Titel: | Chemisch-technische Untersuchungen über das amerikanische Petroleum; aus den Bearbeitungen einer ausgeschriebenen Preisaufgabe zusammengestellt von Dr. P. Bolley. |
Fundstelle: | Band 169, Jahrgang 1863, Nr. XXX., S. 123 |
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XXX.
Chemisch-technische Untersuchungen über
das amerikanische Petroleum; aus den Bearbeitungen einer ausgeschriebenen Preisaufgabe
zusammengestellt von Dr. P. Bolley.
Aus der schweizerischen polytechnischen
Zeitschrift, 1863, Bd. VIII S. 96.
Chemisch-technische Untersuchungen über das amerikanische
Petroleum,
Das Schema der ausgeschriebenen FragenEs sind auf die von einem Kaufmanne in Zürich ausgeschriebene Preisfrage, für
deren Lösung 500 Fr. festgesetzt waren, zwei Arbeiten eingegangen, die im
technischen Laboratorium des schweiz. Polytechnicums ausgeführt wurden: die
eine von den Prakticanten F. Bolley und Schwarzenbach gemeinsam, die andere von den HH.
Arndt und Traun
aus Hamburg gemeinsam. Wir werden sie mit B. und S., und mit A. und T. im
Texte bezeichnen. Die der Erstgenannten erhielt nach dem Urtheil und Antrag
einer dafür ernannten Commission von Docenten der Anstalt den ersten, die
der HH. A. und T. den zweiten Preis. war folgendes:
1) Finden wesentliche Unterschiede statt zwischen dem rohen pennsylvanischen und canadischen Petroleum?
2) Wie groß ist die Menge rectificirten
Oeles, das nicht unter 120° C.
siedet, daher nicht mehr sehr feuergefährlich ist, welches sich aus dem rohen
Petroleum gewinnen läßt?
3) Wie verhalten sich die im Handel befindlichen Oele in Bezug
auf ihre Feuergefährlichkeit?
4) Wie groß ist die Leuchtkraft des
rectificirten Steinöls, sowohl desjenigen das auf
die oben sub 2 angegebene Weise erhalten wurde, als
auch verschiedener anderer Steinölsorten, die aus wenigstens vier verschiedenen
Detailhandlungen in Zürich bezogen wurden?
5) Wie groß ist die Menge von
Paraffin, das sich aus den letzten Destillationsproducten und aus dem
Rückstand der fractionirten Destillationen gewinnen läßt?
6) Welches ist die Menge und
Leuchtkraft des aus rohem Petroleum gewinnbaren
Gases, und wie hoch stellen sich die Kosten
von 1000 engl. Kubikfuß solchen Gases?
Namentlich die Frage 1) über die Unterschiede zwischen
canadischem und pennsylvanischem Steinöl nöthigt zu einer Vorbemerkung,
welche eine in den Bearbeitungen leicht erkennbare Lücke erklären und entschuldigen
wird. Es zeigte sich erst nachdem die Aufgabe gestellt war, daß das rohe Petroleum
überhaupt sehr schwer zu beziehen ist, da die deutschen und schweizerischen
Eisenbahnverwaltungen es nicht zum Transport übernehmen. Es gelang jedoch durch
besondere Bemühungen, von verschiedenen Bezugsquellen ausreichende Menge
pennsylvanischen Oeles zu erhalten. Das canadische kommt, wie es scheint, nur im
großbritannischen, aber fast nicht im continentalen Handel vor. Eine größere
Quantität des letzteren, die zugesagt war, traf nicht ein, und es konnte den
Prakticanten nur eine ziemlich kleine Menge desselben zur Verfügung gestellt
werden.
Es zeigte sich nach beiden Beantwortungen der Preisaufgabe übereinstimmend:
1) daß das canadische Oel etwas dickflüssiger ist als das
pennsylvanische;
2) daß es mehr braun, das pennsylvanische mehr grünlich
ist;
3) daß das spec. Gewicht des canadischen Oeles etwas höher ist
als das des pennsylvanischen;
ersteres hat nach B. und Sch. ein spec. Gewicht
von0,832eine kleine Partie eines anderen Musters nach A. und
T. ein spec. Gewicht von0,858letzteres nach B. und Sch. ein spec. Gewicht
von0,816
„ „ A.
und T.
„ „ „ „0,8055
4) der Geruch des rohen canadischen Oeles ist noch unangenehmer
als der des pennsylvanischen, und erinnert an Schwefelwasserstoff, ohne daß eine
deutliche Schwefelreaction wahrgenommen werden konnte.
Andere Unterschiede werden bei Beantwortung der übrigen Fragen sich herausstellen;
sie sind aber, soweit sie sich innerhalb der Aufgabe bewegen, keineswegs sehr
tiefgehende, und vielleicht nicht größer als die, welche zwischen den
pennsylvanischen Oelen verschiedener Fundgruben stattfinden. Daß letztere keineswegs
ganz untereinander übereinstimmen, wird sich im Nachfolgenden mehrmals zeigen.
