Titel: | Ueber die Zersetzung der Fettstoffe beim Erhitzen unter Druck; von C. Engler und S. Seidner. |
Autor: | C. Engler, S. Seidner |
Fundstelle: | Band 271, Jahrgang 1889, S. 515 |
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Ueber die Zersetzung der Fettstoffe beim Erhitzen
unter Druck; von C. Engler und S. Seidner.
Ueber die Zersetzung der Fettstoffe beim Erhitzen unter
Druck.
In weiterem Verfolge der Untersuchungen des Einen von uns über die Bildung des
ErdölesBerichte der deutschen chemischen Gesellschaft,
Bd. 21 S. 1816. D. p. J., 1888 269 136. haben wir eine Reihe von
Versuchen durchgeführt, die in erster Reihe den Zweck hatten, die Zusammensetzung
der beim Erhitzen der Fettstoffe mit und ohne Ueberdruck entstehenden flüssigen und
gasigen Producte genauer zu untersuchen und dabei insbesondere auch festzustellen,
inwieweit die relativen Mengen von Sumpfgas und Kohlensäure, indirekt also doch wohl
auch des Wassers, durch Variation des Druckes geändert werden, da in der früheren
Mittheilung von der Voraussetzung ausgegangen wurde, daſs bei Destillation der
Fettstoffe unter stärkerem Drucke weniger Kohlensäure bezieh. mehr Wasser, bei
niedrigem Drucke mehr Kohlensäure und weniger Wasser gebildet werde. Auſserdem
untersuchten wir ein aus dem Druckdestillate von Fischthran dargestelltes
künstliches Erdöl auf seine Leuchtkraft und seine sonstigen Eigenschaften.
Bei den Versuchen im Kleinen bedienten wir uns zur Druckdestillation der schon früher
beschriebenen zweischenkelig gebogenen, zugeschmolzenen Glasröhren von etwa 70cm Gesammtlänge und 15 bis 20mm Lichtweite. Das eine Ende der Röhre war zu
einer Capillare ausgezogen, um die bei der Destillation sich bildenden Gase
herauslassen bezieh. auffangen zu können. Die Röhren lagen stets nur mit dem einen
Schenkel, in dem sich von vornherein immer die Fettsubstanz befand, in dem
Röhrendigestor („Bombenofen“), so daſs das andere Ende herausragte und durch
die Luft gekühlt war. Nach genaueren neuerdings angestellten Messungen betrug die
Temperatur bei Beginn der Destillationserscheinungen in den Röhren etwa 365° und
stieg allmählich auf etwa 425°, wo dann die Hauptmasse des Destillates gebildet war.
Die Messungen wurden mittels eines mit Stickstoff gefüllten Thermometers von Geiſsler's Nachfolger in Bonn, welches bis 460°
reichte, durchgeführt. Da bei einmaliger Druckdestillation der Prozeſs der
Umwandelung der Fettstoffe in Kohlenwasserstoffe, den wir der Kürze halber fernerhin
mit „Hydrocarbirungs-Prozeſs“ bezeichenen wollen, jeweils zwar in der
Hauptsache, doch aber nicht vollständig beendigt ist, wurde die Destillation mit ein
und demselben Materiale wiederholt durchgeführt, was durch richtiges Neigen der
erkalteten Röhren und Zurückflieſsenlassen des Destillates zum Rückstande,
Wiedererhitzen u.s.w. leicht zu bewerkstelligen ist.
Auſser den auf die eben beschriebene Art erhaltenen Destillationsproducten standen
uns noch fast zwei Barrels voll Druckdestillat, welches unter Leitung Herrn Dr. Krey's in Webau durch Destillation von Fischthran in
dem ihm patentirten Druckdestillationsapparate, wie schon früher beschrieben,
dargestellt worden war, zur Verfügung. Wir wiederholen bei dieser Gelegenheit
unseren Dank an den genannten Herrn, ohne dessen freundliche Unterstützung uns die
Ausführung dieser Arbeit kaum möglich gewesen wäre, da die Isolirung der
Einzelbestandtheile nur gelingen konnte, indem uns gröſsere Massen des
Druckdestillates zur Verfügung standen.
Die Hauptproducte der Druckdestillation.
Wenn in der ersten Abhandlung über diesen Gegenstand mitgetheilt wurde, daſs bei
Destillation im Krey'schen Apparate aus 492k Fischthran vom Menhaden-Fisch 299k, also rund 60 Proc., öliges Druckdestillat
erhalten wurde, so war uns dabei sehr wohl bekannt, daſs dieses Resultat in
Rücksicht auf die Schwierigkeit vollständiger Condensation der flüssigen Producte
bei dem starken Gasstrome noch erheblich zu niedrig ausgefallen sein muſste.
