CH482005A - Verfahren zur Behandlung höhermolekulare Kohlenwasserstoffe enthaltender Stoffe, insbesondere von Bitumen - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Behandlung     höhermolekulare        Kohlenwasserstoffe    enthaltender     Stoffe,          insbesondere    von     Bitumen       Es ist bekannt, bei Raumtemperatur flüssige, im  wesentlichen     Kohlenwasserstoffe    enthaltende Stoffe,  nämlich Mineralöle, hinsichtlich ihrer     Molekularstruk-          tur    dadurch zu verändern, dass sie einem starken elek  trischen Wechselfeld ausgesetzt werden, wodurch eine       Viskositätserhöhung    des behandelten Mineralöls be  zweckt wird.  



  Bei der Verwendung von Bitumen bzw.     Steinkoh-          lenteerpech    zur Herstellung von Elektroden für metall  urgische Zwecke wird eine gegenüber dem     Steinkoh-          lenteerpech    nachteilige Eigenschaft des Bitumen beob  achtet, die sieh in erheblichen     Abbranderscheinungen     der unter Verwendung von Bitumen hergestellten Elek  troden äussert, d. h., diese Elektroden erleiden bei den  bei ihrem Einsatz auftretenden hohen Temperaturen  erhebliche     Kohlenstoffverluste,    die auf die Verflüchti  gung von Kohlenwasserstoffverbindungen zurückzufüh  ren sind.  



  Im Unterschied dazu zeigt     Steinkohlenteerpech    er  heblich günstigere Eigenschaften, was leicht daran er  kennbar ist, dass bei     Steinkohlenteerpech    die Ausbeute  an rückständigem Kohlenstoff bei vollständiger Destil  lation durch Erhitzen bis auf eine Temperatur von un  gefähr 1000  C erheblich höher als bei Bitumen ist.  



  Es wurde nun festgestellt, dass sich bei Bitumen  trotz hinsichtlich des Kohlenstoff- bzw. Wasserstoffge  haltes ähnlicher Zusammensetzung wie bei     Steinkoh-          lenteerpech    in einem Temperaturbereich ungefähr zwi  schen 600  C und 700  C flüchtige     Kohlenwasserstoffe     bilden, die zu einem erheblichen     Kohlenstoffverlust    der  Bitumen führen, sofern diese auf Temperaturen in oder  über diesem Temperaturbereich erhitzt werden; dieser  kritische Temperaturbereich wird jedoch sowohl bei  Elektroden für metallurgische Zwecke als auch bei  spielsweise bei der Herstellung von     Petrolkoks    erreicht  oder überschritten.  



  Aus rein wirtschaftlichen Gründen ist es nun wün  schenswert, möglichst Bitumen für die vorgenannten  Zwecke zu verwenden. Infolgedessen liegt der Erfin  dung die Aufgabe zugrunde, die Kohlenwasserstoffver-         luste    bei der Erhitzung solcher Erdölrückstände zu ver  mindern, die bei Raumtemperatur fest bis plastisch  sind, insbesondere also die     Kohlenstoffverluste    der  Bitumen bei deren Erhitzung über eine Temperatur  von ungefähr 600  C hinaus möglichst weitgehend zu  reduzieren.  



  Es wurde nun festgestellt, dass sich diese Aufgabe  gemäss der Erfindung dadurch lösen lässt, dass die in  Rede stehenden Erdölrückstände dem Einfluss eines  elektrischen Wechselfeldes ausgesetzt werden. Auf sol  che Weise behandelte Erdölrückstände, insbesondere  Bitumen, sind auf zahlreichen Anwendungsgebieten den  natürlichen Bitumen weit überlegen, vor allem hin  sichtlich ihrer Verwendung zur Herstellung von Elek  troden für metallurgische Zwecke sowie bei der Her  stellung von     Petrolkoks.    Besonders bei der Elektroden  herstellung ist es aufgrund wirtschaftlicher     überlegun-          gen    vorteilhaft, sowohl den Koks, der die     Feststoffteil-          chen    der Elektroden darstellt,

   als auch das Bindemittel  für die Elektroden darstellt, als auch das Bindemittel  für die Elektroden aus Petroleumrückständen, d. h.  insbesondere aus Bitumen herzustellen. Da nun die     er-          findungsgemäss    behandelten Erdölrückstände bei einer  Erhitzung über ungefähr 600  C erheblich höhere Aus  beuten an rückständigem Kohlenstoff aufweisen, zeigen  beispielsweise unter Verwendung erfindungsgemäss be  handelter Bitumen hergestellte Elektroden keine     grös-          seren        Abbranderscheinungen    als die unter Verwendung  von     Steinkohlenteerpech    hergestellten Elektroden.

