XXVIII. Die fractionirte Destillation bei constantem Niveau behufs der Trennung der in den Erd- und Theerölen enthaltenen Kohlenwasserstoffe zur Erzielung einer größeren Brennöl-Ausbeute; von Dr. H. Vohl in Cöln. Mit einer Abbildung auf Tab. III. Vohl, über die fractionirte Destillation bei constantem Niveau zur Trennung der in den Erd- und Theerölen. Wer sich längere Zeit mit fractionirten Destillationen befaßt hat, wird mir beipflichten, wenn ich behaupte, daß diese Operation eine der schwierigsten und langwierigsten ist, wobei die Geduld oft auf die größte Probe gestellt wird. Es ist demnach leicht ersichtlich, daß da, wo die Technik diese Operation beansprucht, sich eine Menge Hemmnisse und Störungen in den Weg stellen, welche Jedem diese Manipulation verleiden, während andererseits bei nicht sehr strenger Beaufsichtigung die Producte nicht in der Reinheit geliefert werden, wie die Anwendung derselben es erheischt. Die fractionirte Destillation hat in der Beleuchtungs- und Farben-Industrie (bei letzterer zur Trennung der basenbildenden Kohlenwasserstoffe) die erste Stelle eingenommen, und es ist fast unerklärlich, wie in Hinsicht auf diese Operation so wenig Verbesserungen gemacht wurden. Es ist nicht allein der Siedepunkt dabei zu beachten, welchem entsprechend eine gewisse Flüchtigkeit der Körper vorwaltet, sondern es muß auch bei der Trennung dieser Körper durch fractionirte Destillation das specifische Gewicht der Dämpfe und deren latente Wärme berücksichtigt und denselben Rechnung getragen werden. Gehen wir die ganze Industrie der Theeröle durch, so finden wir gewöhnlich Blasen zur Destillation eingeführt, die freilich eine Destillation zulassen, aber keineswegs zur Fractionirung zu gebrauchen sind. Bei der ersten Rohdestillation der Oele, d.h. bei der Trennung der Oele von den harzigen Bestandtheilen des Theers, kann von einer scharfen Trennung resp. Fractionirung der Oele eigentlich keine Rede seyn. Es kann sich hier nur darum handeln, die Oele von dem Harz und den sonstigen Verunreinigungen, welche im Theer enthalten sind, zu trennen und so schnell als möglich die gebildeten Oeldämpfe den Kühlvorrichtungen zuzuführen, damit eine weitere Zersetzung der Oele durch das Zurückfließen derselben nicht stattfindet. Kessel mit großer Verdunstungs-Oberfläche, also mehr breit wie hoch, mindestens ebenso breit wie hoch, niedrige Helme mit weiten Schnäbeln, die man noch zur Verhütung des Zurückfließens mit Sand oder Asche deckt, kommen hier in Anwendung. Ganz anders verhält es sich jedoch mit den sogenannten Rectificationskesseln, durch die man die Oele nach den verschiedenen specifischen Gewichten, resp. Siedepunkten trennen muß. In den meisten Fabriken findet jedoch eine besondere Form, je nachdem die Oele constituirt sind, nicht statt. Wenn wir die Destillation des Weingeistes, resp. des Branntweins und des Aethers und die dabei in Anwendung gebrachten Apparate näher in's Auge fassen, so können wir nicht lange mehr zweifeln, daß diese Apparate die günstigsten Bedingungen für eine fractionirte Destillation in sich schließen. Bei den Weingeist-Erzeugungsapparaten sehen wir sowohl dem Siedepunkt, wie auch dem specifischen Gewichte der Dämpfe Rechnung getragen. Die gemischten Dämpfe von Alkohol und Wasser werden durch partielle Kühlung, wobei sich die specifisch schwereren Wasserdämpfe zuerst condensiren, getrennt und der leichtflüchtigere Alkohol, dessen Dämpfe auch specifisch leichter als die Wasserdämpfe sind, werden durch ein aufsteigendes Rohr einer absoluten Kühlung zugeführt und dadurch schon bei der ersten Destillation als ein fast wasserfreier Weingeist gewonnen. Vor noch nicht langer Zeit hielt man es fast für unmöglich, durch eine einzige Destillation der Maische sogleich Alkohol von 80 Procent zu erhalten, heutigen Tages ist diese Operation so gang und gebe, daß wir dieselbe nicht mehr anstaunen. Früher mußte der Branntweinbrenner zuerst einen schwachen Branntwein