Benzin, Benzinersatzstoffe und Mineralschmiermittel ihre Untersuchung, Beurteilung und Verwendung

271 Pages·1918·11.665 MB·German

by  Dr. J. Formánek (auth.)

Benzin, Benzinersatzstoffe
und Mineralschmiermittel
ihre Untersnchnng, Benrteilung nnd Verwendung
von
Dr. J. Formanek
Professor an der k. k. bohmischen technischen Hochschule
in Prag
Mit 18 Textfiguren
Berlin
Verlag von Julius Springer
1918
ISBN-13: 978-3-642-89689-7 e-ISBN-13: 978-3-642-91546-8
DOT: 10.1007/978-3-642-91546-8
Aile Rechte, insbesondere das del' Ubersetzung in fremde Spraohen,
vorbehalten.
Copyright 1918 by Julius Springer in Berlin.
Vorwort.
Das vorliegende Werk, in welchem ieh zugleich als lang.
jahriger Kraftfahrer und Chemiker meine Erlahrungen iiber die
Priifung und die Begutaehtung von MotorenbetriebsstoHen und
Sehmierolen niedergelegt habe, ist trotz .der bisher ersehienenen
einsehliigigen Handbiieher notwendig geworden.
Dieses Bueh verfolgt zweierlei Zwecke. Einerseits soil es den
Kraftfahrer, Benzinmotorenbesitzer, Fachingenieur und jeden,
der mit Benzin und Benzol iiberhaupt zu tun hat, iiber die Be·
deutung, Art und Ausfiihrung von auf wissensehaftIieher Grund·
lage vorzunehmenden Priifungen der Betriebsmittel belehren und
zugleieh soll es fum ein Ratgeber sein, wie er mit einfaehen
Mitteln BetriebsstoHe selbst untersuehen kann und vde er sie
beurteilen und wirtsehaftlieh ausniitzen soll. Andererseits soll
es dem Chemiker bei Begutaehtung der zum Betriebe des Benzin
motors verwendeten Stoffe eingehend mit Rat zur Seite stehen.
Zweeks Erreiehung dieser Ziele wurden mehr Kiirze una Dber.
siehtliehkeit als absolute Vollstandigkeit angestrebt.
Bei meinen Arbeiten wurde ieh in dankenswerter Weise von der
Automobilabteilung der Ersten Bohmiseh·Mahrisehen Masehinen·
fabrik in Prag unterstiitzt. Den Petroleumraffinerien in Kolin,
Pardubitz und Kralup, welehe mir ihre Produkte mit groBtem
Entgegenkommen zur Verliigung gestellt haben, sage ieh aueh
meinen beste n Dank.
Ebenfalls danke ieh verbindIiehst dem Herrn lng. Chern.
Hugo Bauer, Direktor der Petroleumraffinerie in Kolin, der
in entgegenkommendster Weise die sorgfaltige Durehsieht einiger
Kapitel dieses Werkes vorgenommen hat.
Es ware mir angenehm, wenn mich die Herren Faehkollegen
auf Umstiinde, welehe in einer eventuellen naehsten Auflage zu
beriiekstiehtigen waren, aufmerksam maehen wiirden.
Moge das Bueh seine Zweeke erfiillen und den Kreisen, fiir
die es bestimmt ist, gute Dienste leisten.
Prag, Marz 1918.
Her Verfasser.
Inhaltsvel'zeichnis.
Seite
Einleitung. . . . . . 1
Das Erdol seine Zusammensetzung und Verarbeitung 6
Geschichtliches iiber Erdol und seine Fundorte ... 6
Zusammensetzung, Eigenschaften und Verwendung des Erdoles. 7
Verarbeitung des Erdoles . 14
Benzingewinnung. . . . . 16
Leuchtpetroleumgewinnung 18
Schmierolgewinnung 19
Paraffingewinnung . . . . 21
Raffination der Erdolprodukte . 22
Einteilung der Schmierole und deren V crwendung . 23
Steinkohlenteer.Erzeugnisse. . . . . . . . . . . 27
Braunkohlen·, Schiefer- und Torfteer-Erzcugnisse . 33
Analytischer Teil.
