<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Verbesserung von Teeren.
Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung von Teeren, insbesondere auf die Überführung derselben in hochwertige, für den Strassenbau, für Abdichtungs-und Isolierzwecke, für Anstrichzwecke, für Dachpappenfabrikation u. dgl. geeignete Bindemittel.
Es ist bereits bekannt, Teeren Verdickungsmittel, wie z. B. Bitumen, Asphalt, Kondensations- produkte, wie z. B. Phenolaldehydharze, zuzugeben oder solche Kondensationsprodukte nach Zugabe von Aldehyden und Kondensationsmitteln im Teer selbst durch Erwärmen zu erzeugen. Es ist weiterhin bekannt, Teere mit und ohne Verdickungsmittel mit oxydireenden Mitteln, z. B. mit Luft, bei erhöhter
Temperatur zu behandeln. So wird z. B. nach der amerikanischen Patentschrift Nr. 1, 868.879 Teer mit Aldehyden kondensiert und dann unter Durchleiten von Luft längere Zeit auf eine Temperatur von 100-200 C erwärmt. Dabei können die während der Behandlung abgehenden Leichtöle in einem
Kühler aufgefangen werden.
Nach vorliegender Erfindung werden Teere in Gegenwart von Phenol-Aldehyd-Kondensations- produkten einer oxydierenden Behandlung bei erhöhter Temperatur mit der Massgabe unterworfen, dass die leichteren Teeröle abdestilliert und die Mittelöle und Schweröle in die Reaktionsmasse zurück- geführt werden.
Im Gegensatz hiezu wurde bei den bisher bekannten Verfahren den bei der oxydierenden Behandlung bei erhöhter Temperatur abgehenden bzw. durch den oxydierenden Luftstrom mitgerissenen Mittel-und Schwerölen keine Beachtung geschenkt und dieselben meistens in die Luft gelassen, weil sie ein wertloses, schwerverkäufliches Nebenprodukt darstellten. Erst nach vorliegender Erfindung wurden die wertvollen Eigenschaften, welche diese Öle dem oxydierten Teer selbst verleihen, erkannt und dafür Sorge getragen, dass dieselben dem Teer erhalten bleiben.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Mittelöle und Schweröle, welche nach der Erfindung bei Durchführung des Oxydationsvorganges in das Reaktionsgemisch zurückgeführt werden, zum Teil an den sich abspielenden Reaktionen teilnehmen und die Eigenschaften des Endproduktes wesentlich verbessern, während das Verbleiben der Leichtöle oder die Zurückführung derselben in die Reaktionsmasse schädlich wirkt, indem sie u. a. der Polymerisation der ungesättigten Kohlenwasserstoffe entgegenwirken und die Eigenschaften des Endproduktes dadurch ungünstig beeinflussen, dass sie das Eindicken der Harze verzögern bzw. verhindern.
Die Zurückführung der Mittel-und Schwer- öle in die Reaktionsmasse bietet u. a. den Vorteil, dass Produkte von besseren plastischen Eigenschaften erhalten werden und die schädliche Neigung eingedickter Teerprodukte, zu verspröden, sehr weitgehend, gegebenenfalls praktisch vollständig zurückgedrängt wird. Hiezu kommt noch der Vorteil, dass die verhältnismässig schwer verwertbaren Mittelöle und Schweröle eine nutzbare Verwendung finden, während die hochwertigen, gut verwertbaren Leichtöle gewonnen werden.
Man kann die Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukte dem Teer direkt zusetzen oder dieselben im Teer selbst entstehen lassen.
Für die Erzeugung der Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukte kommen in erster Linie Acetaldehyd und gleichwirkende Aldehyde, wie z. B. Krotonaldehyd, Furfurol, in Betracht. Auch Aldehydegemische, insbesondere solche, welche Acetaldehyd als wesentlichen Bestandteil enthalten, können
<Desc/Clms Page number 2>
verwendet werden. Als Kondensationsmittel (Katalysatoren) werden alkalische Stoffe, wie Ammoniak,
Amine, gegebenenfalls Gemische solcher verwendet. Saure Kondensationsmittel haben sich nicht bewährt. Der alkalische Kondensationsprozess wird zweckmässig bei 1000 nicht übersteigenden Tem- peraturen, vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 70 C durchgeführt.