und aus diesem durch mehrmalige Rectificationen einen starken Weingeist darstellen. Der Brennapparat von Pistorius läßt in dieser Hinsicht nichts zu wünschen übrig und wird hier die fractionirte Destillation des wässerigen Weingeistes in großer Vollkommenheit ausgeführt, wobei dem Siedepunkte der gemischten Flüssigkeiten, sowie dem specifischen Gewichte der Dämpfe etc. Rechnung getragen ist. Eine ähnliche fractionirte Destillation findet bei der Bereitung des Aethers statt, bei welcher auf eine höchst sinnreiche Weise die Dämpfe des Aethers, Alkohols und Wassers von einander getrennt werden. Das Wasser mit dem schweren Weinöl etc. fließt beständig ab, wohingegen die mit übergerissenen Alkoholdämpfe, nachdem sie abgekühlt worden sind, in den Aetherbildungs-Kessel zu der Schwefelsäure zurückfließen, die Aetherdämpfe jedoch durch ein Steigrohr einen Waschapparat passiren, welcher mit kohlensaurem Kali gefüllt ist, und alsdann durch gute Kühlung liquid gemacht, als wasserfreier Aether gewonnen werden. Diese Methode wurde schon vor 40 Jahren von meinem sel. Vater in Anwendung gebracht und die besten Resultate mit derselben erzielt. Wir sehen also, daß die fractionirte Destillation keine in die Technik neu eingeführte Methode und für Verbesserung derselben bei der Branntweinbrennerei Vieles geschehen ist. Die fractionirte Destillation bei constantem Niveau unterscheidet sich von einer gewöhnlichen Fractionirung nur dadurch, daß man in dem Generator stets so viel Flüssigkeit zufließen läßt, als durch die Dämpfe demselben entführt wird. Man sieht leicht ein, daß die Beibehaltung des constanten Niveau's ein ununterbrochenes Fortarbeiten bis zu einer gewissen Grenze zuläßt. Ich habe nun durch Erfahrung gelernt, daß bei den verschiedenen Theerölen die Trennung durch bloße Fractionirung in gewöhnlichen Kesseln eine höchst schwierige ist und daß bei gewissen Mischungsverhältnissen der schweren und leichten Oele große Mengen der letzteren von den ersteren zurückgehalten werden, oder aber die leichten Oele mit den schweren Oelen zusammen überdestilliren, weil der Siedepunkt dieser Gemische sehr hoch liegt. Es ist deßhalb an eine Trennung auf diese Weise nicht zu denken. Vielfache Rectificationen selbst liefern nicht den ganzen Gehalt an leichtem Oel; dabei ist der Verlust durch Zersetzung, abermalige Behandlung mit Säuren und Alkalien so groß, daß diese Methode in der Technik nicht Nutzen bringend ist. Um den Nachweis zu liefern, wie fest gebunden die leichten Oele von den schweren gehalten werden, wurden folgende Versuche angestellt. Gleiche Gewichtstheile verschiedener specifisch schweren Oele wurden gemischt und das Gemisch einer vorsichtigen fractionirten Destillation unterworfen. 50 Pfd. Blätterschiefer-Photogen von 0,815 spec. Gewicht wurden mit 50 Pfd. Solaröl von 0,850 specifischem Gewichte in einen eisernen Destillirkessel zusammen gegeben und einer vorsichtigen Destillation unterworfen. Im Anfange giengen natürlich Oele von niederem specifischem Gewicht über und es wurde die Destillation so lange fortgesetzt, bis das Destillat der leichteren und schwereren übergehenden Oele im Durchschnitt ein specifisches Gewicht von 0,815 hatte. Das gesammte Destillat betrug 42 Pfund und es waren demnach von dem Solaröl 8 Pfd. leichtes Photogen zurückgehalten worden; dich ist 16 Procent des zur Mischung gegebenen Photogens. Bei fortgesetzter Destillation steigerte sich das specifische Gewicht beständig, so daß nach einer abermaligen Ausbeute von 36 Pfd. Destillat, das specifische Gewicht desselben gleich 0,835 war. Es waren somit noch 22 Pfd. im Kessel zurückgeblieben, welche bei fortgesetzter Destillation ein braunes schweres Oel lieferten, dessen specifisches Gewicht 0,850 überstieg. Der Rückstand im Kessel betrug dann circa 10 Pfd. und konnte nicht mehr ohne Zersetzung übergetrieben werden, weil die Kesselwände, von Oel entblößt, das dampfförmige Oel zersetzten. Die Operation wurde