DE912159C

DE912159C - Verfahren zur Gewinnung von zuendwilligen Dieselkraftstoffen aus Steinkohlenteeroelen

Info

Publication number: DE912159C
Application number: DEF1974D
Authority: DE
Inventors: Friedr Erich Freitag
Original assignee: FRIEDR ERICH FREITAG
Current assignee: FRIEDR ERICH FREITAG
Priority date: 1943-02-21
Filing date: 1943-02-21
Publication date: 1954-05-24

Description

Verfahren zur Gewinnung von zündwilligen Dieselkraftstoffen aus Steinkohlenteerölen Hinsichtlich der Zündwilligkeit im Dieselmotor werden sich zwei aus der Steinkohlenschwelung herrührende, im Siedeverlauf übereinstimmende Teerölfraktionen selbst in dem Falle, daß die gleiche Ausgangskohle und daß genau dieselbe Destillations-, Entphenolierungs- und Aufarbeitungsbehandlung angewendet wurde, doch noch äußerst unterschiedlich verhalten, sofern nämlich die Teererzeugung bei verschiedenen Schweltemperaturen oder bei verschiedenen Schwelgeschwindigkeiten erfolgte. So ergaben beispielsweise eigene Zündverzugsmessungen an zwei solchen sonst gleichartig hergestellten Neutralölfraktionen aus ein und derselben oberschlesischen Steinkohle folgende stark voneinander abweichende Werte und ließ deren Abhängigkeit von der Verschwelungstemperatur deutlich erkennen.

Neutralölfraktion I

Kompressionsverhältnis in der Zündverzug

Dieselmotorversuchseinrichtung

8,5 00494 Sekunden

10,0 0,0302

Neutralölfraktion II

Kompressionsverhältnis in der Zündverzug

Dieselmotorversuchseinrichtung

8,5 0,I220 Sekunden

10,0 0,0955 -

Die Fraktion I, also das zündwilligere Öl, stammt aus einem Schwelteer, der bei einer ausgesprochenen Tieftemperaturverkokung der Kohle gewonnen wurde, bei der also die Steinkohle verhältnismäßig langsam auf die Entgasungstemperatur von nicht viel mehr als 50o° erhitzt wurde, so daß die nacheinander auftretenden Zersetzungsprodukte unverändert, jedes bei seiner Entstehungstemperatur, zu entweichen vermochten. In chemischer Hinsicht ist dieser Teer und somit auch das Öl I durch den Gehalt an Paraffin-, Olefin- und hydroaromatischen Kohlenwasserstoffen und durch das weitgehende Fehlen von Benzol- und kondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffen und auch durch einen verhältnismäßig geringeren Asphaltgehalt gekennzeichnet.

