Ueber Anlaſs zu Explosionen von Petroleum und anderen brennbaren Flüssigkeiten; von Professor Dr. Rud. Weber in Berlin. R. Weber, über den Anlaſs zu Explosionen von Petroleum u. dgl. Bei der Verarbeitung des amerikanischen Rohöles zu Leuchtpetroleum werden groſse Mengen eines leichtflüchtigen Nebenproductes – Rohnaphta genannt – gewonnen, woraus für das praktische Leben sehr wichtige Stoffe, insbesondere das als Reinigungs- auch als Beleuchtungsmittel vielfach jetzt benutzte Benzin, das zur Gasbereitung dienende Gasolin und das sogen. Putzöl, ein Material zur Säuberung mit Fett behafteter Maschinentheile, hergestellt werden. Der Verbrauch dieser Artikel hat gegenwärtig einen sehr groſsen Umfang angenommen; tausende von Centner des Rohmaterials, ganze Schiffsladungen, werden und zwar namentlich über die Weserhäfen eingeführt und ein schwunghafter Industriebetrieb hat im Inlande sich entfaltet. Diese Stoffe sind leicht verdampfbar und ihre entzündlichen Dünste erzeugen, wie es ja bei solchen verbrennlichen Stoffen allgemein der Fall ist, wenn sie in gewissen Verhältnissen mit Luft gemischt sind, Gemenge, welche mit gröſserer oder geringerer Heftigkeit abbrennen. Bei der vielseitigen, umfangreichen Verwendung jener Stoffe haben mehrfach Unglücksfälle sich ereignet. Zu den folgenschwersten dieser Art gehört die unlängst in den Akademischen Bierhallen zu Berlin stattgefundene Katastrophe, wobei 5 Personen, darunter 4 Mannschaften von der Feuerwehr, getödtet, überdies noch 7 Personen mehr oder weniger verletzt worden sind. Dieser so schwere Unglücksfall entstand in Folge der Entzündung gröſserer Mengen zur Gascarborirung bestimmten Gasolins. Bei ähnlichen Gelegenheiten ereigneten sich Unglücksfälle zu Halle, Halberstadt und an anderen Orten. Diese Ereignisse haben Befürchtungen hinsichtlich der Gefährlichkeit jener Stoffe und zwar nicht ohne Unrecht wachgerufen, wobei nun auch Uebertreibungen des Gefahrzustandes nicht ausgeblieben sind. Auch das gewöhnliche Leuchtpetroleum wird, und zwar jetzt mehr wie früher, als ein zu Besorgnissen Anlaſs gebendes Material angesehen; man behauptet, es würden von Amerika zur Zeit schlechtere, leichter verdampfbare Oele eingeführt und in Folge dessen habe die Anzahl der Lampenexplosionen wesentlich sich vermehrt. Bei der groſsen Bedeutung dieser so allgemein gebrauchten Artikel dürfte jede, auch noch so geringfügig erscheinende, zur Darlegung ihres Verhaltens, ihres Gefahrzustandes angethane Thatsache nicht ohne Interesse sein. Das Ergebniſs einer sowohl auf die leichter, als auf die schwerer flüchtigen Petroleumdestillate sich beziehende Untersuchung, bei deren Ausführung ich mich der anregenden Mitwirkung des Hrn. R. Vette (Firma August Korff in Bremen) und zwar in dem Umfange zu erfreuen hatte, daſs dieselbe als eine gemeinschaftlich ausgeführte zu betrachten ist, wird in Folgendem dargelegt. Verhalten der leichtflüchtigen Petroleumdestillate. Das bei der Rectification des Rohöles erhaltene erste, die flüchtigsten der condensirbaren Bestandtheile einschlieſsende, Product führt den Namen Rohnaphta. Dasselbe ist meistens farblos, oft wasserklar und hat einen unangenehmen Geruch, von Nebenbestandtheilen des Rohöles herrührend, welche bei der weiteren Verarbeitung ausgeschieden werden. Das Rohöl gibt nun 10 bis 15 Proc. Rohnaphta und bei der jetzt in Amerika stattfindenden Tagesproduction von 72000 Barrels, d. s. etwa 200000 Ctr., kann