deßhalb unterbrochen und die 36 Pfund Destillat von 0,835 in einem kleineren kupfernen Kessel einer abermaligen Destillation unterworfen. Das Oel lieferte ein Destillat, dessen specifisches Gewicht anfangs 0,800 war. Nachdem das Destillat im Durchschnitt ein specifisches Gewicht von 0,815 hatte, wurde die Vorlage gewechselt und es ergab sich, daß die Rectification der 36 Pfd., dreizehn Pfund Photogen von 0,815 specifischem Gewichte geliefert hatten. Die Gesammtausbeute an Photogen überstieg demnach das zugemischte Photogen um 5 Pfund, die also offenbar in dem angewandten Solaröl enthalten und aus demselben durch abermalige Fractionirung erhalten worden waren. Es geht daraus klar hervor, daß bei der Fabrication des Solaröls eine unvollständige Trennung stattgefunden hatte und daß durch eine geeignete Construction der Apparate die Möglichkeit vorhanden ist, ohne Zersetzung der schweren Oele durch bloße Fractionirung noch Photogen von 0,815 specifischem Gewicht zu erhalten. Es wurden demnach wieder gleiche Gewichtstheile (von jedem 100 Pfund) Photogen und Solaröl gemischt und eine kleine Destillirblase, welche eine Capacität von 60–70 Pfund hatte, bis zu 2/3 damit angefüllt. Durch vorsichtiges Feuern wurde der Blaseninhalt in's Sieden gebracht und durch ein Zuflußrohr, welches nur 1/2 Zoll tief in die siedende Flüssigkeit eintauchte, beständig so viel von der gemischten Flüssigkeit zulaufen gelassen, als Oel in die Vorlage überdestillirte. Im Anfang war das Destillat sehr leicht (0,795), allmählich steigerte sich das specifische Gewicht und nachdem das zusammengemischte Destillat 0,815 specifisches Gewicht hatte, wurde die Vorlage gewechselt. Das Oel, welches nun destillirte und dessen durchschnittliches specifisches Gewicht 0,835 betrug, wurde separirt. Der Rückstand in der Destillirblase wurde nach dem Abkühlen abgelassen; er hatte ein specifisches Gewicht von 0,885. Die Oele von 0,835–0,840 wurden in demselben Apparat einer nochmaligen Fractionirung unterworfen, und wieder eine reichliche Ausbeute an Photogen daraus erzielt. Auch die bei dieser Fractionirung abfallenden schwereren Oele wurden einer dritten Operation unterworfen, bei welcher ebenfalls Photogen von 0,815 resultirte. Die 200 Pfund Mischung ergaben schließlich: Photogen von 0,815 spec. Gew. = 118 Pf. schweres Oel (woraus noch Solaröl dargestellt    werden konnte) von 0,885 spec. Gew. = 81 Pf. Verlust = 1 Pf. –––––– 200 Pf. Der geringe Verlust, welcher nur 1/2 Procent betrug, war größtentheils durch Verschütten etc. entstanden; Gas trat bei den Destillationen gar nicht auf. Es waren demnach 18 Procent Photogen aus dem Solaröl erhalten worden. Aus Solarölen, welche von Blätterkohlen, Braunkohlen, Torf und Petroleum herrührten und in diesem Apparat behandelt wurden, erhielt ich zwischen 10 und 18 Procent Photogen. Auf diese Ergebnisse gestützt, construirte ich meinen Fractionirungs-Apparat. Destillations-Apparat für Theeröle (Fractionirung bei constantem Niveau),Figur 5. A und B zwei gußeiserne Destillirkessel; C Zuflußrohr, welches 3–4 Zoll in die Flüssigkeit eintaucht. D und D Mannloch mit Deckelverschluß. E Abzugs- resp. Steigrohr für die in A sich entwickelnden Oeldämpfe, wodurch dieselben nach B geführt werden. F Abzugs- resp. Steigrohr für die Oeldämpfe, welche nach G, dem Separator übertreten. H Abzugsrohr für die schwereren Oele, welches mit einer Kühlschlange in Verbindung steht. I Abzugsrohr für die leichtesten Oele, ebenfalls mit einem Kühlapparat in Verbindung. K Verbindungsrohr zwischen beiden Kesseln, welches den Krahnen U eingeschraubt enthält, den man durch die Handhabe L öffnen und schließen kann, was das Ablassen der in B angesammelten Flüssigkeit nach A ermöglicht. m und n zwei Schwimmer, wovon m so eingerichtet ist, daß beim Steigen der Flüssigkeit in A über das Niveau a, a derselbe durch eine Hebelvorrichtung den Zuflußhahn für das Rohr C schließt; n dagegen ist mit einem losen Ventilschluß