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Heiz-und Treibstoffe, insbesondere Dieseltreibstoffe.
Durch Anlagerung von geringen Mengen Wasserstoff an feste, brennbare Substanzen in Gegenwart von Lösungsmitteln, die keine nennenswerten Mengen an paraffinischen oder olefinischen Kohlenwasserstoffen enthalten, wie z. B. Phenole, Steinkohlenteerölfraktionen, Tetrahydronaphtalin, erhält man bitumenähnliche Hydrierprodukte, die in den nachfolgenden Ausführungen als "Primärprodukte" bezeichnet werden. Der vorliegenden Erfindung liegt nun in erster Linie die Feststellung zugrunde, dass diese Produkte als Heiz-und Treibstoff Verwendung finden können und sich insbesondere als Dieseltreibstoff vorzüglich eignen.
Die Gestehungskosten der Primärprodukte sind besonders niedrig, da man mit geringen Mengen
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sind ferner ausserordentlich labil und leicht reaktionsfähig und weisen einen niedrigen Zündpunkt auf, Eigenschaften, die die besondere Eignung als Dieseltreibstoff bedingen.
Nach der bisher herrschenden Meinung galten für Dieselöle bestimmte Qualitätsvorschriften, nach denen die Dieselöle insbesondere einen. Mindestgehalt an Wasserstoff haben sollen. Beispielsweise wird von einem guten Gasöl ein Wasserstoffgehalt von mindestens 12% verlangt. In den Vorschriften führender Dieselmotorenfabriken heisst es z. B. : Wenn der Wasserstoffgehalt von Ronöl weniger als
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schiefer gewonnen werden, ist nach den Vorschriften ein Wasserstoffgehalt von 11'4% oder mehr erforderlich. Diese Vorschriften erschienen bisher notwendig, da von Dieselölen ein möglichst niedriger Zündpunkt verlangt wird.
Die Öle paraffinischer Natur haben den geforderten niedrigen Zündpunkt, während aromatische Öle einen hohen Zündpunkt aufweisen und deshalb für den Dieselölbetrieb weniger
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Kohlenwasserstoffen und wurde somit ein Merkmal für die Brauchbarkeit des Dieselöles.
Die Verwendung von Schwelölen oder Teerölen aus Kohlen für den Dieselmotorbetrieb wird zwar seit langer Zeit versucht, eine befriedigende Lösung für den Gebrauch von z. B. Steinkohlenteeröl konnte jedoch bislang nicht gefunden werden. Die genannten Öle, welche durch Verkoken oder Verschwelen von Kohle erzeugt werden, bestehen in der Regel zum Teil aus aromatischen Kohlenwasserstoffen, welche den Zündpunkt erhöhen und den Wasserstoffgehalt erniedrigen. So zeigen Steinkohlenteeröle, welche als Treibstoffe für Dieselmotoren benutzt werden, 6'5% und weniger Wasserstoff.
Es ist zwar gelungen, auch den Dieselmotor solchen Teerölen anzupassen, jedoch sind besondere Motor-
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Es kommt hinzu, dass die Mengen an Teerölfraktionen, welche in den Erzeugungsländern gegebenenfalls als Dieselöl zur Verfügung stehen, den Bedarf in keiner Weise decken können.
Die Ergebnisse mit den geschilderten neuen Motortreibstoffen sollen am folgenden Beispiel näher erläutert werden :
Ein aus Braunkohle hergestelltes Primärprodukt mit 7'8% Wasserstoff und einem Schmelzpunkt von zirka 70 C wurde im Verhältnis 2 : 1 in einer Teerölfraktion gelöst und diese Lösung bei zirka 60 C in einen 3-Zylinder-Dieselmotor von 30 PS und 600 Umdrehungen mit Vorkammer eingespritzt. Der Motor arbeitete bei allen Belastungen einwandfrei, in heissem Zustand lief der Motor
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ohne Aussetzer. Erst im Leerlauf machten sich Aussetzer bemerkbar, die auf die starke Zündverzögerung durch das Teeröl zurückzuführen sind. Mit Teeröl allein läuft der Motor nur bei Vollast einwandfrei.
Störende Ablagerungen oder Verbrennungsrückstände konnten nicht festgestellt werden.
Bei weiteren Versuchen wurde angestrebt, ein möglichst teerölfreies Lösungsmittel herzustellen.
Hiefür bestehen die verschiedensten Möglichkeiten. Man kann ein gutes Lösungsmittel beispielsweise herstellen durch Abschwelen der Primärprodukte ; z. B. ergeben Primärprodukte aus Steinkohlen und Braunkohlen bei der Verschwelung geeignete Lösungsmittel in hoher Ausbeute.
Es wurde ferner festgestellt, dass man durch schonendes Hydrieren der Primärprodukte mit geringem Wasserstoffverbrauch und mit hohen Ausbeuten geeignete Lösungsmittel herstellen kann.