täglich die ungeheuere Menge von gegen 20000 Ctr. dieses Productes gewonnen werden. Aus der Rohnaphta werden durch fractionirte Destillation die ihrer Flüchtigkeit nach sich folgenden Fabrikate: Gasolin, Benzin, Ligroin und Putzöl erzeugt. Die zu Beleuchtungszwecken mannigfach und umfangreich angewendeten Fabrikate dieser Art haben nun die Eigenschaft, daſs sie wenig Rauch entwickeln und schon ohne Mitwirkung von Zuggläsern mit sehr intensiv leuchtender Flamme verbrennen, – ein Verhalten, welches bekanntlich einerseits in ihrem geringeren Gehalte an Kohlenstoff und andererseits in der leichteren Entzündbarkeit derselben gegenüber den schweren Oelen beruht. Diese Eigenschaften begründen die vielfachen Bestrebungen, jenen Oelen als Beleuchtungsmaterial allgemein Eingang zu verschaffen. Was die Einrichtung der in Anwendung kommenden Lampen betrifft, so ist die einfachste derselben die sehr bekannte Schwammlampe, bestehend nur aus einem das von Schwamm aufgesaugte Oel enthaltenden Behälter und einer kleinen, runden Dochthülse. Sie soll den Wachsstock, die einfache Kerze ersetzen und ist in manchen Gegenden, so im Elsaſs, sehr verbreitet. Das zum Speisen derselben erforderliche Oel (Ligroin) wird in Partien von Waggonladungen über Bremen dahin verfrachtet. Verbreitet sind auch die mit einem höher gelegenen Behälter versehenen Lampen, aus dem feine Oelstrahlen und zwar entweder gegen ebene oder gegen rund gestaltete Metallkörper strömen, wodurch sich dann flache oder büschelförmige Flammen entwickeln. Erstere Lampen dienen vielfach zur Beleuchtung von Werkstatträumen, auch zur Straſsenbeleuchtung, denn sie geben ein sehr intensives Licht. In Norddeutschland wird die Straſsenbeleuchtung kleinerer Ortschaften häufig durch solche Lampen bewirkt. Die Lampen mit rund gestalteten Flammenkörpern führen den Namen Sturmlampen, weil sie selbst starken Windströmungen widerstehen, und sie eignen sich um deswillen zu Arbeiten im Freien, so z.B. zu Erdarbeiten. (Eine groſse Zahl verschiedener Lampenformen dieser Art, selbst sehr elegant ausgestattete, sind in den Preislisten der New-Yorker Firmen: Standard Gasolin Lamp and Stove Works, Globe Gas Light Company dargestellt.) Um den umfangreichen Verbrauch solcher auch für Zwecke der Gasindustrie dienenden Oele zu charakterisiren, sei bemerkt, daſs zur Zeit die Stadt New-York davon im Jahre etwa ½ Million Barrels benöthigt. Auch zum Speisen von Heizlampen dienen solche Oele und sehr compendiöse Löthapparate sind unter deren Benutzung construirt worden. Es brennen diese Oele mit prachtvoll weiſsem Lichte auf mit gewöhnlichen Petroleum-Rundbrennern versehenen Lampen, vorausgesetzt, daſs die zu solchen Versuchen verwendeten Brenner sowohl an der Dochtschraube, wie auch an anderen Stellen derart gedichtet sind, daſs ein die Flamme störendes Heraustreten von Dämpfen vermieden ist. Ein sehr groſser Uebelstand ist nun die Flüchtigkeit und die durch ihre leichte Verdampfbarkeit bedingte gröſsere Gefährlichkeit solcher Oele. Man hat vorgegeben, völlig ungefährliche Leuchtöle dieser Art herstellen zu können, und schon vor mehr als 10 Jahren ging von Amerika das Gerücht von unexplosiven Naphtaarten aus, welche nach verschiedenen VerfahrenVgl. Wagner's Jahresbericht, 1872 S. 841. bereitet sein sollten. Solchen Bestrebungen stehen nicht bessere Erfolge als etwa die der Lösung des Problems der Aufhebung der Schwere eines Körpers in Aussicht. Die