Die zweite Frage dreht sich um die Zerlegung des rohen
Oeles in die flüchtigen Bestandtheile (Naphta),
die zum Brennen untauglich sind, in die erst bei höherer Temperatur siedenden Leuchtöle und die dicklichen oder kohligen
Destillationsrückstände.
Die Resultate, die B. und Sch. erhielten, sind:
300 Kub. Cent. rohes Oel aus Pennsylvanien (von St. Gallen bezogen) wogen 245 Gramme.
Sie wurden unter Einsenkung eines bis auf 400° C. reichenden Thermometers
durch den Tubulus der Retorte im Wasserbad auf 97° C. längere Zeit erwärmt,
dann in Kochsalzlösung auf 100° C., dann in Chlorcalciumlösung bis
120° C., dann im Luftbade bis 150° C. und nun im Sandbade allmählich
bis 400° C. Man suchte auf angegebene Art die angegebenen Temperaturen
längere Zeit zu erhalten
und fieng die zwischen ihnen übergehenden Destillate, sowie was zwischen 150 und
200° C., 200 und 250° C., endlich zwischen 250 und 400° C.
übergieng, gesondert auf; die Destillate wurden gemessen und gewogen. Es gieng
über
Vol. Kub. Centm.
Gewicht Grm.
–100°
C.
28,5
17,8
100–120° C.
22,8
16,6
120–150° C.
17,8
13,1
150–200° C.
36,8
28,1
200–250° C.
40,5
32,1
250–400° C.
135,6
112,0
–––––––––––––––––––––––––––––
282,0
219,7 Gr.
der Rückstand betrug
21,0 „
Mit jedem dieser Destillate wurde nochmals eine fractionirte
Destillation vorgenommen und die bei den angegebenen Temperaturen übergegangenen
Flüssigkeiten vereinigt, ihr Volum und Gewicht bestimmt, daraus das specifische
Gewicht berechnet und dieß durch das Tausendgranstäschchen controlirt. Weil es von
Interesse war nachzusuchen, ob etwa Benzol unter den Destillaten sich finde, wurde,
was unter 81° C. übergieng, von dem gesondert was zwischen 81° C. und
100° C. überdestillirte.
Temperatur.
Volum
Gewicht
spec. Gewicht
Volum-
Gewicht-
Kub. Centm.
Grm.
berechnetaus I. u. II.
mit demTausendgranfläsch.
Procente.
Procente.
– 81°
C.
10
6,704
0,67
0,67
3,33
2,75
81–100
15
10,523
0,701
0,702
5,00
4,30
100–120
19,4
13,835
0,714
0,715
6,46
5,65
120–150
23,3
17,035
0,731
0,731
7,77
6,95
150–200
28,5
21,620
0,758
0,757
9,50
8,83
200–250
47,5
37,290
0,785
0,788
15,83
15,23
250–350
90,0
72,720
0,808
0,809
30,00
29,70
350–400
45,6
39,000
0,855
0,858
15,13
15,89
Rückstand
21,000
6,00
8,60
––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––
279,3
239,727
99,02
97,90
Aus dieser Tabelle ergibt sich, daß die zur Beleuchtung
tauglichen Destillate, als die wir die zwischen 120 und 350° C. übergehenden
betrachten dürfen, 63,1 Volumprocente und 60,71 Gewichtprocente betragen.
Das canadische Oel wurde nur einmal destillirt und die bei verschiedenen Temperaturen
übergehenden Oele gesondert aufgefangen.
Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengestellt:
Temperatur.
VolumKub. Centm.
GewichtGrm.
Volum-Procente.
Gewicht-Procente.
Spec.Gewicht.
61–120° C.
6
4,35
10
8,7
0,725
120–200
10
7,39
16,7
14,8
0,739
200–250
5
3,75
8,4
7,5
0,750
250–300
6,2
4,87
10,4
9,8
0,785
300
30,0
24,54
50,0
49,2
0,818
Rückstand
3,5
7,0
––––––––––
––––––––
Summa
57,2
96,5
Die Unterschiede in den Mengen und Eigenschaften der Destillationsproducte des
canadischen und des pennsylvanischen Oeles sind, wie wir sehen, nicht wesentlicher
Art. Es sind bei Anlaß dieser Versuche noch andere gelegentlich sich ergebende
Beobachtungen über die Anfangstemperatur, bei der die rohen Oele sieden, und den
Gehalt an Gasen in denselben und über den Paraffingehalt gemacht worden, welche
weiter unten zu erwähnen seyn werden.
Die Herren A. und T. destillirten 255 Kub. Cent. rohes pennsylvanisches Oel und
fanden bei
–
95° C.
ein
spec.
