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Erdöl

[21] Erdöl (Petroleum, Steinöl, Naphtha), eine in der Natur vorkommende entzündliche Flüssigkeit, die den aus verschiedenen Teersorten gewonnenen Mineralölen ähnlich ist und, wie diese, wesentlich aus flüssigen Kohlenwasserstoffen besteht. Das rohe E. ist hell oder dunkel, dünn- oder dickflüssig; es wird oft begleitet von brennbaren Gasen (s. Erdgas), enthält Bestandteile, die schon bei mäßiger Erwärmung Dampfform annehmen, aber auch schwer flüchtige Ole und gelöste starre Körper (Paraffin) und geht unter Umständen in sehr dickflüssige Substanzen über, als deren Endglied das starre Bergwachs und der Asphalt zu betrachten sind. Das E. ist sehr weit verbreitet und findet sich in den verschiedensten geologischen Formationen, bisweilen in der Nähe von (doch ohne nachweisbaren Zusammenhang mit) Punkten vulkanischer Tätigkeit, ganz allgemein aber in Sedimentgesteinen. Die E. führenden Schichtenkomplexe aller Formationen und aller Erdteile weisen eine so ausgesprochene und auffallende Ähnlichkeit und Übereinstimmung in ihrer Ausbildung und Zusammensetzung auf, daß man von einer gewissen Erdölfazies der Formationen sprechen kann. Immer sind es bituminöse Tonschiefer und verschiedene, meist buntfarbige Tone in Wechsellagerung mit Sandsteinen und Konglomeraten. Kalksteine, die in diesen Formationen auch vorkommen, enthalten fast nur teerartige Stoffe, aber fast nie eigentliches E. Bisweilen auch eingeschaltete Süßwasserbildungen sind sehr selten bituminös. Größere Erdölmengen kommen nur in mächtigern Sandsteinbänken vor. Wo sich, wie z. B. in den Karpathen, mehrere Petroleumformationen von verschiedenem geologischen Alter nebeneinander finden, sind oft ganz bitumenfreie Schichtenkomplexe zwischen zwei Ölformationen parallel und konkordant eingeschaltet. Einzelne Vorkommen gehören einer sehr jungen Formation an, wie das von Wietze in Hannover, während das amerikanische E. aus den ältesten Formationen gewonnen wird. Es gibt aber an den verschiedenen Fundorten keine bestimmte Petroleumschicht. Das Öl durchdringt vielmehr die benachbarten Gesteinsschichten und erfüllt Spalten und Klüfte, auf die es in seinem Laufe stößt. Das Vorkommen erscheint daher sehr unregelmäßig, und in unmittelbar benachbarten Lokalitäten kann ein Bohrloch bei 20, ein andres erst bei mehr als 100 m Tiefe das Öl erreichen. Häufig enthalten die Hohlräume neben E. auch Wasser und brennbare Gase, nach ihrem spezifischen Gewicht übereinander geschichtet und meist unter hohem Druck stehend. Aus einem Bohrloch, das bei einem schräg aufwärts gerichteten Hohlraum die Gasschicht trifft, wird daher zunächst eine Eruption entzündlicher Gase erfolgen, und wenn diese vorüber ist, muß das E. durch Pumpen gehoben werden. Trifft das Bohrloch dagegen von vornherein die Ölschicht, so treibt das stark gespannte Gas das E. zur Oberfläche der Erde und selbst fontänenartig über diese hinaus. Eine Kluft, die in dem mit Wasser gefüllten Teil angebohrt wird, liefert oft reiche Ausbeute an E., wenn es gelingt, das Wasser so weit auszupumpen, daß das Öl das Bohrloch erreichen kann.