angewendeten Mittel, zu denen Alkohol, Salz, selbst Zwiebeln und Cyankalium gehören, können diesen Effect nicht erfüllen. Unter fremdartig klingenden Namen hat man sogen. Sicherheitsöle in den Handel gebracht und dem solchen Angaben Glauben schenkenden Publicum gewiſs vielfach Gefahren bereitet. Vom Schleier des Geheimnisses umhüllt, ein Nachhall jenes in Amerika längst verklungenen Vorfalles, tauchte kürzlich im Inlande die Nachricht von einem neuen Beleuchtungsmateriale, Naphta-Aether genannt, auf, welches keine ExplosionsgefahrVerhandlungen der Polytechnischen Gesellschaft in Berlin vom 7. October 1880. (Schwartz über v. Kordig's Naphta-Aether.) haben sollte. Um die Ungefährlichkeit solcher flüchtigen Oele zu beweisen, zeigt man dem Publicum etwa folgende Versuche: Man schraubt das Dochtrohr von einer Lampe ab, zeigt, wie die Oeldämpfe ohne Explosion im Behälter brennen, gieſst brennendes Oel auf dem Fuſsboden aus, woselbst es dann, ohne' ihn zu beschädigen, abbrennt. Ferner zeigt man das Niederbrennen solcher Dünste in gröſseren, das Oel einschlieſsenden Behältern, befeuchtet auch weiſse Zeuge damit und verweist auf das gefahrlose, diese Stoffe bei geschickter Behandlung nicht beschädigende Abbrennen. Befeuchtet man nämlich Zeugstoffe in einfacher Lage mit Benzin, so findet beim Abbrennen in Folge der Kühlung keine Beschädigung statt, während bei Stoffen in mehrfachen Lagen der kühlende Luftstrom von unten abgehalten wird und in Folge dessen eine Ankohlung leicht erfolgt. Alle diese den Laien bestechenden Versuche lassen sich nun sowohl mit leichtflüchtigem Petroleumöl (Gasolin, Benzin), als auch mit anderen brennbaren flüchtigen Flüssigkeiten – z.B. mit Aether – ausführen, liefern aber naturgemäſs keinen Beweis für die behauptete Ungefährlichkeit. Der durch solche Oele möglicherweise bedingte Gefahrzustand hängt bekanntermaſsen von dem Mischungsverhältnisse des Dampfes und der Luft ab. Die Kenntniſs der Einzelheiten dieser Umstände hat für die praktische Handhabung dieser wichtigen Stoffe eine groſse Bedeutung und die Erforschung jener Einzelheiten war Gegenstand dieser Untersuchung. Um nun die näheren Bedingungen dieses Zustandes zu ermitteln, wurden Gemische aus atmosphärischer Luft und Dämpfen sorgfältig gereinigten Gasolins in der Weise hergestellt, daſs in weithalsige Pulvergläser von 350cc Inhalt jene Flüssigkeit mittels einer Pipette in bestimmter Menge gebracht, die Gläser rasch verschlossen wurden, wozu zum Uebergange eines elektrischen Funkens entweder mit Drähten versehene, oder durchbohrte Korke, deren Oeffnung für die demnächstige Einführung einer Zündflamme bestimmt war, dienten. Die Gläser blieben etwa 20 Minuten bis zur Prüfung ihres Inhaltes in einer bestimmten Temperatur stehen und wurden inzwischen öfter geschwenkt. Dabei ergab sich nun, daſs das mittels 3 Tropfen Gasolin hergestellte Dampfgemisch den Charakter eines stark explosiven Gemenges an sich trug; denn bei Einführung der Zündflamme drang aus der kleinen Oeffnung im Korke eine sehr kräftige, stark zischende, bläuliche Flamme heraus und der elektrische Funke erregte eine äuſserst kräftige Detonation, indem die Korke weithin abgeschleudert und selbst kreuzweis darüber angelegte starke Bindfäden zerrissen wurden. Bei dieser Menge des Gasolins lag das Maximum des Effectes. – Wurden nun in jenen Gläsern 6 Tropfen Gasolin verdunstet, so zeigte das Luft-Dampfgemisch keine Detonationskraft; der