Titel: Vohl, über die trockene Destillation bituminöser Fossilien.
Autor: Vohl, Hermann
Fundstelle: 1864, Band 173, Nr. CX. (S. 459–472)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj173/ar173110

CX. Die trockene Destillation bituminöser Fossilien behufs Darstellung fester und flüssiger Kohlenwasserstoffe, welche als Beleuchtungsmaterialien sowohl, wie zu Maschinenschmiere und Darstellung von Farben benutzt werden; von Dr. H. Vohl in Cöln.

Werden organische Verbindungen complexerer Zusammensetzung einer erhöhten Temperatur ausgesetzt, so tritt ein Zeitpunkt ein, bei welchem die Constitution derselben verändert wird und die einzelnen zusammengesetzten Bildungsatome eine Bewegung durch die Wärme erfahren, derart, daß sie sich von einander entfernen, daß sie gleichsam gespaltet werden und sich zu neuen, minder zusammengesetzten Verbindungen gruppiren. Es ist klar, daß, wenn eine solche Spaltung stattfindet, sich die neuen Bildungskörper als minder complex zusammengesetzt wie die ursprüngliche Substanz ergeben müssen.

Wir wissen, daß die Wärme die Körper ausdehnt, und können uns demnach die Thätigkeit der Wärme in der Weise versinnlichen, daß wir sie uns keilartig wirkend vorstellen; die Wärme, die also keilartig |460| zwischen die Atome eintritt, entfernt dieselben von einander und somit wird die chemische Anziehung, welche nur bei unmittelbarer Berührung wirkt, nach dem Grade der Entfernung, den die einzelnen Atome erlitten, entweder theilweise beeinträchtigt, oder aber oft auch ganz aufgehoben. Es unterliegt also keinem Zweifel, daß die Producte um so einfacherer Natur seyn müssen, je energischer die Wärme eingewirkt hat, d.h. die Höhe der Temperatur bei der Zersetzung bestimmt die Gruppirung der Atome der sich bildenden Producte, welche natürlich bei fortgesetzter Steigerung der Wärme fortwährend eine einfachere Constitution haben werden. Ja, es ist offenbar, daß die complicirtesten Verbindungen bei genügender Erhitzung in ihre Elementarbestandtheile zerfallen werden. Auch in der anorganischen Welt haben wir Belege für diese Wirkung der Wärme. Das Silberoxyd z.B. zerfällt bei einer verhältnißmäßig geringen Temperaturerhöhung in seine Bestandtheile, in Sauerstoff, welcher gasförmig entweicht, und in Silber, welches metallisch zurückbleibt. Das Quecksilberoxyd erleidet beim Erwärmen dieselbe Spaltung, und tritt hier das Metall, da es flüchtig ist, als Dampf auf. Eine große Gruppe zusammengesetzter Körper, die wir gewiß mit Unrecht organische Verbindungen nennen, bestehen nur aus wenigen Bildungselementen, und zwar aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, denen nicht selten Schwefel, Phosphor und andere Metalloide und Metalle beigesellt sind. Diese Verbindungen, von denen wir viele als Producte der vegetabilischen und animalischen Lebensthätigkeit auftreten sehen, von denen jedoch auch mehrere aus ihren Bildungselementen ohne Beihülfe der vitalen Processe dargestellt werden können, erfahren bei der sehr complicirten Zusammensetzung, die sie haben, durch die Einwirkung der Wärme eine Zersetzung, resp. Spaltung, die nicht so einfacher Natur wie die der eben genannten Metalloxyde ist, deren Spaltungsproducte leider bis jetzt noch einem zu geringen Studium unterworfen worden sind.

Den Proceß des Zerfallens und Spaltens der letzteren zusammengesetzten Körper durch die Wärme nennen wir im Allgemeinen die trockene Destillation. Wenn man einen Körper der trockenen Destillation unterwirft, so werden zwei Gruppen von Körpern gebildet, d.h. es treten flüchtige und fixe, nicht flüchtige Körper auf. Die flüchtigen Körper werden sich als Gas und Dampf entwickeln und können durch Wegnahme der Wärme, durch Abkühlung, in fester oder flüssiger Form gewonnen werden, oder aber sie bleiben gasförmig und entweichen als Gas; die fixen Bestandtheile bleiben als Destillationsrückstand in dem Destillirgefäße zurück. Man |461| hat also bei einer jeden trockenen Destillation auf diese zwei (resp. vier) verschiedenen Gruppen von Körpern sein Augenmerk zu richten.