A. Untersuchung von Benzin und Benzol . . . . . . . . . . .. :16
XuBere l\'[erkmale, Farbe, Geruch, Probe auf dem Filtrierpapier 36
Spezifisches Gewicht (Dichtegrade). . . . . . 37
Unterbrochene oder fraktionierte Destillation . 39
1. Fraktionierte Destillation von Benzin . ~9
2. Fraktionierte Destillation von Benzol . 55
Verdunstungsprobe am Uhrglas 61
Sauregehalt. . . . . . . . . . . . . . . 63
Verhalten gegen Schwefelsaure .. . . . . 64
Priifung auf schwefelhaltige Verbindungen 64
Priifung auf aromatische Kohlenwasserstoffe, namentlich Benzol,
und auf ungesattigte Kohlenwasserstoffe in Benzin. . .. 66
Priifung auf ungesattigte Verbindungen in Benzin und Benzol 74
Bestimmung von Paraffinkohlenwasserstoffen in Benzol 78
Wassergehalt. . . . . . . . . . . . . 79
Brechungskoeffizient. . . . . . . . . . 79
Entflammungs- und Entziindungspunkt. 83
Erstarrungs-, Stock- und Triibpunkt 84
Heizwert. . . . . . . . . . . . . . . 87
Dampftension. . . . . . . . . . . . . 88
Explosionsfahigkeit der Benzin(Benzol)dampf-Luftgemische . .. 90
Nachweis von Xthyl und Methylalkohol, Schwefeliither und Azeton
in Brennstoffgcmischen. . . . . . . . . . . . . . . . .. 91
I nhaltsverzeichnis. V
Seite
Vorprobc auf Athyl- und Methylalkohol 92
Nachweis von Athylalkohol . . . . . . 92
Nachweis von Methylalkohol . . . . . . . . . . . . 93
Nachweis von Athyl- und Methylalkohol nebeneinander 95
Nachweis von Azeton. . . . . . . . . . . . . . . . !)5
B. Beurteilung von Benzin und Benzol . ';' . . . . . . . . . 96
"l\.uBere Merkmale, Farbe, Geruch. Probe auf dem Filtrierpapier 96
Spezifisches Gewicht • . . . . . . . . 97
Beurteilung und Einteilung der Benzine und der Benzole auf
Grund der Destillationsprobe 99
1. Benzine ...... . 99
2. Benzole ...... . 103
Verdunstungsprobe am Uhrglas 105
Neutralitat . . . . . . 106
Verhalten gegen Schwefelsaure • 106
Schwefellialtige Verbindungen • 10.
Aromatische Kohlenwasserstoffe, namentlich Benzol, und unge-
sattigte Kohlenwasserstoffe. . . . . . . . . . 108
Ungesattigte Verbindungen in Benzin und Benzol. 108
Paraffinkohlenwasserstoffe in Benzol . . 109
Brechungskoeffizient. . . . . . . . . . 109
Entflammungs- und Entziindungspunkt • III
Erstarrungspunkt. . . . . . . . . . III
C. Untersuchung von Mineralschmierolen. 112
Ausdehnungskoeffizient 114
Sp~zifisches Gewicht • . 115
Viskositat (Ziihigkeit) .. 115
Verdampfbarkeit des ales 125
ERtflammungs- und Entzundungspunkt. 126
Erstarrungs-, Triib-, Stock- und Schmelzpunkt 129
Brechungskoeffizient. • . . . . . . . . 133
Optisches Drehungsvermogen. . . . . . 134
Neutralitat (Aziditiit. Alkalitat) des ales 134
Asphalt- und Harzgehalt • . . . . . . 137
QualitativePriifung auf Asphaltstoffe 137
Quantitative Bestimmung von Asphaltstoffen 138
Harze und Kolophonium . . . . . . . 141
Verharzungsprobe, Teer- und Verteerungszahl. Kok- und Ver-
kokungszahlbestimmung 142
Paraffingehalt • 143
Kautsch ukgehalt 145
Seifengehalt • 145
Aschengehalt. . 146
Raffinationsgrad .... ... . 147
Wassergehalt und mechanische Beimengungen •.. 147
Allgemeine Unterscheidungsmerkmale der Mineral-, Fett-, Teer-
und Harzole • . . . . . . . . . . . . . .. ... 148
Pflanzen- und TierOle bzw. Fette in Mineralschmierolen • . . . 149
VI Inha.ltsverzeichnis.