Dieser Teil der Erfindung soll an nachfolgendem Beispiel näher erläutert werden :
Durch Weiterhydrieren von Primärprodukten aus Steinkohle bei etwa 420 C mit nur geringem Wasserstoffübersuhuss und in Anwesenheit eines kondensierend wirkenden Kontaktes wird ein wasserstoffarmes Hydrierungsöl hergestellt, das einen Wasserstoffgehalt von nur 8'35% besitzt, also weit unter den für Dieselöl geltenden Normen liegt. Das spezifische Gewicht des Öles beträgt etwas mehr
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als 1'0 ; 80% des Öles sieden zwischen 200 und 360 C ; in 70 Teilen dieses Hydrierungsöles werden 30 Teile der Primärprodukte, aus denen das Öl hergestellt ist, gelöst, dadurch sinkt der Wasserstoffgehalt noch weiter auf 7'8% ab.
Trotzdem lässt sich dieses wasserstoffarme Dieselöl in dem im ersten Beispiel erwähnten 3-Zylinder- Vorkammer-Motor von 80 PS bei allen Lasten und noch bei Verdichtung- drücken bis 38 a ? herunter einwandfrei verbrennen. Der weiche Gang der Maschine fällt auf, besonders gegenüber ähnlichen wasserstoffarmen Ölen, wie Teeröl, das einen harten Gang der Maschine bewirkt und schon bei % Last so starke Zündverzögerungen aufweist, dass ein Dauerbetrieb nicht aufrechterhalten werden kann. Bemerkenswert ist ferner der auf 10. 000 WE bezogene niedrige Brennstoffverbrauch von 181 g/P'Sh, der mit dem Verbrauch an gutem Gasöl übereinstimmt.
Zum Lösen der Primärprodukte wird man Gasöl und alle sonstigen stark paraffinhaltigen Dieseltreiböle vermeiden, und man wird möglichst Lösungsmittel mit einem beträchtlichen Gehalt an aromaischen oder naphthenischen Kohlenwasserstoffen wählen. Man ist jedoch nicht an die Verwendung von Lösungsmitteln aromatischer oder naphthenischer Art gebunden, wesentlich erscheint nur, dass die verwendeten Lösungsmittel nicht fällend für die Primärprodukte wirken. Auch kann man z. B. Braunkohlenteer oder Schweltheer aus Steinkohlen, statt sie, wie oben geschildert, unmittelbar zu verwenden, zunächst durch weiteres schonendes Hydrieren verbesssern, oder man kann sie durch einen geringen Zusatz von Gasöl verbessern bzw. strecken.
Trotz des geringen Wasserstoffgehaltes der Primärprodukte, der etwa halb so gross ist wie der vom Gasöl geforderte Wasserstoffgehalt, verbrennen die Primärprodukte im Dieselmotor ebenso leicht wie beispielsweise Gasöl. Diese Feststellung ist um so überraschender, als abgesehen von geringen Wasserstoffgehalt auch die übrigen Eigenschaften der Primärprodukte den Qualitätsvorschriften für Dieselöle nicht entsprechen. So soll Gasöl ein niedriges spezifisches Gewicht und einen möglichst niedrigen Verkokungsrückstand aufweisen, der selbst beim Teeröl 3% nicht überschreiten darf.
Im Gegensatz dazu liegt das spezifische Gewicht der Primärprodukte meist bei 1'1 oder darüber, und die Verkokungsprobe nach Conradson liegt über 10% und sogar zwischen 15-35%. Obwohl also die Primärprodukte den Qualitätsvorschriftenfür Dieselöle keineswegs entsprechen, zeigen sie gute Zünd-und Verbrennungseigenschaften.
Die Primärprodukte sind bei gewöhnlicher Temperatur hart bis plastisch und sie werden daher besonders vorteilhaft im geschmolzenen oder gelösten Zustand verwendet, wobei man naturgemäss die Abhitze für die weitgehende Vorwärmung der zu verbrennenden Produkte ausnutzen kann.
Vorstehend wurden insbesondere die Möglichkeiten der Verwendung der Primärprodukte als Dieselöle erörtert. Die Verwendung der beschriebenen Primärprodukte als Heizöle in geschmolzenem oder gelöstem Zustand ergibt sich entsprechend der obigen Darlegungen. Die angegebenen Möglichkeiten der Verwendung von Lösungsmitteln sind nicht erschöpfend. Man wird sich im Bedarfsfall, je nach den zur Verfügung stehenden Rohmaterialien, die Lösungsmittel wählen oder herstellen, welche auf die Primärprodukte nicht fällend wirken.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Heiz-und Treibstoff, insbesondere Dieseltreibstoff, bestehend aus den festen bitumenähnlichen Hydrierprodukten, welche durch Behandlung von kohlenstoffhaltigen Materialien mit unzureichenden Wasserstoffmengen in Gegenwart von Verteilungsmitteln aromatischer oder naphthenischer Arterhalten wurden, in gepulvertem, geschmolzenem oder gelöstem Zustand.