DE586444C - Fester nitrozellulosehaltiger Brennstoff - Google Patents

Fester nitrozellulosehaltiger Brennstoff

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DE586444C DEST48191D DEST048191D DE586444C DE 586444 C DE586444 C DE 586444C DE ST48191 D DEST48191 D DE ST48191D DE ST048191 D DEST048191 D DE ST048191D DE 586444 C DE586444 C DE 586444C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L7/00Fuels produced by solidifying fluid fuels
    • C10L7/02Fuels produced by solidifying fluid fuels liquid fuels
    • C10L7/04Fuels produced by solidifying fluid fuels liquid fuels alcohol

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Description

  • Fester nitrozellulosehaltiger Brennstoff Es ist bereits bekannt, einen festen nitrozellulosehaltigen Brennstoff dadurch herzustellen, daß man die Pentanitrozellulose, also eine sehr hoch nitrierte Zellulose, in Methylalkohol auflöst und die Lösung mit Äthylalkohol oder Wasser verfestigt. Ein derartiger Brennstoff weist aber eine Reihe von Mängeln auf, welche seinen Gebrauch unbequem machen, denn ein hoher Stickstoffgehalt hat ein unruhiges Aufflackern und zeitweilig aussetzendes Brennen von halbexplosivem Charakter zur Folge. Man könnte nun das ungewünschte Aufflackern dadurch dämpfen, daß man eine Nitrozellulose von niedrigem Stickstoffgehalt verwendet. Es hat aber der'.Stickstoffgehalt der Nitrozellulose einen bedeutenden Einfluß auf die Festigkeit der erhaltenen Gallerte, und zwar nach der Richtung, daß die Festigkeit in dem Maße steigt, in dem ihr Stickstoffgehalt ebenfalls steigt. Wenn man also im Stickstoffgehalt der -Zellulose heruntergeht, so muß man sich darüber klar sein, daß man damit auch die Festigkeit der Gallerte beeinträchtigt.
  • Wie gefunden wurde, ist es aber möglich, das unliebsame Aufflackern und explosive Abbrennen des Brennstoffes dadurch zu beseitigen, gleichzeitig jedoch eine genügende Festigkeit der Gallerte zu erreichen, daß man eine Nitrozellulose mit einem Stickstoffgehalt verwendet, der sie in absolutem Alkohol löslich macht, z. B. mit einem Stickstoffgehalt von i 1, 5% i i,8 °/o, ferner daß man als Lösungsmittel ein solches nimmt, das entweder ganz oder teilweise - aus absolutem Äthylalkohol, besteht, und .daß man schH:eßlich mit einem Verfestigungsmittel die Lösung gelatiniert.
  • Außer der Beseitigung der bei dem bekannten Brennstoff auftretenden Mängel werden eine ganze Reihe von weiteren Vorteilen erzielt, welche zusammen einen sehr erheblichen technischen Fortschritt des Brennstoffes nach der Erfindung gegenüber dem, bekannten Brennstoff begründen.
  • Zunächst hat der Brennstoff nach der Erfindung gegenüber dem bekannten einen höheren Wert an Heizwerteinheiten, ferner brennt er leicht ohne Rauchbildung oder Versprühen oder Entwicklung schlechter Geruchsstoffe ab-. Er läßt sich leicht zünden, leicht auslöschen und ebenso leicht wieder anzünden; er hinterläßt einen Mindestbetrag an Rückstand oder Asche, kann billig hergestellt werden, bleibt ohne Zerfall bei der üblichen Handhabung, zersetzt sich beim Stehen nicht, bleibt während der Verbrennung fest, zeigt keine Abscheidung des Festen vom Flüssigen, derart, daß Mengen freier Flüssigkeit im Transportbehälter sich bilden, denn die Anwesenheit derartiger freier Flüssigkeit erhöht die Feuersgefahr, führt zu einer Beschädigung der Kleider öder der Ausrüstung des Benutzers durch Überfließen und beeinträchtigt 'auch den Verkauf des Produktes dadurch, daß dieses ein unansehnliches Aussehen annimmt.
  • Nun ist zwar schon bekannt geworden, daß man eine Nitrozellulose mit einem Stickstoffgehalt zwischen i i und 1a % in absolutem Alkohol lösen kann, doch ist noch niemals der Vorschlag gemacht worden, eine derartige Nitrozellulose als Grundstoff für einen festen Brennstoff zu verwenden. Überraschend ist vor allem, daß eine Nitrozellulose mit einem Stickstoffgehalt, der niedrig genug ist, um sie in absolutem Alkohol löslich zu machen, noch eine steife feste Gallerte bildet.
  • Nach der Erfindung wird als Lösungsmittel an Stelle von absolutem Äthylalkohol eine Mischung von absolutem Äthylalkohol und Methylalkohol verwendet. Man kann ferner nach einer weiterenAusführungsform derErfindung dem Brennstoff Pyridin zusammen mit Kerosin oder beide Stoffe für sich allein zusetzen. Das Verfahren. zur Herstellung des Brennstoffes führt man zweckmäßig so durch, daß zunächst nur die zur Lösung der Nitrozellulose erforderliche Menge absoluten Äthylalkohols verwendet, nach der Auflösung der Nitrozellulose eine weitere Menge Äthylalkohol und sodann das Verfestigungsmittel zugesetzt wird. Das flüssige Kolloid wird erfindungsgemäß in verkaufsfähige Behälter gebracht und der Endzusatz von Wasser in diesen Behältern. vorgenommen. Die Verfestigung von flüssigem Brennstoff in Formen ist jedoch schon bekannt.