Der bei den Versuchen auf Fabrik Webau, bei deren Durchführung der Eine von uns (Seidner) anwesend war, benutzte ApparatVgl. Krey, D. R. P. Nr. 37728. (1888 264 336.) besteht aus einer gewöhnlichen
Destillirblase aus starkem Guſseisen, welche etwa 15 Centner faſst. Der Helm der
Blase ist vor dem Kühler durch ein Ventil verschlossen, dessen Gegendruck gegen die
ausströmenden Oeldämpfe von auſsen durch Belastung geregelt wird. Hierauf folgt ein
Schlangenkühler zur Verdichtung der Destillate. Die verdichteten Destillate passiren
dann einen kleinen Glascylinder, in welchem ihr specifisches Gewicht fortwährend
durch ein darin schwimmendes Aräometer ermittelt wird, worauf sie in einem
cylindrischen Behälter aus Kesselblech aufgefangen werden. Derselbe besitzt zwei
Ablaſshähne, einen an der untersten Stelle des Bodens, der zum Abziehen des
gebildeten Wassers benutzt wurde, während der andere etwas höher an der Seite sich
befindet und zum Ablassen des Oeles dient. Die Blase dieses Apparates wurde mit
492k braunblankem nordamerikanischem
Fischthrane (vom Menhaden-Fisch, Clupea Tyronn., an der Westküste Nordamerikas
gefangen, 1 bis 1k,5 schwer) von 0,930 spec. Gew.
gefüllt und der Druckdestillation unterworfen. Nach fünfstündigem Erhitzen wurde
Gasentwickelung bemerkt und kurz darauf begann die Destillation unter einem
Anfangsdrucke von ungefähr 10at und einer
Temperatur von 320°, wobei das Aräometer ein specifisches Gewicht von 0,875 bis
0,855 zeigte. Bei der weiteren Destillation sank der Druck allmählich auf etwa 4at, die Temperatur wurde höher und schwankte
zwischen 400 bis 420°, auch das specifische Gewicht wurde geringer und das Aräometer
zeigte 0,830 bis 0,813. Neben brennbaren Gasen ging ein Destillat über, welches sich
in zwei Schichten – eine obere ölige und eine untere wässerige – schied. Beide
Schichten wurden von einander getrennt, so daſs die erstere in Fractionen
aufgefangen wurde.
Die Fractionen wurden einer Vorprüfung auf den Gehalt an unzersetzten Fetten bezieh.
Fettsäuren unterworfen, um diejenigen, welche einen groſsen Gehalt an letzteren
zeigten, einer erneuten Druckdestillation zu unterwerfen.
Zum Schlusse der Destillation resultirten 339k
Destillat (einschlieſslich des als „Nachlauf“ zu bezeichnenden Theiles). So
erhielten wir:
Destillat
339k
Angewandt wurden
492k
Koks- und asphaltartiger Rück-
Erhalten
404
stand in der Blase
65
––––
––––
Bleibt Differenz von
88k
Total
404k
Diese 88k repräsentiren Verlust und Gase, was auf
das Rohmaterial bezogen rund 15 Proc. ausmacht. Die von den erhaltenen 339k Destillat an unzersetzten Fetten reicheren
specifisch schwereren Fractionen (im Ganzen 217k)
wurden einer nochmaligen Druckdestillation unterworfen und ergaben:
Destillat
197k
Angewandt wurden
217k
Rückstand in der Blase
12
Erhalten
209
––––
––––
Total
209k
Bleibt Differenz von
8k
Diese 8k repräsentirten Verlust und Gase, was auf
das angewandte Quantum von 217k bezogen 3,73 Proc.
ausmacht.
Im Ganzen wurden 299k öliges Destillat erhalten,
was einer Ausbeute von rund 60 Proc. entspricht. An wässerigem Destillate konnten
etwa 20k aufgefangen werden.
Abgesehen davon, daſs es nicht zu vermeiden war, daſs mit dem starken Gasstrome
erhebliche Mengen Wasserdampf und leichtsiedender Oele mit fortgerissen wurden, war
die Condensation während der Destillation immerhin noch eine so gute, daſs die
ersten Theile des Oeles schon bei 34° siedeten.
Des Zusammenhanges und späteren Vergleiches halber theilen wir hier die wichtigsten
Daten über Beschaffenheit und Bestandtheile dieses Druckdestillates in der Kürze
nochmals mit.