Unterwerfen wir einen sog. organischen Körper, welcher Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff nebst Schwefel etc. enthält, der trockenen Destillation, so erhalten wir gewöhnlich als Rückstand eine reichliche Ausscheidung von Kohlenstoff, mit geringen Mengen von Stickstoff und Wasserstoff verbunden, dagegen als flüchtige Körper ein wässeriges Destillat, worauf eine braune Oelschicht sich angesammelt hat, die man schlechtweg mit dem Namen Theer bezeichnet, und außerdem erhebliche Mengen theils brennbarer, theils nicht brennbarer Gase.

Je höher die Temperatur bei der Zersetzung war, um so größer ist die Gasausbeute und um so geringer die Theergewinnung.

Betrachtung der verschiedenen Destillationsproducte.

A. Wässeriges Destillat.

Das wässerige Destillat enthält gewöhnlich nur zwei verschiedene Gruppen von Körpern, nämlich Säuren, worunter die Essig-, Butter-, Valerian-, Metaceton- und Rosolsäure fast nie fehlen, und Basen, worunter stets das Ammoniak und daneben häufig Aethylamin, Propylamin, Picolin, Viridin, Anilin etc. und die anderen homologen Basen vorkommen. Häufig finden sich, wenn die Temperatur sehr hoch gesteigert war, auch noch Cyanverbindungen der Basen, neben einigen Kohlenwasserstoffen, die den Charakter der Alkohole tragen, als Propyl etc., in dem Destillate vor. Auch das Naphtalin kann unter Umständen in der wässerigen Flüssigkeit gelöst enthalten seyn.

B. Die ölartigen Producte.

Die bei der trockenen Destillation resultirenden ölartigen Producte werden schlechtweg Theer genannt; das spec. Gewicht derselben kann sowohl höher wie niedriger als das des Wassers seyn, und zwar gilt im Allgemeinen die Regel daß, gleichgültig, welches rohe Material der Destillation unterworfen wurde, je höher die Temperatur bei der Zersetzung war, um so schwerer der Theer seyn wird. Bei sehr hoch gesteigerter Zersetzungswärme, z.B. bei der Leuchtgasbereitung aus Steinkohlen, übersteigt das spec. Gewicht des Theers dasjenige des Wassers.

Gerade so wie das wässerige Destillat enthält der Theer Säuren und Basen, jedoch ist als Hauptbestandtheil desselben die Gruppe der neutralen Kohlenwasserstoffe zu betrachten; auch kommen Kohlenwasserstoffe |462| zweideutiger Natur häufig in demselben vor, z.B. das Kreosot. Was die Säuren anbetrifft, so sind dieselben anderer Natur wie die in dem Wasser enthaltenen. In den meisten Fällen enthält der Theer Pyrosäuren, jedoch als nie fehlenden Bestandtheil Carbolsäure, gleichgültig aus welcher Substanz der Theer erzeugt wurde. Die Basen des Theers sind im Allgemeinen dieselben, welche in dem wässerigen Destillate vorkommen, nur mit dem Unterschiede, daß das Ammoniak in geringerer Menge darin enthalten ist. Hat der Theer ein höheres spec. Gewicht wie das Wasser, ist er also bei hoher Temperatur erzeugt, so sind die Anilinbasen vorwaltend (z.B. im Steinkohlentheer von der Gaserzeugung herrührend); im entgegengesetzten Falle treffen wir die homologen Basen des Anilins, die Gruppen der Picolinbasen, an (Steinkohlentheer, bei niederer Temperatur erzeugt, zur Darstellung von flüssigen Beleuchtungsstoffen). Zum größten Theil besteht jedoch der Theer aus neutralen Kohlenwasserstoffen, die wir in zwei Gruppen theilen müssen: in flüssige und feste.

a) Flüssige neutrale Kohlenwasserstoffe.

Zum größten Theil besteht der Theer aus sauerstofffreien Kohlenwasserstoffen von sehr verschiedenen Siedepunkten und sehr verschiedenem spec. Gewicht. Die Natur derselben ist noch nicht genau erkannt; nichtsdestoweniger spielen sie in der Beleuchtungsindustrie eine bedeutende Rolle (Photogen, Solaröl und Paraffinöl sind solche neutrale Kohlenwasserstoffe, die gewiß eine große Gruppe verschiedenartigster Verbindungen ausmachen). Bei hoch gesteigerter Zersetzungstemperatur enthält der Theer eine andere Gruppe von neutralen Kohlenwasserstoffen; so z.B. enthält der schwere Steinkohlengastheer Benzol, Cumol, Toluol, Cymol, Xylol, Körper die fähig sind, aus ihren Nitroverbindungen starke Basen zu bilden, aus denen die prächtigsten rothen und blauen, resp. violetten Farbstoffe darzustellen sind, welche den Indigo und die Cochenille verdrängen werden und uns in Bezug auf Farbmaterialien resp. Farbhölzer etc. unabhängig von West- und Ostindien machen werden.

b) Feste Kohlenwasserstoffe.