    Ganz allgemein gestattet das     erfindungsgemässe    Ver  fahren die Herstellung eines unter anderem als Binde  mittel verwendbaren Bitumens, das eine andere mole  kulare Struktur aufweist, als das Ausgangsbitumen,  was sich beispielsweise auch in der Abnahme des Er  weichungspunktes äussert. Eine mögliche Erklärung für  die durch die erfindungsgemässe Behandlung erzielten  Veränderungen besteht darin, dass bei der Behandlung  dünnflüssige     Bitumenöle    und makromolekulare       Asphaltene    entstehen, wobei insbesondere die letzteren  zu einer Erhöhung der Ausbeute an rückständigem      Kohlenstoff bei der vollständigen Destillation beitragen  können.  



  Die Geschwindigkeit, mit der sich die     erwünschten     Umwandlungen in den behandelten Erdölrückständen  vollziehen, erhöht sich mit steigender Behandlungstem  peratur, die jedoch bei Bitumen unterhalb der kriti  schen Temperatur von ungefähr 600  C liegen muss,  da sich bei höheren Temperaturen die erwähnten gas  förmigen     Kohlenwasserstoffe    bilden, die zu den zu ver  meidenden     Kohlenstoffverlusten    des     Bitumens    führen.  Ausserdem erhöht sich die     Umwandlungsgeschwindig-          keit    mit der Feldstärke des angelegten elektrischen  Wechselfeldes sowie mit dessen Frequenz.  



  Bei einem Ausführungsbeispiel des     erfindungsge-          mässen    Verfahrens wurde ein Bitumen verwendet, das  vor der Behandlung eine Penetration von 200, einen       Erweichungspunkt    K. und S. von 33  C und eine  Koksausbeute nach dem     Conradson-Test    von 17,5 %  aufwies. Dieses Bitumen wurde in einen     langgestreck-          ten    Trog zwischen zwei Elektroden gegeben, die in  einem Abstand von 6 bis 7 mm voneinander angeord  net und an eine Wechselspannung von 1200 V und  50 Hz angeschlossen waren. Das Bitumen wurde vor  dem Anlegen der Wechselspannung an die Elektroden  auf 140  C erhitzt und dann ungefähr 3 Minuten lang  dem angegebenen Wechselfeld ausgesetzt.

   Nach der  Behandlung zeigte das Bitumen einen     Erweichungs-          punkt    K. und S. von 25  C sowie gemäss dem     Conrad-          son-Test    eine erhebliche höhere Koksbeute als das  Ausgangsbitumen.  



  Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des     erfin-          dungsgemässen    Verfahrens wurde ein zylinderförmig  ausgebildeter,     langestreckter    Trog verwendet, in den  eine Vielzahl von scheibenförmigen     Elektrodenpaaren     hereinragt. Die Elektroden sind dabei ähnlich angeord  net, wie bei einem Drehkondensator und die eine  Gruppe von Scheibenelektroden steht in Verbindung  mit der     Trogwandung,    und die ebenfalls scheibenförmi  gen Gegenelektroden sind auf einer     Mittelachse    befe  stigt. Die lichten Abstände zwischen den Elektroden  betrugen 3 bis 4 mm.

   Nach Einfüllen eines auf 180  C       erwärmten    Bitumens mit einem Koksrückstand nach  dem     Conradson-Test    von 17,2 % und mit einem Er-         weichungspunkt    von 49  C (gemessen mit Ring und  Kugel) wurde während einer Stunde eine Wechselspan  nung von 3500 Volt und 50     Hz    an die Elektroden an  geschlossen. Während der Behandlung wurde die Tem  peratur des Bitumens und des Troges auf etwa 180  C  gehalten und der Zutritt von Luftsauerstoff zum Bitu  men verhindert. Nach dieser Behandlung zeigte das  Bitumen einen     Erweichungspunkt    von 52  C und einen  Koksrückstand (geprüft nach dem     Conradson-Test)     von 20,5 %.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Behandlung im wesentlichen höhermolekulare Kohlenwasserstoffe enthaltender Stoffe in einem elektrischen Wechselfeld zur minde stens teilweisen Veränderung ihrer Molekularstruktur, gekennzeichnet durch die Behandlung eines bei Raum temperatur festen bis plastischen Erdölrückstandes zur Erhöhung des bei dessen thermischer Zersetzung ver bleibenden Rest-Kohlenstoffes. II. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I behandelter Erdölrückstand.

   III. Verwendung des Erdölrückstandes nach Patentanspruch II bei der Herstellung von Petrolkoks für Elektroden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass als Erdölrückstand ein thermopla stisches Bitumen verwendet wird, das aus einer scho nenden Erdöldestillation stammt und keine gröberen Koksrückstände enthält, die eine Behandlung im elek trischen Wechselfeld stören würden. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Behandlung bei erhöhter Tem peratur, jedoch wesentlich unter 600 C vorgenommen wird. 3.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Behandlung bei einer möglichst hohen jedoch unterhalb der Durchbruchsfeldstärke lie genden Spitzenfeldstärke vorgenommen wird. 4. Verfahren nach Unteranspruch 1-3, gekenn zeichnet durch ein möglichst hochfrequentes Wechsel feld.