ÜBER DAS ERDÖL. Im Zusammenhang mit seiner maschinentechnischen Verwendung. Von F. Romberg, Charlottenburg. (Fortsetzung von S. 570 d. Bd.) ROMBERG: Ueber das Erdöl. Die im vorstehenden geschilderten Verfahren zur Destillation und Redestillation genügen für die Herstellung von Fertigprodukten aus dem Rohöl meistens allein noch nicht. Vielmehr bedürfen die durch die Zerlegung engbegrenzten Fraktionen gleichwohl noch einer chemischen oder physikalischen Behandlung, einer Raffination; denn sie enthalten organische Säuren, welche z.B. dem Leuchtöl eine rußende Flamme und üblen Geruch verleihen, die Metalle angreifen usw. In den Schmieröldestillaten sind es die harzigen Bestandteile, welche nachteilig wirken, dadurch, daß sie den Schmiereffekt herabsetzen. Seit einem halben Jahrhundert schon verwendet man zur Entfernung dieser lästigen Bestandteile Schwefelsäure und beseitigt hinterher den Ueberschuß hieran, sowie den Gehalt an organischen Säuren durch ein Alkali, als welches zumeist Aetznatron in Betracht kommt. Man erlangt hierdurch erfahrungsgemäß mehrere der Verwendung der Oelfabrikate günstige Eigenschaften: milden Geruch, geringeren Schwefelgehalt, gleichmäßigere Leuchtkraft, geringere Empfindlichkeit gegen Licht und Wärme, verminderten Gehalt an organischen Säuren und wenig oder keine Fluoreszenz. Anderseits aber ist es unzweifelhaft, daß diese fast zur Schablone gewordene Reinigungsmethode auf gewisse Bestandteile des Oeles direkt zerstörend wirkt. Besonders beim Schmieröl werden durch die Säure gerade die wertvollsten Teile von größter Viskosität dem Oele entzogen, sie werden sozusagen wegraffiniert. Bei der Behandlung der Oele mit Schwefelsäure wirkt das vorhandene Wasser verdünnend und daher nachteilig für die Reinigung. Entsprechend ist Vorbedingung jeder Raffination die vorherige vollkommene Beseitigung des Wassers. Die gründliche Mischung der Chemikalien mit den Oelen geschieht in besonderen Apparaten, den Agitatoren oder Agiteuren unter Benutzung mechanischer Rührwerke oder von Luft. Die mechanische Mischung hat den Vorteil, daß sie in geschlossenen Apparaten vor sich gehen kann, deren Größe aber im Gegensatz zu den Agiteuren mit Druckluft oder Saugluftmischung beschränkt ist. Für leicht flüchtige Destillate ist die mechanische Mischung, wie selbstverständlich, allein zweckmäßig. Einen Benzinagitator mit Rührschnecke zeigt Fig. 14. Im ganzen nun umfaßt die Raffination folgende sieben Phasen: Entwässerung, Säurebehandlung, Waschprozeß, Alkalibehandlung, Waschprozeß, Klären und Trocknen, Filtration. In bezug auf Benzin ist vorerst noch dies zu bemerken: es folgen Rektifikation und Raffination in dieser oder umgekehrter Folge hintereinander, wobei letzterem Verfahren der Vorzug gebührt. Textabbildung Bd. 327, S. 582 Fig. 14. Benzinagitator mit Rührschnecke. Der Verbrauch an Säure bei der Raffination beträgt je nach dem Destillat ½ bis 5 v. H., der Laugenverbrauch 0,05 bis 0,25 v. H. Nach dem Säuren wird das Raffinat mit Wasser gewaschen, um die überschüssige Säure zu entfernen, darauf Aetznatron zugeführt und der Ueberschuß hieran wiederum durch Waschen beseitigt. Zum Schluß läßt man das Wasser gleich im Agiteur absitzen, um das Fertigbenzin zu entwässern, oder bewirkt das gleiche in besonderem Filter. Bei schwefelhaltigem Benzin oder Petroleum bringt man zur Entschwefelung (Desodorisierung) ein Vorlaugen zur Anwendung, indem man