Dieselben zerfallen in zwei Hauptgruppen, wovon eine Körper umschließt, die bei gewöhnlicher Temperatur flüchtig sind und leicht sublimiren; als Repräsentant führe ich das Naphtalin an. Diese Körper entstehen jedoch lediglich bei Einwirkung hoher Temperatur; ihre Anwendung ist noch eine sehr beschränkte. Die Körper der zweiten |463| Gruppe sind von ungleich größerer Wichtigkeit für die Technik und unterscheiden sich von denen der ersteren durch ihre Unsublimirbarkeit, ihren hohen Siedepunkt und ihre geringere Flüchtigkeit. Als Repräsentant führe ich das Paraffin an (der bis jetzt als Paraffin zur Lichterfabrication verwandte Kohlenwasserstoff umschließt nach meinen neuesten Untersuchungen mindestens sechs verschiedene Körper). Diese Kohlenwasserstoffe der zweiten Gruppe erzeugen sich bei verhältnißmäßig niedriger Zersetzungstemperatur.

c) Gasförmige Producte.

Die bei der trockenen Destillation sich entwickelnden Gase zerfallen ihrer Natur nach ebenfalls in drei verschiedene Gruppen:

  • 1) solche, die wirkliche Säuren sind oder die Rolle einer Säure spielen, z.B. Kohlensäure, Schwefelwasserstoff und Cyan;
  • 2) basische Körper, das Ammoniak und die Pyrolbasen;
  • 3) Gase neutraler Natur, z.B. Sumpfgas und ölbildendes Gas, Kohlenoxyd und Wasserstoff.

Was das Auftreten dieser verschiedenen Gase anbetrifft, so läßt sich hier keine genaue Regel feststellen, in welcher Reihenfolge sie sich entbinden. Nach meinen vielfachen Erfahrungen treten gewöhnlich zuerst die sauren, dann die basischen und zuletzt bei sehr erhöhter Temperatur die neutralen Gase auf. Bei den neutralen Körpern ist festgestellt, daß ihr Auftreten nach folgender Reihenfolge stattfindet, wenn die Wärme nach und nach verstärkt wird: ölbildendes Gas, Sumpfgas, Kohlenoxydgas und zuletzt Wasserstoffgas.

Selbstredend sind die bei der trockenen Destillation sich entbindenden Gase mehr oder minder mit dem Dampfe der anderen flüchtigen Destillationsproducte geschwängert.

Aus dem oben Angeführten geht klar hervor, daß die trockene Destillation eigentlich in zwei Hauptmanipulationen zerfällt, in die Erhitzung der Substanz und in die Condensation der gebildeten flüchtigen Producte.

Specieller Theil der trockenen Destillation.

I. Die Erhitzung der zu destillirenden Substanz.

Dasjenige was ich speciell hier von der trockenen Destillation erwähne, bezieht sich lediglich auf die Verarbeitung bituminöser Fossilien behufs Erzeugung von Beleuchtungs- und Schmiermaterialien nebst den als Nebenproduct zu erzielenden Basen zur Farbendarstellung.