Die größten Mengen von E. liefern Rußland und Nordamerika. In den Vereinigten Staaten zieht sich die wichtigste Petroleumzone von der Westgrenze Pennsylvaniens in nordöstlicher Richtung quer durch diesen Staat und durch den Staat New York an dessen Südgrenze. Die größten Ölgebiete innerhalb dieser Zone befinden sich in den Grafschaften Mac Kean in Pennsylvanien und Alleghany in New York. Von geringerer Bedeutung sind Westvirginia, Ohio, Kentucky, Kalifornien und Texas. In Kanada liegen die Ölgebiete in der Grafschaft[21] Lamberton im westlichen Teil der Provinz Ontario und hauptsächlich im Stadtgebiet von Enniskillen. In Mittel- und Südamerika sind zu nennen: Cuba mit großem Reichtum an Asphalt, der Asphaltsee (Pitch Lake) auf Trinidad, die Petroleumquellen am See von Maracaibo, die Ölfelder von Mancora in Nordperu, von Cuarazuli, Plata und Piquerenda in Südbolivia und die der argentinischen Provinz Jujuy. In Asien hat Japan in fünf Provinzen besonders auf der Hauptinsel (Provinz Echigo) E., doch deckt die Produktion nur etwa ein Drittel des stets wachsenden Verbrauchs, auch in China und Formosa ist die Ausbeute gering. Auf Sachalin ist ebenfalls E. gefunden worden. Ein wichtiges Gebiet ist Britisch-Birma, namentlich die Inseln Tscheduba, Ramri und Barongah. Die geologische Formation besteht aus sandigem Lehm, der ein auf einem Kohlenflöz ruhendes Tonlager bedeckt. Das Öl ist in dem Ton enthalten, und wenn man die obere Schicht durchbohrt und in den Ton einen Brunnen von 60–90 m Tiefe gräbt, so sammelt sich das Öl in diesem auf Wasser schwimmend und kann leicht zutage gefördert werden. Im Pandschab tritt E. an mehreren Stellen zutage; auch findet es sich in Assam. Persien ist reich an Petroleumquellen, ebenso Sumatra, Java und Borneo. Das wichtigste Gebiet aber ist der Kaukasus. Die kaukasisch-kaspische Naphthazone beginnt östlich vom Kaspischen Meer und setzt sich fort über die Insel Tscheleken südlich von Krasnowodsk und die kleinen Inseln in der Nähe der Halbinsel Apscheron in das Gebiet von Baku und zieht von da längs des Kaukasus über Tiflis, Ter und Noworossijsk auf die Tamanhalbinsel und bis in die Krim. Man unterscheidet vier Regionen, und zwar je eine zu beiden Enden der Kaukasuskette und je eine im N. und S. derselben. Die Erdölquellen finden sich hier in vollkommen vulkanischer Gegend, die auch an Mineralquellen sehr reich ist. Reiche Ausbeute liefern das Becken von Temruck oder von Kertsch am Kubanfluß und das nördliche Becken, welches das Terektal und die Provinz Daghestan umfaßt. Die beiden wichtigsten Becken liegen aber im Kuratal um Tiflis herum und auf der Halbinsel Apscheron um Baku. In Tiflis steigen brennbare Gase in unaufhörlichen Strömen aus dem Erdboden hervor. Das E. findet sich meist in der tertiären Formation, und die mittlere Tiefe der Brunnen beträgt kaum mehr als 60 m, während man in Amerika auf 250, selbst 310 m hinabgeht. Am ergiebigsten sind die Brunnen in Baku, die Druschbaquelle lieferte 1883 täglich über 8 Mill. kg und verschlammte die ganze Gegend. Das Rohöl in Transkaspien ist im Gegensatz zu dem paraffinfreien Bakuöl paraffinhaltig und wird wesentlich nur als Heizmaterial Verwendung finden. In Australien besitzen Neusüdwales sowie auch Queensland und Tasmania ausgedehnte Lager von Brandschiefer, aus dem in Neusüdwales E. gewonnen wird, und in Neuseeland auf der Nordinsel ausgeführte Bohrungen haben unbedeutende Resultate ergeben. Auch in Ägypten ergaben Bohrversuche geringe Ergiebigkeit. In Algerien erstreckt sich eine E. führende Zone anscheinend von der östlichen Grenze von Marokko durch die ganze Provinz Oran bis nach Konstantine. Die Verhältnisse sind hier ähnlich wie bei Baku und in Galizien. Auch in Tunis ist E.gefunden worden.

Europa besitzt zwar an vielen Orten Erdölquellen, doch ist zunächst nur das Vorkommen in Galizien von größerer Bedeutung. Hier zieht sich das Erdölgebiet in einer Breite von 2–3 Meilen am Nordabhang der Gebirges hin, zwischen dem Karpathensandstein und den eocänen Tertiärschichten. Eine der wichtigsten Lokalitäten ist Boryslaw bei Drohobycz, wo sich E. und Ozokerit in bituminösen und salzigen miocänen Tonen und Mergeln finden, die von Geröll und Lehmschichten bedeckt sind. Niveau und Ergiebigkeit der E. führenden Schichten wechseln sehr; indes scheint Ozokerit sich tiefer als 20 Klafter nicht mehr zu finden, während E. noch in jeder beliebigen Tiefe angetroffen wird. Rumänien hat Erdölquellen zumeist am Südostfuß der Karpathen und gewinnt das Öl in einer Tiefe von 50–120 m. In Deutschland findet sich E. in der Hannoverschen Mulde zwischen Wesergebirge und Teutoburger Wald, auf einer von NW. nach SO. gezogenen Linie, beginnend bei Verden an der Aller und endend bei Braunschweig mit den Fundorten Wietze und Steinförde, Hänigsen bei Burgdorf und dem Gebiet bei Edemissen mit Ölheim. Parallel zur Hauptlinie läuft südlich noch eine Ölzone (Oberg, Ölsburg, Sehnde) und ebenso nördlich bei Hölle zwischen Meldorf und Heide in Holstein. 1880 begann in der Gegend von Ödessen (Ölheim) eine Aktiengesellschaft die Bohrarbeiten und erhielt aus einem der Bohrlöcher in 150 Tagen 1000 Barrels à 3,25 Ztr. Mohr erbohrte 1880 eine Quelle, die 30 Ztr. E. in einer Stunde lieferte. Trotzdem wurden hier keine wesentlichen Resultate erreicht, und erst nach den Erfolgen in Wietze um die Wende des Jahrhunderts hat die nordwestdeutsche Erdölindustrie neuen Aufschwung genommen. Man begann hier 1890 mit Bohrungen und gewann namentlich 1902 ermutigende Resultate. Eine obere ölführende Schicht liegt zwischen 60 und 200 m Tiefe, dann folgt eine ertraglose Schicht von 150 m Mächtigkeit und unter dieser eine zweite ölführende Schicht, aus der mit dem E. stark salzige Sole gefördert wird. Das ergiebigste Bohrloch hat 347 m Tiefe. Die obere Schicht gibt dunkles Öl (spez. Gew. 0,94–0,95), das wenig Leuchtöl, aber viel Schmieröl enthält, die untere Schicht gibt helleres, grünliches Öl (spez. Gew. 0,88–0,89), das 10–13 Proz. Benzin, 23 Proz. Leuchtöl und 50–60 Proz. Schmieröl liefert. Man rechnet für 1903 auf einen Ertrag von 45,000 Ton. Ein zweites deutsches Vorkommen von E. findet sich im Elsaß (im Illtal bei Alskirch, bei Bechelbronn, Lobsan, Schwabweiler, Hagenau) im Oligocän und ein drittes an der Westseite des Tegernsees. Letzteres ist am unbedeutendsten. Italien hat zwei Petroleumdistrikte am Nordrande des Apennin und in den Abruzzen. Besonders zwischen Bologna und Mailand liegen zahlreiche Erdöl- und Gasquellen im Eocän. Einige dieser Quellen, wie die in Velleia, waren schon im Altertum bekannt. Außerdem findet sich E. in Frankreich (Depart. Hérault), in der Schweiz, Griechenland, Spanien, England, Schottland, im Gebiet der Petschora, am Flusse Uchta, unweit der Küste des Eismeeres.