die Fraktionen nach der Rektifikation zunächst mit Lauge behandelt, dann mit Säure weiter raffiniert und schließlich nach der Filtration zur völligen Verdeckung des restierenden Geruchs mit ätherischen Oelen (Lavendelöl, Neroli, Zitronell) parfümiert. Bei der Raffination des Leuchtöls handelt es sich um die Beseitigung gelblicher oder grünlicher, auch rötlicher Färbung, des Geruchs nach Schwefel, Benzin oder kreosotartigen Körpern. Auch genügt das erhaltene Destillat in bezug auf Gewicht, Flammpunkt und Siedegrenzen nicht immer den Anforderungen, welche der Lieferung zugrunde liegen. In letzterer Richtung erzielt man Aenderungen durch entsprechende Mischung der einzelnen Destillate, welche man vor der Raffination durchführt. Weitere Aenderungen in bezug auf Gewicht und Flammpunkt werden erfahrungsgemäß durch die Raffination selbst bewirkt. Gründliche Vorversuche sind für die Durchführung dieser das Leuchtöl betreffenden Maßnahmen vor und bei der Raffination sehr wesentlich. Die Ansicht eines Petroleumagiteurs zeigt Fig. 15. Man legt einen solchen Apparat besonders hoch, um das Abfüllen des fertigen Leuchtöls in die Reservoire ohne Pumpen, allein mit natürlichem Gefälle, zu ermöglichen. Nach dem Säuren wird aus dem Agiteur das Säureharz abgezogen, dann das Raffinat gewaschen und darauf gelaugt, letzteres entweder im selben oder in einem besonderen Agiteur. Die schließliche Filtration vollzieht man in Filtern, welche meist mit Sägespänen und Kochsalz gefüllt sind. Textabbildung Bd. 327, S. 582 Fig. 15. Petroleumagiteur. Schwieriger als in den vorstehenden Fällen ist die Raffination der Schmieröldestillate. Früher wurden dieselben nach Entwässerung höchstens filtriert, jedoch nicht weiter behandelt. Bald aber zwang das rasche Zurückgehen des Schmiereffekts, hervorgerufen durch mehr oder minder deutliche Verharzung, diesen Uebelstand durch besondere Behandlung zu beseitigen. Hierfür kommt wiederum in erster Linie die Raffination mit Schwefelsäure und Aetznatron in Betracht. Die Anwendung der Säure ist aber hier viel heikler als beim Leuchtöl; Erfahrung, Beobachtung und individuelle Geschicklichkeit spielen dabei eine besondere Rolle. Der Gang des Prozesses ist dem bei der Leuchtölraffination ähnlich. Jedoch läßt sich hier noch weniger als vorher ein allgemeingültiges Arbeitsschema aufstellen. Die Säure wird meistens in mehreren Teilen nacheinander zugesetzt, der Ueberschuß durch Wasser jedesmal beseitigt und dann wiederum gelaugt. Schwierig gestaltet sich unter Umständen das Laugen durch die Bildung von Verseifungen, welche in das Oel zurücktreten und seinen Schmierwert erheblich vermindern, zumal jene schlecht und kostspielig zu entfernen sind. Prinzipiell bleibt nochmals zu betonen, daß mit der Beseitigung der harzigen Bestandteile durch die Säure gleichzeitig die ungünstigste Wirkung auf die schmierenden Eigenschaften verbunden ist, und zwar desto mehr, je nachdrücklicher man, einer zwecklosen Modetorheit folgend, auf eine bestimmte, meistens hellere Farbe das Augenmerk richtet. Dabei werden leicht gerade die schmierfähigsten, viskosesten, hochflammendsten Bestandteile entfernt oder verändert. Besondere Verarbeitung erfordern noch stark schwefelhaltige Oele, weil dieser Gehalt durch den Geruch den Wert des Leuchtöls schädigt, andererseits aber auch beim Motortreiböl nachteilig ist, indem eventl. durch die Bildung von schwefliger Säure, bei