|464|

Eine wie große Rolle die Wärme bei der Erzeugung der verschiedenen Producte der trockenen Destillation spielt, haben wir aus dem Vorhergehenden ersehen, und ich werde deßhalb eine umständlichere Beschreibung der verschiedenen Apparate, die zu dieser Operation dienen, geben müssen, als wie es bei den nachfolgenden Reinigungsapparaten geschehen wird. Die Erhitzung der zu destillirenden Körper nimmt man gewöhnlich in eisernen Gefäßen von verschiedenartiger Form vor, die man Retorten nennt, und es erhellt aus dem vorhin Bemerkten, daß die Apparate zwei Eigenschaften haben müssen, wenn die gewünschten Producte erzielt werden sollen; sie müssen nämlich erstens eine gleichmäßige Erhitzung zulassen und zweitens den gebildeten Producten einen schnellen Austritt gewähren. Man kann nie im Voraus die Form und die Dimensionen des Destillirgefäßes bestimmen, sondern dieß hängt lediglich von dem Ergebniß einer Voruntersuchung ab, welcher das zu destillirende Material unterworfen worden ist. Es ist wohl selbstredend, daß die gleichmäßige Erhitzung der Retorte von der zweckmäßigen Einmauerung derselben und der Construction des Ofens selbst abhängig ist. Es hat sich herausgestellt, daß die Retorte nie auf das freie Feuer gelegt werden darf, sondern daß dieselbe in einem Mantelgewölbe, welches seine Erwärmung von unten durch ein Gittergewölbe erhält, erwärmt werden muß; die dem Gittergewölbe zu liefernde Wärme wird durch eine Feueranlage beschafft, welche dem Brennmaterial entsprechend ist, außerdem streichen die abgekühlten Oase aus der Condensation, welche keine verdichtbaren Producte mehr enthalten, ebenfalls in den Feuerraum ein (natürlich sind die geeigneten Vorsichtsmaßregeln, welche vor Explosionen schützen, angewendet). Die Construction der Oefen und Erhitzungsapparate ist leicht durch tüchtige Techniker zu beschaffen, doch ist die zweite Bedingung einer günstigen Destillation, das schnelle Abführen der gebildeten Producte, mit größeren Schwierigkeiten verknüpft und muß eine Summe von Umständen hier in Betracht gezogen werden, welche, wenn nur bei einem einzigen Factor vernachlässigt, einen erheblichen Schaden verursacht. Wie schon bemerkt, muß eine vorläufige Untersuchung des Rohmaterials über die Abzugsvorrichtungen Aufschluß geben und dann sowohl der Menge wie auch der Qualität der Producte Rechnung getragen werden.

Wie schon bemerkt, wird bei der trockenen Destillation neben den flüssigen Producten eine Menge permanenter Gase erzeugt, und es ist klar, daß man letzteren einen freien Abzug gewähren muß, wenn man nicht eine Verzögerung der Destillation selbst und dadurch eine Zersetzung der gebildeten Producte hervorrufen will. Schon in einem |465| früheren Aufsatze in diesem Journal (Bd. CLXII S. 381) habe ich den Nachweis geliefert, wie auf der Photogenfabrik zu Markersdorf in Böhmen durch bloße Erweiterung der Abzugsröhren und das Wegfallenlassen der Sperrflüssigkeiten die Theerausbeute von 0,9 Procent auf 4–5 Proc. gesteigert wurde. Es hat sich fernerhin herausgestellt, daß die leichten Kohlenwasserstoffe am wenigsten zerstört werden, wenn den sich entwickelnden Gasen und Dämpfen ein ungehemmter Abzug gewährt wird. Es war leicht vorauszusehen, daß, wenn die Erfahrung das eben Gesagte bestätigte, man auf Mittel bedacht seyn mußte, die gebildeten Producte rasch aus den Destillationsgefäßen zu entfernen. Die Mittel, welche man dazu anwandte, waren zweifacher Art:

Das erste bestand darin, daß man Gase in die Destillirgefäße eintrieb, welche sich den Destillationsproducten gegenüber neutral verhielten. Zu dem Ende blies man Kohlensäure oder Wasserdämpfe in die Apparate ein, ohne jedoch einen günstigen Effect zu erzielen, weil man dadurch zwar ein rascheres Ausströmen bedingte, jedoch den Druck in der Retorte selbst vermehrte. Ich habe vielfache derartige Versuche angestellt und mich überzeugt, daß das Einblasen dieser Gase für den Betrieb im Großen nicht vortheilhaft und zulässig ist. Wie schon mehrfach erwähnt, erhält man sehr günstige Resultate, wenn das zu destillirende Fossil 22–25 Proc. Wasser enthält. Hier ist es der sich fortwährend entwickelnde Wasserdampf, welcher die Dämpfe der Destillationsproducte mit sich fortreißt und auch die Temperatur in dem Destillirgefäße nicht zu hoch steigen läßt.

Die zweite Art und Weise, die erzeugten Destillationsproducte rasch nach dem Condensationsapparate hinzubefördern, bestand in der Anwendung von Exhaustoren, die entweder durch ein directes Pumpwerk hergestellt oder aber durch den Zug hoher Kamine gegeben wurden. Bei dem Aussaugen der Gase und Dämpfe treten zwei Uebelstände ein: Erstens sind die Verdichtungen der Destillationsapparate nicht zu controliren, da durch das Einsaugen der atmosphärischen Luft keine Dämpfe an den undichten Stellen entweichen, und somit ein Ausbessern unmöglich wird. Zweitens aber wird durch den eingesaugten Sauerstoff der atmosphärischen Luft an den undichten Stellen der Wasserstoff der Kohlenwasserstoffe verbrannt und treten demnach die Producte als wasserstoffärmere Kohlenwasserstoffe auf. Da man aber sein festes Augenmerk darauf richten muß, die Oele so wasserstoffreich wie möglich zu erhalten, so ist aus diesem Grunde die Anwendung der Exhaustoren bei der Theerdestillation im Großen nicht angezeigt.