Gewinnung, Beschaffenheit und Entstehung.

Ursprünglich gewann man das E. in der primitivsten Weise in Gruben und Brunnen, in China erhielt man durch artesische Brunnen neben Salzsole und Erdgas auch E., in Nordamerika wurde der erste artesische Brunnen zur Gewinnung von E. 1809 angelegt, und diese Brunnen bildeten den Übergang zu den jetzt gebräuchlichen Tiefbohrungen. Das Öl springt, durch Gasdruck getrieben, entweder im Strahl aus dem Bohrloch, oder es muß durch Pumpen gefördert werden. Die Springquellen versiegen, wenn der Gasdruck nachläßt, aber auch die Pumpbrunnen versagen mit der Zeit, und dann hat man sie oft mit Erfolg [22] torpediert, indem man eine mit Nitroglyzerin gefüllte Patrone in das Bohrloch hinunterließ und zur Explosion brachte. Das gewonnene Rohöl wird in großen eisernen Behältern gesammelt und in eisernen liegenden Zylindern von 6–15,000 Lit. (tanks) transportiert. Die Kosten für den Transport sind für das Gedeihen der Erdölindustrie fast allein entscheidend, und in Nordamerika hat man deshalb großartige Röhrenleitungen (pipe lines) angelegt, die in der Ölregion ein kolossales Netzwerk bilden und sich bis zur Küste erstrecken. Die Röhren haben einen Durchmesser bis 15 cm, sind geschweißt und durch Muffen miteinander verbunden. Sehr kräftige Pumpen treiben das Öl durch die Röhren, so daß. es auch erhebliche Niveaudifferenzen überwindet. Ähnliche Einrichtungen existieren auch im russischen Erdölgebiet. Für den Wassertransport wurden Tankdampfer gebaut, auf denen große eiserne Zisternen den ganzen Kielraum einnehmen, und in den Hafenplätzen dienen mächtige Reservoirs zur Aufnahme des Erdöls. Der Faßverkehr beschränkt sich gegenwärtig auf ganz bestimmte Konsumplätze.

Das amerikanische rohe E. ist dunkel gefärbt, meist braun, vom spez. Gew. 0,75–0,925; es riecht von beigemengten Schwefel-, Arsen- und Phosphorverbindungen durchdringlich widerlich. Besonders das kanadische riecht sehr stark, ist rotbraun, schwerer (0,832–0,858) als das pennsylvanische (0,805–0,816), das heller, dünnflüssiger, grünlich, ins Olivenbraune ziehend erscheint. Das Rangunöl ist bei auffallendem Licht gelbgrün, bei durchfallendem braun, dabei butterartig. Das Öl von Apscheron hat je nach der Tiefe der Bohrlöcher ein spezifisches Gewicht von 0,855–0,925, während das schöne gelbe Öl von Surachana nur 0,750 spez. Gew. besitzt. Allgemein liefern die obern Erdschichten dickflüssigere, schwerere Öle als die tiefern, vielleicht z. T. aus dem Grunde, weil aus jenen die flüchtigern Bestandteile des Erdöls durch Verdunstung entwichen sind. Manche Erdöle entwickeln kein Gas, andre aber liefern schon bei 6° entzündliche Dämpfe, und die meisten beginnen bei 40–60° zu sieden. Bei fortgesetztem Erhitzen steigt der Siedepunkt beständig, und die letzten flüchtigen Anteile des Erdöls verdampfen erst bei 400°. Zuletzt bleibt ein pechartiger oder kohliger Rückstand. Dies Verhalten deutet darauf hin, daß das E. ein Gemenge verschiedenartiger Stoffe ist, es besteht in der Tat fast ausschließlich aus Kohlenwasserstoffen, die nach der Formel C_nH_2n+2 zusammengesetzt sind. Diese Kohlenwasserstoffe bilden eine homologe Reihe, deren aufeinander folgende Glieder sich durch einen Mehrgehalt der Atomgruppe CH₂ unterscheiden. Die Reihe beginnt mit dem Sumpfgas oder Methan CH₄, auf das noch einige gasförmige, dann aber flüssige Verbindungen folgen, und endet mit bei gewöhnlicher Temperatur starren Körpern. Im E. findet sich nun das Sumpfgas selbst nicht, seine entzündlichen Gase bestehen aus Äthan C₂H₆ und Propan C₃H₈. Außerdem enthält es Butan C₄H₁₀, das bei 1°, Pentan C₅H₁₂, das bei 38°, Hexan C₆H₁₄, das bei 69°, Heptan C₇H₁₆, das bei 98,5°, Oktan C₈H₁₈, das bei 125° siedet, und auch noch höhere Glieder dieser Reihe. Keineswegs sind aber alle diese Kohlenwasserstoffe stets vorhanden, meist herrschen einige, wie z. B. Pentan und Hexan, bedeutend vor. Das kaukasische E. besteht ebenfalls aus Kohlenwasserstoffen, die aber der Reihe C_nH_2n angehören und aus Hexahydrobenzol C₆H₁₂ und dessen Homologen bestehen, so daß sie wenigstens z. T. leicht in Benzolderivate übergeführt werden können. Die quantitativen Verhältnisse des bei höherer Temperatur siedenden Teils des Erdöls sind nicht bekannt; aber manche Erdöle enthalten bedeutende Mengen von Paraffin (rohes pennsylvanisches 2 Proz., kanadisches bis 7, Rangunöl bis 10, javanisches bis 40 Proz.), das bisweilen schon bei Winterkälte herauskristallisiert und in seiner Zusammensetzung von dem aus Braunkohlenteer gewonnenen Paraffin abweicht. Manche Erdöle sind ganz sauerstofffrei, die meisten aber enthalten auch sauerstoffhaltige Verbindungen, wie Karbolsäure, wenn auch in viel geringerer Menge als die Teeröle, in denen wieder die Kohlenwasserstoffe des Erdöls sehr spärlich vertreten sind.