Gewicht
von
0,7155
120 – 150
„
„
„
„
0,7244
150 – 200
„
„
„
„
0,7513
200 – 250
„
„
„
„
0,8111
250 – 300
„
„
„
„
0,8437
Es wurden von den gleichen Herren 400 Kub. Cent. aus Hamburg
und 400 Kub. Cent. aus Basel bezogenes pennsylvanisches Steinöl der Destillation
unterworfen; was über 120° und bis das Destillat dicklich wurde übergieng,
betrug bei ersterem 190, beim zweiten 170 Kub. Cent. oder 47,5 und 42,5
Volumprocente; wie sich die Mengen bei nochmaliger Fractionirung verhalten, wurde
nicht untersucht, deßhalb lassen sich die Ergebnisse der einen Experimentatoren mit
jenen der anderen nicht vergleichen.
Die dritte Frage über die Feuergefährlichkeit der rohen
und destillirten Oele wurde namentlich von den Prakticanten B. und Sch. in
mannichfach variirter Weise angegriffen und sie fanden im wesentlichen
Folgendes:
Zuerst muß in's Auge gefaßt werden, daß das rohe Steinöl einen brennbaren gasförmigen Körper enthält. Das rohe pennsylvanische Steinöl
entwickelte schon bei 32° C. (nach N. und Sch.) Gasblasen, bei 57°
kamen Dämpfe, die sich verdichteten. Nach den gleichen Verfassern zeigten sich im
canadischen Oele bei 36° Gasblasen und das Sieden begann bei
60–61° C.
Die Herren A. und T. bemerkten am canadischen Oele bei 40° C. das Aufsteigen
von Gasblasen, ohne daß Verdichtung in der Vorlage wahrgenommen werden konnte.
Der Unterschied der beiden Beobachtungen erklärt sich sehr leicht aus dem sehr
raschen Steigen des eingesenkten Thermometers, wenn man nicht mit äußerster Sorgfalt
und sehr allmählich erwärmt.
Die Herren B. und Sch. bestimmten die Menge des in dem rohen pennsylvanischen Steinöl
befindlichen Gases. In ein mit Marke versehenes Fläschchen, das 200 Kub. Cent.
enthält, wurden 150 Kub. Cent. Steinöl gebracht, der Kork genau bis an den
Theilstrich geschoben, das Volum des in die Flasche hineinragenden Theils des
Thermometers, ebenso der Inhalt der Gasentwickelungsröhre bestimmt und der Betrag
des einen in Abzug, des anderen in Zurechnung gebracht, sodann die Luft sammt dem
Gas durch Erhitzen bis zum starken Kochen ausgetrieben und beide in einem
Meßcylinder über Wasser aufgefangen. Es betrug das Volum des Gemisches, gemessen
nach Vornahme der nothwendigen Correcturen, 103 Kub. Cent. und nach Abzug der Luft
49 Kub. Cent., was auf 100 Volumina des Oels 33,66 Volumprocente an absorbirt
gewesenem Gase ausmacht. Das Gas ließ sich leicht entzünden und brannte mit etwas
rußender Flamme ohne Explosion. Eine Wiederholung des Versuchs, jedoch nicht bis zum
längeren Sieden, sondern nur solange, als sich bei niedrig gehaltener Temperatur
Blasen entwickelten, fortgesetzt, wurde vorgenommen um zu ermitteln, ob nicht Dämpfe
vorwiegend die Brennbarkeit bedingen, das Gas brannte aber auch dießmal ganz wie das
erstemal.
Die gleichen beiden Prakticanten B. und Sch. machten eine Reihe von Versuchen über
die Verdunstung der verschiedenen Oele.
Es wurden in gleichen Bechergläsern in einem durchschnittlich 16° C. warmen,
mit Dampf geheizten Zimmer a rohes pennsylvanisches Oel,
b rectificirtes vom Anfangssiedepunkt über
120° C. offen hingestellt und die Gewichtsabnahme so lange bestimmt, bis
keine mehr stattfand; sie betrug
bei a
bei b
nach 1 Woche
25,8 P roc.
14,0 Proc.
„
2 „
30,6 „
16,8 „
„
3 „
33,3 „
19,3 „
„
4 „
32,3 „
21,5 „
„
5 „
34,7 „
23,2 „
„
6 „
35,0 „
24,5 „
„
7 „
25,5 „
Ganz ähnliche Versuche wurden in einem Kellerraum von
durchschnittlich 7° C. Temperatur vergenommen. Es verlor das Oel
a
b
nach 1 Tag
6,3 Proc.
2,5 Proc.
„ 14 Tagen
20,7 „
15 „
dann nur noch unmerkbar an Gewicht.
Endlich unterwarfen die gleichen Prakticanten (B. und Sch.) ihre Destillate einigen
Versuchen über Verdunstung.
Es waren nach 75 Minuten in einer Temperatur von 16° C. von dem Oele das
unter 100°
übergieng
100 Proc.
zwischen
100–120
„
44,5 „
120–150
„
31,5 „
150–200
„
8,5 „
200–250
„
0,25 „
250–350
„
0,00 „
verdunstet.
