Brennstoffe · Kraftstoffe Schmierstoffe, 1948 Eine Einführung in ihre Chemie und Technologie für Ingenieure

Viele Ingenieure und Techniker, die Maschinen bauen und zu uber­ wachen haben, zeigen eine gewisse Abneigung, sich mit del' Chemie und Technologie del' Brennstoffe lmd Schmiermittel zu befassen, obwohl es sich dabei urn unentbehrliche Betriebs- odeI' Hilfsstoffe handelt. Dies ist zum Teil in dem Vorurteil begriindet, das viele Nichtchemiker del' Chemie, diesel' "Geheimwissenschaft" gegenuber hegen. Ein solches Vorurteil ist vollkommen unberechtigt, denn es gibt kaum eine Wissenschaft, die eine so klare Systematik aufweist wie die Chemie. Insbesondere gilt dies fUr die organische Chemie. Zudem kommen fUr Brennstoffe und Schmier­ mittel in del' Hauptsache nul' verhaltnismaBig einfache Verbindungen in Frage, die die Ausgangsplmkte fill die systematische Ableitung aIler organischen Verbindungen sind. Diese Tatsache laBt sich in einleuchten­ del' Weise dadurch erklaren, daB unsere natilllichen Rohstoffe fUr die Gewinmmg von Brenn- lmd Kraftstoffen sowie von Schmiermitteln, namlich Kohle, kohlenahnliche Vorkommen wie Torf usw. , Erdal und Erdgas, die Endstufen einer in geologischen Zeitraumen verlaufenen Um­ bildung aus vielgestaltig aufgebauten organischen Stoffen del' Natur darstellen. Das Buch hat es sich zur Aufgabe gemacht, in die Chemie und Tech­ nologie del' Brenn-, Kraft- und Schmierstoffe einzufUhren, urn dem In­ genieur das Verstandnis fUr Vorgange zu erleichtern, denen er taglich gegenubersteht und die sich bessel' durchschauen lassen, wenn die zu­ grunde liegenden chemischen Vorgange bekannt sind. Vielleicht ""'TId dadurch auch erreicht, daB manche Arbeit des bl'ennstoffchemischen Schrifttums bei Ingenieuren groBere Beachtung findet und zu engerer Zusammenarbeit anregt.

I. Die Chemie der in Brenn-, Kraft- und Schmierstoffen Yorkommenden Einzelverbindungen.- A. Die Kohlenwasserstoffe.- 1. Die Ketten-Kohlenwasserstoffe (Aliphaten).- a) Die gesättigten Kohlenwasserstoffe (Paraffine oder Alkane).- Normalformen — Isomere Formen.- Nomenklatur.- b) Die ungesättigten Kohlenwasserstoffe (Olefine, Di- und Polyolefine oder Alkene usw.; Azetylen).- Normalformen — Isomere Formen.- Mehrfache Doppelbindungen.- Azetylen.- 2. Die Ring-Kohlenwasserstoffe.- a) Benzol, seine Homologen und Abkömmlinge (Aromaten).- b) Die hydrierten Ring-Kohlenwasserstoffe (Zykloparaffine oder Naphthene und Zykloolefine).- c) Mehrringverbindungen.- 3. Elementarer Kohlenstoff (Graphit und Diamant) als Grenzfall.- B. Verbindungen von Kohlenstoff, Wasserstoff und dritten Elementen.- 1. Die Halogenide.- 2. Die funktioneilen Gruppen.- 3. Der Sauerstoff als drittes element.- a) Die sauerstoffhaltigen funktioneilen Gruppen.- ?) Die Hydroxylgruppe (Alkohole und Phenole).- ?) Die Karbonylgruppe (Aldehyde und Ketone).- ?) Die Karboxylgruppe (Säuren).- b) Durch Sauerstoff gekuppelte Verbindungen.- ?) Die Äther (Verbindungen mit Alkoxylgruppen, insbesondere mit der Methoxylgruppe).- ?) Die Peroxyde.- c) Ester und Seifen.- ?) Die Ester der Mineralsäuren.- ?) Die Ester der Karbonsäuren.- d) Verbindungen mit mehreren unterschiedlichen funktioneilen Gruppen.- 4. Der Schwefel in der Brennstoffchemie.- a) Schwefel in anorganischen Begleitstoffen.- b) Schwefel statt Sauerstoff in funktioneilen Gruppen.- c) Schwefel als Substituent im Kern von Ringverbindungen.- d) Die Schwefelverbindungen in den natürlichen Brennstoffvor-kommen.- e) Schwefelverbindungen in Abfallstoffen der Erdölraffination (Sulfonsäuren).- 5. Die Rolle des Stickstoffes.- a) Die Amide.- b) Die Amine.- c) Die Pyridinbasen.- d) Die Nitroverbindungen.- e) Die Nitrile, Isonitrile und Rhodanverbindungen.- 6. Metallorganische Verbindungen.- II. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe und ihrer Derivate.- A. Dynamische Größen.- 1. Die Zähigkeit.- 2. Die Wärmeleitfähigkeit und die Wärmeübergangszahl.