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Verfahren zur Entwässerung von Alkohol in Treibmitteln Man weiß, daß
gewöhnlicher Alkohol in Benzin und ähnlichen Treibstoffen nur dann in allen Verhältnissen
löslich ist, wenn er einen hohen Grad von Wasserfreiheit besitzt.
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Alkohol von 95° -Gay-Lussac z. B. ist nur durch Zusatz besonderer
Homogenisierungsmittel mit Benzin zur vollkommenen Mischung zu bringen.
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Dagegen ist ein Alkohol von 97,5 bis 98° G.L. auch bei tiefen
Temperaturen in allen Verhältnissen mit Benzin mischbar.
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Nun gestatten aber die üblichen Rektifikationsverfahren nicht, einen
Alkohol von mehr als 96,5° G.L. herzustellen. Auch. versagen zur Entfernung der
letzten Wasseranteile, die von dem Alkohol sehr fest zurückgehalten werden, die
gewöhnlich zur Entwässerung organischer Flüssigkeiten angewendeten chemisch indifferenten
Stoffe (z. B. wasserfreies Natriumsulfat, Kaliumcarbonat o. dgl.). Zur Überwindung
der Affinität zwischen Wasser und Alkohol muß man die Entfernung der letzten Wasseranteile
durch solche Stoffe bewirken, die nicht wie die obenerwähnten Salze das Wasser nur
physikalisch als Kristallwasser binden, sondern es durch eine chemische Reaktion
zum Verschwinden bringen. Solche Stoffe sind z. B. Ätzkalk oder -baryt, die mit
dem Wasser die entsprechenden Hydroxyde bilden, Calciumcarbid, das das Wasser unter
Bildung von Acetylen zersetzt, Calciummetalle u. a.
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Es ist nun gefunden worden, daß die Entwässerung des Alkohols bei
Treibmitteln. auch bei Verwendung chemischer indifferenter Trockenmittel in genügendem
Grad und sehr einfach in der Weise durchgeführt werden kann, daß man den Alkohol
mit Benzin oder anderen Kohlenwasserstoffen zusammen der Einwirkung dieser Trockenmittel
unterwirft. Die genannten neutralen, Wasser begierig aufnehmenden Salze gewinnen
dann dadurch einen erhöhten Wirkungsgrad, daß dem wasserhaltigen Alkohol durch den
Zusatz der Kohlenwasserstoffe Alkohol entzogen und dadurch die Konzentration des
Wassers in dem verbleibenden Alkohol-Wasser-Gemisch erhöht wird. Das wasserentziehende
Salz kann. also eine größere absolute Menge Wasser aufnehmen, bevor der Gleichgewichtszustand
erreicht wird.
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Durch Zusatz von Homogenisierungsmitteln., die die Vereinigung unhomogener
Gemische von wasserhaltigem Alkohol und Kohlenwasserstoffen bewirken, kann die Trockenwirkung
der Salze noch erhöht und beschleunigt werden..
Es gibt eine große
Anzahl für das Verfahren brauchbarer Entwässerungsmittel, sie müssen nur so gewählt
werden, daß sie weder auf den Alkohol noch auf das Benzin selbst einwirken und sich
nicht in dem carburierten Treibmittel lösen.
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Gegenüber den obenerwähnten, das Wasser chemisch entfernenden Trockenmitteln
haben diese Stoffe noch den Vorteil, daß sie leicht durch mäßiges Erhitzen wieder
von Wasser befreit werden können und dann. unmittelbar in dem Verfahren wiederverwendbar
sind.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, Gemische von wasserhaltigem Alkohol
und Petroläther mit Aceton zu versetzen und dann durch Calciumcarbid zu entwässern.
Das Calciumcarbid wirkt hier in der obenerwähnten Weise ein, indem es mit dem =
Wasser Acetylen entwickelt. Diese Reaktion wird jedoch durch den Zusatz von Kcshlenwasserstoffen
und Aceton nicht beeinflußt, vielmehr geht sie in unvermischtem Alkohol mit der
gleichen Geschwindigkeit vor sich wie .n dem Gemisch, eher sogar noch mit größerer.
Das zugesetzte Aceton kann unter Umständen einen Teil des entwickelten Acetylens
auflösen und es auf diese Weise noch als Brennstoff nutzbar machen; der Hauptteil
des Acetylens geht aber verloren. Aus dem Calciumcarbid entsteht im Laufe der Reaktion
Kalkhydrat, das nicht weiter verwendet werden kann. Das kostspielige Calciumcarbid
ist also verloren.