  • Bei der Herstellung des Brennstoffes ist es von Wichtigkeit, daß das Verhältnis von Lösungsmittel und gelöster Nitrozellulose so gewählt wird, daß das Kolloid vor der Endverfestigung nicht so viskos ist.
  • Eine zweckmäßige Zusammensetzung ist beispielsweise die nachstehend beschriebene, die zur Bildung eines festen Brennstoffes benutzt werden kann: 2270 1 absoluter Äthylalkohol, 3781 Methanol, I2,7 kg Pyridin, 194 kg nasse Nitrozellulose mit 30%o Alkohol, 3780 1 950[oiger Äthylalkohol, 1o,8 kg Kerosin, 1750 ccm Fuchsinlösung (8o g Fuchsin auf 3,7851).
  • Zur Herstellung der Nitrobaumwollelösung werden 2270 1 absoluter oder wasserfreier Äthylalkohol, 3781 Methanol und 12,7 kg Pyridin in ein Misch- oder Rührgefäß in der angegebenen. Reihenfolge eingeführt. Das Gefäß wird dann in Umrührung versetzt und hierauf werden 194 kg Nitrobauinwolle in die Mischung eingeführt. Diese Nitrobaumwolle muß derart beschaffen sein, daß sie in wasserfreiem Äthylalkohol löslich ist unter Bildung einer Lösung, die auf Zusatz der erforderlichen Wassermenge geliert. Es hat sich gezeigt, daß Nitrozellulose, die etwa 11,5 bis 11,8 Stickstoff aufweist, diesen Anforderungen entspricht. Beim Arbeiten nach dem angegebenen Beispiel müssen zur Erzielung -des gewünschten Ergebnisses mindestens 194 kg Nitrobaumwolle verwendet werden. Diese Menge kann, jedoch bis auf etwa- das Doppelte erhöht werden, ohne daß eine wesentliche Änderung der Menge der übrigen verwendeten Stoffe erforderlich ist. Da Nitrobaumwolle verhältnismäßig teuer ist, so ist es zweckmäßig, nach Möglichkeit die geringste Menge zu nehmen. Das Rühren wird so lange fortgesetzt, bis die Nitrobaumwolle vollkommen gelöst ist. Das erfordert in der Regel etwa 12 bis 2o Stunden.
  • Nach vollständiger Lösung der Nitrobaumwolle werden 378o 1 9501oiger Äthylalkohol dem gebildeten Kolloid zugesetzt. Die Einführung dieses 95%igen Äthylalkohols in diesem Stadium bringt eine gewisse Wassermenge in das Kolloid mit und reduziert die- Lösungskraft bis zu einem Punkt kurz unterhalb dem, bei dem eine Gel-Konsistenz auftreten würde. Falls erforderlich, können 378o l absoluten Alkohols an Stelle des g5%igen Alkohols benutzt werden. In diesem Falle kann der Endzusatz von Wasser für den vollständigen Gelierungseffekt aufgehoben werden. Es ist indessen aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßig, 95%igen Alkohol zu verwenden. Die Mengen der Bestandteile müssen sorgfältig proportioniert werden, um die erforderliche flüssige Beschaffenheit des ungefällten Kolloids zu bewahren.
  • Während dieser zusätzliche Alkohol zum Einlaufen gebracht wird, werden 1o,8 kg Kerosin und der erforderliche Farbstoff, beispielsweise Fuchsinlösung, ebenfalls zugesetzt. Das Rühren wird so lange fortgesetzt, bis die gesamten Bestandteile vollkommen gemischt sind.
  • Die so beschriebene Mischung bildet ein Produkt, das bei Zusatz von Wasser zu einem festen Gel gefällt werden kann. Diese letzte Stufe wird zweckmäßig in der nachstehend beschriebenen Weise ausgeführt.
  • Selbstverständlich können gewisse Änderungen in den Mengen und der Natur der Bestandteile vorgenommen werden. Beispielsweise können mehr als 227o 1 absoluten Alkohols verwendet werden, ohne daß dadurch irgendeine nachteilige Wirkung eintritt. Da absoluter Alkohol verhältnismäßig teuer ist, so ist es zweckmäßig, daß die verwendete Menge so niedrig gehalten wird, als es sich noch mit den Erfordernissen der Erfindung vereinbaren läßt.
  • Eine weitere mögliche Ausführungsform besteht in dem Fortlassen der 3781 Methanol. In diesem Falle sollen an Stelle der 3781 Methanol und 3781 des 9,501oigen Äthylalkohols 7561 absoluten Äthylalkohols verwendet werden. Alsdann werden nur noch etwa 34o21 95%iger Äthylalkohol der Mischung zugesetzt.