An Stelle von Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukten kann man dem Teer andere an sich bekannte, gleichwirkende Verdickungsmittel zusetzen. Als solche kommen die verschiedensten natür- lichen und künstliehen Produkte in Betracht. Hiebei muss man bestrebt sein, mit Rücksicht auf die
Anwendung von Teeren für den Strassenbau möglichst billige Stoffe zu verwenden. Als geeignete Ver- dickungsmittel haben sieh insbesondere asphaltartige Produkte, z. B. Bitumen, Asphalte, Peche u. dgl., und natürliche oder künstliche Harze, wie z. B. Cumaronharze, Kolophonium, Kondensationsprodukte, wie z. B. Aminaldehydkondensate, schliesslich harzartige Abfallprodukte der chemischen Industrie, insbesondere die Nebenprodukte der Kunstharzproduktion und Riechstoffindustrie u. dgl., erwiesen.
Die Verdickungsprodukte können entweder als solche zugegeben oder im Teer aus den in diesem ent- haltenen Stoffen durch Zugabe von Kondensationsmitteln erzeugt werden.
Der Oxydationsprozess des Kondensations-bzw. Verdiekungsmittel enthaltenden Teers kann während oder nach der Destillation der Leichtöle erfolgen. Man kann z. B. derart verfahren, dass der
Teer nach Zugabe der Verdiekungsmittel oder nach Durchführung des Kondensationsvorganges unter allmählicher Steigerung der Temperatur z. B. auf 150 bis 2100 gebracht und längere Zeit inner- halb dieses Temperaturintervalls der Einwirkung des Oxydationsmittels unterworfen wird. Hiebei ist es wichtig, dass für gute Durchmischung des Materials Sorge getragen wird, um ein möglichst voll- ständiges Abdestillieren der Leichtöle zu gewährleisten und dem Oxydationsmittel möglichst weit- gehenden Zugang zu allen Teilen der Teermasse zu gestatten.
Dabei ist es wesentlich, dass erfindungs- gemäss die mittleren und schwereren Öle während der Behandlung dauernd in die Masse zurückgeführt werden.
Man kann z. B. so arbeiten, dass man die Teermasse nach Zugabe der Verdickungsmittel oder nach Vollendung des Kondensationsvorganges auf Temperaturen bringt. bei welchen die zu entfernenden leichteren Öle, wie Benzol, Xylol, toluolhaltige Öle, die als Solventnaphtha bekannten Produkte usw. abdestillieren und die Masse so lange unter Umrühren, Umwälzen od. dgl. Massnahmen auf diesen
Temperaturen hält, bis der Abtrieb der zu entfernenden Leichtöle stattgefunden hat. Dieser Abtrieb vollzieht sich im allgemeinen bei Dampftemperaturen bis zu 120 , 130 oder 140 . Die hiebei abdestillierten Dämpfe werden durch Kondensation gewonnen. Nach erfolgtem Abtrieb der Leichtöle wird die
Temperatur auf die für die oxydierende Behandlung besonders geeignete Höhe, z.
B. auf 160-170 , gebracht und die Masse bei dieser Temperatur unter Durchmischung der Einwirkung des Oxydationsmittels unterworfen. Der Abtrieb von Mittel-und Schwerölen, welche erfindungsgemäss bei der Teermasse verbleiben sollen, kann in einfachster Weise dadurch verhütet werden, dass bei Erreichung der Temperaturgrade, bei denen diese destillieren, am Rückflusskühler gearbeitet wird. Man kann aber auch ab destillierte Mittel- und Schweröle ganz oder in gewünschter Menge in den Oxydationsprozess zurückleiten.
Mit der oxydierenden Behandlung der Teermasse, z. B. durch Einblasen von Luft, kann man auch beginnen, wenn ein Teil der Leichtöle abdestilliert ist. Man wird aber vorzugsweise so verfahren, dass man die Masse zunächst für sich bis zu der gewünschten Oxydationstemperatur derart erwärmt, dass unter gründlicher Durchmischung der Masse die Leichtöldämpfe z. B. bei Temperaturen von 120 bis 1400 weitgehend abdestillieren und man mit der Einleitung des Oxydationsmittels erst dann oder auch in einem noch späteren Stadium, z. B. bei Erreichung der eigentlichen Oxydationstemperaturen, beispielsweise von 150-1700 C, beginnt. Umgekehrt kann man auch bereits mit der Zufuhr des Oxydationsmittels bereits beginnen, wenn der Kondensationsprozess noch im Gang ist.
