Verfahren zur Behandlung höhermolekulare Kohlenwasserstoffe enthaltender Stoffe, insbesondere von Bitumen Es ist bekannt, bei Raumtemperatur flüssige, im wesentlichen Kohlenwasserstoffe enthaltende Stoffe, nämlich Mineralöle, hinsichtlich ihrer Molekularstruk- tur dadurch zu verändern, dass sie einem starken elek trischen Wechselfeld ausgesetzt werden, wodurch eine Viskositätserhöhung des behandelten Mineralöls be zweckt wird.
Bei der Verwendung von Bitumen bzw. Steinkoh- lenteerpech zur Herstellung von Elektroden für metall urgische Zwecke wird eine gegenüber dem Steinkoh- lenteerpech nachteilige Eigenschaft des Bitumen beob achtet, die sieh in erheblichen Abbranderscheinungen der unter Verwendung von Bitumen hergestellten Elek troden äussert, d. h., diese Elektroden erleiden bei den bei ihrem Einsatz auftretenden hohen Temperaturen erhebliche Kohlenstoffverluste, die auf die Verflüchti gung von Kohlenwasserstoffverbindungen zurückzufüh ren sind.
Im Unterschied dazu zeigt Steinkohlenteerpech er heblich günstigere Eigenschaften, was leicht daran er kennbar ist, dass bei Steinkohlenteerpech die Ausbeute an rückständigem Kohlenstoff bei vollständiger Destil lation durch Erhitzen bis auf eine Temperatur von un gefähr 1000 C erheblich höher als bei Bitumen ist.
Es wurde nun festgestellt, dass sich bei Bitumen trotz hinsichtlich des Kohlenstoff- bzw. Wasserstoffge haltes ähnlicher Zusammensetzung wie bei Steinkoh- lenteerpech in einem Temperaturbereich ungefähr zwi schen 600 C und 700 C flüchtige Kohlenwasserstoffe bilden, die zu einem erheblichen Kohlenstoffverlust der Bitumen führen, sofern diese auf Temperaturen in oder über diesem Temperaturbereich erhitzt werden; dieser kritische Temperaturbereich wird jedoch sowohl bei Elektroden für metallurgische Zwecke als auch bei spielsweise bei der Herstellung von Petrolkoks erreicht oder überschritten.
Aus rein wirtschaftlichen Gründen ist es nun wün schenswert, möglichst Bitumen für die vorgenannten Zwecke zu verwenden. Infolgedessen liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, die Kohlenwasserstoffver- luste bei der Erhitzung solcher Erdölrückstände zu ver mindern, die bei Raumtemperatur fest bis plastisch sind, insbesondere also die Kohlenstoffverluste der Bitumen bei deren Erhitzung über eine Temperatur von ungefähr 600 C hinaus möglichst weitgehend zu reduzieren.
Es wurde nun festgestellt, dass sich diese Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch lösen lässt, dass die in Rede stehenden Erdölrückstände dem Einfluss eines elektrischen Wechselfeldes ausgesetzt werden. Auf sol che Weise behandelte Erdölrückstände, insbesondere Bitumen, sind auf zahlreichen Anwendungsgebieten den natürlichen Bitumen weit überlegen, vor allem hin sichtlich ihrer Verwendung zur Herstellung von Elek troden für metallurgische Zwecke sowie bei der Her stellung von Petrolkoks. Besonders bei der Elektroden herstellung ist es aufgrund wirtschaftlicher überlegun- gen vorteilhaft, sowohl den Koks, der die Feststoffteil- chen der Elektroden darstellt,
als auch das Bindemittel für die Elektroden darstellt, als auch das Bindemittel für die Elektroden aus Petroleumrückständen, d. h. insbesondere aus Bitumen herzustellen. Da nun die er- findungsgemäss behandelten Erdölrückstände bei einer Erhitzung über ungefähr 600 C erheblich höhere Aus beuten an rückständigem Kohlenstoff aufweisen, zeigen beispielsweise unter Verwendung erfindungsgemäss be handelter Bitumen hergestellte Elektroden keine grös- seren Abbranderscheinungen als die unter Verwendung von Steinkohlenteerpech hergestellten Elektroden.