Aus diesen Versuchsreihen, die insofern Bedeutung haben, als bei überhaupt brennbaren
Körpern deren Verdunstungsbestreben in engem Zusammenhang steht mit ihrer
Feuergefährlichkeit, geht hervor: 1) daß das rohe Oel viel gefährlicher ist als das
rectificirte, und 2) daß von dem über 150° C. übergegangenen Destillat nur
wenig in gewöhnlicher Temperatur verdunstet. Eine Ergänzung zu diesen Versuchen
bildeten diejenigen über die Dampfspannung rohen Steinöls
und anderer brennbarerer und sich verflüchtigender Flüssigkeiten, welche ebenfalls
von den Herren B. und Sch. vorgenommen wurden.
Es wurde absoluter Aether, Schwefelkohlenstoff, rohes pennsylvanisches Steinöl,
Weingeist von 0,832 spec. Gew. und frisch destillirtes Terpenthinöl in fünf
nebeneinander gestellte mit Quecksilber gefüllte Torricelli'sche Röhren eingeführt und die Tension ihrer Dämpfe an den
verschiedenen Senkungen des Quecksilbers bei drei verschiedenen Temperaturen, in die
der ganze Apparat gebracht wurde, gemessen.
Temperatur
20,5° C.
37,5° C.
45° C.
––––––––––––––––––––––––––––––––––
Aether
415 Millimet.
635 Millimet.
–
Schwefelkohlenstoff
300 „
480 „
595
rohes Petroleum
55 „
100 „
120
Weingeist (0,832 spec. Gewicht)
25 „
55 „
80
Terpenthinöl
15 „
25 „
35
Hiernach stellt sich das rohe Petroleum unter Aether und
Schwefelkohlenstoff, jedoch über genannten Weingeist und frisches Terpenthinöl
hinsichtlich der Verdunstungsfähigkeit im leeren Raume und in gewissem Sinne wohl
auch hinsichtlich seiner Feuergefährlichkeit.
Es wurde ferner von den Herren B. u. Sch. eine
Versuchsreihe über Entzündlichkeit des Petroleums und
seine Fähigkeit des Fortbrennens ohne Docht bei verschiedenen Temperaturen
angestellt.
Es wurden Gläser mit gleichen geringen, fast nur den Boden bedeckenden Quantitäten
rohen Petroleums, Aether, Weingeist von 0,832 spec. Gewicht, Terpenthinöl und
rectificirtem Petroleum gefüllt, mit Glasdeckeln und Wachs auf dem Glasrande
verschlossen und einige Zeit stehen gelassen.
Bei 4° C. waren nur rohes Petroleum und Aether in solchem Grade verdunstet,
daß sich ihre Dämpfe entzünden ließen (Aether mit stärkerer Flamme als Petroleum);
Terpenthinöl, Weingeist und rectificirtes Petroleum ließen sich selbst bei
16° C. noch nicht entzünden, bei 39° C. die beiden letzteren, das
Terpenthinöl aber auch da noch nicht. Rohes Petroleum, das längere Zeit vorher offen
dagestanden und viel an Gewicht durch Verdunstung verloren hatte, verhielt sich wie
das rectificirte. – Es wurde ein Trockenkasten (Luftbad), nachdem durch
Filzverkleidung die Thüre dicht verschließbar gemacht worden war, über einer
Spirituslampe genau regulirbaren Temperaturen längere Zeit ausgesetzt. In denselben
wurden die nachfolgend verzeichneten Oele in Gläser gebracht und so lange belassen,
bis sie 1) sich durch einen brennenden Span entzünden ließen, und 2) ohne Docht
fortbrannten. Es ergab sich Folgendes:
AnfangssiedepunktGrad. C.
Dämpfe entzündensich bei Grad C.
Das Oel brenntfort bei Grad C.
Kaufladen A Zürich
146
45
66
Direct aus Amerika bezogen
145
50
65
Kaufladen B Zürich
142
42
49
„ C
„
135
30
42
Selbstrectificirtes
132
31
41
Kaufladen D Zürich
128
30
40
Terpenthinöl
137
35
44
Man darf als Resultate aller der Versuche über Verdunstung, Entzündbarkeit und
Fortbrennen der Oele angeben, daß das rohe Petroleum viel gefährlicher ist als
rectificirtes, daß es aber sich verschieden verhalten könne je nachdem es längere
Zeit Gelegenheit zu Verdunstung gehabt, daß jedoch auch dieses in seiner
Gefährlichkeit den Aether und Schwefelkohlenstoff nicht erreiche, daher beim
Transport oder Lagern nicht strengeren Vorschriften unterworfen werden sollte als
diese beiden wichtigen Handelsartikel, daß endlich das rectificirte Steinöl
hinsichtlich seiner Feuergefährlichkeit ungefähr auf gleiche Linie mit Weingeist und
Terpenthinöl gesetzt werden müsse.