In Ausübung der Erfindung kann man z. B. derart verfahren, dass man dem zu verarbeitenden Teer, z. B. einem Steinkohlenteer, der genügend Phenole enthält oder welchem gegebenenfalls noch Phenole zugesetzt worden sind, passende Mengen von Acetaldehyd und Ammoniak zufügt, auf 1000 C nicht übersteigende Temperaturen, z. B. solche von etwa 70 C, gegebenenfalls unter Durchmischung der Masse, erwärmt und das Material einige Stunden bis zur Vollendung des Kondensationsvorganges auf dieser Temperatur hält. Durch einen Dephlegmator werden die leichtflüchtigen Reagenzien, wie Acetaldehyd und Ammoniak, am Entweichen verhindert. Gegen Ende oder nach Vollendung des Kondensationsvorganges wird die Teermasse allmählich auf eine Temperatur von etwa 98-100 gebracht, bei welcher Temperatur ein Gemisch von Wasser und Leichtölen abdestilliert.
Nachdem die Hauptmenge des Wassers abdestilliert ist, lässt man die Temperatur der Masse allmählich bis auf den Grad ansteigen, welcher die Grenze für das Abdestillieren der Leiehtöle darstellt, z. B. bis auf Dampftemperaturen von etwa 130-140 . Innerhalb dieser Periode werden die zu entfernenden Leicht- öle abgetrieben, wobei zur Erleichterung des Abtriebes für ständige Durchmischung oder Umwälzung der Masse Sorge getragen wird. Die hiebei abgetriebenen und durch Kondensation gewonnenen Leicht- öle betragen bei Verarbeitung von Steinkohlenteer im allgemeinen zirka 7-8% des Gewichtes des angewendeten Teers.
Nunmehr wird die Masse am Rückflusskühler auf die für die Durchführung des Hauptoxydationsvorganges geeignete Temperatur, vorzugsweise 160-1700, gebracht und unter weiterer
<Desc/Clms Page number 3>
Luftzufuhr und ständigem Durchmischen so lange auf dieser Temperatur gehalten, bis die gewünschte
Konsistenz erreicht ist.
Im Verlaufe des Oxydationsvorganges nimmt die Viskosität des Produkts mehr und mehr zu.
Man darf aber den Oxydationsvorgang bei Anwendung hoher Temperaturen, z. B. solcher von 160 und mehr. nicht allzusehr ausdehnen, da, wie gefunden wurde, bei'Überschreitung eines gewissen Viskositätsgrades Produkte erzielt werden, die eine beträchtliche Versprödungstendenz besitzen und infolge- dessen für gewisse Zwecke, z. B. für die Verwendung als Strassenteer, nicht gut geeignet sind, da sie mit der Zeit ihre Plastizität und Bindefähigkeit verlieren. Man kann z. B. auf Produkte hinarbeiten, welche mindestens das 100fache, vorzugsweise das 150-bis 200fache der Konsistenz des angewendeten Rohteers aufweisen.
Im allgemeinen hat es sich als empfehlenswert erwiesen, bei Verarbeitung von
Steinkohlenteeren auf für Strassenbau bestimmte Erzeugnisse die Viskosität des Produktes nicht über 300 Sekunden (gemessen im Strassenteerkonsistometer bei 300 - siehe Literaturstelle "Wie prüft man Strassenbaustoffe'', von Bierhalter, 1932) zu steigern, da andernfalls mit der Erzielung von zu vorzeitiger Versprödung neigenden Produkten zu rechnen ist.
Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass bei manchen Arten der Weiterverarbeitung, z. B. zur Oberflächenbehandlung auf Strassen oder bei der Makadam-Herstellung, die Teerprodukte noch einer mehr oder weniger langen Erhitzung im Heizkessel unterworfen werden, wodurch insbesondere bei längerer Erhitzung eine weitere Steigerung der Viskosität stattfindet. Es empfiehlt sich daher, die
EMI3.1
durch die Erhitzung an der Anwendungsstelle nicht geschädigt werden.
Es hat sich gezeigt, dass die Anwesenheit grösserer Wassermengen in dem Rohteer, z. B. solcher von mehr als 3%, das Verfahren ungünstig beeinflussen kann. Es empfiehlt sich daher, Teere mit grösseren Wassergehalten vor der Zugabe des Aldehyds von störenden Wassergehalten zu befreien.
Die teilweise oder auch praktisch vollständige Entfernung des Wassers kann durch Vordestillation des zu behandelnden Teers erfolgen. Hiebei können auch noch gleichzeitig gewisse Mengen von mit Wasser abdestillierenden Leiehtölen entfernt werden. Zu berücksichtigen ist, dass durch den Ronden- sationsvorgang Wasser gebildet wird und dass z. B. durch Zugabe von wässriger Ammoniaklösung Wasser in den Prozess eingeführt werden kann.
Es ist aber auch möglich, die Wassermenge zu reduzieren, indem man das Ammoniak mit Aldehyd zu Aldehydammoniak kondensiert und in dieser Form in den Vorgang einführt,
Es wurde ferner gefunden, dass in manchen Fällen, insbesondere bei Anwendung von Teeren, welche reich an sauerstoff-und stickstoffhaltigen Bestandteilen sind, ein feil dieser Bestandteile dem Teer vor der Behandlung entzogen werden kann und dass dabei trotzdem miterhebliehverbesserten Eigenschaften erhalten werden können. Die aus dem Teer entfernten wertvollen Produkte, wie z. B. Carbolsäure, Naphthole, Pyridin u. a. m., können dann einer andern geeigneten Verwendung zugeführt werden.
Die Teere, welchen diese Bestandteile entzogen wurden, werden dann nach vorhergehender Zugabe oder nach Bildung von Verdickungsmitteln in demselben einer oxydierenden Behandlung bei erhöhter Temperatur unterworfen, wobei man erfindungsgemäss darauf bedacht ist, die Masse gut durchzurühren, die leichteren Öle abzutreiben und die mittleren und schwereren Öle in die Masse zurückzuführen. Im Falle der Zugabe von Aldehyden zu solchen verarmten Teeren findet eine Kondensation mit, den höheren und weniger wertvollen sauerstoffhaltigen Produkten, wie z. B. den Xylenolen, statt.
In Ausübung der Erfindung kann man z. B. derart verfahren, dass man dem zu verarbeitenden Teer, z. B. einem phenolreichen Steinkohlenteer, zunächst die Leicht- und Mittelöle und gegebenenfalls auch einen mehr oder weniger grossen Teil der Schweröl durch Destillation entzieht, aus diesen mehr oder weniger grosse Mengen von z. B. Phenolen bzw. phenolartiger Körper oder Basen oder Stoffe beider Art gewinnt und die Öle alsdann wieder zum Teil oder auch ganz in den Teer zurückführt. Für die Rückführung in den Teer kommen in erster Linie die Mittelöle und Schweröl in Betracht. Die
EMI3.2
zweckmässig nicht in den Teer zurückgeführt werden.
Das Verfahren gestattet die Überführung von Teeren in Produkte von hoher Viskosität, welche vorzügliche plastische Eigenschaften und Bindeeigenschaften aufweisen und den Vorzug besitzen, dass sie nicht vorzeitig verspröden. Die erfindungsgemäss hergestellten Produkte sind vermöge ihrer vorzüglichen Eigenschaften besonders geeignet für Strassenbau, Isolierteehnik usw.