Selte
l'riifung auf verseifbare Ole und Fette. • 150
Bestimmung des Fettgehaltes. . . . . 150
a) Durch Ermittelung del' Verseifungszahl. 150
b) Gewichtsanalytisch. . . . . . 152
Jodzahlbestimmung . . . . . . . . 153
a) Verfahren nach Hiibl-Waller 153
b) Verfahren nach Wijs . . . . . . . . . .. 154
Besondere Priifungen auf einzelne 01-, Fett- und Wachsarten 157
Teer und Harzole. . . . . . . . . . 160
D. Beurteilung von Mineralschmierolen. . 163
Aussehen, Farbe, Geruch, Konsistenz • 163
Viskositii.t • . . . . . . . . . . . . 166
Entflammungs- und Entziindungspunkt, Verdampfbarkeit del' Ole 167
Erstarrungspunkt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Il9
Unterscheidungsmerkmale del' Ole nach Viskositat, Entflammungs-
und Erstarrungspunkt 170
Neutralitiit ................. 171
Harze und Asphaltstoffe. . . . . . . . . . . . 171
Verharzungsfiihigkeit, Teer- und Verteerungszahl 172
Seifen- und Kautschukgehalt . . . . . . . . . 173
Pflanzen- und Tierole bzw. Fette in Mineralschmierolen 174
Stein- und BraunkohlenteerOle, Buchenholzteer- und Harzole . 176
Graphitzusatz. . . 177
Konsistente Fette. 177
Okonomie del' Ole 178
Technischer Teil.
Besondere Eigenschaften und Verwendbal'keit del' Brennstoffe. 180
Benzin 181
Benzol . . 186
Spiritus . . 190
Petroleum . 193
Naphthalin 194
Azetylen. . 194
Erzeugnisse aus Erdol- und Teel'·Riickstanden. 195
Gemische von Betriebsstoffen . . 198
Benzin und Benzol. . . . . . . . . . 199
Benzin, Benzol und Spiritus . . . . . 200
Benzin, Benzol, Petroleum und Spiritus 203
Verschiedene andere Gemische . . . . . . 203
Versuche iiber die Verdarnpfung verschiedener Benzin-und Benzol
sorten im Vergaser. • . . • . . . . . • . . . . . . . • . 205
Uber den Verbrauch und die Leistungsfiihigkeit verschiedenel'
Benzin- und BenzoIsorten beirn Motorenbetrieb. 207
Versuche an del' Bremsvorrichtung . . 207
Versuchsfahrten mit AutomobiI. . . . 211
Berechnung del' Betriebskosten fiir Brennstoffc. 216
Inhaltsvel'zeichniE. VII
Seite
Uber cmIge Besserungen am Automobil . . . 218
Schiitzen des Vergasers gegen Abkiihlung 218
Motorkiihlvorrichtungen . . . . . . . . 219
Filtration der in den Motor angesaugten Luft 220
Feuer- und explosionssiehere Lagerung von Benzin und Benzol und
Bra.nde verhiitende Vorrichtungen . . . . . . . 221
Ursachen der Brande. . . . . . . . . . . . 221
Lagerung von feuergefahrlichen Fliissigkeiten. 222
Einrichtung der I.agerraume . . . . . . . . 222
Lagerung von groBeren Benzin- und Benzolmengen . 224
Schutzgaserzeugung . . . . . . . .. 233
Lagerung und Transport von klcineren Benzin- und Benzol.
mengen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Vermeidung der Explosionsgefahr durch Reibungselektrizitat 235
Das Loschen von Benzin- und Benzolbranden . 236
Erste Hilfe bei Ungliieksfallen durch Benzinbetaubung 240
Literaturquellen . . . . . . . . . . . . . . . • . • • 243
Eillleitung.
Solange Explosionsmotoren nUl' in beschranktem MaBe ver
wendet wurden, konnte man im Handel reines und leichtfliichtiges
Benzin billig erhalten.