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Zur Ausführung des Verfahrens kann man Alkohol mit Benzin mischen,
das vorher mit einer genügenden Menge des wasserentziehenden Stoffes versetzt ist,
oder umgekehrt zuerst den Alkohol mit dem Trockenmittel versetzen und dann das Benzin
zugeben: oder schließlich das Trockenmittel erst dem fertigen Flüssigkeitsgemisch
zusetzen.
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Man kann sowohl vergällten als reinen Alkohol verwenden.
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Aus den folgenden- Beispielen ist die Ausführung des Verfahrens ersichtlich.
Beispiel I 75 Volumteile Leichtbenzin von der Dichte o,7o8, 25 Volumteile Alkohol
von 95,5' G.L. Dieses Gemisch entmischt sich und trennt sich bei einer Temperatur
von 2o° in zwei Schichten.
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Rührt man es mit 2 Teilen Kaliumcarbonat um, so wird es sofort klar
und trübt sich erst wieder bei einer Temperaturerniedrigung auf ¢° C.
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Wenn man die Entwässerung noch weiter treiben will, so läßt man die
Flüssigkeit dekantieren und rührt sie von neuem mit einer kleinen Menge Kaliumcarbo_nat.
Der Trübungspunkt sinkt dann unterhalb - i7° C. Das ist eine Lösung, die einer mit
Alkohol von 97,5 bis 98° G.L. entspricht.
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Die Schnelligkeit der Wasserentziehung gestattet ein ununterbrochenes
Verfahren bei der praktischen Anwendung.
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Beispiel II Das Gemisch besteht aus 55 Volumteiien Alkohol von 95,5°
G.L., ¢5 Volumteilen Benzin von der Tourenbenzin genannten Art (type dit tourisme)
von einer Dichte von 0,728 bei einer Temperatur von i5° C.
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Dieses Gemisch ist bei einer Temperatur von 23°C klar und trübt sich
bei 22°C. Wenn man die klare Flüssigkeit mit einer kleinen Menge Kaliumcarbonat
umrührt, ist sofort eine Axfeuchtung des Salzes zu bemerken, welches das Streben
hat, an den Behälterwänden anzukleben.
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Eine zweite Behandlung mit trockenem Carbonat drückt den Trübungspunkt
auf + 2, C. Beispiel III Das Gemisch besteht aus io Volumteilen Alkohol von 95,5'
G.L., 9o Volumteilen Schwerbenzin (Dichte o,753).
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Bei gewöhnlicher Temperatur trennt sich die Flüssigkeit in zwei Schichten.
Umrühren mit einer kleinen Menge Solvaysoda macht sie klar, und das Salz absorbiert
das Wasser.
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Nach der Dekantierung ist das Treibmittel bei gewöhnlicher Temperatur
klar und trübt sich bei + i6° C.
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Wenn man die Entwässerung verstärken will, rührt man von neuem mit
einer kleinen Menge Solvaysalz oder Kaliumcarbonat um.
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Bei den drei obigen Beispielen kann das Entwässerungssalz leicht regeneriert
werden. Vorher gewinnt man durch Destillation die sehr geringe Menge der Flüssigkeit
wieder, von welcher es durchdrungen ist.
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Dieses Verfahren zur Entwässerung von Mischungen von Alkohol und Benzin
wird noch wirkungsvoller, wenn man unter den folgenden Bedingungen arbeitet: a)
Wenn man ein Gemisch von Alkohol und Benzin (ein mischbares oder nichtmischbares)
ununterbrochen in einem Behälter (oder in mehreren miteinander verbundenen) umlaufen
läßt, die mit einem der angegebenen wasseranziehenden Salze (oder einem Gemisch
dieser -Salze) gefüllt sind, wobei das flüssige Gemisch an dem einen Ende des Behälters
(oder der Reihe von Behältern) eintritt und am anderen austritt, so erhält man eine
bis zur äußersten Grenze durchgeführte Entwässerung in der kleinsten Zeit, da das
zu entwässernde Gemisch fortwährend in immer erneuter Berührung mit einem großen
überschuß der wassereiatziehenden Körper
ist, die selbst fortschreitend
wasserfreier vorliegen.