Bezüglich der Abzugsröhren kann man hier keine allgemeine Regel |466| aufstellen, und ist vor Allem bei einem jeden Fossil durch Versuche das Verhältniß des Ausströmungsrohres zu dem Destillationsgefäße festzustellen. Beispielsweise will ich hier einige Dimensionen angeben. Der Blätterschiefer aus dem Siebengebirge bei Bonn (Grube Rommerickeberge), welcher 25–27 Proc. Bitumen enthält, bei einem Wassergehalt von 25 Proc., verlangt bei der Retortendimension von 8 Fuß Länge, 30 Zoll Breite und 12–13 Zoll Höhe, eine lichte Weite des Abzugsrohrs von 5–6 Zoll; dabei darf ich nicht unerwähnt lassen, daß die Destillationscapacität der Retorte gleich 250 Pfund Füllung beträgt und die Destillationszeit 6 Stunden ist, binnen welcher Zeit 1000 Kubikfuß Gas neben den Theer- und Wasserdämpfen entwickelt werden. Die Braunkohle des fürstlich Solms-Braunfels'schen Werkes zu Weckerheim ergibt 13–14 Proc. Bitumen und muß bei gleicher Dimension der Retorte das Ausströmungsrohr einen Durchmesser von 9 Zoll im Lichten haben, weil binnen derselben Zeit bei derselben Füllmasse 5450 Kubikfuß Gas entweichen. Ein anderes Fossil, welches ich bei Merkelsgrün in Nordböhmen aufgefunden und dem ich den Namen Photogelith gegeben habe, ergibt 4–6 Proc. Bitumen, dagegen ist die Gasausbeute eine so niedrige, daß bei sonst gleichen Dimensionen des Destillationsgefäßes, derselben Destillationszeit und derselben Menge angewandten Rohproductes das Abzugsrohr nur einen Durchmesser von 4 1/2 Zoll erheischt. Wie man leicht einsieht, kann also von einer Vorausbestimmung der Dimensionen der Destillationsapparate, resp. der Abzugsröhren, keine Rede seyn, und es muß ein jedes Fossil einer gründlichen Untersuchung vorher unterworfen werden.

II. Die Condensation.

Die zweite wichtige Manipulation bei der trockenen Destillation ist die Abkühlung der sich entwickelnden Gase und Dämpfe. Im Allgemeinen geschieht die Kühlung derart, daß man die Producte metallene Röhren passiren läßt, die von Außen kalt gehalten werden. Es ist bekanntlich von großem Vortheil, wenn man den abzukühlenden Gasen und Dämpfen eine große Reibungsoberfläche bietet; leider aber ist dieses mit Vermehrung des Druckes verbunden, den man dadurch rückgängig auf die Destillationsgefäße ausübt, und es ist manchmal von größerem Nutzen, wenn man einen kleinen Verlust der Producte erleidet, als wenn man Alles zu condensiren sucht, und dadurch den Druck auf die Destillationsgefäße vermehrt, in Folge dessen die Destillationszeit verlängert und das Product verschlechtert wird. Die besten Resultate erhält man, wenn das Condensationsrohr gerade ist und sanft geneigt, dabei verjüngend den |467| flüssigen und gasförmigen Producten einen Ausweg gestattet. Leider ist aber dieses bei der Destillation im Großen nicht ausführbar, weil man alsdann für eine jede Retorte ein mindestens 50–60 Fuß langes Condensationsrohr beschaffen müßte, welches dann mit einem gemeinschaftlichen Sammelrohr in Verbindung stände. Ein solches System von Kühlröhren bei einer Batterie von 60 Retorten würde aber nicht allein ein großes Anlage-Capital, sondern auch zur Beschaffung des nöthigen Kühlwassers und der Bedienung bedeutende Geldausgaben erheischen.