elektrische Funke erregte keine Explosion und die Zündflamme lockte nur eine kurze, leuchtende, aus jener Oeffnung ohne Geräusch heraustretende Flamme hervor. So ändert denn der immerhin mäſsige Ueberschuſs jener Substanz vollständig den Charakter der Verbrennungserscheinung, er hebt bereits die Explosionsfähigkeit auf. – Dies ist die einfache Erklärung der Experimente, womit man dem Publicum die gänzliche Ungefährlichkeit solcher Oele glaubwürdig zu machen sich bestrebt. Obschon es eine sehr bekannte Thatsache ist, daſs Ueberschüsse an brennbaren Gasen die Entzündbarkeit Sauerstoff enthaltender Gemische beeinträchtigen, sogar unter Umständen sie aufheben, erschien es doch, namentlich wegen des Versagens der Reaction bei dem hier obwaltenden mäſsigen Ueberschüsse des brennbaren Dampfes, von Interesse, den statthabenden Vorgang in beiden Fällen näher zu prüfen. Bevor wir auf die Versuche selbst eingehen, sei hinsichtlich der Natur jener flüchtigen Oele und des Verbrennungsvorganges Folgendes bemerkt. Die aus der Rohnaphta durch Destillation gewonnenen, mit Schwefelsäure gereinigten flüchtigen Oele (Benzin und Gasolin) bestehen hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen von der Formel CnH2n+2. In den flüchtigsten Producten (Gasolin) sind vorwiegend die Glieder C5H12 (Siedepunkt 30°) und C6H14 (Siedepunkt 69°) vertreten. Ihre Zusammensetzung beträgt rund 83,5 Proc. Kohlenstoff, 16,5 Proc. Wasserstoff. Nun beziffert sich die Menge des in jenen Gläsern von 350cc Inhalt enthaltenen Sauerstoffes auf etwa 70cc, dem Gewicht nach (bei mittlerer Temperatur) auf 0g,090. Letztere Sauerstoffmenge ist ausreichend, um 0g,025 Gasolin zu Wasser und Kohlensäure zu verbrennen. Nach angestellten Versuchen wiegen 100 Tropfen Gasolin (bei Benutzung jener Pipette) 0g,952; demnach entsprechen diese 3 Tropfen nahezu jener Menge von 0g,025. Bei Anwendung einer gröſseren Menge Gasolins kann nur eine unvollständigere Verbrennung statthaben und es ist die schwächere Reaction – wie die Gasanalyse ergeben – auf die Bildung gröſserer Mengen von Kohlenoxydgas zurückzuführen, bei dessen Entstehung bekanntlich eine wesentlich geringere Wärmeentwicklung stattfindet. Die rasche Abnahme der Detonationsfähigkeit des Dampfgemisches erhellt aus folgender Zusammenstellung: 1 Tropfen Gasolin nicht entzündbar, 2 „ eine schwache Flamme, 3 „ heftige Reaction, 4 „ schwächere Reaction, 5 „ wesentlich schwächere Reaction, 6 auch 7 Tropfen ruhig heraustretende Flamme. In den beiden letzten Fällen lieſs nach dem Abnehmen des groſsen Korkes das Dampfgemisch sich noch entzünden und brannte bei Luftzutritt im Glase ruhig ab. Um die Natur der Verbrennungsgase zu ermitteln, wurde das mit wechselnden Mengen von Gasolin (in jenen Gläsern) erzeugte Gemisch elektrisch entzündet und unter Anwendung der Seeger'schen Bürette und den bekannten Absorptionsflüssigkeiten nun der Gehalt an Kohlensäure, an Kohlenoxyd und an restirendem Sauerstoff bestimmt. Es ergab sich hieraus Folgendes. Es enthält das Verbrennungsgas, gebildet aus: 3 Tropfen = 0g,025 Gasolin und 350cc Luft: Kohlensäure   6,2 Vol.