  • Es können auch, falls gewünscht, wasserfreie methylierte Alkohole und noch mehr wasserfreier Alkohol zum Ersatz der 3781 Methanol verwendet werden.
  • Das Pyridin wirkt ebenfalls als Lösungsmittel. Dieser Bestandteil kann aber auch weggelassen werden, voräusgesetzt, daß er durch eine genügende Menge absoluten Alkohols ersetzt wird.
  • Das Kerosin wird zunächst als Denaturierüngsmittel benutzt und die Fuchsinlösung soll die Farbe des Endproduktes hervorrufen. Die Gegenwart oder Abwesenheit dieser Bestandteile ist jedoch für die Durchführung der Erfindung belanglos.
  • Es hat sich gezeigt, daß die Nitrobaumwolle bei kaltem Wetter löslicher ist als bei heißem Wetter. Wenn das Verfahren unter verhältnismäßig hohen Temperaturbedingungen, beispielsweise in außerordentlich heißen Sommermonaten, ausgeführt werden muß, so kann das Kolloid etwas stärker viskos -,verden, als gewünscht. In einem derartigen Falle hat sich der Zusatz von 3781 wasserfreiem Äthylalkohol als nützlich erwiesen. Wenn dieser Zusatz gemacht wird, so müssen 378 1 von den 3780 1 95°/oigen Alkohols abgezogen werden.
  • Ein in der angegebenen Weise hergestelltes Kolloid stellt ein flüssiges Produkt dar. Ein Zusatz von Wasser zu diesem Kolloid verfestigt dasselbe zu einer Gel-Konsistenz. Dieses Gel stellt einen festen Brennstoff dar, der in kleinen -Behältern verkauft werden kann.
  • Das Produkt kann, falls gewünscht, schnell in solche Behälter abgefüllt werden, indem man das flüssige Kolloid in eine Reihe kleiner Kannen mit Hilfe einer geeigneten Verteilungsmaschine einfließen läßt. Es wird dann Wasser unmittelbar in diese Behälter eingespritzt. Die Einführung dieses Wassers verursacht die Bildung eines festen oder geleeartigen Brennstoffes. Die Wassermenge, welche die gewünschte Verfestigung hervorruft, ohne das Gel in seinen Eigenschaften als Brennstoff zu beeinflussen, liegt bei etwa 2-5 °f, vom Volumen des Kolloids. Dieser Wassergehalt umfaßt eine kleine Wassermenge, die dem Kolloid durch die Bestandteile zugeführt worden ist, und eine Menge, die durch die Einführung von Wasser zur Erzielung der Verfestigung zugeführt ist. Die zugesetzte Wassermenge kann von etwa 17 bis 2o °/o je nach der Temperatur, der Natur der Bestandteile und verschiedenen anderen Bedingungen, und Faktoren des Verfahrens wechseln. Eine vollständige Verfestigung tritt nicht unmittelbar nach der Einführung des Wassers ein, aber da die Verbreitung des Wassers durch das Kolloid fortschreitet, geliert die ganze Masse fortschreitend. Wenn das Material 72 Stunden gestanden hat, ist der gesamte Inhalt der Kannen zu einem Gel verfestigt,. das genügend stark und beständig ist, um alle mit dem Bezeichnen, Packen und der Beförderung verbundenen Erschütterungen auszuhalten. Wenn ein derartiges Gel unmittelbar in der Kanne gebildet wird, wird ein Schneiden und darauffolgendes Packen des Produktes vermieden. ' Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gibt man dem Brennstoff die folgende Zusammensetzung: 1893 1 absoluter Alkohol, r2,7 kg Pyridin, z94 kg Nitrozellulose, 3402,1 95°/oiger Alkohol.
  • Hierbei wird der absolute Alkohol und das Pyridin gemischt, die Nitrozellulose darin gelöst, der 95°/oige Alkohol und darauf genügend Wasser zum Gelieren des Produktes zugesetzt. ' Die beschriebenen Beispiele sollen die Erfindung nicht auf die besonderen Mengenverhältnisse und Verfahrensbedingungen beschränken.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Fester nitrozellulosehaltiger Brennstoff, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Nitrozellulose mit einem Stickstoffgehalt, der sie in absolutem Alkohol löslich macht, z. B. mit einem Stickstoffgehalt vor. 11,5 bis r1,8 einem Lösungsmittel für die Nitrozellulose, das entweder ganz oder teilweise aus absolutem Äthylalkohol besteht, und einem Verfestigungsmittel. z. Brennstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel an Stelle von absolutem Äthylalkohol eine Mischung von absolutem Äthylalkohol und Methylalkohol verwendet wird. 3. Brennstoff nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Pyridin und/oder Kerosin. 4. Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffes nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst nur die zur Lösung der Nitrozellulose erforderliche Menge absoluten Äthylalkohols verwendet, nach der Auflösung der Nitrozellulose eine weitere Menge Äthylalkohol und sodann das Verfestigungsmittel zugesetzt wird. 5. Verfahren nach Anspruch .., dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Kolloid in verkaufsfähige Behälter gebracht und der Endzusatz von Wasser in diesen Behältern vorgenommen wird.
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