Die Condensation der Theer- und Wasserdämpfe bewerkstelligt man in 18 Zoll weiten gußeisernen horizontalen Sammelröhren, welche, oben mit Muffen versehen, die Retortenmündungsröhren aufnehmen. Diese Sammelröhren sind von Außen mit grobem Packtuch umgeben, welches durch einen Tropfapparat beständig naß gehalten wird. Eine Sperrung der Retortenmündungsröhre mit Wasser wirkt nachtheilig auf die Destillation. Am tiefsten Punkte der Condensationsröhren ist ein S förmig gebogenes Rohr angebracht, dessen Ausflußmündung der Productionsfähigkeit der Retorten entspricht, und welches durch Flüssigkeit gesperrt, dem Gase keinen Abzug gewährt. Nahe bei der S förmigen Abzugsröhre wird das Gas nach oben durch zwei Horizontalröhren geleitet, welche ebenfalls mit nassen Tüchern umgeben sind, und die letzten Reste der condensirbaren Producte verdichten und in das Sammelrohr zurück fließen lassen. Ich darf nicht unerwähnt lassen, daß soviel als möglich kurze Krümmungen und Windungen in den Condensationsapparaten zu vermeiden sind, weil dadurch sich die Dämpfe und Gase an den Biegungen stoßen und auf die Retorte rückwirken, so daß die Destillationszeit verlängert und die Producte verschlechtert werden.

Bei der Destillation von Torf und sogenannter Paraffin-Kohle (eine sehr weiße bitumenreiche Braunkohle) müssen die Abzugsröhren für das Gas nicht allzukalt gehalten werden, indem die Gase, mit paraffinhaltigen Dämpfen geschwängert, bei zu starker Abkühlung paraffinhaltige Massen als blumenkohlartige Wucherungen in den Röhren absetzen, wodurch leicht ein Verstopfen stattfinden kann und die Lutirungen undicht werden. Man muß bei der Torfdestillation deßhalb in dem letzten Stadium häufig die Gasabzugsröhre erwärmen, um das Verstopfen derselben zu verhüten. Es versteht sich von selbst, daß dieses Verstopfen auch mit dem größeren oder geringeren Gehalt an Paraffin zusammenhängt, und deßhalb der Torf älterer Formation (Bagger- und Stichtorf) mehr demselben unterworfen ist, als der Torf der oberen Schichten, der Faser- und Moostorf. In Friesland gibt es einen schweren Baggertorf, der bei der Destillation einen Theer liefert, welcher über 6 Procent |468| Paraffin enthält, und diesen Uebelstand bei der Destillation im höchsten Grade zeigt. Ich habe deßhalb bei allen Torfdestillationen die Vorkehrung getroffen, daß man das Gasabzugsrohr mittelst Dämpfen erwärmen und reinigen kann. Es muß auffallend erscheinen, daß das Paraffin, welches einen so hohen Siede- und Verflüchtigungspunkt hat, und dessen Dämpfe so wenig latente Wärme haben, so schwierig aus dem Gase zu condensiren ist, und bis zu den äußersten Mündungsröhren durch das Gas hingeführt wird.

Auf vielen Photogenhütten, z.B. auf der Beueler Augustenhütte, suchte man die Condensation der Destillationsproducte durch ein Röhrensystem zu bewerkstelligen, welches von unten nach oben von den Dämpfen durchstrichen wird und sich auf einer Länge von circa 200 Fuß bis auf 1/3 der Einströmungsöffnung verjüngt. Das Röhrensystem selbst besteht aus 10-füßigen Stücken, die übereinander liegen und mit Uförmigen Knieröhren verbunden sind. Der Vortheil, den diese Vorrichtungen gewähren, würde ein bedeutend größerer seyn, wenn die vielen kurzen Windungen und Krümmungen bei demselben vermieden worden wären.

Die Condensationsvorrichtungen, wie sie in Frankreich und England angewandt werden, z.B. die von Delahaye und Soulivan, sind Verticalröhren und geben ein minder günstiges Resultat, wie die Condensation des Horizontalsystems.

III. Ueber den Einfluß der Temperatur bei der trockenen Destillation.

Im Vorhergehenden habe ich im Allgemeinen die Principien besprochen, nach denen die trockene Destillation ausgeführt und die dazu nöthigen Apparate construirt werden. Ich will jetzt den Einfluß der Temperatur auf die Quantität der Producte einer näheren Betrachtung unterwerfen. Schon im Eingange habe ich darauf aufmerksam gemacht, daß die Producte, d.h. die Kohlenwasserstoffe, um so wasserstoffärmer werden, als die Temperatur eine höhere ist. Ein Beispiel führe ich an, nämlich die Destillation einer sehr bitumenreichen Steinkohle (Glanz- oder Pechkohle des Zwickauer Kohlenbeckens). Diese Kohle wurde in die Retorte gegeben und alsdann das Feuer langsam bis zur Rothgluth gesteigert. Ich erhielt aus 100 Gewichtstheilen derselben:

Kohks 60,063
Wasser 10,787
Theer 12,000
Gas und Verlust 17,15
–––––––
100,000
|469|