-Proc. Kohlenoxyd   6,2 Freien Sauerstoff   4,5 4 Tropfen desgleichen: Kohlensäure   2,5 Kohlenoxyd   9,2 Freien Sauerstoff   6,9 5 Tropfen desgleichen: Kohlensäure   0,2 Kohlenoxyd   2,3 Freien Sauerstoff 17,2 Bei letzterem Versuch hatte der Funken nur in seiner nächsten Nähe die Zündung bewirkt und es konnte der Rest des Gasgemisches noch entflammt werden. Auch bei den zwei ersten Fällen waren noch unverbrannte Oeldämpfe vorhanden. Die Abschwächung geht, wie jene Zahlen erweisen, mit der Zunahme des Kohlenoxydes, mit dem Betrage des Sauerstoffrestes Hand in Hand. Bei diesem Verlaufe spielt die schwierige Entzündlichkeit der Dämpfe jener Kohlenwasserstoffe eine sehr wichtige Rolle. Ihre Entflammung findet nämlich erst bei intensiver Rothglut statt und daher überträgt sich verhältniſsmäſsig schwierig die Verbrennung von Theil zu Theil. Schon der Umstand, daſs bei der Einführung eines stark glühenden Platinstabes in jenes explosive Gasgemisch dasselbe nicht entzündet wird, bekundet diese Thatsache. Diesen schwer entflammbaren Gasolindämpfen gegenüber können nun leichter verbrennbare Dünste in einem ungleich gröſseren Ueberschusse in solchen Luftgemischen vorhanden sein; wesentlich bedeutendere Mengen machen erst diesen Einfluſs geltend. Es zeigt dies folgende mittels Schwefelkohlenstoff, dessen Dünste schon ein heiſser Glasstab entzündet, unter Anwendung jener Gläser von 350cc Inhalt ausgeführte Versuchsreihe. Sie ergab bei:   1 Tropfen keine Wirkung,   2 „ schwache Reaction,   4 „ sehr heftige Reaction,   5 „ etwas schwächer (etwas Schwefel scheidet dabei sich aus), 10 „ noch immer heftig, 15 „ noch immer herauszuckende Flamme, 20 „ desgleichen, 30 „ leise heraustretende Flamme, 40 „ matte Entzündung im Innern. 100 Tropfen Schwefelkohlenstoff wogen 1g,870. Bei 4 Tropfen, wo das Maximum der Reaction liegt, genügt der Sauerstoff, um die Verbrennung vollständig zu bewirken; bei gröſserer Menge beginnt die immer mehr sich steigernde Ausscheidung von Schwefel. – Während nun bei dem schwer entzündbaren Gasolindampfe die doppelte Menge der das Maximum der Wirkung bedingenden Menge die Explosionsfähigkeit ganz aufhebt, erfolgt dies bei dem leicht entzündbaren Schwefelkohlenstoff erst bei der 10fachen Menge von Substanz, welche den Maximaleffect ergibt. Einen gleichfalls sehr hohen Entzündungspunkt haben die Dämpfe des Benzols und folgende Versuche zeigen deutlich, wie selbst geringe Ueberschüsse desselben die Explosionsfähigkeit vollständig aufheben: Es ergaben     2 Tropfen heftige Reaction,     3 „ schwächere Reaction,     4 „ verpufft nicht mehr. 100 Tropfen Benzol wogen 1g,630. Von bedeutender praktischer Wichtigkeit ist das Verhalten des Aethers, dessen leichte Explosionsfähigkeit sprüchwörtlich geworden ist. Um sein Verhalten zu charakterisiren, sei bemerkt, daſs bei Anwendung obiger Flaschen und obiger Pipette 4 Tropfen ein heftig explodirendes Gasgemisch erzeugten, während 8 Tropfen ein Gasgemisch gaben, welches ohne jede Explosion am Rande der geöffneten Flasche mit schwacher Flamme abbrannte. 100 Tropfen Aether wogen 1g,040. Da nun der Aether bei freier Oberfläche in den Aufbewahrungsgefäſsen in den darüber befindlichen Luftraum noch mehr, als letzterem Verhältnisse entsprechend, Dampf emanirt, so ist jener Luftraum in den mit Aether zum Theil gefüllten Gefäſsen mit Dämpfen übersättigt und brennt bei Annäherung einer Flamme ruhig nieder. Explosionsgefährlich sind dagegen die bei gleichem Luftgehalte den obigen Verhältnissen entsprechende, geringere Mengen von Aether enthaltenden Dunstgemische, wie solche sich auch beim Verdampfen von Aether in freien Räumen bilden können. Der Alkohol, dessen Dunstgebilde gleichfalls gefahrbringend werden können, zeigt folgendes Verhalten. Bei Anwendung der Gläser von 350cc Inhalt ergaben: 1 Tropfen einen Schein um die Zündflamme, 2 „ leise Entflammung, 3 „ stärkere Reaction, 4 „ heftige Reaction, 5 „ sehr scharfe Reaction, 6 „ desgleichen, 7 „ deutlich schwächere Entflammung, 8–9 „ beginnende Uebersättigung. Bei 5 bis 6 Tropfen liegt das Maximum des Effectes. 