Die vierte Frage über die Leuchtkraft des rectificirten
Steinöls wurde im
dunkeln, mit geschwärzten Wänden versehenen photometrischen Zimmer mit einem Bunsen'schen Photometer nach der Construction von Wright vorgenommen. Als Einheit diente in den beiden
Versuchsreihen den Bearbeitern der Frage eine Stearinkerze. Folgende Tabelle gibt
die von B. und Sch. gefundenen Resultate an, die mit einer Petroleumlampe, wie sie
in Amerika dienen, und mit einer gewöhnlichen Schieferöllampe gewonnen wurden.
Textabbildung Bd. 169, S. 130
Leuchtmaterial; Spec. Gewicht;
Siedepunkt; Amerikanische Lampe; Lichtmenge; Consum pro Stunde;
Schieferöl-Lampe; Lichtmengen bei gleichem Consum von 20 Grm. p. St.;
Consum bei gleicher Lichtmenge; Stearinkerze; Laden Zürich; Direct aus
Nordamerika; Selbstrectificirt
Wenn für die Leuchtwerthberechnung folgende im Einzelverkauf gegenwärtig hier
bestehende Preise zu Grunde gelegt werden:
1 Packet Stearinkerzen von 444 Grm. zu
1 Fr. 40 Ct.
1 Pfd. rectificirtes Petroleum A, B und C
– „ 60
„
1
„
„ „
D
– „ 80
„
so kostet die gleiche Lichtmenge, welche von 2 Stearinkerzen
hervorgebracht wird, pro Stunde
mit
Stearinkerzen
4,84 Cts.
„
Petroleum
A
1,33 „
im
Durchschnitt
beider
Lampen
„
„
B
1,548 „
„
„
„
„
„
„
C
1,078 „
„
„
„
„
„
„
D
2,496 „
„
„
„
„
oder
beim
Preise
von
1 Fr.
57 Ct.
für
500 Grm.
Stearinkerzen
und
„
„
„
0 „
60 „
„
500 „
Petroleum
verhalten sich die Kosten des letztern Beleuchtungsmittels zum
erstem bei gleicher Lichtmenge = 1 : 3,59 und bei D
(Preis 80 Ct. pro 500 Grm.) ungefähr wie 1 : 2. Die
Leuchtkraft von Stearin- und Talgkerzen ist, so darf man, ohne großen Fehler
zu begehen, annehmen, gleich groß. Der Preis für 500 Grm. Talgkerzen im Detail ist aber 80
Cts.; wird daher die Zahl 3,59 mit 80/157 vermehrt, so erhält man in abgerundetem
Ausdruck die Kosten der Petroleumbeleuchtung im Vergleich zu der mit Talgkerzen = 1
: 1,8.
In den Versuchen der Herren A. und T. stellt sich das Resultat noch mehr zu Gunsten
des Petroleums; von ihrer Stearinkerze wurden stündlich 11,34 Grm. consumirt,
während die verschiedenen Petroleumsorten bei einem stündlichen Consum von 14 Grm.
mit der Schieferöllampe eine Helligkeit von 2,5 solcher Stearinkerzen lieferten. Mit
Zugrundelegung obiger Preise für Stearin und Petroleum A, B,
C kostet eine Lichtmenge gleich zwei ihrer
Stearinkerzen stündlich
5,896 Cts.
mit Petroleum
1,344 Cts.
das heißt, die Beleuchtungskosten von Petroleum zu
Stearinsäure bei gleicher Helligkeit stellen sich wie 1 : 4,3, und bei gleicher
Leuchtkraft für Stearinsäure und Talg, aber einem Preise des letztern von 80/157 von
dem des Stearins, verhalten sich die Beleuchtungskosten von Steinöl und Talg wie
etwa 1 : 2,1 bis 1 : 2,2 bei gleicher Helligkeit.
In den Versuchen von MarxPolytechn. Journal Bd. CLXVI S. 348. in Stuttgart stellen sich die Beleuchtungskosten mit zwei Stearinkerzen
(5er) pro Stunde und unter Annahme der Zürcher
Ladenpreise auf 5,17 Cts., mit Petroleum aber der gleiche Lichteffect auf 1,13 oder
wie 1 : 4,4.
Wenn man alle bei solchen Versuchen vorkommenden Schwankungen (die bei Anwendung von
Petroleum noch vergrößert werden, weil der Docht scharf abgeschnitten und genau
gestellt seyn muß, wenn der Lichteffect sein Maximum erreichen soll) in vollstem
Maaße würdiget, und die Leuchtwerthe, die in den drei Versuchsreihen sich
zwischen
1 : 3,59
1 : 4,3
und
1 : 4,4
bewegen, zu einem Schluß von allgemeinerer Gültigkeit benutzen
will, so darf man wohl sagen, es verhalte sich der Leuchtwerth dieser Materialien
bei den oben angenommenen Preisen wie 1 : 4 und gegen Unschlitt = 1 : 2.