Der erfindungsgemäss erhaltene Teer ist einerseits durch das Fehlen von Leichtölen charaktersiert, d. h. solchen Ölen, die bei der normalen Destillationsanalyse (z. B. nach Schläpfer) bei einer Temperatur bis zu 170 sieden, anderseits durch einen ungewöhnlich hohen Gehalt an Mittel- (170 bis 230 C), Schwer- (230-270 C) und Anthracenölen (270-. 350 C), d. h. solchen Ölen, welche zwischen 170 und 3500 C überdestillieren. Ihre Menge beträgt zirka 30-40%. Die Menge und der Anteil dieser Öle im fertigen Teer schwankt je nach der Art des verwendeten Rohteeres und der Behandlungsart, indem selbstverständlich z. B. ein Teer, welcher arm an Mittelölen ist, ebenfalls einen an solchen Ölen armen veredelten Teer ergeben wird.
Die Tatsache, dass die vorliegenden Produkte trotz ihres hohen Gehalts. an Ölen (30-40%) die gewünschte hohe Viskosität von zirka 100-300 Sekunden aufweisen,
<Desc/Clms Page number 4>
ist ein durchaus neues, auffallendes Merkmal und für das vorliegende Verfahren charakteristisch.
Die hohe Viskosität bedingt ein schnelles Abbinden des Teers beim Strassenbau, wodurch ein rasches Überleiten des Verkehrs über denselben ermöglicht wird. Der hohe Gehalt an höher siedenden Ölen verbürgt hohe Plastizität und verhindert die Versprödung, d. h. erhöht die Dauerhaftigkeit der Beläge.
Die Erfindung wird beispielsweise durch die beigefügten Fig. 1 und 2 näher erläutert. Fig. 1 betrifft die Gesamtapparatur zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 2 eine spezielle Ausführung des Oxydationsgefässes.
Die Apparatur gemäss Fig. 1 besteht aus dem Kondensationsgefäss : 1 und dem Oxydationsgefäss B. Das Kondensationsgefäss A ist mit einem Rührwerk a, einer Heizschlange b und einem Rückflusskühler e ausgerüstet und durch eine abschliessbare Rohrleitung d mit dem Oxydationsgefäss B verbunden. Das Oxydationsgefäss B, welches ebenfalls mit einem Rührwerk a'und einer Heizschlange b' ausgerüstet ist und zweckmässig mit gegen Wärmeverluste isolierenden Wandungen i versehen ist, besitzt in seinem Unterteil ein Organ e für die Zufuhr des Oxydationsmittels, während sein oberes Ende als Rückflusskühler t ausgebildet (oder mit einem solchen versehen ist), der in einem Raum C mündet. Der Raum C ist bei dem Ausführungsbeispiel kofferartig ausgebildet und mit einer Schlange g versehen, durch welche Kühlwasser oder Dampf geleitet werden kann.
Der Kühlraum C steht durch Leitung mit der Kondensationsschlange für die Leiehtöle D in Verbindung.
Das Arbeiten unter Benutzung der vorstehend erläuterten Vorrichtung gestaltet sich derart, dass in dem vorzugsweise ohne Wärmeisolierung ausgebildeten Gefäss A die Auflösung der Verdickungmittel oder insbesondere die Digerierung des Teeres mit Aldehyden unter Bildung der Phenolaldehydharze bei hiefür geeigneten Temperaturen, z. B. solchen von etwa 700 C, durchgeführt wird. Nach Vollendung dieses Vorganges wird die heisse Masse in das Oxydationsgefäss B übergeführt und dort unter guter Durchmischung, gegebenenfalls unter Durchleiten von Luft auf die für das Abtreiben von Wasser und Leichtölen erforderlichen Temperaturen gebracht. Die abgehenden Wasser-und Leichtöldämpfe gehen durch den rohrförmig ausgebildeten Oberteil t des Gefässes B in den Raum C und von diesem in die Kondensschlange D.
Der Kühlraum C wird auf eine Temperatur, bei welcher das mit dem Wasserdampf und den Leichtölen abgehende Rohnaphthalin abgeschieden wird, eingestellt, während die Leichtöle selbst in die Kondensationsschlange D gehen und erst dort kondensiert werden. Die Strömunggeschwindigkeit der den Raum C passierenden Dämpfe wird dabei so geregelt, dass das gesamte Rohnaphthalin in den Raum C abgeschieden wird. Dieses kann durch Leiten von Dampf durch die Schlange g verflüssigt und durch Leitung k abgezogen oder durch Leitung k'in das Oxydationsgefäss B zurückgeführt werden. Die Rückführung des Rohnaphthalins in den Oxydationsraum wird zweckmässig erst dann vorgenommen, wenn das Wasser ganz oder weitgehend verdampft ist, um ein erneutes Mitreissen von Naphthalin durch abgehenden Wasserdampf nach Möglichkeit zu vermeiden.
