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Verfahren zur vollständigen Entfernung der sauerstoffhaltigen Bestandteile
aus Teeren. Die Teere, welche durch Vergasung von Steinkohle, Braunkohle, Schiefer
usw. erhalten werden, insbesondere die Urteere, bestehen aus Substanzen, die man
nach ihrem Verhalten gegenüber bestimmten chemischen Reagenzien in drei Gruppen
einteilen kann. -Es sind dies r. die eigentlichen Kohlenwasserstoffe, 2. die in
der Literatur (vgl. z. B. S ch ei th a u e r, »Die Schwelteere« S. 149) bisher als
»neutrale Öle« bezeichneten Körper und 3. die Kreosote. ' Die ersteren sind völlig
indifferent gegen Alkali jeder Konzentration, die sogenannten »neutralen Öle« sind
indifferent gegen verdünnte Alkalilösung, bilden aber mit konzentriertem Alkali
ein zähes, dunkles Harz, welches unlöslich in überschüssigem, konzentriertem Alkali
ist, die Kreosote aber lösen sich bereits in stark verdünnter Lauge. Die Kohlenwasserstoffe
sollen als »neutrale Öle« bezeichnet und für die bisher als »neutrale Öle« bezeichnete
Körperklasse der Ausdruck »Zwischenöle« gewählt werden. Über die Zusammensetzung
dieser »Zwischenöle« ist sehr wenig bekannt. Sie zeigen ein hohes spezifisches Gewicht,
sind hochviskos und enthalten mehrere P: ozent Sauerstoff. Außerdem besitzen sie
die bemerkenswerte Eigenschaft, sich in Kreosotnatronlösungen aufzulösen, wobei
die Löslichkeit schnell mit der Konzentration des Kreosotalkalis wächst. .
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Die restlose Entfernung der sauerstoffhaltigen Produkte aus den Teerdestillaten
ist wünschenswert, denn für die meisten in Betracht kommenden Verwendungszwecke
ist die Anwesenheit dieser zur Zersetzung und Verharzung neigenden Körper störend,
besonders bei der Verwendung der Teerdestillate als hochwertige Schmieröle ist die
Entfernung aller sauren Produkte angezeigt. Nach dem oben Gesagten bestehen nun
bei der Alkalibehandlung der Teerdestillate folgende Möglichkeiten. Man behandelt
das Öl mit schwacher Alkalilauge, um bei möglichst geringen Verlusten an Zwischenöl
eine möglichst große Ausbeute an kreosotfreiem Öl zu erzielen, wobei man aber ein
unvollkommen gereinigtes Öl als Endprodukt erhält. Oder man arbeitet mit konzentriertem
Alkali und erhält ein von sauerstoffhaltigen Bestandteilen völlig befreites 0I.
In diesem Falle befinden sich in der Abfallauge die Kreosote, gemischt mit den Zwischenölen,
und der Alkaliverbrauch ist außerordentlich hoch, da naturgemäß mit starkem Überschuß
gearbeitet werden muß. Die Wiedergewinnung desselben aus den dunkel gefärbten Unterlaugen
ist mit nicht unbeträchtlichen Kosten und Umständen verknüpft.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine .Arbeitsweise, bei der
die sauerstoffhaltigen Produkte restlos aus den Teerdestillaten entfernt werden,
die Zwischenöle für sich, getrennt von den Kreosoten gewonnen werden und der Verbrauch
an Lauge nicht viel mehr beträgt, als zur Bindung der Kreosote erforderlich ist.