Die in der fünften Frage aufgegebene Paraffinbestimmung
ergab nach den Versuchen von B. und Sch., daß nur
wiederholte Destillationen, um so viel als möglich das Oel von der butterartigen
Substanz zu trennen und bei diesem das Vermeiden einer zu hohen Temperatur, eine nennenswerthe
Ausbeute liefere. Es wurden 2000 Grm. pennsylvanisches Petroleum der Destillation in
einer Glasretorte unterworfen und die ersten leichteren Destillate beseitigt; die
dicklicheren schweren, sowie das, was durch Weitertreiben der Destillation des in
der Glasretorte gebliebenen, in einer thönernen Retorte eingefüllten Rückstandes
gewonnen wurde, dienten zu einer zweiten Rectification, bei welcher die Temperatur
nicht über 230° C. getrieben wurde. Der dunkle Retortenrückstand wurde im
Dampftrichter filtrirt, um fein vertheilte suspendirte Kohletheilchen zu entfernen,
dann bedeckt an einen kühlen Ort gestellt. Das bald sich ausscheidende Paraffin
wurde durch Filtration durch möglichst lockeres Papier getrennt und durch Pressen
zwischen Fließpapier vom anhängenden Oel vorläufig gereinigt. Das Filtrat wurde
wieder einer sorgfältigen Rectification unterworfen, durch Erkalten das Paraffin
abscheiden gelassen, filtrirt und so verfahren wie das erstemal. Das so gewonnene
gelb-weißliche und beinahe trocken sich anfühlende Paraffin wog 16,5 Grm. =
0,825 Proc. Es wurde mit englischer Schwefelsäure ganz kurze Zeit erwärmt und
geschüttelt, dann in eine größere Menge kalten Wassers gegossen, abgewaschen und
getrocknet. Das so gereinigte Product enthielt nur noch wenige mechanisch
beigemengte Kohletheilchen, die, um größeren Verlust zu vermeiden, durch Auflösen in
Aether, Filtriren und Abdunsten des Aethers beseitigt wurden, wodurch ein ganz
weißes Präparat vom Schmelzpunkt 45° C. erhalten wurde, dessen Gewicht 0,7
Proc. von der angewandten Oelmenge betrug. Die bei dieser Arbeit erhaltenen
Leuchtöle wurden rectificirt und was bei einer Temperatur von ungefähr
80–85° C übergieng, besonders aufgefangen und mit Salpetersäure
behandelt, um zu prüfen, ob sie Benzol enthalten. Es wurde eine dicklichölige
dunkelweingelbe Nitroverbindung, die unter Wasser sank, gewonnen, deren Geruch aber
mehr ätherisch-zimmtartig, als dem Bittermandelöl ähnlich war und aus welcher
mit Eisenspänen und Essigsäure auch nicht eine Spur von Anilin gewonnen werden
konnte.
Zur Beantwortung der Frage 6, nach der Menge und
Leuchtkraft des aus rohem Steinöl gewinnbaren Leuchtgases wurde von beiden
Gruppen von Bearbeitern die Versuchsgasretorte des Laboratoriums angewendet. Sie
wurde so hergerichtet, daß das Steinöl in dünnem regulirbarem Strahl aus einem hohen
engen Gefäße, das immer nahezu voll erhalten wurde, um den nöthigen Druck zu
behalten, mittelst eines schmiedeeisernen, in dem obern Theile der Retortenwölbung
der ganzen Länge nach eingeführten Rohres, das von 2 zu 2 Zoll eine kleine
Durchbohrung hatte, möglichst fein vertheilt eingeführt werden konnte.
Die Oeltropfen fielen auf Backsteinstückchen, mit welchen die förmige Retorte
bis zu 2 Zoll Höhe gefüllt war. Nachdem die Retorte und deren Füllung in
Rothglühhitze versetzt waren, wurde von einer abgewogenen Menge Steinöls langsam
zulaufen gelassen und die Destillation begonnen. Das Gas wurde durch mehrere
Wasch- und Condensationsapparate, zum Theil Woulf'sche Flaschen, mit Kohlestücken, die mit Aetznatron zur
Kohlensäureaufnahme befeuchtet waren, gefüllt, zum Theil Einrichtungen, dem Liebig'schen Kühlrohr entsprechend, hindurch in eine
kleine Gasuhr und aus dieser in einen großen Kochbrenner geleitet und verbrannt.
In den Versuchen von B. u. Sch., die über 4 Stunden fortgesetzt wurden, waren 2100
Gramme Steinöl gebraucht und daraus 66 Kubikfuß (engl.) Gas gewonnen worden. Das
beträgt pro Pfd. von 500 Grm. 15,7 Kubikfuß Gas.
Die Herren A. und T. gewannen aus 750 Grm. 24,2 Kubikfuß Gas, also aus 1 Pfd. 16,1
Kubikfuß.