gleichzeitigem Vorhandensein von Wasserdampf, Anfressungen und Zerstörungen in der Maschine erzeugt werden können. Die gründliche Entschwefelung ist nicht einfach, was die zahlreichen erfolglosen Patente erweisen. Größeren Erfolg hatte nach vielfachen Umänderungen bisher nur das Verfahren von Frasch, das in den Besitz der Standard Oil übergegangen ist. Es besteht grundsätzlich darin, das schwefelhaltige Oel mit passenden Metalloxyden (Kupfer-, Blei-, Eisenoxyd) zu behandeln und hierdurch den Schwefel zu binden. In Beziehung auf die wiederholt erwähnte Entparaffinierung der Oeldestillate mag hier der Hinweis genügen, daß diese in der Hauptsache durch starke Kühlung der Oele unter 0° C erfolgt, wobei das Paraffin in Kristallen ausgeschieden und durch Filterpressen entfernt wird. Um endlich noch eine überschlägliche Anschauung von dem Gehalt verschiedener Erdöle an verwertbaren Produkten zu gewinnen, seien in folgender Tab. 14 die Ergebnisse einiger Fraktionierungsanalysen mitgeteilt. Tabelle 14. Herkunft Spez.Gew.15° C Roh-benzinVol. v. H. Roh-leucht-ölVol. v. H. Mittel-ölVol. v. H. Schmier-ölVol. v. H. Pa-raffinGehalt Pennsylvanien(Durchschnitt) 812 11 48 13 27 hoch Galizien(Durchschnitt) 856 12 34 22 31 mittel Rumänien(Durchschnitt) 852 15 41 19 24 „ Sumatra(Durchschnitt) 775 38 48   6   7 „ Borneo 850 17 51 14 18 hoch Deutsche Oele: Wietze 900   0 24 31 41 gering do. 881   3 29 27 40 „ Pechelbrom 890   3 23 26 46 „ Oelheim 909   0 17 29 53 „ IV. Lagerung und Transport des Erdöls und seiner Produkte. Die Ausbildung der diesen Zwecken dienenden Einrichtungen hat den erheblichsten Anteil an der Entwicklung der Petroleumindustrie, an der heutigen Verbreitung ihrer Produkte über den ganzen Erdball und – last not least – an der Gestaltung der Preise, wovon aber eins mit dem anderen eng zusammenhängt. Lagerung und Transport haben ferner auch einen wesentlichen Einfluß auf eine Reihe von Gewerbszweigen wie Schiffbau, Maschinenbau, Walzwerke, Kesselfabriken, Röhrenfabriken, Fässerfabriken usw., die diesem Umstände dauernde und umfangreiche Beschäftigung verdanken. Wenn daher diese Gebiete der Technik durch die Oelindustrie große Förderung erfahren haben, so sind umgekehrt auch die Fortschritte jener für die Entwicklung dieser von größtem Nutzen gewesen. Diese Tatsache bestätigt somit meine eingangs gemachten Bemerkungen über die engen Wechselbeziehungen zwischen der Oelindustrie und sonstigen Zweigen der Technik. Die weittragende Bedeutung der Lager- und Transporteinrichtungen wurde von den Pionieren der Oelindustrie, Rockefeller, Nobel usw., wie schon gesagt, sehr frühzeitig erkannt; ihre großzügigen Maßnahmen in dieser Beziehung sind ebenfalls grundlegend gewesen. Heute befinden sich umfangreiche, von den Oelgesellschaften erbaute Tankanlagen an zahlreichen Punkten aller zivilisierten Staaten der Welt, namentlich natürlich in den Oelbezirken, außerdem aber auch in den Ländern, die mehr oder weniger nur für den Verbrauch in Betracht kommen. Deutschland hat solche Anlagen zunächst an den Ueberseeplätzen Hamburg, Bremen usw., sodann noch besonders an den Flußläufen, die billigen Wassertransport durch Tankschlepper oder -Leichter ermöglichen, wie am Rhein, an der Elbe, Oder, Weichsel und auch an einigen für den Absatz günstig gelegenen Plätzen des Binnenlandes. Rußland ist mit großen und kleineren Oelniederlagen der Gebr. Nobel förmlich übersät, und