrufen.
Auch entspricht er nicht bei tiefen Wintertemperaturen.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Steinkohlenteeröles und besteht darin, dass von pech-und staubhaltigen Destillationsrückständen freie sowie von Naphthalin, Anthracen und Phenol befreite, zwischen 250-4500 C siedende Fraktionen derart gemischt werden, dass das spezifische Gewicht der Flüssigkeit etwa 1'1 und die Viskosität 1'8-3'5 Englergrade bei 50 C beträgt. Im Sinne des vorliegenden Verfahrens ist als Pech der Rückstand anzusehen, der bei einer Destillationstemperatur von 4500 zurückbleibt.
Die für die Herstellung des Abdichtungsöles erforderlichen Vorgänge bieten keine Schwierigkeiten und sind an sich bekannt. Die in Frage kommenden Fraktionen sind ineinander so gut löslich, dass ein einheitlicher Stoff entsteht, und da sie frei von Rohanthracen sind, wird bewirkt, dass auch länger anhaltende Temperaturen von - 300 betriebssicher ertragen werden können, denn auch hiebei treten noch keine festen Ausscheidungen auf. Sorgfältige Versuche haben ergeben, dass ein Abdichtungsmittel der genannten Art etwa fünf Jahre den Anforderungen an ein gutes Abdichtungsmittel entspricht, ohne dass in dieser Zeit ein Verdünnungszusatz notwendig ist.
Es muss erwähnt werden, dass schon früher versucht worden ist, Steinkohlenteeröle für sich oder in Mischung mit anderen Stoffen, z. B. Steinkohlenteer u. dgL, zu verwenden. Besonders grosse Hoffnungen hatte man auf die Verwendung von ausgebrauchte Benzolwaschöl gesetzt, mit dem man besonders gern dick gewordene ältere Abdichtungsöle wieder gebrauchsfähig machte. Da aber dieses ausgebrauchte Benzolwaschöl etwa 65% von zwischen 200 und 3000 C siedenden Anteilen enthält und deshalb an das aufgespeicherte Gas bei warmem Wetter in weitgehendem Masse Bestandteile durch Verdunstung leichter Anteile, die gleichzeitig schwer siedende Anteile mitreissen, abgibt, ist es nach den oben angedeuteten Erfahrungen grundsätzlich nicht brauchbar.
Ausserdem besitzt ausgebrauchte Benzolwaschöl ein spezifisches Gewicht von höchstens 1-05, das vom spezifischen Gewicht = 1 zu wenig verschieden ist, und ist auch aus diesem Grunde als Abdichtungsflüssigkeit auf die Dauer unbrauchbar.
Bei andern älteren Abdichtungsflüssigkeiten aus Steinkohlenteerölen war nicht genügend Wert gelegt auf vollständige Freiheit von Pech, Staub usw., es waren also im Gegensatz zu dem Abdichtungmittel gemäss der Erfindung die diese Bestandteile enthaltenden Destillationsrückstände nicht streng ausgeschieden. Auch war auf die Freiheit von Anthracen kein Wert gelegt, da sie Anthracenöle enthielten, die das Anthracen bei tiefen Temperaturen in fester Form ausfallen lassen und somit ebenfalls Störungen verursachen. Von allen diesen älteren Vorschlägen und Versuchen unterscheidet sich die nach dem vorliegenden Verfahren erhaltene Abdichtungsflüssigkeit in ihren Eigenschaften und ihrer Zusammensetzung sehr wesentlich.
Die Gefahr des Festhaltens von Wasser in dem Abdichtungsmittel ist besonders gross, wenn dasselbe Phenole, insbesondere niedere Phenole, enthält, und deshalb soll die vorliegende Abdichtungflüssigkeit von solchen frei sein. Es ist an sich bekannt, dass die Beseitigung der letzteren zur Gewinnung eines Abdichtmittels wichtig ist. Die bisher bekanntgewordenen derartigen Flüssigkeiten haben aber den Nachteil einer zu grossen Viskosität, die aus der Art ihrer Herstellung sich zwangsläufig ergibt, so dass die Kältebeständigkeit meist in Frage gestellt ist ; sie haben ferner einen Gehalt an niedrig siedenden Bestandteilen, der ihrer Verwendung in den meisten Fällen im Wege steht.
Dagegen ist das aus Stein- kohlen-Hoehtemperaturteer gewonnene und den obengenannten Bedingungen entsprechende Abdichtungsmittel brauchbar, wenn die Phenole beseitigt sind und wenn gleichzeitig die Viskosität zwischen 1-3 und 3'5 Englergraden (bei 500 C) gehalten wird. Die Einhaltung dieser Grenze ist aus Gründen des Gasbehälterbetriebs überaus wichtig.
Ein Abdichtungsmittel von grosser Viskosität (Dickflüssigkeit) besitzt eine zu grosse innere Reibung, als dass die Abscheidung von Wasser rasch genug vor sich gehen könnte. Es kann sich demgemäss während des Aufenthalts der mit Wasser verunreinigten Abdichtungsflüssigkeit in den am Fuss des Behälters angeordneten Absetzkammem dasWasser nicht abscheiden, und es gelangt zusammen mit der Abdichtungflüssigkeit zu den Umlaufpumpe, die dann die Bildung einer Emulsion bewirken, so dass das Wasser niemals richtig aus dem Kreislauf entfernt wird.