Diese Resultate stimmen folglich mit wünschenswerther Genauigkeit zusammen und das
Mittel wäre 15,9. Man darf also sagen, daß aus 1 Centner des pennsylvanischen Oeles
1590 englische Kubikfuß Gas gewonnen werden können. Im größeren Betrieb wird diese
Ziffer noch überstiegen werden können.
Es zeigte sich bei den Gasbereitungsversuchen, daß keine Kohlensäure von dem Natron
aufgenommen wurde, ein Resultat, das zwar erwartet werden konnte, da das Petroleum
sich als sauerstofffrei erwies, indem Natriumstücke sich darin ganz gut
erhielten.
Neben dem Gase wurden in den Versuchen von B. und Sch. 170 Gramme, das ist 8,1 Proc.
Theer erhalten; außerdem zeigten sich die Kohlenstücke in den Condensationsflaschen
mit vielen kleinen, weißen krystallinischen Theilchen von Naphtalin besetzt.
Es wurde von B. und Sch. das specif. Gewicht des
gewonnenen Gases durch den von Schilling, nach Bunsen's bei der Gasanalyse eingehaltenem Verfahren
construirten, den technischen Bedürfnissen angepaßten Apparat mittelst Messung der
Ausströmungsgeschwindigkeit bestimmt.
In den bei einer Temperatur von 14° C. ausgeführten Versuchen
brauchte die Luft
167
Secunden,
das gleiche Volum Holzgas
138
„
Petroleumgas
136
„
letzteres Resultat als Mittel-
von 6 Versuchen.
Die Rechnung nach dem Satze ausgeführt, daß sich die Dichtigkeiten wie die Quadrate
der Ausströmungszeiten verhalten, ergab für
atmosphärische Luft
1
Holzgas
0,683
Petroleumgas
0,663.
Das letztere hat daher ein spec. Gewicht, welches dasjenige
des gewöhnlichen Steinkohlengases übersteigt. Bekanntlich hat das Holzgas seines
nicht unbeträchtlichen Kohlenoxydgehaltes wegen ein höheres specifisches Gewicht;
wenn daher die Bestimmung des letztern häufig als annähernde Werthbestimmung
gebraucht wird, so ist das im vorliegenden Falle nicht maaßgebend.
Die Zusammensetzung des aus dem Petroleum gewonnenen Gases
wurde von den Verfassern der beiden Arbeiten ermittelt. Man hatte sich überzeugt,
daß Kohlensäure und Kohlenoxyd in unbestimmbarer Menge vorhanden sind, indem die
gemessenen Gasvolumina weder durch Berührung mit Aetznatron, noch mit Kupferchlorür
sich verminderten. Die schweren Kohlenwasserstoffe wurden durch Absorption in einem
Gemisch von wasserfreier Schwefelsäure und wasserhaltender, womit Kohkskugeln
befeuchtet waren, die in das über Quecksilber aufgefangene, in einer Eudiometerröhre
stehende Gasgemisch eingeführt wurden, bestimmt. Nach Entfernung der Schwefelsäure
und ihrer Dämpfe wurde nach Zuleitung von Sauerstoff und Entzündung mittelst des
elektrischen Funkens und Einführen von Aetznatron zur Absorption und Messung der
gebildeten Kohlensäure, die ein gleich großes Volum wie das vorhandene Sumpfgas
eingenommen hatte, dieß letztere bestimmt, und nach Abzug desselben von dem Volum,
welches das Gemisch nach Entfernung der schweren Kohlenwasserstoffe einnahm, der
Rest als Wasserstoff angenommen. Alle diese Messungen und Berechnungen wurden unter
Anwendung der üblichen Correcturen, deren Beschreibung hier unterlassen werden kann,
vorgenommen. Kathetometer und Fernrohr wurden jedoch nicht angewandt. Die Resultate
der beiden Gruppen von Experimentatoren stimmen, wie die nachfolgende Tabelle zeigen
wird, so nahe überein, als zu erwarten ist mit Berücksichtigung des Umstandes, daß
die vorkommenden Abweichungen zum Theil auf Verdichtung von Kohlenwasserstoffen
durch längeres Stehen, und nur zum Theil auf Beobachtungsunzuverlässigkeiten
geschrieben werden können.
Es wurde gefunden
A. u. T.
B. u. Sch.
B. u. Sch.
I.
II.
schwere Kohlenwasserstoffe
31,6
31,5
33,4
leichter Kohlenwasserstoff
45,7
42,9
40,0
Wasserstoff
32,7
25,6
26,6
––––––––––––––––––––––––––––
100,0
100,0
100,0
Es geht aus dieser Untersuchung, die übrigens nicht in den Kreis der Aufgaben gelegt
war, aufs unzweideutigste hervor, daß das Petroleumgas wegen seines sehr hohen
Gehaltes an schweren Kohlenwasserstoffen ein für Beleuchtungszwecke ganz
vorzügliches seyn müsse.