Das Druckdestillat ist von bräunlicher Farbe, in dünneren Schichten durchsichtig, von
stark grüner Fluorescenz und besitzt nicht den scharfen unangenehmen Geruch, der die
Gegenwart des Acroleïns anzeigt. Beim Durchschütteln gibt es ab:
an
Wasser
0,4
Vol.-Proc.
„
Kalilauge
4,8
„
„
englische Schwefelsäure
20,8
„
„
Gemisch von englischer und rauchender
Schwefelsäure
9,6
„
Bei der Bestimmung der in den einzelnen Druckdestillaten noch vorhandenen verseif
baren Fettsubstanz wurden jedesmal 50cc Destillat
mit alkoholischer Kalilauge in einer Glashahnbürette gemischt und mit Wasser
geschüttelt. Nach dem Absitzen bildeten sich zwei Schichten, eine obere ölige und
eine untere (milchig-trübe) wässerige. Die letztere enthält noch viel suspendirtes
Oel; um dieses mit der oberen Schicht zu vereinigen, wurde der Inhalt der Bürette
mit 20cc Petroleumäther durchgeschüttelt. Nach dem
Absitzen ergibt sich durch Ablesen des Volumens der Oelschicht unter Subtraction des
Petroleumäthers der Procentgehalt auf einfache Weise. Wenn diese Methode auch etwas
roh erscheint, so sind ihre Resultate dennoch gut, wie sich aus folgender
Controlbestimmung ergibt: reine Oelsäure, von deren vollständiger Löslichkeit in
Kalilauge wir uns überzeugt hatten, wurde in neunfachem Volumen Erdöl gelöst und der
Gehalt an verseif baren Bestandtheilen nach obiger Methode bestimmt, wobei in der
That 10 Proc. gefunden wurden. – Bei der Behandlung mit wässeriger Kalilauge schied
sich zwischen beiden Schichten eine dicke Emulsion ab, welche die Ablesung
vollständig verhinderte. Die gewöhnliche Methode, welche Verseifung, Extraction mit
Aether, Verdampfen des letzteren und Wägen des Rückstandes vorschreibt, ist wegen
der Anwesenheit der leichtflüchtigen Theile selbstverständlich ausgeschlossen.
Einige Proben des Productes der ersten Druckdestillation, nach obiger Methode
bestimmt, ergaben:
I.
Druckdestillat
von
0,813
spec.
Gew.
verseifbar
4,7
Proc.
II.
„
„
0,827
„
„
„
4,9
„
III.
„
„
0,836
„
„
„
5,6
„
IV.
„
„
0,843
„
„
„
5,9
„
V.
„
„
0,851
„
„
„
6,3
„
VI.
„
„
0,863
„
„
„
6,9
„
Die mittlere Verseifung aus 6 Proben beträgt 5,72 Proc. Die gerammten Destillate, der
ersten und zweiten Druckdestillation vermischt, ergaben 5,2 Proc. an verseif baren
Theilen.
Die Mengenbestimmung der Einzelfractionen durch sogen. Normaldestillation wurde nach
der von dem Einen von unsChemische Industrie, 1885 S. 44. Verhandl. des Vereins zur Bef. des Gewerbefl.,
1887, Novemberheft. angegebenen Methode ausgeführt und ergab:
bis 125°
125/150°
150/175°
175/200°
200/225°
225/250°
250/275°
275/300°
üb. 300°(Rest)
21,5
8
10
6
9,5
10,5
11
10,5
13cc
15,5
5,5
7,5
5
8
9
9
8,5
13g
also an Hauptfractionen:
unter 150°
150 bis 300°
über 300°
Vol.-Proc.
29,5
57,5
13
Gew.-Proc.
25,9
58,0
16,1
Spec. Gew.
0,712
0,817
–
Da, wie weiter oben ausgeführt worden ist, bei der Destillation im Groſsen Verluste
an leichtsiedenden Theilen nicht zu vermeiden waren, auch die Gesammtgasmenge in
Folge dessen aus dem Verlust nicht ermessen werden konnte, haben wir denselben
Fischthran in schon beschriebener Weise in zugeschmolzenen Glasröhren der
Druckdestillation unterworfen und dabei, um den Hydrocarbirungsprozeſs nach
Möglichkeit durchzuführen, die Destillation mit ein und derselben Substanz mehrmals
wiederholt. Da der Fischthran der Hauptsache nach aus Tri-Oleïn bestehen soll,
wurde, um einen Vergleich zu erhalten, in gleicher Weise auch reines, auf
synthetischem Wege dargestelltes Tri-Oleïn unter Druck destillirt. Aus dem theerigen
Rückstand der geöffneten Glasröhren lieſs sich jeweils durch Erhitzen auf freiem
Feuer noch ein erhebliches Quantum Kohlenwasserstoff – Oel übertreiben, welches
ebenfalls bestimmt wurde. Aus der folgenden Zusammenstellung ist das Resultat dieser
Versuche ohne Weiteres ersichtlich:
a) Fischthran. Angewendete Menge: 40g.