Nachdem das in der Masse vorhandene Wasser und die Leichtöle abgetrieben sind, wird die Temperatur in dem Oxydationsgefäss B auf die für die Durchführung des Oxydationsvorganges geeignete Höhe, z. B. 160-170 , gebracht und der Verdickungsprozess unter weiterer Durchmischung der Masse und Durchleiten von Luft bis zur Erreichung der gewünschten Konsistenz durchgeführt. Ein Entweichen der Mittel- und Schweröle, welche erfindungsgemäss in der Masse zurückbleiben sollen, wird dabei durch Riickflusskühler t verhindert.
Die Zugabe vonVerdickungsmitteln bzw. der Kondensations-und der darauffolgende Oxydationsvorgang können auch in ein und demselben Gefäss ausgeführt werden. Durch die Zweiteilung der Apparatur in ein Kondensationsgefäss und ein gegen Wärmeverluste geschütztes Oxydationsgefäss wird jedoch die Leistungsfähigkeit der Anlage erhöht und ausserdem noch der Vorteil erzielt, dass die beim Entladen des Fertigprodukte aus dem Oxydationsgefäss in diesem aufgespeicherte Wärme nicht verlorengeht, sondern zum Aufheizen der aus dem Kondensationsgefäss zugeführten neuen Charge auf Destillationstemperatur Verwendung findet. Ein weiterer Vorzug besteht darin, dass das nicht isolierte Kondensationsgefäss nach erfolgter Entladung in kürzester Zeit auf die zur Aufnahme einer neuen Charge geeignete Anfangstemperatur, z. B. 20 , heruntergekühlt werden kann.
Die Einschaltung des Zwischenkühlraumes C zwischen Oxydationsgefäss B und Kondensschlange D bietet den Vorteil einer glatten Trennung von Rohnaphthalin und Leichtöl und sicherer Vermeidung der durch Anwesenheit von Rohnaphthalin bedingten gefürchteten Rohrverstopfungen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Oxydationsgefässes B, bei welcher die Teermasse bei der Durchführung des Destillations-und Oxydationsvorganges in ständigem Umlauf gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform ist in das Oxydationsgefäss B ein zweckmässig zentral angeordneter Zylinder 1 eingebaut, in dessen Unterteil ein Rohr my mündet, in welchem eine Fördervorrichtung vorgesehen ist, die derart arbeitet, dass sie die Teermasse in den Zylinder 1 einführt und von unten nach oben durch den Zylinder presst. Die den Oberteil des Zylinders 1 verlassende warme Masse wird allseitig ausgebreitet und fliesst, indem sie den aufsteigenden oxydiert wirkenden Gasen eine grosse Oberfläche darbietet, in den den Zylinder 1 umgebenden Ringraum.
Die Oxydationsluft wird bei dieser Ausführungsform derart in den Unterteil des Oxydationsgefässes B eingeführt, dass sie den von warmer Teermasse ausgefüllten Ringraum in möglichst gleichmässiger Verteilung im Gegenstrom zu der Fliessrichtung des Teeres durchströmt, wobei sie insbesondere Gelegenheit hat, auf das aus dem Oberteil des Zylinders I
<Desc/Clms Page number 5>
allseitig austretende und sich hiebei ausbreitende Material intensiv einzuwirken. Die in Fig. 2 ver- anschaulichte Ausführungsform gestattet ein weitgehendes bis praktisch vollständiges Austreiben der Leichtöle und eine sehr wirksame und gleichmässige Durchführung des Oxydationsvorganges.
Durch die oben erwähnte rasche Umwälzung der Teermasse werden auch lokale Überhitzungen des Teeres an den Heizrohren, welche bekanntlich zu unerwünschten Krackvorgängen des Teeres führen, vermieden.