Die große äußere Ähnlichkeit des Erdöls mit den aus Teer bereiteten Olen führte früh zu der Annahme, daß es zu großen Kohlenlagern in der Erde in Beziehung stehe und als Nebenprodukt der Umwandlung der Holzfaser in Steinkohle zu betrachten sei. In der Tat tritt Sumpfgas, das erste Glied jener Reihe von Körpern, aus denen E. besteht, in Steinkohlengruben ganz allgemein auf, und im Steinkohlenbergwerk The Dingle in Shropshire fließt Mineralöl direkt aus Steinkohlen ab. Ist Teer das Produkt einer raschen Zersetzung bei sehr hoher Temperatur, so könnte man wohl das E. entstanden denken durch einen bei verhältnismäßig niederer Temperatur und unter hohem Druck verlaufenden Prozeß, der wahrscheinlich andre Kohlenwasserstoffe liefern dürfte. Gegen diese Hypothese sprechen nun aber manche Verhältnisse im Vorkommen des Erdöls sehr entschieden. Zwar finden sich in Nordamerika im Öldistrikt auch sehr ausgedehnte Steinkohlen-, namentlich Anthrazitlager, aber E. trifft man auch in Gegenden, in denen nur ältere und nicht mehr die Steinkohlenformation vorhanden ist, ohne daß man Grund hätte, anzunehmen, diese sei früher dort vorhanden gewesen und erst später zerstört worden. Überhaupt tritt E. in Amerika mehr in den unter der Steinkohlenformation liegenden silurischen und devonischen Schichten auf, und somit erscheint die Hypothese, die das E. zu den Steinkohlen in Beziehung setzen will, wenig begründet. Krämer hat aus Diatomeenschlamm durch Ausziehen mit Benzin eine wachsartige Substanz erhalten, die dem Ozokerit ähnlich ist und bei Destillation unter Druck E. liefert. Er berechnete, daß aus dem Schlamm des Sees von Ludwigshof (Uckermark) 200,000 Ton. Erdwachs gewonnen werden könnten. Diatomeen leben in Süß- und Salzwasser, und man kann also die in ganz verschiedenen Formationen vorkommenden Erdölfunde erklären, wenn man annimmt, daß der Diatomeenschlamm von Erdmassen überlagert worden und unter dem Druck eine Destillation Platz gegriffen hat. Vielleicht ist aber das E. überhaupt nicht ein Zersetzungsprodukt von vegetabilischer Substanz, aus der die Kohle unzweifelhaft abzuleiten ist, sondern aus tierischen Stoffen entstanden. Dafür spricht z. B. das Vorkommen von E. am Roten Meer. Die ägyptische Küste besteht dort großenteils aus Korallenbänken, die auf der Wasserseite leben und weiter wachsen, landeinwärts aber absterben und austrocknen, so daß ein löcheriger Kalkfels übrigbleibt. In diesen Löchern sammelt sich als Zersetzungsprodukt der eingeschlossenen Korallentiere beständig Petroleum, das von den Eingebornen aus Brunnen ausgeschöpft wird. Sonach würde jede absterbende Bank von Korallen, Muscheln, Krebstieren das Material zu öligen Produkten enthalten, und ihre Bildung würde nur davon abhängen, daß die Umstände dafür günstig sind und namentlich höhere Wärme mitwirkt. Durch Versuche im größern Maßstab[23] hat Engler nachgewiesen, daß tierische Substanz (Fische, Muscheln), unter einem Druck von 16 Atmosphären der trocknen Destillation unterworfen, ein Produkt gibt, das vom E. völlig abweicht, während oleinreiche Fette (Tran) bei gleicher Behandlung ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen liefern, das dem E. sehr ähnlich ist. Engler nimmt daher an, daß bei der Verwesung der Seetiere die stickstoffhaltige Substanz völlig zerstört wurde, das zurückbleibende Fett unter dem Drucke der auflagernden Sedimentärschichten, und der Verwesungsgase bei erhöhter Temperatur in Glyzerin, das leicht weggespült werden konnte, und in fette Säuren gespalten wurde, und daß letztere dann durch Druck und Wärme in Kohlenwasserstoffe und Wasser zerfielen. Je nach dem herrschenden Verhältnis zwischen Druck und Temperatur entstanden Kohlenwasserstoffe verschiedener Reihen, und so erklärt sich die Verschiedenheit in der Zusammensetzung der einzelnen Erdölvorkommen. Beachtenswert für die Erklärung der Entstehung des Erdöls ist jedenfalls die in der Natur sehr beständige Assoziation von Steinsalz, brennbaren Gasen und E. Berthelot hat versucht, die Möglichkeit eines Ursprungs des Erdöls aus unorganischen Stoffen darzutun. Er geht dabei von der Hypothese aus, daß im Innern der Erde Alkalimetalle vorkommen, durch deren Einwirkung auf Kohlensäureverbindungen Acetylüre entstehen müssen. Treffen diese mit Wasser zusammen, so wird Acetylen frei, das sich infolge des Druckes und der höhern Temperatur zu Benzol verdichtet. Wirkt aber Wasser auf die Alkalimetalle, so wird Wasserstoff frei, der mit dem Acetylen bei der Verdichtung die Kohlenwasserstoffe liefert, die sich im E. finden. Mendelejew und Moissan gehen von geschmolzenem Eisenkarbid aus, mit dem eindringendes Wasser Eisenoxyd und Kohlenwasserstoffe liefert.