Dagegen stammt die Fraktion II aus einem Schwelteer, der bei einer Mitteltemperaturverschwelung derselben Kohle erzeugt wurde. Dieser Teer und diese Neutralölfraktion haben einen erheblichen Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen. Die geringere Zündwilligkeit der Fraktion II hat also ihre Ursache darin, daß die flüssigen Entgasungsprodukte bei der Verschwelung höheren Temperaturen (etwa 60o bis 750°) ausgesetzt worden sind.
Für das Betreiben von Dieselmotoren sind die Zündeigenschaften von Schwelteerölen entsprechend der Fraktion II völlig ungenügend, von solchen entsprechend der Fraktion I jedoch bereits für langsam laufende :Motoren einigermaßen zureichend.
Es wurden nun Teeröle der letztgenannten Art, also aus Tieftemperaturschwelteer aufgearbeitete Neutralöle, weiter untersucht, wobei sich herausstellte, daß die niedrigsten Fraktionen derselben, beispielsweise eine solche unterhalb von etwa 2q.0°, an Kohlenwasser-Stoffen reich sind, die wie beispielsweise die Olefine hinsichtlich des Wasserstoffgehalts einen ungesättigten Charakter haben. Derartige ungesättigte Kohlenwasserstoffe, und zwar nicht nur die mit geradlinigen Ketten, haben die nachteilige Eigenschaft, daß sie im Dieselmotor ausgesprochen schlecht zünden. Wenn aber gerade der leichtsiedende Teil des Teeröls nicht zündwillig ist, so ist das Gesamtöl im Dieselmotor besonders ungeeignet.
Das hier beschriebene neue Verfahren, durch welches eine wesentliche Erhöhung der Zündwilligkeit von Tieftemperatur-Steinkohlenschwelölen erreicht wird; beruht nun auf den oben dargelegten Erkenntnissen sowie außerdem auf der Entdeckung, daß sich gerade jene ungesättigten Kohlenwasserstoffe, also jene niedrigstsiedende Fraktion des Teeröls, überraschend leicht, mit einfachsten Mitteln und besonders wirtschaftlich aufhydrieren lassen und daß so eine äußerst zündwillige Ölkomponente gewonnen werden kann.
Wurde so beispielsweise aus der obenerwähnten Neutralölfraktion I, die eine untere Siedegrenze von etwa 17o° und ein Siedeende bei etwa 334.° aufwies, der niedrigstsiedende Teil bis etwa 212° entsprechend etwa 2o °/o der gesamten Ölmenge durch einfache Destillation abgetrennt, wurde dieser Teil daraufhin im Wasserstoffstrom über einen auf 20o° erhitzten, auf die Oberfläche von beispielsweise Tonstücken in bekannter Weise aufgebrachten Nickelkatalysator geleitet und das im vorliegenden Falle zwischen 16o und 185° siedende Hydrierprodukt dem Rest des Öls bzw. einem der ursprünglichen Neutralölfraktion entsprechenden Öl mit etwa 2o °/o wieder zugemischt, so ergab sich folgende Steigerung der Zündwilligkeit: Neutralölfräktion I, 2o °/o aufhydriert Kompressionsverhältnis in der Zündverzug Dieselmotorversuchseinrichtung 8,5 0,0320 Sekunden 10,0 0,0119 -Durch diese einfache und in der Ausbeute äußerst vorteilhafte, bei gewöhnlichem Atmosphärendruck und bei der verhältnismäßig niedrigen Temperatur von etwa 20o° durchgeführte Hydrierung eines Fünftels des Teeröls konnte diesem also eine auch für schneller laufende Dieselmotoren ausreichende Zündwilligkeit erteilt werden. Die Hydrierung kann natürlich auch unter erhöhtem Druck und dann zweckmäßigerweise bei noch niedrigeren Temperaturen, gegebenenfalls auch in flüssiger Phase unter Wasserstoffatmosphäre (anstatt in Dampfform im Wasserstoffstrom) bei Temperaturen unter etwa 2q.0° durchgeführt werden.
Durch dieses Verfahren wird selbstverständlich auch der Heizwert erhöht und die schädliche Neigung einiger der ungesättigten Kohlenwasserstoffe (einiger Diolefine) beseitigt, Harzbildung und Polymerisation hervorzurufen.
Das neue Verfahren zur Gewinnung von zündwilligen Dieselkraftstoffen besteht also darin, daß Steinkohlenteeröle verwendet werden, die aus der Tieftemperaturverschwelung, also aus der langsamen Verkokung der Steinkohle unterhalb von 60o°, stammen sowie weiterhin darin, daß der unterhalb 2q.0° oder unterhalb einer noch niedrigeren Temperatur siedende Teil des in bekannter Weise zum Neutralöl aufgearbeiteten Teeröls einer unterhalb von 2q0°, beispielsweise bei -etwa 20o° und Atmosphärendruck, vorgenommenen katalytischen Hydrierung im Wasserstoffstrom oder in einer Wasserstoffatmosphäre unterzogen wird und daß man schließlich das Hydrierprodukt dem restlichen Teil des Neutralöls wieder zusetzt oder dieses Hydrierprodukt überhaupt einem Tieftemperatur-Steinkohlenschwelöl zumischt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung von zündwilligen Dieselkraftstoffen aus Steinkohlenteerölen, die aus der Tieftemperaturschwelung, also aus der langsamen Verkokung. der Steinkohle unterhalb von 60o° stammen, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb 24o° siedende oder unterhalb einer noch niedrigeren Temperatur siedende, etwa 20°/o der gesamten Ölmenge betragende Teil des in bekannter Weise aus dem Teer gewonnenen Neutralöls einer unterhalb von ä40°, beispielsweise bei etwa 200' und Atmosphärendruck, vorgenommenen katalytischen Hydrierung im Wasserstoffstrom oder in Wasserstoffatmosphäre in an sich bekannter Weise unterzogen und dann dem restlichen Teil des Neutralöls wieder zugesetzt oder überhaupt einem Tieftemperaturteeröl zugemischt wird.