Die erzeugten Produkte können mit Vorteil auch in sogenannten Kaltteer übergeführt und nach Art des Kaltteers verwendet werden. Dies kann z. B. derart geschehen, dass man den Produkten leichtflüchtige Lösungs- bzw. Verdünnungsmittel, wie z. B. Benzol, niedersiedende Vorlaufe aus der Teerund Petroleumindustrie u. dgl., in passenden Mengen einverleibt. Man kann die Konsistenz der erzeugten Produkte durch Zugabe von bitumenartigen Stoffen, wie z. B. Asphalte, erhöhen. Dem fertigen, eingedickten Teer können in bekannter Weise zur Verbesserung seiner Eigenschaften in bezug auf die Verwendung für Strassenbauzwecke noch sogenannter Füllmittel-das sind zementfein gemahlene Mineralstoffe oder Kohle-hinzugegeben werden, wodurch die Abbindekraft und Mörtelwirkung der damit hergestellten Strassenbeläge noch wesentlich erhöht wird.
Beispiel 1. 500 g eines dünnflüssigen Vertikalkammerofenteeres, enthaltend 5% Leicht- und Mittelöle, 12% Schweröle, 4-5% Phenole und phenolartige Stoffe und 5#9% Wasser (Viskosität bei 30 , gemessen im Teerkonsistometer, 1'2 sek.) werden in einem geschlossenen mit Dephlegmator versehenen Gefäss unter Rühren allmählich mit 15 g Acetaldehyd und 7'5 y wässrigem Ammoniak (spez.
EMI5.1
auf 110 und innerhalb weiterer zirka 5 Stunden auf 1600 erhöht. Die abgehenden Dämpfe werden gekühlt und in einer Vorlage aufgefangen.
Unter ständigem Rühren und weiterer Lufteinleitung wird nun die Masse etwa 10 Stunden lang auf 160-1700 gehalten. Die hiebei sich entwickelnden Dämpfe werden durch Riickflusskühlung kondensiert und in die Reaktionsmasse zurückgeführt. Das erhaltene
Produkt ist zäh, schwerfliessend, stark fadenziehend, gut klebend und bei einer Schotterprobe rasch abbindend.'Es ist frei von Leiehtölen und enthält etwa 34% zwischen 170#350 siedender Öle. Seine
Viskosität (gemessen im Teerkonsistometer) beträgt bei 300 zirka 245 sek. Als Destillat wurden er- halten : 5'1% Wasser und 4-1% Öl, berechnet auf den Ansatz. Das 01 hatte folgende Eigenschaften : spez.
Gewicht bei 200 0'933, Brechungsindex bei 20 1-509.
Beispiel 2. In einem geschlossenen, nicht isolierten, mit Rückflusskühler versehenen Gefäss werden 7000 kg phenolreicher vordestillierter Gasanstaltsteer mit einem Wassergehalt von etwa 0-6 Ge- wichtsprozenten und 1% leichtölen, 14#2% Mittelölen (170#230 C), 10#3% Schwerölen (230#270 C),
23-7% Anthracenölen (270#350 C) mit 105 kg konzentrierter wässriger 25%iger Ammoniaklösung und dann mit zirka 245 kg Acetaldehyd langsam versetzt. Hierauf wird die Temperatur unter stetigem
Umrühren innerhalb von zirka 2 Stunden auf etwa 70 gesteigert und die Masse alsdann während weiteren 7 Stunden auf dieser Temperatur belassen.
Hierauf wird die Masse in das in der Zeichnung mit B bezeichnete Oxydationsgefäss übergeleitet und in zirka 1 Stunde auf etwa 980 gebracht. Bei dieser Temperatur geht der grösste Teil des Wassers mit etwas Leiehtöl über. Nach zirka 1# Stunden, wenn die in der Zeiteinheit übergehende Destillationsmenge abnimmt, wird die Masse innerhalb
2 Stunden auf 1600 gebracht, wobei die Temperatur der abgehenden Dämpfe graduell von 98-126 an steigt. Bei dieser Temperatur wird mit dem Lufteinblasen begonnen und die Temperatur bis 160 gesteigert.