In den letzten J ahren erfuhr aber die Verwendung der .Benzin
Kraftfahrzeuge, sowie der Benzinmotoren iiberhaupt einen derart
raschen Aufschwung, daB sich trotz der Einfuhr von Benzin aus
Amerika und Ostindien ein auBerst unliebsamer Mangel an leichtem
Benzin fUhlbar machte. Das indische Rohbenzin, welches gegen
wartig nach Europa eingefiihrt wird, enthiilt nur verhaltni:;maBig
geringe Mengen von leichtem Benzin. Deutschland erzeugt bloB
einige Tausend Tonnen minderwertiges Benzin aUs Braunkohle,
und durch Kracken der Petroleumdestillate erhalt man auch nur
minderwertige Benzine.
Aus diesen Griinden war man genotigt, den Benzinbedarf in
schweren und schlechter en Benzinsorten zu decken, welcher Um
stand allerdings der Petroleumindustrie, die bei erhohter Nach
frage nach leichtem Benzin fUr das ihr fast zur Last fallende
schwere Benzin keinen Absatz hatte, au Berst willkommen war.
Infolge des wachsenden Benzinmangels kam allmahlich auch
Benzol als Betriebsstoff zur Verwendung und in del' Not urn Ben
zol, welches letztere zwar in immer groBeren Mengen gewonnen
wird, jedoch auch zu vielen anderen Zwecken Verwendung findet,
griff man aUch zu Spiritus und schlieBlich zu Petroleum.
Gleichzeitig wurden verschiedene Gemische von Benzin, Ben
zol, Spiritus und Petroleum unter den mannigfaltigsten Namen
in den Handel gebracht, nicht selten mit einer der Wahrheit nicht
entsprechenden Anpreisung.
Um eine leichte Entziindbarkeit solcher Gemische zu erzielen,
wurden denselben verschiedene andere, besonders leicht brenn
bare Stoffe, wie Schwefelather, Schwefelkohlenstoff, Azeton, Ni
troverbindungen, z. B. Pikrinsaure usw., zugesetzt. Von dies en
Gemischen erreichen jedoch nur wenige die Leistungsfahigkeit
des Benzols, noch weniger jene des Benzins.
Benzin wurde gewohnlich und wird auch jetzt noch meistens
nach seiner Dichte (spezifischem Gewichte) gekauft. Die Beschaf
fenheit des Benzins war eine Vertrauenssache, und niemand kiim
merte sich Um dessen Zusammensetzung; es geniigte dem Ver-
Form anek ,Benzin. 1
2 Einleitung.
braucher vollstandig, wenn das Benzin leicht war, d. i. ein spezi
fisches Gewicht von hochstens 0,700 besaB und »gut ziindete «.
Gegenwartig geniigt jedoch die bloBe Bestimmung des spezi
fischen Gewichtes zur Beurteilung des Benzins oder eines anderen
Betriebsmittels nicht, denn das spezifische Gewicht gestattet
keinen RiickschluB auf die Qualitat und Zusammensetzung eines
solchen Stoffes. So erhalt man z. B. durch VermiEChen von
niedrig- mit hochsiedenden Benzinfraktionen oder durch Zusatz
groBerer Mengen Gasolin zu schwerem Benzin ein Benzin von
mittIerem spezifischen Gewicht; und doch kann ein derartiges
Gemisch nicht dieselben Eigenschaften besitzen, wie ein direkt
durch Destillation aus dem Rohmaterial erzeugtes matiirIiches «
Benzin gleicher Dichte, weiI einem solchen Gemische die fUr den
Motorbetrieb wichtigen mittleren AnteiIe fehlen, wahrend es reich
ist an hochsiedenden Anteilen, welche im Vergaser nUr schwer
verdampfen.
Und umgekehrt wiederum erhalt man, durch Vermischen von
Benzol, dessen spezifisches Gewicht 0,885 ist, mit Benzin von
einem spezifischen Gewichte von 0,700, ein Gemisch, des sen Dichte
ein schweres Benzin anzeigen wiirde, und dennoch eignet :,:ich ein
solches Gemisch gut zum Motorenbetriebe, weil Benzol selbst auch
als Betriebsstoff gut verwendbar ist.
Aus der Bestimmung des spezifischen Gewichtes allein laBt
sich auch nicht feststellen, in welchem Verhaltnis Benzin und
Benzol in einem Gemische vorhanden sind.