Destillationsprodukte. Verwendung.

Das rohe E. ist zur Verwendung wenig geeignet; man unterwirft es einer Destillation, bei der man zuerst sehr flüchtige, leichte, dann minder flüchtige, schwerere Öle und zuletzt Paraffin mit einem teerartigen Rückstand erhält. Man benutzt heute fast allgemein kontinuierliche Destillation, bei der eine Reihe von Kesseln mit Niveauunterschieden von 1–1,5 m nebeneinander stehen und durch Röhren miteinander verbunden sind. Die Kessel werden auf um so höhere Temperatur angeheizt, je tiefer sie stehen, und indem nun das Rohöl aus den Reservoiren in den obersten Kessel strömt und, dem Gefälle folgend, in immer tiefere und heißere Kessel gelangt, wird eine fraktionierte Destillation erreicht, bei der jeder Kessel sein besonderes Produkt liefert. Die Dämpfe werden aus den einzelnen Kesseln durch Kühlapparate geleitet, und das verdichtete Öl fließt in Sammelbehälter zur Reinigung. Sehr schwefelreiche, übelriechende Rohöle (Ohio) werden mit gerösteten Kupfererzen behandelt (Frashprozeß) und dann destilliert. Die bei der Destillation erhaltenen leichten Öle destilliert man in Apparaten mit Dampfheizung und Rektifikationssäule, rührt sie dann ¹/₂-1 Stunde mit 0,25–0,5 Proz. konzentrierter Schwefelsäure und nach dem Ablassen der Säure mit wenig Ätznatronlauge zusammen, wobei sie ihren unangenehmen stechenden Geruch verlieren.

Die Destillationsprodukte der leichten Öle (Leichtöle, Essenzen) sind sehr ungleich, indem man willkürlich die Grenzen der spezifischen Gewichte und Siedepunkte verlegt. Das flüchtigste Produkt ist das Rhigolen (Cymogen), das schon bei 30° siedet und als anästhetisches Mittel benutzt wird; ferner Petroleumäther (Erdöläther, Keroselen [Rhigolen], Sherwoodöl, Danforthsöl, Auroraöl), der als Aether Petrolei offizinell war und nach der Pharmac. germ., Ed. I., bei einem spezifischen Gewicht von 0,67–0,675 bei 50–60° sieden sollte. Er absorbiert an der Luft Sauerstoff, wird dadurch spezifisch schwerer, ist äußerst leicht entzündlich und dient als lokales Anästhetikum und gegen rheumatische Leiden, auch wohl zum Betrieb von Eismaschinen und zur Trennung gewisser organischer Präparate. Petroleumäther II (Gasolin, Canadol, B-Naphtha), etwas schwerer und schwerer flüchtig; Petroleumbenzin, als Benzinum Petrolei offizinell, soll nach dem »Deutschen Arzneibuch« bei einem spezifischen Gewicht von 0,64–0,67 bei 55–75° sieden. (Näheres s. Benzin.) Ligroin (C-Naphtha) vom spez. Gew. 0,68–0,72, bei 80–120° siedend, dient ebenfalls als Extraktionsmittel, Fleckwasser, zur Darstellung von Linoleum, Wachstuch, Firnis, Lack, als Putzöl, als Leuchtmaterial, zum Karburieren von Leuchtgas. Das künstliche Terpentinöl (Petroleumsprit, Putzöl), vom spez. Gew. 0,73–0,74, löst nicht Harze, dient zum Verdünnen von Leinölfirnis, zum Reinigen von Buchdrucklettern und zum Putzen von Maschinenteilen. Alle diese Essenzen, von denen die schwereren als Naphtha im Handel sind, riechen mehr oder weniger ätherisch, nicht eigentlich unangenehm und sind sehr leicht entzündlich. – Auch das rohe Leuchtöl wird mit Schwefelsäure behandelt, mit Wasser gewaschen und dann mit Natronlauge behandelt, wodurch Säuren, Phenole, Teerprodukte etc. beseitigt werden. Das Produkt ist dann noch von suspendierten Wassertröpfchen getrübt und wird in offenen, flachen Pfannen, die dem Licht stark ausgesetzt sind, oder durch Filtration über Sägespäne oder Kochsalz geklärt. Durch Sonnenlicht wird das Petroleum auch gebleicht. Das zum Gebrauch fertige Öl kommt als gereinigtes oder raffiniertes Petroleum, Paraffinöl, Kerosen, Photonaphthil in den Handel. Es ist wasserhell oder schwach gelblich, fluoresziert schön blau, vom spez. Gew. 0,78–0,82 und 0,86, siedet bei etwa 150° und brennt nur mit Hilfe eines Dochtes unter Entwickelung von intensivem Licht und viel Wärme. 1 kg E. verdampft 18 Lit. Wasser. Es mischt sich mit Schwefelkohlenstoff, Äther, Terpentinöl, nicht mit Alkohol, löst Fette und Harze etc. viel schwerer als die Essenzen, bringt Kautschuk zum Quellen und löst ihn beim Erwärmen. Brennöle von dem angegebenen spezifischen Gewicht (am besten 0,815 bei Zimmertemperatur), wenn sie durch eine sorgfältig geleitete fraktionierte Destillation erhalten wurden, sind durchaus ungefährlich; besonders gilt dies von den farblosen und schwach riechenden Produkten, die als Kaiseröl, Paraffinöl, Kerosen, Pittöl in den Handel kommen. Höfer gibt folgende Übersicht:

Prüfung.