Gase (durch Verlust bestimmt)
3,56g
8,9
Gew.-Proc.
Flüssiges Druckdestillat *
25,20
63,0
„
(sp. Gew. 0,837)
Destillat des Rückstandes
6,60
16,5
„
( „ „ 0,876)
Koks- und Asphalt-Rückstand
4,64
12,6
„
* Davon waren noch 6,6 Proc. verseifbar.
b) Tri-Oleïn. Angewandte Menge: 35g,5.
Gase (durch Verlust bestimmt)
3,55g
10
Proc.
Flüssiges Druckdestillat **
24,80
69,8
„
(spec. Gew. 0,815)
Destillat des Rückstandes
5,00
14,1
„
( „ „ 0,853)
Koks- und Asphalt-Rückstand
2,15
6,1
„
** Davon waren noch 5,4 Proc. verseifbar.
Bei diesen Versuchen konnte auch der Verlauf des Prozesses genauer verfolgt werden.
Die Destillation des Thranes beginnt in den verschlossenen Röhren bei 365° und
schreitet bei langsamer Steigerung der Temperatur rasch vorwärts, so daſs bei 425°
bei Weitem der gröſste Theil überdestillirt ist und sich in dem herausragenden
kalten Röhrenschenkel verdichtet hat. Der in der Röhre während der Destillation
herrschende Druck wurde nicht direkt gemessen; indem wir aber bei einem Versuch das
Volumen der Dissociationsgase bestimmten, lieſs sich daraus unter Berücksichtigung
des leeren Raumes der Röhre und der Temperatur ein Druck von 20 bis 25 Atmosphären
berechnen, der günstigsten Falls während der Erhitzung vorhanden war. Daſs übrigens
der Prozeſs der Hydrocarbirung in der Hauptsache schon bei der ersten Destillation
verläuft, läſst sich, abgesehen von der Beschaffenheit des Destillates, auch aus dem
jeweiligen Gasvolumen schlieſsen. Dasselbe betrug bei einem diesbezüglichen Versuch
bei der zweiten Destillation nur noch etwa den zehnten Theil, bei der dritten
Destillation nur noch etwa den dreiſsigsten Theil wie bei der ersten.
Das Wasser, dessen Auftreten als Product der Zersetzung stets deutlich wahrzunehmen
ist, konnte nicht genau quantitativ bestimmt werden. Die Menge desselben kann jedoch
nur gering sein, da unter der Annahme von etwa 10 Proc. Sauerstoff im Thran bezieh.
im Tri-Oleïn von dieser Menge etwa 3 Proc. für die gasigen Producte (s.u.)
Kohlensäure und Kohlenoxyd, abgehen, so daſs nur 7 Proc. Sauerstoff übrig bleiben,
von denen jedoch noch ein erheblicher Theil in Form Sauerstoff haltiger organischer
Stoffe sich in dem öligen Destillat befindet und nur ein kleiner Rest für Bildung
von Wasser übrig bleibt. Da auſserdem noch ein erheblicher Theil des gebildeten
Wassers in dem Oeldestillat gelöst bleibt, der Rest des ausgeschiedenen Wassers also
sehr gering und theilweise auch noch fein suspendirt ist, muſste auf eine genaue
Wasserbestimmung verzichtet werden. Direkte Messungen des ausgeschiedenen Wassers
ergaben 1 bis 1,8 Proc. Bei obigen Versuchsresultaten befindet es sich jedoch, als
fein suspendirt, zugleich mit den öligen Destillaten aufgeführt.
I. Bestandtheile des flüssigen
Druckdestillates.Die in diesem und dem folgenden Kapitel (gasige Producte). mitgetheilten
Versuche sind auf Grund meiner Angaben fast sämmtlich von Herrn Seidner durchgeführt.Engler.
a) Aus Fischthran. (Menhaden-Fisch.)