Es ist eine Erfahrungstatsache, dass dünnflüssige Öle schneller verdunsten als dickflüssige. Eine zu grosse Dünnflüssigkeit, welche meist auch eine Erniedrigung des spezifischen Gewichts zur Folge hat, setzt die Fähigkeit der Trennung zwischen Wasser und Abdichtungsmittel herab und hat ferner den
Nachteil, dass im Sommer infolge Verdunstung zuviel Flüssigkeit verlorengeht.
Wenn bei zu dünnflüssiger Abdichtungsflüssigkeit notwendigerweise die Umlaufpumpe sehr häufig arbeiten, wird auch wiederum durch Verringerung der Zeit, die für das Absetzen des Wassers aus der Abdichtungsflüssig- keit zur Verfügung steht, die Gefahr einer Emulsionsbildung vergrössert, so dass auch in diesem Falle, selbst wenn aus physikalischen Gründen eine Abscheidung des Wassers möglich sein würde, durch die betriebstechnischen Notwendigkeiten eine solche beeinträchtigt würde. Die Befreiung der Abdichtung- flüssigkeit von niederen Phenolen allein ist nicht ausreichend ; es muss auch der freie Kohlenstoff, Naph- thalin und Anthracen entfernt sein, da diese Stoffe unter Umständen ein nachteiliges Festhalten von
Wasser oder auch von Eis hervorrufen können.
Wenn besonders empfindliche und deshalb absolut rein zu haltende Gase im Behälter aufgespeichert werden sollen, empfiehlt es sich, die Neigung zu Verdunstungen noch weiter herabzusetzen. Es geschieht
<Desc/Clms Page number 3>
dies dadurch, dass alle Fraktionen mit einem niedrigeren Siedepunkt als 3000 entfernt werden. Es wird dadurch gleichzeitig der Vorteil herbeigeführt, dass die Viskosität etwas erhöht wird, so dass im Sommer bei grosser Hitze noch eine weitere Verringerung des Durchflusses der Abdichtungsflüssigkeit erreicht wird, während überdies die Viskosität noch nicht so hoch ist, dass bei Wintertemperaturen eine Stockgefahr besteht.
Eine ähnliche Wirkung wie durch die Entfernung der Fraktionen unter 300 kann auch dadurch erzielt werden, dass der Gehalt an höher siedenden Bestandteilen durch Beimischen rohanthracenfreier höchstsiedender Anthracenölfraktionen vergrössert wird. Besonders günstig hat sich eine Anreicherung der Anteile mit einem Siedepunkt zwischen 400 und 4500 auf etwa 30% erwiesen, was rund das Doppelte des Normalen des nach den oben angegebenen Merkmalen ausgewählten Teeröles ausmacht.
Die Herstellung des Abdichtungsmittels gemäss der Erfindung macht praktisch keine Schwierigkeiten und lässt sich ohne chemische Beeinflussung des Rohstoffes einfach durch zweckmässige Führung der Destillation des Teeres und Mischung der in Frage kommenden Fraktionen herstellen. Das neue Abdichtungsmittel ist aus diesem Grunde wohlfeil und lässt sich überall beschaffen. Es ist geeignet, als Schmiermittel bei wasserlosen Gasbehältern zu dienen, um die Reibung zwischen der Wand und den auf dieser gleitenden Abdichtungskörpern zu vermindern, da ein solches Schmiermittel denselben Bedingungen unterliegt wie eine Abdichtungsflüssigkeit und demgemäss an dasselbe auch dieselben Forderungen gestellt werden müssen, die der Erfindungsgegenstand in bisher nicht bekannter Weise verwirklicht.
Wenn die an das Abdichtungsmittel gestellten Bedingungen besonders scharf sind, ist es vorteilhaft, nicht nur die vorerwähnten Merkmale bei der Auswahl desselben zu beachten, sondern auch die Herkunft bzw. Herstellung desselben zu berücksichtigen. Als vorteilhaft hat sich in den schwierigsten Fällen ein Öl gezeigt, welches nach dem folgenden Verfahren gewonnen ist :
1. Abdestillation des Rohteeres und Herausnahme der über 210 bis an 4500 übergehenden Fraktionen zur weiteren Verwendung.
2. Abscheidung des Anthracens hieraus durch mehrtägige Unterkühlung und Filtration.
3. Weitere Destillation des öligen Filtrates und Auswahl der Fraktionen nach den oben angegebenen Grundsätzen.
Hiezu muss erwähnt werden, dass es an sich bekannt ist, die angegebenen Verfahrensmassnahmen bei der Gewinnung von Teerdestillaten anzuwenden. Die Erfindung liegt darüber hinausgehend darin, in Ausnutzung der Erkenntnis, dass derart erzeugte Destillate ganz besondere Eigenschaften bezüglich des spezifischen Gewichtes, der Viskosität, des Stockpunktes, der Freiheit von bestimmten Beimengungen, der Emulsionsfähigkeit mit Wasser usw. besitzen, sie als Abdichtungsmittel für wasserlose Gasbehälter anzuwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer Abdichtungsflüssigkeit aus Steinkohlen-Hochtemperaturteer für wasserlose Gasbehälter, dadurch gekennzeichnet, dass von pech-und staubhaltigen Destillations- rückständen freie sowie von Naphthalin, Anthracen und Phenol befreite, zwischen 250 und 450 C siedende Fraktionen derart gemischt werden, dass das spezifische Gewicht der Flüssigkeit etwa l'l und die Viskosität 1-8-3-5 Englergrade bei 50 C beträgt.