Leuchtöle von dem spezifischen Gewichte der guten Ole kann man auch betrügerisch durch Mischung von schweren Ölen mit Leichtölen herstellen. Solche Mischungen entwickeln bei wenig erhöhter Temperatur brennbare Dämpfe, die, mit Luft gemischt, durch eine Flamme zur Explosion gebracht werden und daher höchst gefährlich sind. Sie werden hergestellt, wenn die Marktverhältnisse für die schweren und leichten Öle ungünstig sind. Zur Prüfung der Brennöle genügt daher nicht die Ermittelung des spezifischen Gewichts,[24] es ist vielmehr noch die Bestimmung der Entzündungstemperatur (fire-test) erforderlich. Hierzu dienen Apparate von verschiedener Konstruktion.

Nach Verordnung vom 24. Febr. 1882 ist in Deutschland das gewerbsmäßige Verkaufen und Feilhalten von Petroleum, das bei einem Barometerstand von 760 mm schon bei Erwärmung auf weniger als 21° entflammbare Dämpfe entweichen läßt, nur in Gefäßen gestattet, die an auffälliger Stelle auf rotem Grunde die Inschrift »Feuergefährlich« tragen. Bei Abgabe in Mengen von weniger als 50 kg muß die Inschrift noch die Worte: »Nur mit besondern Vorsichtsmaßregeln zu Brennzwecken verwendbar« enthalten. Die Untersuchung des Petroleums auf seine Entflammbarkeit geschieht mittels des Abelschen Petroleumprobers unter Beachtung der von dem Reichskanzler durch Bekanntmachung vom 20. April 1882 wegen Handhabung des Probers erlassenen nähern Vorschriften. Vgl. »Vorschriften, betr. den Abelschen Petroleumprober«, zusammengestellt von der kaiserl. Normaleichungskommission (Berl. 1883).

Adelscher Petroleumprober.

Der Apparat von Abel (s. Abbild.) besteht aus einem kupfernen, auf eisernem Dreifuß sitzenden zylindrischen Mantel D, in welchen das aus den beiden kupfernen Zylindern B und C bestehende Wasserbad so eingesetzt ist, daß es, während es unten auf dem eisernen Ringe g aufsitzt, mit der aufgelöteten runden Kupferplatte K zugleich den Mantel D oben abschließt. In der Mitte der Platte K befindet sich eine kreisförmige, zur Verhinderung der Wärmeleitung mit einem Ebonitring eingefaßte Öffnung, in die der aus Messing od. Bronze gefertigte Ölbehälter A, in das Luftbad B herabhängend, eingesetzt wird. Dieser Behälter A trägt im Innern eine Einfüllmarke a und ist mit einem dicht schließenden Deckel versehen, durch den das Thermometer b bis ins Innere hinabreicht. Auf dem Deckel ist ferner noch in zwei Stützen, um eine horizontale Achse beweglich, das kleine, mit verlängerter Schnauze versehene Ollämpchen c aufgehängt. Schließlich befinden sich im Deckel noch drei rechteckige Öffnungen, die durch einen mit entsprechenden Öffnungen versehenen Schieber d geschlossen und geöffnet werden können. Beim Ausziehen des Schiebers wird durch einen Stift das bewegliche Lämpchen c so auf die Seite gekippt, daß seine Schnauze gerade bis auf die mittlere frei werdende Öffnung des Deckels hinabreicht. Beim Zurückschieben des Schiebers kehrt, gleichzeitig mit dem Schließen der Deckelöffnungen, das Lämpchen wieder in seine aufrechte Lage zurück. Bei dem für Leuchtgas eingerichteten Apparat dreht sich zwischen den beiden Trägern auf dem Deckel statt des Lämpchens ein hohles Rohr, das in seiner Mitte eine kleine, einer Lötrohrspitze ähnliche Metalldüse besitzt und an dem einen Ende durch einfaches Überziehen eines Gummischlauches mit der Gasleitung in Verbindung gebracht wird. Nachdem dann das Wasserbad C, das durch den Trichter f mit Wasser gefüllt wird, auf etwa 54° erwärmt ist, wird der Behälter A bis zur Marke mit dem zu prüfenden Öl gefüllt, mit dem Deckel verschlossen und in den Luftraum B eingesetzt. Sobald das Thermometer b etwa 19° erreicht hat, beginnt man mit der Prüfung, indem man von 1 zu 1 oder von 2 zu 2 Minuten den Schieber d öffnet und schließt und dadurch das oben beschriebene Spiel des Lämpchens bewirkt. Die Temperatur, bei der man während eines solchen Öffnens eine Entflammung des im obern Teil von A befindlichen Gasgemisches bemerkt, gilt als Entflammungspunkt. Für den amtlichen Gebrauch in Deutschland ist der Abelsche Apparat in einer von Pensky verbesserten Form eingeführt worden. Der Schieber wird hier nicht mit der Hand bewegt, sondern ist mit einem besondern Triebwerk versehen, das ihn genau in der vorgeschriebenen Weise regelmäßig verschiebt.