100 Tropfen von absolutem Alkohol wogen 1g,235. Wegen der geringeren Flüchtigkeit des Alkohols war, um die Verdampfung zu vervollständigen, eine gelinde Erwärmung der Gläser nöthig. Die geringere Verdampfbarkeit bedingt nun auch, daſs, während bei Aether und Benzin die Luftsphäre über der Flüssigkeit in Folge der Uebersättigung mit Dämpfen bei gewöhnlicher Temperatur unexplosiv ist, dieser Zustand bei dem schwerer flüchtigen Alkohol erst bei höherer als der gewöhnlichen Lufttemperatur eintritt. Der Reactionseffect der über Alkohol befindlichen Luftsphäre ist von der Temperatur abhängig, welche die Menge des gebildeten Alkoholdampfes bedingt. Um dieses Verhalten näher zu prüfen, wurde in obige Gläser eine genügende Menge Alkohol gegossen; dieselben wurden dicht verkorkt, während 15 bis 20 Minuten im Wasserbade von verschiedener Temperatur erwärmt, und die Luftsphäre dann mittels einer Zündflamme geprüft. Es trat ein: Bei 15 bis 20° Entflammung, „ 25 heftige Reaction, „ 30 sehr heftige Reaction, „ 35 wesentlich geringere Reaction, „ 40 bis 45 Uebersättigung. Bei etwa 30° haben also diese Dampfsphären das Maximum ihrer Explosionswirkung, welche sowohl bei höherer Temperatur in Folge der Uebersättigung, als bei niederer wegen zu geringer Dampfmenge sich schnell abmindert. Gemische von obigen Kohlenwasserstoffen mit Alkohol, Aether verhalten sich wie die Gemengtheile. Beiläufig sei bemerkt, daſs, wie allgemein bekannt, in Gasgemischen, welche Wasserstoff enthalten, ein Ueberschuſs des letzteren die Explosionswirkung abmindert, schlieſslich auch aufhebt, daſs dieselbe aber noch bei dem mehr als 10fachen des erforderlichen Betrages vorhanden istVgl. Bunsen: Gasometrische Methoden, 2. Auflage S. 81., während von den obigen Kohlenwasserstoffen und den zuletzt beschriebenen Körpern die doppelte Menge die Entzündbarkeit (durch elektrischen Funken oder durch eine Flamme) aufhebt. Das geschilderte Verhalten hat für die Handhabung und den Verkehr mit den leicht verdampfbaren Körpern, wie Benzin u.s.w., Bedeutung. Dampfsphären, wie sie sich nämlich in theilweise gefüllten Behältern entwickeln, sind wegen des vorhandenen Dampfüberschusses nicht explosionsfähig und ohne Gefahr wird das vielfach gebräuchliche Verlöthen der Benzinbehälter vollführt. Dagegen können scheinbar leere Behälter groſse Gefahren bringen. Ein schwerer Unglücksfall ereignete sich kürzlich, als man versuchte, einen Leck in einem eisernen, zum Transporte von Benzin benutzten Fasse durch Loth zu schlieſsen. Das Faſs explodirte in Folge eines kleinen Dampfrestes jenes Oeles. Sehr gefahrvoll ist es, Räume, worin auch nur geringe Mengen von Benzin verdampft sind, mit Licht zu betreten, weil die wenig Benzin enthaltenden Dampfgemische gerade explosionsfähig sein können, wogegen reichlichere Mengen verdampften Gasolins oder Benzins zwar mächtige, verheerende Flammen, aber geringere Explosionswirkungen hervorrufen. – Bei den Gasolin-Luftgas-Apparaten ist anzurathen, dem Dampfbildungsraume möglichst kleine Abmessungen zu geben und darauf zu halten, daſs der Gasolinvorrath darin nicht ausgeht. (Schluſs folgt.)