ganz ähnlich ist es mit der Oellagerung in Amerika bestellt. Als Behälter für die Erdölprodukte, namentlich Benzin, Leuchtöl, Gasöl dienen heute, sobald größere Mengen in Frage kommen, vorwiegend eiserne Tanks, für das Erdöl selbst sind bei größten Mengen auch noch Erdreservoire in Gebrauch. Aehnlich wie die Gasbehälter der Gasanstalten, denen sie im Aussehen gleichen, sind die Oeltanks stehende zylindrische Gefäße, aus Blechen zusammengenietet und mit einem durchschnittlichen Fassungsraum von 4 bis 6000 t versehen. Fig. 16 und 17 geben das äußere Bild eines solchen Oelreservoirs. Zum Schutz gegen die Sonnenbestrahlung werden die Behälter häufig ganz weiß gestrichen. Sie erfordern an besonderen Einrichtungen: Mannlöcher zum Befahren zwecks Reinigung und Reparatur, eine Füll- und Abfülleitung, ein Gasabzugsrohr mit Hut in der Mitte des Daches, einen Bodenstutzen zum Ablassen von Wasser und Schlamm, eine Schwimmereinrichtung zum Anzeigen des Inhalts oder zu gleichem Zwecke eventl. einen aus Glasröhren bestehenden Oelstand, eine eiserne Steigleiter zum Besteigen des Daches und eine Blitzschutzanlage. Textabbildung Bd. 327, S. 584 Fig. 16 und 17. Eisenreservoir. Benzinreservoire erhalten statt der meist üblichen kugeligen Decke eine ebene, mit Rand umsäumte zur Aufnahme einer kühlenden Wasserschicht. Sie werden außerdem oft mit besonderen Gasabzugsrohren versehen, die drei Sicherheitsdrahtnetze hintereinander enthalten oder durch Eintauchen in ein wassergefülltes Gefäß hydraulisch verschlossen sind. Zwecks noch größerer Sicherung gegen Feuersgefahr wurden derartige Reservoire für Benzin bereits mit einem zweiten Mantel aus Eisenbeton umgeben, welcher im Falle eines benachbarten Brandes die dauernde Berieselung von Decke und Seitenwänden mit Wasser gestattet. Kleinere Behälter, insbesondere für Benzin, werden auch als liegende, zylindrische Eisenkessel gestaltet. Zum Schütze gegen Brand, in der Nähe menschlicher Wohnungen, werden dieselben nach dem System Martini & Hünecke, Hannover, in den Boden versenkt und dauernd unter Kohlensäureverschluß gehalten, so daß auch beim Abfüllen nie Luft mit dem Benzin in Berührung kommt, sondern stets zwangläufig allein das indifferente Gas. Beim Auffüllen des Behälters vom Tankwagen aus wird das gleiche Verfahren verwendet. Die Sicherheit von eisernen Tankreservoiren, namentlich solchen für Schweröle ist ohne weiteres relativ groß, was z.B. die Tatsache erweist, daß Tanks für Heizöl und Petroleum unversehrt geblieben sind, obwohl in der geringen Entfernung von 8 Fuß ein Benzintank vollständig ausbrannte und obwohl das Heizöl sich dabei derartig erhitzte, daß seine Temperatur noch am Tage darauf 54° C betrug. Erhöht wird diese Sicherheit aber noch dadurch, daß man die Tanks im ganzen mit einem Erdwall umgibt, der etwa den halben Gesamtinhalt der Behälter aufzunehmen vermag, und daß man die Dächer flach und stets mit Wasser gefüllt hält, um die Gasentwicklung im Innern durch Kühlung zu hemmen. Die Aufbewahrung kleinerer Mengen von Oelprodukten und zugleich einen einfachen Transport ermöglichen die Fässer, die vielfach aus Eichenholz, neuerdings auch aus Eisen in fabrikmäßigem Großbetriebe erzeugt werden und meistens einen Inhalt von etwa einem Barrel gleich 180 l besitzen. Zum Lagern von Benzin, Petroleum oder Gasöl auf Fahrzeugen werden heute meistens autogen geschweißte Blechgefäße benutzt, denen zweckmäßig