- 3. Die Oberflächenspannung.- B. Mechanisch-thermische Größen.- 1. Das Molekulargewicht und die Dichte oder das spezifische Gewicht (Wichte).- 2. Das Schmelzverhalten.- 3. Das Siedeverhalten.- 4. Die Löslichkeit.- a) Die gegenseitige Löslichkeit in flüssiger Phase.- b) Die Löslichkeit von Gasen und Dämpfen in Flüssigkeiten (Absorption).- c) Der Einfluß der Konstitution auf die Löslichkeit.- d) Die Anlagerung von Gasen und Dämpfen oder Flüssigkeiten an feste Oberflächen (Adsorption).- 5. Die Tau- und Siedelinien von Gemischen und Gemengen.- C. Kalorische Größen.- 1. Die spezifische Wärme.- 2. Die Verdampfungswärme.- 3. Zustandsdiagramme.- 4. Die Mischungs- (Lösungs-) Wärme.- 5. Die Verbrennungs-, die Bildungs- und die Bindungswärme.- a) Die Verbrennungs- und die Bildungswärme.- b) Die atomare Bildungswärme.- c) Die Bindungswärme.- d) Die Temperaturabhängigkeit der Bildungswärme.- III. Die natürlich vorkommenden und technisch gewonnenen Brenn-, Kraft-und Schmierstoffe.- A. Kohle und sonstige feste Brennstoffe.- 1. Die Entstehung der Kohle.- a) Die Substanz der lebenden Pflanzen.- b) Der Torf.- c) Die Braunkohle.- d) Die Steinkohle.- 2. Das Gefüge der Kohle.- 3. Die Kohle als Kolloid.- 4. Die Asche in der Kohle.- 5. Die Aufbereitung der Kohle.- a) Die Aufbereitung der Braunkohle.- b) Die Aufbereitung der Steinkohle.- B. Erdöl und Erdgas.- 1. Die Entstehung des Erdöles und des Erdgases.- 2. Die Zusammensetzung des Erdöles und des Erdgases.- 3. Die Trennung und Verarbeitung von Erdöl und Erdgas.- a) Die Behandlung des Erdgases.- b) Die Destillation des Erdöles.- c) Die Raffination der Produkte.- ?) Die Behandlung mit Schwefelsäure.- ?) Die Behandlung mit Laugen.- ?) Der Doktorprozeß und verwandte Verfahren.- ?) Die Adsorptionsverfahren.- ?) Die Kopplung der Arbeitsgänge.- ?) Die Lösungsmittelverfahren.- C. Die technischen Verfahren zur Umwandlung der Kohlenwasserstoffe.- 1. Die Entgasung.- a) Die Hochtemperaturentgasung der Steinkohle.- b) Die Schwelung.- c) Sonstige Entgasungsverfahren.- 2. Das Spalten (Kracken) und Polymerisieren.- a) Das Kracken.- b) Das Polymerisieren.- 3. Das Hydrieren.- 4. Das Vergasen.- 5. Die Synthese.- 6. Sonstige Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen.- IV. Die technisch wichtigen Eigenschaften der Brenn-, Kraft- und Schmierstoffe.- A. Feste Brenn- und Kraftstoffe.- 1. Der Heizwert.- 2. Das Verhalten beim Erhitzen.- 3. Die Lager- und die Reaktionsfähigkeit.- 4. Die Zündfähigkeit.- 5. Das Bindungsvermögen (die Brikettierbarkeit).- 6. Die Ionenaustausehfähigkeit.- 7. Die Asche während der Verbrennung.- B. Flüssige Brenn- und Kraftstoffe.- 1. Der Heizwert.- 2. Die Lagerfähigkeit.- 3. Das Siedeverhalten.- 4. Die Zündwilligkeit und die Klopffestigkeit.- 5. Der Flammpunkt und der Brennpunkt.- 6. Die Verkokungsneigung.- C. Gasförmige Brenn- und Kraftstoffe.- 1. Der Heizwert.- 2. Die Zündeigenschaften.- 3. Die Brenneigenschaften.- D. Schmierstoffe.- 1. Die Zähigkeit.- a) Die graphische Darstellung des Zähigkeits—Temperatur-Verhaltens.- b) Der Einfluß der Schmierölzusammensetzung und ihre Ermittlung.- c) Der Einfluß von Druck und Schergefälle.- 2. Die Schmiereigenschaften.- 3. Der Flammpunkt, die Verkokungsneigung und der Zündpunkt.- 4. Alterung und Altölaufbereitung.- E. Sonstige Verwendung von Kohlenwasserstoffen und davon abgeleiteten Verbindungen.- 1. Isolierflüssigkeiten der Elektrotechnik.- 2. Härte- und Anlaßmittel für die Warmbehandlung von Stählen.- 3. Schneid- und Bohrflüssigkeiten für die mechanische Bearbeitung der Metalle.- 4. Seifen und ähnliche Textilhilfsmittel.- 5. Schäumer und Sammler für die Schwimmaufbereitung von Erzen.- 6. Waschöle für die Absorptionsverfahren der Gas- und Erdöltechnik.- 7. Lösungsmittel und Weichmacher.- 8. Arbeitsmittel für Kältemaschinen.- 9. Kohlenwasserstoffe für den Straßenbau, für die Kabelindustrie und für verwandte Zwecke.- Namenverzeichnis.