DE415222C - Verfahren zur Darstellung von Asphaltkoerpern sowie zur Verbesserung der Eigenschaften von Asphalten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Darstellung von Asphaltkörpern sowie zur Verbesserung der Eigenschaften von Asphalten. Durch Glas Patent 380331 von G. E n g 1 e r ist es bekannt, daß man das in ölschiefer enthaltene Bitumen durch Erhitzung auf -,oo° oder eine diese nicht wesentlich übersteigende Temperatur einem Krakprozeß unterwerfen kann, wobei Benzin, Leuchtöl, Treiböl, Schmieröl, Phenole und Paraffin entstehen, und daß man dann diese Körper unter Ausnutzung der dem Schiefer zugeführten Wärtne mit Lösungsmitteln extrahiert und auf diese Weise isoliert.
• Es wurde nun neu gefunden, daß man das in bituminösen Mineralien vorhandene, in Lösungsmitteln unlösliche Bitumen durch eine bedeutend milder verlaufende Spaltung, als sie im Patent 380331 ausgeführt wird, in lösliche Asphaltkörper umwandeln kann, deren Eigenschaften den Naturasphalten nahestehen.
• Zur Ausführung des Verfahrens erhitzt man die bituminösen Mineralien, z. B. ölschiefer, Kohlen usw., in so milder Art und Weise, daß die Spaltung des Bitumens nur bis zur Bildung der beabsichtigten Asphaltkörper vorschreitet, die Bildung von Erdölkomponenten aber vermieden wird. Höchstens unwesentliche Mengen davon dürfen auftreten. Eine je höhere Temperatur man zur Spaltung anwendet, um so kürzer gestaltet sich die Erhitzungsdauer. Die kurze Erhitzung auf höhere Temperatur kann man durch eine längere bei niedrigerer Temperatur ersetzen. Das Temperatur- und Zeitverhältnis muß für jedes bituminöse Mineral durch Vorversuche festgestellt werden. Die Ausbeute an Asphaltkörpern ist, je nach den Eigenschaften des Bitumens, größer oder kleiner. Sie kann z. B. bei dem estländischen hukkersitschiefer den größeren Teil der im Schiefer vorhandenen organischen Substanz ausmachen. Die Eigenschaften der erhaltenen Asphaltkörper ähneln denen des Naturasphalts, insbesondere in bezug auf die weite Gradspanne !,d. i. den Abstand der Temperaturen des Erstarrungspunktes und Tropfpunktes, vgl. B r e d t s c h n e i d e r , ,Technisches Gemeindeblatt«, C. Heymanns Verlag, Berlin, XV I I I, i g i 5, Nr. 7 und 8 ; ferner _ die Zusammenfassung von Sonderdrucken aus dieser Zeitschrift, herausgegeben von Prof. Dr. H. Albrecht bei demselben Verlage, S. 15 bis 17), welche den Naturasphalt gegenüber Kunstasphalten auszeichnet. Diese und die ausgeprägten kolloiden Eigenschaften der neuen Asphaltkörper machen sie für den Asphaltstraßenbau und die sonstigen Anwendungsgebiete des Asphaltes hervorragend geeignet.
• Eine Isolierung der Asphaltkörper, etwa durch Extraktion mit Lösungsmitteln, braucht nicht zu erfolgen. Das behandelte Mineral kann man als solches wie die gewöhnlichen natürlich vorkommenden Asphaltgesteine verwenden. Ist der Prozentsatz an Asphaltkörpern im Mineral sehr hoch, so kann man dieselben, z. B. durch Erhitzen mit Wasser, herausschmelzen. Soll ein Mineral mit hohem Gehalt an den neuen Körpern direkt zum Asphaltstraßenbau benutzt werden, so kann man nach Bedarf andere Mineralien hinzumischen, bis der gewünschte Prozentsatz an Asphaltkörpern erreicht ist. Zur Verwendung z. B. in der Lackfabrikation kann man die neuen Körper durch Extraktion mit Lösungsmitteln isolieren.
• Man hat auch schon früher bituminöse Schiefer (vgl. C. E n g 1 e r, Chemiker-Ztg., XXXVI, 1912, S. 82, Spalte rechts) und Steinkohle (vgl. H a r g e r, Journ. Soc. Chem. lud. 1914, S. 391, und F. Fischer, »Gesammelte Abhandlungen zur Kenntnis der Kohle«, I. Bd., 1917, S. 68 bis 77) erhitzt und hierauf extrahiert, hat jedoch nur geringe :Mengen von Extraktkörpern erhalten, die nicht mehr untersucht worden sind, und deren technische Bedeutung man nicht erkannt hat. Durch diese Versuche wird der Gegenstand des vorliegenden Verfahrens nicht berührt.
• Die Gradspanne der vorliegenden Asphaltkörper sowie auch der bisher gebräuchlichen Asphalte konnte durch Wegdestillieren der niedriger siedenden Anteile allerdings unter Steigen des Tropfpunktes erheblich verbessert werden. Der günstige Wert für die Gradspanne konnte fernerhin auch für niedrigere Tropfpunkte dadurch erzielt werden, daß man den Asphaltkörpern von niedriger siedenden Anteilen freie Erd- oder Teeröle oder Pechrückstände zumischte. Beispiele: i. Man erhitzt ioookg estländischen Kukkersitschiefer, der etwa 55 Prozent organische Substanz enthält, im Druckgefäß oder ohne Druck, z. B. im Drehofen (wobei auch kontinuierlich verfahren werden kann', tunlichst bei Luftausschluß etwa 6 Stunden auf 35o". Es entstehen hierbei etwa 45 cbm Gas der Zusammensetzung: 8;,z8 Prozent CO., 1a71 Prozent CO, 1,37 Prozent CnHm, 2,64 Prozent H. Die Zusammensetzung des Gases ist von derjenigen der bisher beobachteten Schwelgase durchaus verschieden. Aus dem Schiefer, dem man vor der Erhitzung durch Benzolextraktion nur etwa o,6 Prozent (Prozent ber. auf wasserfreien Schiefer) an rotbraunem Mineralöl entziehen konnte, werden durch Benzolextraktion jetzt etwa 40 Prozent an löslichen, asphaltartigen Körpern gewonnen. Nach Entfernung des Benzols liegt der Erstarrungspunkt (B r e d t s c h n e i d e r 1. c.) derselben bei -j- io°, der Erweichungspunkt (Kraemer-Sarnow) bei 6z°, der Tropfpunkt (U b b e 1 o h d e) bei 86". Diese Konstanten können, je nach Variation der Spaltungsbedingungen, auch höher oder niedriger liegen. Das isolierte Asphaltkörpergemisch kann zu den Anwendungszwecken des Naturasphaltes verwendet werden. Für die Verwendung im Asphaltstraßenbau fällt die Extraktion fort. Das erhitzte Material als solches wird hierzu benutzt, gegebenenfalls nach Zumischung anderer Mineralzusätze. Anstatt 6 Stunden auf 35o° kann man auch Stunden auf 37o° oder 24 Stunden auf 335' erhitzen, auch noch höhere oder tiefere Temperaturen bei entsprechender Einstellung der Erhitzungszeiten anwenden. Aus anderen bituminösen Schiefern wurden auch Asphaltkörper mit geringer Gradspanne (etwa 66° j erhalten, ähnlich dem deutschen Naturasphalt.
• Die aus Kukkersit dargestellten Asphaltkörper enthalten etwa z Prozent (Prozente berechnet auf wasserfreien Schiefer) an niedriger siedenden öligen Bestandteilen (Siedepunkt bis 230' im Vakuum bei i i mm Quecksilbersäule). Trinidad-Epure lieferte bei einem Vergleichsversuch 5 Prozent bis 23o° (i i mm) siedendes öliges Destillat.
• Man entfernt aus i ooo kg des in Beispiel i behandelten, am besten noch heißen Schiefers oder aus Trinidad-Epure oder einem anderen Asphalt durch Destillation am besten im Vakuum die bis etwa 23o° siedenden-öligen Anteile, gewinnt auf diese Weise aus dem Schiefer etwa 2 Prozent, aus Trinidad-Epure etwa 5 Prozent an erdölartigen Produkten der Kerosin-, Solaröl-, Gasöl- und Spindelölfraktion und einen Asphaltrückstand von höherem Erstarrungs-, Erweichungs- und Tropfpunkt und gleichzeitig größerer Gradspanne, als sie die ursprünglichen Produkte besaßen.
• Hierauf werden dem Schieferrüchstande 2 Prozent und dem Trinidad-Epurerückstande 5 Prozent an Masut (von niedriger siedenden Fraktionen befreitem Erdöl) oder an Pechrückständen, z. B. Schieferteerpech, zugemischt. Hierdurch werden die angeführten physikalischen Konstanten erniedrigt, aber die Gradspanne über den Wert hinaus erhöht, den die zu Beispiel z angewandten Asphaltkörper ursprünglich besaßen.
• Folgende Zahlen wurden bei der angeführten Behandlung der Asphaltkörper erhalten