angelegt, der sich bei zu hohem Niveau öffnet. O Ablaßkrahn für die in A angesammelten schweren Oelrückstände. P Feuerung, welche den Kessel A und B erhitzt und bei V die Thüre zum Feuerschüren hat. Q, Q, Q Verankerung des Mauerwerks. R, R, R Ansatzlappen zur Befestigung der Kessel in dem Mauerwerk. S, S, S Kamin. T Thüre zum Reinigen des Kamins. Soll der Apparat in Thätigkeit gesetzt werden, so wird A bis a, a durch das Zuflußrohr C gefüllt, der Inhalt durch die Feuerung bei P zum Sieden gebracht und alsdann ein dünner continuirlicher Strahl durch C zufließen gelassen. Der Zug, welcher gewöhnlich unter beiden Kesseln A und B hinstreicht, um beide zu erwärmen, wird so lange durch einen Schieber von dem Kessel B abgehalten und durch einen anderen Canal direct in den Schornstein geführt, bis der Kessel A im starken Destilliren begriffen, B sowohl wie der Separator G stark erwärmt, und durch das Rohr H ein beständiger Oelstrahl als Destillat in die Vorlage gelangt ist. Nun wird der Schieber, welcher den Zug von B abgehalten hat, geöffnet und der directe Zug von P nach dem Kamine gesperrt. Man erhält nun durch I leichtere und durch H schwerere Oele. In B bleiben sehr schwere Oele zurück. Schließt m den Zufluß, so muß das Feuer verstärkt werden. Hebt sich das Ventil durch den Schwimmer n bei der Blase B, so ist dieß ebenfalls ein Zeichen von zu schwachem Feiler, welches eine zu starke Condensation im Kessel B verursachte, oder aber der Schieber, welcher die Feuerung von B abhielt, ist zu spät aufgezogen worden. Ist A abgetrieben, was man sehr bald durch die Erfahrung lernt, so wird das Feuer mit nasser Asche gedeckt und der Rückstand in A durch einen Oel-Refrigator, der aus einem Röhrensystem von Gußeisen besteht, welches in einem Gefäße mit Wasser liegt, in ein eisernes Reservoir, welches fest zugedeckt wird, abgelassen. Alsdann läßt man den Inhalt von B durch K und U nach A fließen, ersetzt das Fehlende bis zur Linie a, a durch Zufluß bei C, und indem man durch den Schieber den Zug nach B abgeschnitten hat, beginnt man wieder wie anfangs angegeben. Ein solcher Apparat kann bequem in 12 Stunden 30 Centner fertiges Photogen liefern.Diese Apparate zur fractionirten Destillation bei constantem Niveau werden in großer Vollkommenheit von den Herren Thiriart und Comp. in Cöln angefertigt. Er bietet ferner den Vortheil, daß nach der Theerdestillation bei richtiger Behandlung der Rohöle sofort gutes Brennöl erhalten wird. Bei den amerikanischen Erdölen sogar liefert er mit Umgehung der Rohdestillation sofort fertige Brennöle, die von aller Essenz befreit sind. Schließlich muß ich noch bemerken, daß dieser Apparat auch zur Destillation der Steinkohlentheeröle mit großem Vortheil zu verwenden ist und fast die doppelte Ausbeute an basenbildenden Kohlenwasserstoffen, welche zur Farbenfabrication geeignet sind, dadurch erzielt wird.Bis jetzt hatte ich die Art und Weise meiner fractionirten Destillation bei constantem Niveau und die dabei anzuwendenden Apparate noch nirgendwo mitgetheilt, sondern sie nur beiläufig in meiner Abhandlung im polytechn. Journal Bd. CLXXIII S. 472 erwähnt, und auch nirgendwo an anderen Orten ist eine ähnliche Methode bekannt gemacht worden, weßhalb es auffallend erscheinen muß, daß Hr. Dr. Breitenlohner im polytechn. Journal Bd. CLXXV S. 392 von derselben als einer allgemein bekannten Operation spricht und zu gleicher Zeit erklärt, daß dieses Verfahren bei seinen Oelen nicht anwendbar wäre, wodurch alsdann bei dem Publicum die Meinung entstehen könnte, als ob Hr. Dr. Breitenlohner mit meiner Methode gründlich bekannt sey, während jedoch das Gegentheil sich aus seinem beigefügten Raisonnement sofort ergibt. In chronologischer Beziehung will ich nur bemerken, daß die angezogene Abhandlung des Hrn. Dr. Breitenlohner, worin er meiner Methode erwähnt, im 1, Märzheft d. J. erschienen ist und ich obige Abhandlung erst im Mai d. J. geschrieben habe. Cöln, im Mai 1865.