Dieser Theer, einer weiteren fractionirten Destillation unterworfen, ergab von 100 Gewichtstheilen:

Photogen 19,008
Solaröl 20,908
Schmieröl 17,807
Paraffin 9,083
Kreosot 12,606
Rückstand der Destillation u. Verlust 20,588
–––––––
100,000

Dieselbe Kohle wurde in eine glühende Retorte geladen und destillirt, und ich erhielt aus 100 Gewichtstheilen derselben:

Kohks 50,063
Wasser 7,781
Theer 10,000
Gas und Verlust 32,156
–––––––
100,000

Man ersieht leicht schon aus dieser Rohdestillation, daß eine andere Zersetzung stattgefunden hat und es wird dieß durch die fractionirte Destillation des Theeres evident bewiesen. Die Untersuchung des Theeres ergab in qualitativer Beziehung ganz andere Bestandtheile. Das Photogen war ersetzt durch Benzol, Toluol, Cumol, Cymol und Xylol; das Paraffin war fast gänzlich verschwunden und dafür enthielt der Theer Naphtalin und Paranaphtalin. Das Kreosot hatte sich in bedeutenderer Menge gebildet; dafür war aber das Schmieröl bedeutend zersetzt worden. Auch ergibt sich aus der geringen Wasserausbeute, daß das Wasser selbst einer Zersetzung erlegen ist, und zwar auf Kosten des Kohlenstoffs, der sich theils mit dem Sauerstoff zu Kohlenoxyd, theils mit dem Wasserstoff zu Sumpfgas verbunden hat. Es konnte demnach das Wasser nicht mehr als Wasser auftreten, sondern mußte die Gasausbeute sehr stark vermehren. Auch die Ausbeute an Kohks war verringert, weil der Kohlenstoff ebenfalls auf Kosten des Wassers gasificirt worden war. Das specifische Gewicht der beiden Theersorten variirte sehr; dasjenige der ersteren war 0,955, also leichter wie Wasser, wohingegen die zweite Sorte Theer 1,0056 spec. Gewicht zeigte.

Wie schon im Eingange bemerkt, werden die Destillationsproducte bei erhöhter Temperatur immer wasserstoffärmer und ihr Siedepunkt steigt nicht mehr gleichzeitig mit dem Verflüchtigungspunkte; so haben die leichten Oele der bituminösen Schiefer, der Braun- und Steinkohle, welche bei allmählich gesteigerten also niedrigen Destillationstemperaturen erzeugt wurden, bei einem niedrigen Siedepunkte eine geringe Flüchtigkeit; |470| sie sieden nämlich bei einem specifischen Gewichte von 0,750 bei einer Temperatur zwischen 50 und 60° C.; ihre Verflüchtigung dagegen bei gewöhnlicher Temperatur, selbst im luftleeren Raume, ist nur so groß, daß eine gleiche Quantität Wasser während dieser Verdunstung bloß einige Grade unter der Umgebungstemperatur abgekühlt wird. Nehmen wir dagegen die leichten Oele derselben bituminösen Fossilien, welche bei erhöhter Temperatur gewonnen werden, z.B. das Benzol, so findet man, daß bei einem specifischen Gewichte von 0,85 und einem Siedepunkte von 85–88° C. die Verflüchtigung eine viel größere ist. Man kann als allgemeines Gesetz annehmen, daß das geringe specifische Gewicht einen hohen Wasserstoffgehalt bekundet, und daß die Zunahme des Kohlenstoffgehaltes das specif. Gewicht erhöht.

Was die festen Kohlenwasserstoffe anbetrifft, so habe ich ermittelt, daß bei niedriger Temperatur stets Paraffin und keine Spur von Naphtalin gewonnen wird, daß aber bei rascher Destillation in der Rothgluth stets Naphtalin sich bildet in Begleitung des Benzols. Mit der Höhe der Temperatur vermindern sich also die zur Beleuchtung dienenden Kohlenwasserstoffe; es tritt das Leuchtgas in großer Menge auf, und die homologen Kohlenwasserstoffe der Benzolreihe werden als Product erhalten. Letztere werden nicht mehr zur Beleuchtung benutzt, sondern ihre Verwendung ist die zur Farbendarstellung.