Ganz allgemein gestattet das erfindungsgemässe Ver fahren die Herstellung eines unter anderem als Binde mittel verwendbaren Bitumens, das eine andere mole kulare Struktur aufweist, als das Ausgangsbitumen, was sich beispielsweise auch in der Abnahme des Er weichungspunktes äussert. Eine mögliche Erklärung für die durch die erfindungsgemässe Behandlung erzielten Veränderungen besteht darin, dass bei der Behandlung dünnflüssige Bitumenöle und makromolekulare Asphaltene entstehen, wobei insbesondere die letzteren zu einer Erhöhung der Ausbeute an rückständigem Kohlenstoff bei der vollständigen Destillation beitragen können.
Die Geschwindigkeit, mit der sich die erwünschten Umwandlungen in den behandelten Erdölrückständen vollziehen, erhöht sich mit steigender Behandlungstem peratur, die jedoch bei Bitumen unterhalb der kriti schen Temperatur von ungefähr 600 C liegen muss, da sich bei höheren Temperaturen die erwähnten gas förmigen Kohlenwasserstoffe bilden, die zu den zu ver meidenden Kohlenstoffverlusten des Bitumens führen. Ausserdem erhöht sich die Umwandlungsgeschwindig- keit mit der Feldstärke des angelegten elektrischen Wechselfeldes sowie mit dessen Frequenz.
Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsge- mässen Verfahrens wurde ein Bitumen verwendet, das vor der Behandlung eine Penetration von 200, einen Erweichungspunkt K. und S. von 33 C und eine Koksausbeute nach dem Conradson-Test von 17,5 % aufwies. Dieses Bitumen wurde in einen langgestreck- ten Trog zwischen zwei Elektroden gegeben, die in einem Abstand von 6 bis 7 mm voneinander angeord net und an eine Wechselspannung von 1200 V und 50 Hz angeschlossen waren. Das Bitumen wurde vor dem Anlegen der Wechselspannung an die Elektroden auf 140 C erhitzt und dann ungefähr 3 Minuten lang dem angegebenen Wechselfeld ausgesetzt.
Nach der Behandlung zeigte das Bitumen einen Erweichungs- punkt K. und S. von 25 C sowie gemäss dem Conrad- son-Test eine erhebliche höhere Koksbeute als das Ausgangsbitumen.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfin- dungsgemässen Verfahrens wurde ein zylinderförmig ausgebildeter, langestreckter Trog verwendet, in den eine Vielzahl von scheibenförmigen Elektrodenpaaren hereinragt. Die Elektroden sind dabei ähnlich angeord net, wie bei einem Drehkondensator und die eine Gruppe von Scheibenelektroden steht in Verbindung mit der Trogwandung, und die ebenfalls scheibenförmi gen Gegenelektroden sind auf einer Mittelachse befe stigt. Die lichten Abstände zwischen den Elektroden betrugen 3 bis 4 mm.
Nach Einfüllen eines auf 180 C erwärmten Bitumens mit einem Koksrückstand nach dem Conradson-Test von 17,2 % und mit einem Er- weichungspunkt von 49 C (gemessen mit Ring und Kugel) wurde während einer Stunde eine Wechselspan nung von 3500 Volt und 50 Hz an die Elektroden an geschlossen. Während der Behandlung wurde die Tem peratur des Bitumens und des Troges auf etwa 180 C gehalten und der Zutritt von Luftsauerstoff zum Bitu men verhindert. Nach dieser Behandlung zeigte das Bitumen einen Erweichungspunkt von 52 C und einen Koksrückstand (geprüft nach dem Conradson-Test) von 20,5 %.