  Erstarrungs- Erweichungs-

  Angewandte Asphalt-Substanzen punkt punkt Tropfpunkt Gradspanne

  fBredt- (Kraemer- (Ubbelohde)

  schneider) Sarnow;

  I. Asphaltkörper nach Beispiel i .... 250 790 gi ° 660

  II. Dieselben Asphaltkörper wie bei I

  nach Wegnahme von 2 Prozent (ber. .

  auf Schiefer) leichter siedenden An-

  teilen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28, gil° 101,50 73,5 °

  III. Produkt II nach Zumischung von

  2 Prozent Masut (ber. auf Schiefer) 14 ° 94 ° 1o6 ° 92 °

  IV. Trinidad-Epure . . -. . . . . . . . . . . . . . 23 ° 81' i o6 ° 83 °

  V. Trinidad-Epure nach Wegnahme

  von 5 Prozent leichter siedenden An-

  teilen ........................ 25° go° iig° g¢°

  VI. Produkt V nach Zumischung von

  5 Prozent Masut ............... 12° g2° 121° iog°

Claims (1)

1. PATENT-ANSPiZÜcHE: i. Verfahren zur Darstellung von Asphaltkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß man bituminöse Mineralien, wie Ölschiefer, Kohlen usw., einem so milden Erhitzungsprozeß mit oder ohne Druck unterwirft, daß Asphaltkörper entstehen und erdöl- oder teerartige Körper nicht oder nur in unwesentlichem Maße gebildet werden, und daß man die Asphaltkörper entweder zusammen mit den Mineralbestandteilen oder nach Trennung von den letzteren verwendet. Verfahren zur Darstellung von Asphaltkörpern und zur Verbesserung der unter Patentanspruch i erhaltenen Asphaltkörper sowie von sonstigen Asphalten, dadurch gekennzeichnet, daß man aus diesen Körpern geringe Mengen leichter siedender Anteile herausdestilliert und gegebenenfalls den eingeengten Körpern von leichter siedenden Anteilen freie Erd- oder Teeröle oder Pechrückstände zumischt.