Bei ganz gleicher Temperatur von 60-130° C siedende Frak
tionen amerikanischer und russischer Benzine untersoheiden sich
auBerordentlich durch deren spezifisches Gewicht; das spezifisohe
Gewicht der genannten Fraktionen des amerikanischen Benzins
ist Um etwa 0,015 niedriger als dasjenige der gleich hooh siedenden
Fraktionen russischen Benzins.
Ebenfalls hat das spezifische Gewicht von Handelsbenzolen
keinen besonderen Wert und dient meistens zur Orientierung.
Es ist namlich sehr gut moglich, aus den Komponenten Benzol,
Toluol und Xylol Mischungen herzustellell, die scheinbar den Prii
fungsvorschriften ent~prechen und dennoch die richtige Zusam
mensetzung nicht aufweisen.
Auf Grund des spezifischen Gewichts und der auBeren Merk
male des Betriebsstoffes allein kann man auch nicht erkennen,
ob diesel' nicht etwa absichtliche oder natiirliche Beimengungen
enthalt, welche, zwar anscheinend unbedenklich, bei Iangerer Ver
wendung jedoch auf die Bestandteile des Motors schadlich ein
wirken ki:innen, wie z. B. gri:iI3erer Gehalt an Schwefelkohlenstoff
in Benzin oder Benzol.
Einleitung. 3
Es ist also Yon grol3er Wichtigkeit, die Betriebs
stoffe tiberhaupt nur nach deren chemischer Zusam
mensetzung und naeh deren physikalischen Eigensehaf
ten zu kaufen und gemal3 dies en ihnen im Handel
bestimmte Bezeichnungen zu geben.
Ferner ist es unbedingt n6tig, bei Gemischen, welche
im Handel unter einer Bezeiehnung Yorkommen, aus
welc her deren Zusammensetzung nicht ersichtlich ist,
anzugeben, welche Stoffe dieselben enthalten, was ein
ftir den richtigen Motorbetrie b aul3erst wichtiger
Umstand ist.
In Berticksichtigung aller dieser Umstande hat sich die inter
nationale Petroleumkommission bereits im Jahre 1912 mit der
Frage der Vereinheitlichung der an Benzine zu stellenden Anfor
derungen in bezug auf Provenienz, Siedegrenzen usw. befaBt, aber
bisher wurde eine diesbeziigliche Vereinbarung nicht erzielt 1).
Wenn man die neuere Literatur tiber die Untersuchung von
Benzin, Benzol und Mineralschmiermitteln zum Zwecke des Be
triebes von Explosionsmotoren durehsieht, so findet man, daB
gegenwartig wedel' einheitliche und eingebiirgerte V orschriften
fUr die Priifung, noeh vereinbarte Normen fUr die Beurteilung
del' Betriebsstoffe bestehen, wie solche £iiI' andere industriell wich
tige Stoffe zu finden sind, obzwar Benzin und Benzol entsehieden
hierzu zu zahlen sind. Man Hndet groBtenteils allgemeine, mit
unter unvollstandige und praktischen Bediirfnissen gar nieht
Rechnung tragende Angaben, welche zur richtigen Beurteilung
von obgenannten techni3ehen Produkten weitaus nicht genii gen.
Erst in den in der letzten Zeit veroffentlichten Sehriften und
namentIich in den in Fachzeitschriften erschienenen Abhand
lungen findet man, daB die genannten Betriebsstoffe von tech
nischen Gesichtspunkten aus auf wi.3senschaftlicher Grundlage
weit eingehender studiert werden als friiher, aber eine erschop
fende physikalisch-chemisehe Untersuchung3methode der Be
triebsstoffe im Hinblick auf ihre technisehe Verwendung zum
Motorenbetriebe wurde noch nicht eingefiihrt.
In den neueren Biichern von Engler-Hofer, Holde, Lunge
Ber 1 usw. findet man in diesel' Beziehung zwar schon mehrere
wertvolle Angaben, jedoch entspreehen auch diese nicht ganz den
praktischen Bediirfnissen und del' wirklichen Sachlage.
So werden z. B. in verschiedenen Biichern folgende Eigen
sehaften £iiI' Motorenbenzine vorgeschrieben: ein leichtes Mo
torenbenzin soIl ein spezifisches Gewicht von 0,700-0,720 haben;
1) Vergleiche Zeitschr. Petroleum, Bd. VII, 1911-12, S.394.
1*