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b) Wenn man dem zu entwässernden Alkohol-Benzin-Gemisch kleine Mengen
von einer oder mehreren Flüssigkeiten zufügt, welche als Vereinigungsmittel gegenüber
nichthomogenen Mischungen von Alkohol und Benzin dienen, so wird die Entwässerung
des Alkohols weiter getrieben als ohne Anwendung dieser Flüssigkeiten. Äther, Benzol
und seine Homologen, die Propyl-, Butyl- und Amylalkohole und ihre Homologen Cyclahexanol
u. dgl. sind Beispiele hierfür.
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c) Der ununterbrochene Kreislauf des zu entwässernden flüssigen Gemisches
über einen großen überschuß wasserentziehender Körper in den angegebenen Behältern
bringt eine fortschreitende Absorption des Wassers durch diese von dem Eintritt
bis zu denn Austritt der Flüssigkeit in der Weise hervor, daß das Entwässerungsmittel
sich im allgemeinen in einer konzentrierten Lösung an, der Eintrittsstelle der Flüssigkeit
löst und- an der Austrittsstelle im wesentlichen in wasserfreiem Zustand verbleibt.
Die Gemische von Alkohol und Kohlenwasserstoffen verhalten sich ähnlich bei der
Entwässerung wie die Gemische von Alkohol und Benzin. Beispiel IV Das unhomogene
Gemisch von 8o 1 Tourenbenzin (essence tourisme), Dichte 0,728, 201 Alkohol
von 95°.
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Rührt man dieses Gemisch dreimal wiederholt mit je 2 kg wasserfreiem
Kaliumcarbonat um, so erhält man eine klare Flüssigkeit, welche der mit einem Alkohol
von 98,i° entspricht.
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Man verbraucht 6 kg Kaliumcarbonat, die man als feuchtes Salz wiedererhält
und die man durch Erhitzung regulieren kann.
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Wenn man dagegen das feuchte Salz durch eine Batterie strömen läßt,
die z. B. von sechs Behältern, jeder von 81 Inhalt, gebildet wird und welche mit
wasserfreiem Kaliumcarbonat gefüllt sind (welches nötigenfalls mit einem passenden
inerten Stoff gemischt sein kann, wie z. B. Bimsstein, um die Strömung der Flüssigkeit
zu erleichtern), so ist die am Ausgang der Batterie erhaltene Flüssigkeit derjenigen
analog, welche mit Alkohol von 99,5° erhalten werden kann.
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Man gewinnt i,q.° G.L. gegenüber dem Verfahren aufeinanderfolgender
Umrührungen. Außerdem verbraucht man nur i kg Kaliumcarbonat, welches ungefähr 11
Wasser zu einer konzentrierten Lösung absorbiert. Die = ses wird durch Erhitzen
regeneriert.
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Beispiel V Dasselbe Gemisch von 8o l Tourenbenzin (essence tourisme),
Dichte o,7--8. und --o l Alkohol von 95° wird mit 21 Äther versetzt, und man rührt
es dreimal hintereinander mit je 2 kg wasserfreiem Kaliumcarbonat um und
erhält so ein Flüssigkeitsgemisch analog dem mit Alkohol von 98,6° hergestellten.
Die Zufügung der geringen Menge Äther hat also die Entwässerung auf o,5° G.L. gegenüber
der Nichtverwendung von Äther erhöht.
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Wenn man dieselbe Mischung (nach Zufügung von 21 Äther) in der Batterie
von Behältern nach Beispiel i umlaufen läßt, ist das erhaltene Flüssigkeitsgemisch
analog dem mit einem Alkohol von 98,7° hergestellten. Die Zufügung einer geringen
Menge Äther gestattet so, die Entwässerungsgrenze um 0,2° G.L. zu erhöhen. Beispiel
VI 25 1 Alkohol von 95'', 15 1 gewöhnlicher Äther, 6o l Handelsbenzin.
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Die Entwässerung dieses Gemisches in einer Vorrichtung, wie in Beispiel
i beschrieben, führt zu einer klaren Flüssigkeit analog der mit Alkohol von 99,2°
G.L. herstellbaren.
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Die Ergebnisse nach den Beispielen ¢ bis 6 können je nach der Natur
des Benzins und der verwendeten Kohlenwasserstoffe kleinen Änderungen unterliegen.