Behufs Ausscheidung der vorhandenen ungesättigten Kohlenwasserstoffe sowie
anderer Beimischungen, wurde das Rohdestillat des Thrans successive mit Wasser,
dann mit englischer Schwefelsäure, einem Gemische dieser mit rauchender
Schwefelsäure und schlieſslich mit rauchender Schwefelsäure allein
ausgeschüttelt, wobei, um Verflüchtigung der leichtesten Theile und Zersetzung der
Paraffinkohlenwasserstoffe zu vermeiden, stets gut gekühlt wurde. Die Behandlung
mit Säure wurde im Ganzen 12 bis 15 Mal durchgeführt, worauf dann noch eine
Waschung mit Natronlauge und Trocknung mit Chlorcalcium folgte. Durch
wiederholte fractionirte Destillation des gereinigten Druckdestillates mittels
des Le Bel'schen Dephlegmators wurden auſser den
schon früher beschriebenen Kohlenwasserstoffen Pentan,
Hexan und Heptan (1888 269 138) die folgenden Grenzkohlenwasserstoffe isolirt und analysirt:
Secundäres Hexan, Diisopropyl, mit dem Siedepunkt 57
bis 59°, spec. Gew. 0,6677 (bei 21°). Elementaranalyse und Dampfdichte nach Victor Meyer ergaben:
Gefunden
Berechnet auf C6H14
Kohlenstoff
83,56
83,72
Proc.
Wasserstoff
16,43
16,28
„
Dampfdichte
3,04
2,98
„
Secundäres Heptan, Aethylisoamyl, mit dem Siedepunkt
88 bis 91°, spec. Gew. 0,6918 (bei 18°).
Gefunden
Berechnet auf C7H16
Kohlenstoff
83,81
84,00
Proc.
Wasserstoff
16,28
16,00
„
Dampfdichte
3,52
3,46
„
Normales Octan. Da der aus der Fraction 116 bis 130°
isolirte Kohlenwasserstoff ein zu hohes specifisches Gewicht zeigte, desgleichen
zu hohe Dampfdichte, wurde er zur Beseitigung event. vorhandener secundärer und
tertiärer Kohlenwasserstoffe auf dem Wasserbade mit rauchender Salpetersäure
solange erwärmt, als noch eine Einwirkung der letzteren zu bemerken war, alsdann
mit Natronlauge und concentrirter Schwefelsäure gereinigt und über metallischem
Natrium destillirt. Dabei erhielten wir bei 123 bis 1250 siedendes Octan mit dem
spec. Gew. 0,7044 (bei 190).
Gefunden
Berechnet auf C8H18
Kohlenstoff
84,07
84,21
Proc.
Wasserstoff
15,93
15,79
„
Dampfdichte
3,93
3,87
„
Secundäres Octan, Diisobutyl, wurde aus den zwischen
Heptan und Octan liegenden Fractionen isolirt. Siedepunkt 107 bis 109°, spec.
Gew. 0,702 (17,5°).
Gefunden
Berechnet auf C8Hl8
Kohlenstoff
84,06
84,21
Proc.
Wasserstoff
15,92
15,79
„
Dampfdichte
3,94
3,87
„
Normales Nonan. Zur Isolirung diente die Fraction
144 bis 156°. Die chemische Reinigung wurde in gleicher Weise wie beim normalen
Octan durchgeführt, wobei der Kohlenwasserstoff resultirte vom Siedepunkt 148
bis 1510, spec. Gew. 0,729 (bis 20,50).
Gefunden
Berechnet auf C9H20
Kohlenstoff
84,15
84,32
Proc.
Wasserstoff
15,85
15,68
„
Dampfdichte
4,54
4,43
„
Das secundäre Nonan konnte nicht rein hergestellt werden, weil die bei dem
Siedepunkte dieses Kohlenwasserstoffes übergehenden Fractionen bei weiterer
fractionirter Destillation sich stets in niedriger und höher siedende Theile
zerlegten.
Daſs das Druckdestillat des Thrans auſser den gesättigten Kohlenwasserstoffen
auch ungesättigte enthält, beweist dessen Verhalten gegen Schwefelsäure. Ohne
Zweifel sind erhebliche Mengen von Olefinen
vorhanden, wahrscheinlich auch Acetylene. Durch
successive Behandlung einer Probe des rohen Druckdestillates mit kalter,
englischer Schwefelsäure, zuletzt mit rauchender Schwefelsäure bei 40 bis 50°,
gab das Drucköl 37 Vol.-Proc. ab, welche nach dem Verhalten bei der Extraction
jedenfalls vorwiegend aus Olefinen bestehen.