Die bei der periodischen oder kontinuierlichen Destillation des Erdöls nach dem Abtreiben der Leuchtöle bleibenden Rückstände sind dickflüssig, oft bei gewöhnlicher Temperatur erstarrend, dunkelgrün bis schwarzbraun und von brenzligem Geruch; spez. Gew. 0,88–1, Siedepunkt über 300°. Man benutzt sie als Heizmaterial (Masut, Pakura etc.), besonders auf Dampfschiffen, als Schmieröl (Globeöl, Phönixöl, Vulkanöl), zur Erzeugung von Vaselin, Wagenfetten und Ölgas. Werden sie aus liegenden Kesseln mit Hilfe von überhitztem Dampf (400–500°) und Vakuum weiter destilliert, so erhält man durch Fraktionierung mehrere Ole, die sich durch ihr spezifisches Gewicht voneinander unterscheiden und wie die Leuchtöle mit Säure und Lauge gereinigt werden müssen. Höfer gibt folgende Übersicht:

Nicht alle Bestandteile der Destillationsprodukte des Erdöls sind im rohen Öl enthalten gewesen, manche sind offenbar während der Destillation durch eine Spaltung entstanden. Man hat daher versucht, eine solche Spaltung noch weiter absichtlich herbeizuführen, um aus schweren Ölen leichter flüchtige Produkte zu erhalten. Dies gelingt, wenn man die schweren Öle und deren Dämpfe möglichst lange in Berührung mit den glühenden Wänden des für diesen Zweck eigenartig konstruierten Destillierapparates läßt (Crackingprozeß). Man benutzt dazu stehende Kessel mit großen Kondensationsdomen und entsprechenden Dephlegmatoren.

Rohes E., das nicht auf Leucht- und Schmieröl verarbeitet werden kann, benutzt man in eigentümlichen Feuerungsanlagen als Heizmaterial, auch statt der Kohle für metallurgische Zwecke und zum Betrieb von Motoren; Leuchtöl dient vornehmlich als Leuchtmaterial,[25] aber auch als Heizmaterial in der Küche und in Zimmeröfen. Für die Schweröle und selbst für die Rückstände hat man besondere Lampen konstruiert. Die Rückstände benutzt man auch zur Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe, indem man ihre Dämpfe langsam durch eiserne Röhren leitet, die auf 700–800° erhitzt sind. Mit großem Vorteil sind die Rückstände bei der Aufbereitung benutzt worden (Elmoreverfahren, s. Aufbereitung, S. 86). Ebenso dienen die Rückstände und gewisse Destillationsprodukte von geringem Schmierwert und starkem Geruch (Blauöl und Grünöl mit starker ins Blaue, resp. ins Grüne spielender Fluoreszenz) zur Darstellung von Leuchtgas (Ölgas). Rückstände oder rohes E. werden auch zur Tilgung des Staubes auf Straßen und Eisenbahnen benutzt, eine Mischung von reinem schwerem Öl und Pflanzenöl dient als Stauböl zum Bestreichen der Fußböden in Schulen etc., wodurch der Staub bekämpft und die Reinigung sehr erleichtert wird.

Geschichtliches. Produktion.

Das E. war schon im Altertum bekannt. Bei ihrer Übersiedelung nach Persien fanden die Juden Gruben, in denen die Priester ihr heiliges Feuer verborgen hielten und in denen sich E. sammelte. Diese Orte waren ihnen heilig, und sie nannten sie Vergebungs- oder Versöhnungsorte, nephtar oder nephtoj, wovon sich der Name Naphtha ableitet. Bei dem Bau von Babylon und Ninive wurde ein Asphaltmörtel verwendet, dessen Asphalt durch Verdunstung von E. aus den Quellen am Is, einem Nebenflüßchen des Euphrat, gewonnen wurde. Diese Quellen fließen noch heute, und man benutzt das aus ihnen gewonnene E. als Leuchtmaterial. Im alten Ägypten scheint E. oder daraus bereiteter Asphalt beim Einbalsamieren Anwendung gefunden zu haben. Herodot spricht von den Erdölquellen auf Zakynthos, die einen Teil Griechenlands mit E. versorgten, und Plutarch beschreibt einen brennenden See in der Nähe von Ekbatana. Dioskorides und Plinius erwähnen das E. von Agrigent, das als »sizilisches Öl« in Lampen gebrannt wurde. Eine solche Benutzung des Erdöls als Leuchtmaterial hat wohl nie ganz aufgehört; im 19. Jahrh. diente das zu Amiano unweit Parma gefundene E. zur Beleuchtung einiger italienischer Städte, namentlich Genuas. Die ewigen Feuer auf heidnischen Altären hat man mit Erdölquellen in Verbindung gebracht, und bis in die neueste Zeit waren die heiligen Feuer von Baku den Anhängern Zoroasters ein Gegenstand religiöser Verehrung. Auch die Erdölquellen zu Rangun am Irawadi sollen schon im Altertum in Tätigkeit gewesen sein. Bei uns hat man das Steinöl (Oleum petrae) gleichfalls seit langer Zeit gekannt, es wurde oft als Heilmittel benutzt und dient noch jetzt als Hausmittel. Vielfach wurde in Gruben angesammeltes E. zu Wagenschmiere benutzt. Die »Pechquelle« bei Bechelbronn im Unterelsaß wird schon 1498 erwähnt, und im 16. Jahrh. soll ihr Öl zum Brennen in Ampeln benutzt worden sein. 1745 erwarb De la Sablonière das Recht zur Gewinnung des Bechetbronner Asphalts und fand bei seinen Bohrungen E.