Bei Erreichung derselben wird der Oxydationsvorgang am Rückflusskühler während
10--12 Stunden weitergeführt, bis man ein zähes, hochviskoses Produkt mit guter Klebe-und Binde- kraft erhält. Seine Viskosität beträgt zirka 113 sek. bei 30 (gemessen im Teerkonsistometer) und es enthält zirka 37#3% zwischen 170#350 siedende Öle (8% zwischen 170-230 , 10% zwischen 230 bis 270 C, 19-3% zwischen 270-350 C). Die Menge der eingeblasenen Luft beträgt zirka 42 m3 pro Stunde.
Beispiel 3.15. 000 kg phenolreicher Steinkohlenrohteer oder besser noch phenolreicher entwässerter Steinkohlenteer werden in einer üblichen Teerretorte der Destillation unter Vakuum unter- worfen. Die bis 170#180 C (760 mm) oder bis zum spez. Gewicht 0-96 übergehenden Leiehtöle, einschliesslich Wasser, werden als erste Fraktion herausgeschnitten und kommen zwecks Aufarbeitung auf Benzole, Toluole, Xylole und Pyridin in die Benzolfabrik. Die zweite Fraktion wird bis zum Abtrieb von Mittelölen vom spez. Gewicht 1-00-1-02 getrieben und enthält neben Neutralöl Phenole und Basen. Hier wird die Destillation abgebrochen. Die Mittelöle werden in bekannter Weise durch Fraktionierung in einer Raschig-Apparatur unter Vakuum in Lösungsbenzol II und Karbolöl zerlegt.
Im letzteren reichern sich die phenolartigen Körper auf einen Gehalt von 30-45% an.
Das Karbolöl wird nun mit Natronlauge vom spez. Gewicht 1-1 behandelt. Die wässrige Natriumphenolatlösung wird mit Kohlensäure übersättigt, wobei die Phenole frei werden. Dieselben werden durch erneute Fraktionierung in die drei Handelsmarken : Kristallisiertes Phenol, technische Kresole und technische Xylenole, zerlegt. Die verbleibenden neutralen und basischen Anteile des Karbolöls und die technischen Xylenole werden dann in die Teerretorte zurückgeführt. Nach Abkühlung des Teers auf 20 C werden 225 kg Ammoniak (25% ig) und nach Verlauf einer weiteren halben Stunde 450 Ay Acetaldehyd in den Teer eingerührt. Die Masse wird nun erhitzt und oxydiert gemäss Beispiel 1.
<Desc/Clms Page number 6>
Beispiel 4. 500 cm3 Rohteer (Kammerofen-oder Kokereiteer) werden in einem geschlossenen, mit Dephlegmator versehenen Destillationsgefäss langsam unter starkem Rühren bis auf zirka 140-150 erwärmt und die bis zu dieser Temperatur übergehenden Leiehtöle abdestilliert und separat aufgefangen.
Nachdem die Destillation nachlässt, werden der Masse 30 g Bitumen von einem Erweichungspunkt von zirka 700 zugefügt, hierauf der Rückflusskühler eingeschaltet und die Masse unter starkem Rühren und gleichzeitigem Einleiten von feinverteilter Luft (zirka 30 l pro Stunde) bei einer Temperatur von zirka 160-1700 behandelt, bis die Viskosität einen Wert von zirka 200 Sekunden (gemessen im Teerkonsistometer) erreicht hat,
was je nach dem Teer 15-25 Stunden dauern kann. Wesentlich ist, dass der Rückflusskühler so funktioniert, dass nur geringe Mengen Mittel-und Schweröle durch den Luftstrom mitgerissen werden.
In gleicher Weise kann man den Teer behandeln, wenn man ihm statt Bitumen andere ähnliche Produkte, wie z. B. Resol-Abfallharze von der Kunstharzfabrikation oder Cumaronharze, zugibt. Um Produkte mit einer Viskosität von zirka 300 Sekunden zu erhalten, kann dabei die erste Temperatur (140-150 C) auf zirka 160-170 C und die Oxydationstemperatur auf zirka 190-2000 gesteigert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verbesserung von Teeren durch oxydierende Behandlung bei höherer Temperatur in Gegenwart von Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukten, die man im Teer entstehen lässt oder direkt zusetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der oxydierenden Behandlung entweichenden Mittel-und Schweröle nach Kondensation in den Teer zurückgeführt werden.