Um uns auch von der An- oder Abwesenheit der Naphtene zu überzeugen, versuchten wir, da die Hydrocarbüre der
Benzolreihe sich durch ihr geringes specifisches Lichtbrechungsvermögen
auszeichnen, uns desselben für diesen Nachweis zu bedienen. Das rohe Drucköl
wurde in Fractionen zerlegt, die specifischen Gewichte des letzteren mittels des
Picnometers ermittelt und die Brechungsexponenten für Natriumlicht mittels eines
Abbe'schen Refractometers bestimmt. Es folgte
eine Behandlung derselben Fractionen mit englischer Schwefelsäure,
Wiederbestimmung der specifischen Gewichte und der Brechungsexponenten und ein
Gleiches nach Behandlung der Fractionen mit rauchender Schwefelsäure. Folgende
Tabelle enthält die Zusammenstellung der erhaltenen Resultate:
Fractionen
SpecifischesGewicht
Brechungs-exponent
SpecifischesBrechungsvermögen
100
bis
120°
0,7338
1,4085
0,5565
120
„
140°
0,7608
1,4165
0,5463
140
„
160°
0,7742
1,4265
0,5509
160
„
180°
0,7852
1,4325
0,5508
180
„
200°
0,7965
1,4417
0,5546
200
„
220°
0,8133
1,4510
0,5545
220
„
240°
0,8241
1,4604
0,5587
240
„
260°
0,8323
1,4649
0,5586
260
„
280°
0,8394
1,4705
0,5605
280
„
300°
0,8543
1,4808
0,5628
Die Fractionen, mit englischer Schwefelsäure gereinigt und destillirt, ergaben
folgende Werthe:
Fractionen
SpecifischesGewicht
Brechungs-exponent
SpecifischesBrechungsvermögen
100
bis
125°
0,7292
1,4028
0,5523
125
„
150°
0,7536
1,4162
0,5532
150
„
175°
0,7734
1,4272
0,5534
175
„
200°
0,7863
1,4346
0,5527
200
„
225°
0,7948
1,4398
0,5534
225
„
250°
0,8192
1,4528
0,5528
250
„
275°
0,8284
1,4588
0,5538
275
„
300°
0,8460
1,4685
0,5840
Die Fractionen, mit rauchender Schwefelsäure gereinigt und destillirt, ergaben
folgende Zahlen:
Fractionen
SpecifischesGewicht
Brechungs-exponent
SpecifischesBrechungsvermögen
100
bis
1250
0,7251
1,4019
0,5542
125
„
150°
0,7425
1,4115
0,5544
150
„
175°
0,7681
1,4254
0,5538
175
„
200°
0,7809
1,4315
0,5525
200
„
225°
0,7908
1,4378
0,5536
225
„
250°
0,8071
1,4465
0,5532
250
„
275°
0,8286
1,4575
0,5521
275
„
300°
0,8439
1,4674
0,5538
Wenn man aus einem Gemenge, welches Paraffinkohlenwasserstoffe, Olefine und
Naphtene enthält, die Olefine durch englische Schwefelsäure entfernt, so werden
specifisches Gewicht, Brechungsexponent und specifisches Brechungsvermögen des
rückständigen Oeles sinken; wenn man aber dann mit rauchender Schwefelsäure auch
die Naphtene herausnimmt, so werden wohl die beiden ersten Gröſsen sinken, das
specifische Brechungsvermögen muſs sich aber heben. Andernfalls bleibt es
unverändert oder sinkt. Im Groſsen und Ganzen genommen entsprechen die obigen
Resultate diesen Voraussetzungen; wir möchten jedoch daraus und obgleich auch
das Verhalten des Druckdestillates gegen rauchende Schwefelsäure einen gewissen
Anhaltspunkt dafür darbietet, noch keinen endgültigen Schluſs auf die
Anwesenheit der Naphtene ziehen, insbesondere da es uns auch noch nicht gelungen
ist, aus den Sulfosäuren einen reinen Kohlenwasserstoff dieser Reihe zu
isoliren, und behalten uns deshalb die definitive Entscheidung dieser Frage noch
vor. Wenn überhaupt, so sind jedenfalls nur ganz geringe Mengen Naphtene
vorhanden.
b) Aus Tri-Oleïn.
Das zu den Versuchen benutzte Tri-Oleïn wurde von uns nach der Berthelot'schen MethodeAnnal. d. chim. et phys., Bd. 41 S.
243. aus reiner Oelsäure und reinem Glycerin synthetisch
dargestellt, und es hatten alsdann die Herren Dr. Max
Albrecht, Direktor der Oehlrich'schen Erdöl-Raffinerien (Hamburg, Riga
und Baku) und Dr. Albersheim, Chemiker daselbst,
die groſse Freundlichkeit, uns etwa 6k
Tri-Oleïn auf ihrem für solche Mengen passenden Druckdestillationsapparat zu
verarbeiten und uns die erlangten Resultate, incl. Destillationsproducte, zur
Verfügung zu stellen.