Die Leuchtkraft des Petroleumgases wurde von B. u. Sch.
bei stündlichem Consum von 6 Kubikfuß = 36 – 38 der Stearinkerzen gefunden,
von welchen stündlich 9,3 Grm. Material verzehrt wird. Dieß beträgt auf 4 Kubikfuß
24 – 25,3 Stearinkerzen. Nach A. u. T. entspricht die Leuchtkraft bei
stündlichem Consum von 4 Kubikfuß 24 ihrer Stearinkerzen, die stündlich 11,34 Grm.
verzehrten. Auch diese Resultate stimmen nahe genug. Es möchte jedoch nicht von
hinlänglich praktischem Werthe seyn, aus diesen Ergebnissen direct zu berechnen, wie
sich die Beleuchtungskosten bei gleicher Lichtstärke mit Stearinsäurekerzen und
Petroleumgas zu einander verhalten, dagegen gewährt wohl nachfolgende Betrachtung
einen richtigen Einblick in den Werth des Petroleumgases.
Gewöhnliches Steinkohlengas hat bei 4 Kubikfuß stündlichem Consum, mit dem
Flachbrenner verbrannt, jedenfalls nur eine Leuchtkraft von etwa 12 Stearinkerzen,
die durchschnittlich 10 Grm. pro Stunde verbrennen, und
es ist gewiß eine ganz und gar zu rechtfertigende Annahme, daß das Petroleumgas die
doppelte Leuchtkraft von der gewöhnlichen des Steinkohlengases habe. Hat man ja die
Leuchtkraft des Schieferölgases als dreifach größer als die des gewöhnlichen
Steinkohlengases angenommen. Zu viel ist damit jedenfalls nicht gesagt, wohl eher zu
wenig, und zwar deßhalb, weil bei den vorliegenden Versuchen lange nicht genug
ausprobirt ist, welches die günstigsten Bedingungen, Druck, Brennerweite zu seiner
Verbrennung sind, und es sich gewiß weit besser einstellen wird, sobald diese einmal
gefunden seyn werden. Wenn wir andererseits oben fanden, daß sich 1590 Kubikfuß
engl. Leuchtgas aus 1 Centner rohem pennsylvanischem Petroleum herstellen lasse, und
zugleich annahmen, daß (was gewiß hinlänglich hoch gegriffen ist) 1 Centner
Steinkohlen 500 Kubikfuß engl. gereinigtes Leuchtgas liefere, so haben wir mehr als
die dreifache Ausbeute, genau 3,18 mal so viel Gas aus dem Petroleum als aus der
Steinkohle, und zwar ein Gas von doppelter Leuchtkraft, also 6,36 mal so große
Lichtmenge.
Es wäre daher, nach dieser vielleicht eher etwas zu Ungunsten des Petroleums
ausgeführten Rechnung 1 Centner dieses letztern das technische Aequivalent für 6,36
Centner Gaskohle. Besser aber gestaltet sich die Calculation ganz gewiß dadurch, daß
die Leuchtkraft des Petroleumgases eher etwas größer, als wir thaten, angenommen
werden kann, daß dagegen die Ausbeute an gereinigtem Gas aus Steinkohle sich
geringer ergeben wird, und vor Allem ist zu beachten, daß die Apparate zur
Hervorbringung gleicher Lichtmengen bei Anwendung von Petroleum weit compendiöser
können hergestellt werden; die Gasretorte, die Condensatoren und vor Allem die
Gashalter und Leitungsröhren lassen sich in beträchtlich kleineren Dimensionen
machen. Reiniger fallen ganz weg, es ergeben sich also bedeutend geringere
Anlagekosten. Der Betrieb wird Jedem dadurch erleichtert, daß kein
Reinigungsmaterial zu beschaffen und in Anwendung zu bringen ist. Es ist endlich
noch anzuführen, daß die zulässige Verminderung der zur Zersetzung nöthigen Hitze
nicht gering anzuschlagen ist, so daß sie der Kostenreduction, die bei
Steinkohlengasfabrication aus der Kohksgewinnung erwächst, bei einer Calculation
wenn auch mit viel minder bedeutender Ziffer gegenüber gestellt werden kann. Es
scheint uns darnach im ganzen, daß das Petroleum für kleine Privatanstalten,
angenommen es sey einmal zu stetigeren Preisverhältnissen gelangt und die Zufuhr
sicher und massenhaft genug, ein der Beachtung werthes Vergasungsmaterial sey. Eine
Frage von großer Wichtigkeit bliebe noch zu untersuchen: ob nicht eine Mengung
dieses, seines großen Gehaltes an schweren Kohlenwasserstoffen wegen leicht rußenden
Gases mit sog. Wassergas (Wasserdampf durch glühende Kohlen zersetzt) größere
Vortheile brächte. Größere Erwartungen auf dem Gebiete einer Concurrenz mit
Steinkohlen wollen wir indessen einstweilen, wie die Sachen stehen, nicht
aussprechen; unbedingt nimmt aber das Petroleum als flüssiges Beleuchtungsmittel
einen Rang ein, der ihm schwerlich bald streitig gemacht werden wird.