durch die sogen. Hentze-Vorrichtungen die nötige Sicherheit gegen Feuers- und Explosionsgefahr verliehen wird. Im wesentlichen besteht das Prinzip dieser Vorrichtungen darin, daß vor die Oeffnung des Gefäßes, nach innen ragend, ein mit Boden versehenes Rohr geschraubt wird, das aus dünnwandigem, durchlöchertem Stahlblech gefertigt ist und außerdem im Innern noch einen zweiten Zylinder aus feinmaschigem Metallgewebe trägt. Die Einrichtung wirkt, wie ersichtlich, nach der bekannten Idee der Davyschen Sicherheitslampen, das Durchschlagen der Flamme und somit eine Explosion des Gefäßinhalts verhütend. Die „Fabrik explosionssicherer Gefäße in Salzkotten i. W.“, welche diese Vorrichtungen ausführt, liefert damit zugleich einen Sicherheitsverschluß, welcher das Gefäß bei starker Erwärmung von außen gegen Bersten schützen soll. Zu dem Zweck enthält der Deckel eine Oeffnung, verschlossen mit Weichlot, welches schmilzt und das Loch freigibt, sobald die Siedetemperatur des Oels im Behälter erreicht ist; das Gas strömt alsdann aus und brennt unschädlich weg, falls dasselbe außen zur Entzündung gelangt. Textabbildung Bd. 327, S. 585 Fig. 18 und 19. Eisenbahn-Tankwagen. Beachtenswert ist bei Verwendung von Benzin besonders noch der Umstand, daß dieses die meisten Dichtungsmittel, da sie Fette enthalten, löst und somit die Dichtung z.B. von Hähnen an Gefäßen oder Rohrleitungen außerordentlich erschwert. Zum Schütze hiergegen werden neuerdings Hähne mit Graphitkohle ausgebuchst und in diese Buchsen die Kegel sorgfältig eingeschliffen, womit das Dichtungsmittel entfällt und daher die Hähne trotz Berührung mit Benzin dicht erhalten werden können. In den Fässern ergab sich zu Anfang auch die einfachste und naheliegendste Transportart für das Oel, namentlich über Land, zum Teil allerdings auch schon über See. Aber sie wurde bald in dieser Form, relativ zur verschickbaren Menge, zu kostspielig und ungenügend für den wachsenden Bedarf. Heute dienen Fässer nur noch zum Kleintransport. Größere Mengen dagegen werden zu Lande durch die Eisenbahn in Kessel- oder Tankwagen befördert, deren Ausbildung durch Lagerung zylindrischer Eisenkessel auf Rädergestellen nahe lag und daher schon frühzeitig erfolgte. Fig. 18 u. 19 geben die Darstellung eines solchen Tankwagens, der bei uns gewöhnlich einen Fassungsraum von 10 bis 15 t hat, während Amerika sogar Kesselwagen von maximal 50 t Kapazität besitzt. Oben haben die Kessel mit Rücksicht auf die starke Ausdehnung des Oels einen Expansionsdom, in dessen durch Mannlochdeckel verschließbarem Innern sich das Handrad auf der quer durch den Behälter gehenden Spindel des Abflußventils befindet. Von diesem Ventil führt das Abflußrohr nach beiden Seiten des Wagens, wo dasselbe nochmals mit Hähnen verschlossen werden kann. Deutschland besaß schon 1900 etwa 1000 solcher Privattankwagen, die etwa 11000 t faßten, Amerika 1904 schon 18000 mit einem Inhalt von etwa 3½ Millionen Barrels und Rußland zur selben Zeit etwa 15000 mit etwa 160000 t Kapazität. Zum schnellen Füllen benutzten die Bohrfelder und die Endstationen der großen „pipe lines“ besondere Verladerampen, die das Abfertigen ganzer Züge mittels eines längs des Gleises verlaufenden Hauptrohrs und entsprechend zahlreicher Abzweigrohre binnen kurzem gestatten. Auf solche Weise können z.B. in Boryslaw-Galizien 250 bis 300 Tankwagen in 24 Stunden gefüllt werden. (Fortsetzung folgt.)