Die Destillation ging unter einem durchschnittlichen Druck von 10 Atm. vor sich
und lieferte nebst Wasser eine geringe Menge Vorlauf von 0,814 und ein
Hauptdestillat von 0,780 spec. Gew., sowie 10,7 Proc. Koks- und
AsphaltrückstandDie quantitative Bestimmung der einzelnen Destillate war wegen eines am
Ventile eingetretenen Defectes nicht ausreichend genau möglich; doch
liefern die weiter oben mitgetheilten Versuche mit Tri-Oleïn in
Glasröhren hierfür ausreichende Anhaltspunkte.. Das
Rohdestillat ist dünnflüssig, von dunkelrother Farbe mit starkgrüner
Fluorescenz. Es glich in allen Eigenschaften dem von uns auch in kleinem
Maſsstabe dargestellten Druckdestillat aus Tri-Oleïn und enthielt 2,5 Proc.
verseifbare Theile. Es gab ab:
an
Wasser
1,6
Vol.-Proc.
„
Natronlauge
2,0
„
„
englische Schwefelsäure
15,0
„
„
Gemisch von engl. und rauchen- der Schwefelsäure
10,0
„
Eine mit 100cc des Oeles durchgeführte
Normaldestillation ergab in Volum-Procenten:
bis 125°
125/150°
150/175°
175/200°
200/225°
225/250°
250/275°
üb. 275°+ Verlust
29,8
18,6
15,4
13,2
9,4
6,6
3,9
3,1
Also an Hauptfractionen:
bis 150°
150 bis 275°
über 275°
Vol.-Proc.
48,40
48,50
3,10
Gew.-Proc.
45,25
50,33
4,42
Spec. Gew.
0,7135
0,7613
–
Bei diesen Fractionen ist das niedrige specifische Gewicht als auffallend zu
bezeichnen und läſst auf einen geringen Gehalt an sogen. ungesättigten
Kohlenwasserstoffen schlieſsen. Um uns von der Anwesenheit der gesättigten
Grenzkohlenwasserstoffe zu überzeugen, wurde das Rohdestillat in gleicher Weise,
wie oben beschrieben, gereinigt und mittels Le
Bel'schen Dephlegmators durch fractionirte Destillation geschieden, wobei
die folgenden beiden Kohlenwasserstoffe isolirt wurden:
Normales Hexan, Siedepunkt 67 bis 69°, spec. Gew.
0,668 (bei 15,5°).
Gefunden
Berechnet auf C6H14
Kohlenstoff
83,61
83,72
Proc.
Wasserstoff
16,48
16,28
„
Dampfdichte
3,043
2,98
„
Normales Heptan, Siedepunkt 98 bis 100°, spec. Gew.
0,686 (17,60).
Gefunden
Berechnet auf C7H16
Kohlenstoff
83,82
84,00
Proc.
Wasserstoff
16,28
16,00
„
Dampfdichte
3,509
3,46
„
Nachdem es uns auf diese Weise gelungen war, zwei Glieder der Methanreihe
nachzuweisen, erschien es bei dem sonstigen chemischen Verhalten des Oeles
überflüssig, auch noch die umständlichen Destillationsarbeiten zur Isolirung der
höheren Homologen, zumal da auch noch erhebliche Mengen Rohmaterial hierfür
hätten neu beschafft werden müssen, vorzunehmen.
II. Die gasigen Producte der
Druckdestillation.
Zu diesen Versuchen wurden die Gase benützt, welche bei der Destillation von Thran in
zugeschmolzenen Röhren unter Ueberdruck sich gebildet hatten und die beim Oeffnen
der Röhren jeweils unter sehr starkem Druck entwichen. Zur Analyse verwandten wir
theils die Bunte'sche Bürette, theils den Hempel'schen Apparat. Je 100cc Gas verloren dabei in Cubikcentimetern an:
I
II
III
IV
V
Mittel-zahlen
Kalilauge (CO2)
9,8
9,4
10,8
9,8
11,2
10,2
Alkalische Pyrogallussäure (O)
8,8
7,9
7,6
8,4
7,2
8,0
Bromwasser (CnH2n)
5,0
4,8
4,9
5,2
4,6
4,9
Salzsaure Kupferchlorürlösung (CO)
21,0
21,8
22,6
23,6
18,4
21,4
Nach Vermischen mit Luft u. Ueber- leiten über
glühenden Palladium- draht (H)
–
–
–
–
–
–
Aus dem Explosionsversuche be- rechnet sich (CH4)
21,0
24,8
23,5
19,8
29,4
23,7
Unexplodirbarer Rest
34,0
31,3
28,6
23,2
29,2
30,8
Aus dem mittleren Sauerstoffgehalt berechnet sich ein Luftgehalt von 38 Proc.