Das Verfahren besteht darin, daß man das Öl zunächst mit der auf Grund einer Vorprobe
berechneten,
zur Bindung der Phenole ausreichenden Menge verdünnter Lauge behandelt. Die Menge
der hierbei mit in Lösung gehenden Nichtkreosote ist verschwindend gering. Darauf
folgt dann eine Nachbehandlung mit stark konzentriertem Alkali, wobei nur ein geringer
Teil Alkali zur-@@Bildung einer harzartigen Zwischenschicht verbraucht wird, während
die untere Schicht Lauge ganz hell gefärbt bleibt. Diese enthält nur Spuren.organischer
Substanz und kann wieder für eine neue Operation gebraucht werden, nachdem sie durch
Zusatz von festem Alkali auf die ursprüngliche Konzentration zurückgebracht worden
ist. Aus der harzartigen Zwischenschicht werden dann durch Wasserzusatz die Zwischenöle
abgeschieden. Sie sind bei ihrer hohen Viskosität ebenfalls als Schmieröle noch
gut zu verwenden, da sie im übrigen recht beständig sind.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren beruht auf anderen Grundlagen
als die (s. Lunge-Köhler, Steinkohlenteer und Ammoniak igi2, Bd. 1, S. 734/i35)
stufenweise Laugung, welche in der Steinkohlenteerindustrie für diejenigen Teerfraktionen
angewandt wird, welche das Phenol und seine Homologen, insbesondere die isomeren
Kresole, enthalten. Hierbei macht rrlan von dem Umstand Gebrauch, daß das Phenol
etwas stärker sauren Charakter besitzt als seine Homologen. Man wendet also die
für die Extraktion der genannten Phenole erforderliche Menge verdünnter Natronlauge
in mehreren Fraktionen nacheinander, aber in gleichbleibender Verdünnung an und
erreicht dadurch eine Anhäufung des Phenols in den ersten Fraktionen, während Kresole
und andere Homologe sich in den Nachfraktionen ansammeln.
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Bei dem neuen Verfahren werden dagegen zuerst mit schwacher Natronlauge
die Phenole in einer Operation herausgenommen - dies könnte, sofern man die Gewinnung
von reinem Phenol mit zum Ziel hat, hierbei natürlich auch stufenweise erfolgen
- und dann folgt die Nachbehandlung des Öls mit sehr konzentrierter Natronlauge,
um nun in Form von harzartigen Natronverbindungen Körper auszuscheiden, die chemisch
den Phenolen fernstehen, insbesondere so schwach sauren Charakter besitzen, daß
sie schon mit wenig Wasser dissoziieren, so daß deren Entfernung vermittelst verdünnter
Natronlauge überhaupt nicht möglich sein würde.
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Die Ausführung des Verfahrens sei an folgendem Beispiel erläutert.
Beispiel. 50o kg eines Paraffinöls vom spez. Gew. o,g3i, welches durch Destillation
eines Braunkohlengeneratorteers gewonnen wurde und etwa 8 Prozent Kreosote enthält,
werden mit 28o kg einer fünfprozentigenNatronlauge in der Wärme behandelt. Nach
dem Absitzenlassen und Abziehen der Alkalilösung hinterbleiben 465 kg 0I vom spez.
Gew. 0,g16. Eine Probe der Alkalilösung, in welcher im Laboratorium durch zweimalige
Extraktion mit Äther die neutralen Öle bestimmt werden, ergibt, daß im ganzen 7,6
kg neutrales 01, gleich 45 Prozent vom angewandten Ausgangsöl, enthalten
sind.
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Die abgezogenen 465 kg Öl werden jetzt mit 7o kg Natronlauge vom spez.
Gew. 1,36, entsprechend 33 Prozent Na OH, versetzt und unter Rühren 1/2 Stunde auf
7o bis 8o' erwärmt. Nach dem Absitzen wird die noch ganz hell gefärbte Natronlauge
abgezogen. Erhalten werden 6o kg vom spez. Gew. 1,325, entsprechend 29,6
Prozent Na OH. Demnach sind 5,3 kg NaOH verbraucht. Nach dem Abziehen der Natronlauge
folgt das Harz, Gewicht ebenfalls 6o kg. Dasselbe gibt, mit dem doppelten Gewicht
Wasser versetzt, 32 kg sog. »Neutralöl« (bzw. »Zwischenöl«) vom spez. Gew. 1,014.
Durch Ansäuern und Ausäthern einer Probe der alkalischen Lösung findet man, daß
neben den 32 kg Neutralöl noch 12 kg Kreosote und 5,3 kg Ätznatron, letztere Zahl
übereinstimmend mit der oben aus der wiedergewonnenen Lauge berechneten Menge, enthalten
sind.
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Nach dem Abziehen des Harzes hinterbleibt das gereinigte Öl, spez.
Gew. o,go2, im Gewicht von 42o kg.
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Die 6o kg wiedergewonnene Natronlauge vom spez. Gew. 1,325 werden
durch Zusatz von 5,3 kg Ätznatron und 5 kg Wasser wieder auf das ursprüngliche Quantum
von 70 kg Natronlauge, spez. Gew. 1,36, zurückgebracht und für den nächsten
Ansatz ebenso verwandt.