Bezüglich der Säuren und des Kreosots hat sich festgestellt, daß bei niedriger Temperatur das Kreosot auftritt neben nicht unerheblichen Mengen von Essigsäure, Buttersäure, Metacetonsäure, Valeriansäure, Capronsäure, Caprylsäure und wenig Kohlensäure. Wird die Temperatur dagegen erhöht, so verschwinden das Kreosot und die dasselbe begleitenden Säuren, und es tritt fast nur die Carbolsäure auf. Letztere, auch Phenylsäure genannt, wird in jüngster Zeit zur Darstellung von prächtig rothen und blauen Farbstoffen benutzt.

In Bezug auf die Producte der trockenen Destillation stickstoffhaltiger Materien muß ich Nachfolgendes erwähnen: Bei niedriger Temperatur entstehen die Basen der Pyrolreihe und gleichzeitig mit ihnen das Picolin, Lutidin, Viridin etc., wohingegen bei erhöhter Temperatur das Aethylamin, Propylamin, Amylamin und das Anilin auftreten. In beiden Fällen wird immer eine gewisse Menge Ammoniak gebildet; jedoch kann man annehmen, daß das massenhafte Auftreten des Ammoniaks erst bei einer Temperatur stattfindet, welche die helle Rothgluth überschreitet und daß es überhaupt zu Ende der Operation sich entwickelt. Ueber das Auftreten des Aethylamins habe ich mich früher schon ausgesprochen und es hat sich die Ansicht bestätigt, daß dasselbe durch Zusammentreten von ölbildendem |471| Gase mit Ammoniak im Entstehungsmomente gebildet wird. Ich bin der festen Ueberzeugung, daß auch diese Base Farben liefern wird.

Die geringe Ausbeute an leichten Kohlenwasserstoffen des Theeres der Braun- und Steinkohle hat eine Menge von Versuchen hervorgerufen, welche die Zersetzung der schweren Oele in der Art bezweckten, daß man durch Spaltung aus denselben leichte, d.h. wasserstoffreichere Oele erhalten könne. Im Jahre 1850 wurden auf der Beueler Augustenhütte derartige Versuche im Großen angestellt und es ergab sich, daß man durch Einströmenlassen der schweren Oele in glühende Retorten oder Röhrensysteme leichtere, also wasserstoffreichere Oele erhielt, daß aber dieselben zur Speisung von Photogenlampen nicht geeignet waren, da einestheils der Siedepunkt dieser Oele zu niedrig lag, und dadurch nach kurzer Brennzeit auch Dampfbildung in der Dochthülle und ein Rußen und Schwalchen der Flamme hervorgerufen wurde; auf der anderen Seite waren die so gebildeten leichten Oele nicht so kohlenstoffreich, daß eine körperhafte, compacte starkleuchtende Flamme gebildet wurde. Auch war der Kostenpunkt dabei mit in Betracht zu ziehen, insofern die Ausbeute eine geringe und die Arbeitskosten sehr hoch waren.

Hr. Dr. Breitenlohner, Chemiker der erzherzogl. Torfproducten-Fabrik zu Chlumetz in Böhmen, hat in diesem Journal Bd. CLXVII S. 378 eine Abhandlung über die Torföle und ihre Aufbereitung nach einem patentirten Verfahren veröffentlicht, worin derselbe angibt, daß die schweren Torföle durch Einströmenlassen in glühende Gefäße sich in leichte Oele verwandeln, und dieser Proceß sehr praktisch und nutzbringend sey. Was den Kostenpunkt anbetrifft, so ist, wie schon vorher bemerkt, derselbe bei dieser Methode zu groß und außerdem die Ausbeute eine geringe und stets variirende, je nachdem die Oele leichter oder schwerer oder die Temperatur eine wechselnde war. Die Bildung von Carbolsäure und brennbaren Gasen ist dabei eine sehr bedeutende und lästige. Alle Methoden, welche auf dem eben angegebenen Princip basiren, sind daher für die Technik zu verwerfen.

Diese Destillation der Rohöle bei Gegenwart glühender Substanzen ist weiter nichts, als eine abermalige Spaltung der verschiedenen Kohlenwasserstoffe durch massenhaft dargebotene glühende Flächenberührung, welche auf der einen Seite wasserstoffreichere Kohlenwasserstoffe, größtentheils gasförmige und nicht condensirbare Körper zur Folge hat, wohingegen auf der andern Seite spec. schwere, kohlenstoffreichere und wasserstoffärmere Kohlenwasserstoffe gebildet werden. Beide Producte erheischen aber einen großen Chemikalienaufwand bei der Reinigung und bieten |472| außerdem nicht die vortheilhafte Verwendung wie die direct aus dem Theere gewonnenen Oele.

(Eine größere Ausbeute an leichtem Photogen liefert die fractionirte Theerdestillation bei constantem Niveau.)

Cöln, im Januar 1864.

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