Scheidet man die Luftbestandtheile, Sauerstoff und Stickstoff, aus, so erhält man
folgende Werthe für die Zusammensetzung des Gases:
Kohlensäure
17,4
Proc.
Olefine
7,8
„
Kohlenoxyd
34,5
„
Sumpfgas
38,3
„
Unexplodirbarer Rest (Differenz)
2,0
„
Aus dem am Anfang dieser Abhandlung erwähnten Grunde wurde nun auch, um das
Verhältniſs der mit und ohne Ueberdruck gebildeten Mengen von Sumpfgas und
Kohlensäure bezieh. Wasser kennen zu lernen, ein Quantum des gleichen Thrans aus
einem Siedekölbchen unter gewöhnlichem Luftdruck destillirt, die dabei auftretenden
Gase aufgefangen und analysirt. 100cc davon
ergaben:
I
II
III
IV
Mittelzahlen
an CO2
17,4
18,4
19,6
18,8
18,6 Proc.
„ O
6,8
6,4
6,2
6,2
6,4 „
„ CnH2n
6,8
7,6
8,6
8,6
7,9 „
„ CO
22,8
20,2
26,2
27,8
24,3 „
„ H
–
–
–
–
–
„ CH4
19,8
20,6
15,9
13,7
17,5 „
Unexplodirbarer Rest
25,4
26,8
23,5
24,9
25,3 „
Aus dem Sauerstoffgehalt berechnet sich ein Luftgehalt von 30,5 Proc. Nach
Ausscheidung des aus dem Sauerstoffgehalte berechneten Luftgehalts erhält man
folgende Werthe:
Kohlensäure
26,7
Proc.
Olefine
11,4
„
Kohlenoxyd
34,9
„
Sumpfgas
25,2
„
Unexplodirbarer Rest (Differenz)
1,8
„
Aus diesen beiden Tabellen geht hervor, daſs die Druckgase sich von den bei
gewöhnlicher Destillation gewonnenen durch einen bedeutend kleineren Gehalt an
Kohlensäure und einen gröſseren an Sumpfgas unterscheiden, bezieh. – was wohl daraus
geschlossen werden darf – daſs bei höherem Druck mehr Wasser, bei niederem Druck mehr Kohlensäure
entsteht.
Um uns von der Richtigkeit dieser Wahrnehmung zu überzeugen, wurde Oelsäure ganz in
gleicher Weise einmal in zugeschmolzenen Röhren mit, das andere Mal aus gewöhnlichen
Siedekölbchen ohne Ueberdruck destillirt. Die Analyse der Ueberdruckgase ergab dabei
auf 100cc:
I
II
III
IV
an CO2
25,5
27,6
27,8
23,2
„ CnH2n
2,7
2,6
2,8
3,4
„ CO
29,4
19,7
24,4
28,8
„ H
–
–
–
–
„ CH4
40,6
47,8
43,5
42,6
Unexplodirbarer Rest
1,8
2,3
1,5
2,0
Mittelzahlen:
Kohlensäure
26,0
Proc.
Olefine
2,9
„
Kohlenoxyd
25,5
„
Sumpfgas
43,6
„
Unexplodirbarer Rest (Differenz)
2,0
„
Die aus Oelsäure ohne Druck gewonnenen Gase enthielten:
I
II
III
IV
V
an CO2
30,0
38,6
30,2
46,8
40,4
„ CnH2n
13,9
11,2
13,6
10,8
13,8
„ CO
55,6
30,8
48,4
28,9
29,4
„ H
–
–
–
–
–
„ CH4
–
16,8
5,2
10,8
13,6
Unexplodirbarer Rest
0,5
2,6
2,6
2,7
2,8
Mittelzahlen:
Kohlensäure
37,2
Proc.
Olefine
12,5
„
Kohlenoxyd
38,6
„
Sumpfgas
9,3
„
Unexplodirbarer Rest (Differenz)
2,4
„
Auch hieraus ergibt sich, daſs Destillation der Fettsubstanz unter starkem Druck
wenig Kohlensäure und viel Sumpfgas bezieh. Wasser liefert und umgekehrt.
Zusammengehalten mit den Analysen von natürlichen Erdölgasen, deren Gehalt an
Kohlenoxyd meist I Proc. nicht überschreitet, fällt besonders der hohe Gehalt an
diesem Gase bei den Druckölgasen auf und es bildet dies einen Fingerzeig dafür, daſs
die natürlichen Bedingungen, unter denen die Bildung der Erdölgase und damit
wahrscheinlich auch des Erdöles erfolgte, in unseren Versuchen noch nicht erreicht
sind, was übrigens schon a priori von uns vorausgesetzt war.
(Schluſs folgt.)