Auch in Amerika kannten und gewannen die Indianer im heutigen Pennsylvanien und Kanada das E. vor der Ankunft der Europäer; man findet dort Vorrichtungen zu diesem Zweck, die aus sehr früher Zeit stammen. Die Seneca-Indianer entzündeten bei ihren jährlichen Zusammenkünften das aus dem Boden sickernde Öl, und unter dem Namen Seneca- oder Geneseeöl, Mustangsalbe wurde das E. zu medizinischen Zwecken benutzt. 1836 waren Erdölquellen im Tal des Kleinen Kanawha in Virginia im Betrieb, die jährlich 50–100 Fässer Öl lieferten. Murray, ein Geolog in Kanada, machte auf das Vorkommen von flüssigem Bitumen im körnigen Kalkstein von Westkanada aufmerksam, und die geologischen Berichte über dies Land von 1850–52 sprechen gleichfalls von diesen Verhältnissen. Schon 1845 versuchte ein unternehmender Mann das E. aus einer Quelle in Pennsylvanien in den Handel zu bringen; aber der Versuch schlug durchaus fehl. Erst die Entwickelung der Teerindustrie lenkte die Aufmerksamkeit auf diese so lange vernachlässigten Naturschätze. 1853 beschäftigte man sich mit dem Erdpech von Enniskillen in Kanada, 1857 begann Williams von Hamilton dasselbe zu destillieren, und gleichzeitig entdeckte man, daß beim Graben von Brunnen in dem tiefer liegenden Ton ein flüssiges Material in großen Mengen zum Vorschein kam. Auch nördlich von Pittsburg erbohrte man um dieselbe Zeit mehrere Quellen. 1857 kamen die ersten geringen Proben von Petroleum (carbon oil) nach New York und im folgenden Jahr nach Europa, aber erst von 1859 datiert der Beginn des eigentlichen Petroleumhandels. Man stieß nämlich 12. Aug. jenes Jahres bei Titusville im Bezirk Venango in Pennsylvanien bei dem Versuch, einen artesischen Brunnen zu graben, in einer Tiefe von 22 m auf eine Ölquelle, die während vieler Wochen täglich 1000 Gallons E. lieferte. Die Nachricht von dieser Entdeckung verbreitete sich sehr schnell, von allen Seiten strömten unternehmungslustige Menschen herbei, und es brach ein »Ölfieber« aus, an Heftigkeit dem kalifornischen und australischen Goldfieber mindestens vergleichbar. Bis zu Ende 1860 waren bereits gegen 2000 Bohrlöcher abgeteuft, von denen viele mit leichter Mühe eine reiche Ausbeute gaben, andre aber erst bei 120 bis 150 m Tiefe das E. erreichten – oder auch gar nicht. Die Zustände in den Öldistrikten waren anfangs durchaus chaotisch; oft ergossen sich kolossale Mengen von E., ohne daß die Besitzer der Quellen genug Fässer herbeischaffen konnten, um diesen unerwarteten Reichtum zu bergen. Dazu fehlte es an Transportmitteln; man bildete Flöße aus aneinander befestigten Fässern und ließ das Öl in großen flachen Kasten den Alleghany hinab nach Pittsburg schwimmen. Dabei entstanden die ärgsten Verwirrungen, und nicht selten entzündeten sich dem Erdboden entströmende Gase, bildeten ein Feuermeer und richteten die schrecklichsten Verwüstungen an. Aber der Energie der Amerikaner gelang es bald, bessere Zustände herbeizuführen, und in einem Jahrzehnt sind blühende Städte in den Öldistrikten entstanden. Zum Transport des Öls nach den Raffinier- und Hafenplätzen wurden meilenlange Rohrleitungen angelegt. In wenigen Jahren war Petroleum der drittwichtigste Ausfuhrartikel der Vereinigten Staaten geworden und sein Sieg über alle andern Leuchtmaterialien, mit Ausnahme des Leuchtgases, entschieden. Die Gesamtproduktion in den wichtigsten Ländern betrug in Tonnen:

[26] Im J. 1902 verteilte sich die Produktion der Hauptländer in annähernd folgender Weise:

Die Ein- und Ausfuhr Deutschlands betrug 1900 in 100 kg:

Neun Zehntel seines Bedarfs an Petroleum bezieht Deutschland aus den Händen der Standard Oil Co. und zahlt dafür rund 180 Mill. Mk. Der Verbrauch auf den Kopf der Bevölkerung von Deutschland betrug:

Vgl. Höfer, Die Petroleumindustrie Nordamerikas (Wien 1877); Strippelmann, Die Petroleumindustrie Osterreich-Deutschlands (Leipz. 1878, 3 Tle.); Nöldeke, Vorkommen und Ursprung des Petroleums (Celle 1883); Piedboeuf, Petroleum Zentraleuropas (Düsseld. 1883); Schneider, Über die kaukasische Naphthaproduktion (Dresd. 1887); Höfer u. Veith, Die Erdölindustrie (Braunschw. 1888–92, 2 Tle.); Engler, Das E. von Baku (Stuttg. 1886); Roßmäßler, Die Petroleum- und Schmierölfabrikation (Leipz. 1893); Jaccard, Le pétrole, le bitume et l'asphalte (Par. 1895); Redwood, Holloway u. andre, Petroleum, on the geographical distribution and geological occurrence, etc. (Lond. 1896, 2 Bde.); Neuburger u. Noalhat, Technologie du pétrole (Par. 1899; engl., Lond. 1901); Swoboda, Die Entwickelung der Petroleumindustrie (Tübing. 1895); Ragosin, Die rationelle Destillation und Verarbeitung von Erdölen (deutsch, Leipz. 1899); Zöpfl, Der Wettbewerb des russischen und amerikanischen Petroleums (Berl. 1899); Wolff, Die russische Naphthaindustrie und der deutsche Petroleummarkt (Tübing. 1902); Schneider, Der Petroleumhandel (das. 1902); Brackel u. Leis, Der dreißigjährige Petroleumkrieg (Berl. 1903); »Naphtha, Zeitschrift für die Petroleumindustrie und Tiefbohrtechnik« (Lemb., seit 1893).