DE2043519A1 - Verfahren und Mittel zur Beeinflussung des Wetters - Google Patents

Description

FARBWERKE HOECHST AG vormals Meister Lucius & Brüning Aktenseichen: HOE 7O/F#Ä

Datum: 24. August 1970

Dr. Kl/dm 2043519

Verfahren und Mittel zur Beeinflussung des Vetters

Es ist bekannt, daß für den zivilen Luftverkehr die Herbstund Wintermonate durch Einwirkung von Nebel zu einer besonders kritischen Zeit werden. Trotz zahlreicher Versuche, eine Nebelbekämpfung mit physikalischen, chemischen oder mechanisch wirkenden Methoden durchzuführen, ist eine befriedrigende. Lösung dieses Problems bisher nicht gelungen. Auch mit Tensiden, wie sie in der deutschen Patentschrift 956 278 und in der US-Patentschrift 2 962 450 beschrieben werden, konnte das Problem der Nebelauflösung nicht gelöst werden.

Es wurde gefunden, daß wasserlösliche Kondensationsprodukte aus Naphthalinsulfonsäuren und aliphatischen Aldehyden und Furfural (Furfurol) bzv/. solche Aldehyde freisetzenden Verbindungen wetterbeeinflussende Eigenschaften aufweisen, d.h. zum Abregnen, zur Reduzierung bzv/. Beseitigung von Wolken und insbesondere zur Bekämpfung von Nebel geeignet sind.

Die Verbindungen sind für sich allein oder aber gemeinsam mit anderen ebenfalls nebelbeseitigenden Verbindungen wirksam und brauchbar. So können beispielsweise Mischungen der erfindungsgemäßen Produkte mit Verbindungen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 20 16 705.9 beschrieben sind, verwendet werden, oder mit anderen Verbindungen, die ebenfalls als nebelbeseitigend bekannt sind, insbesondere mit Harnstoff.

Bevorzugt gelangen die Kondensationsprodukte und deren Mischungen in Pulverform mit einer Teilchengröße von etwa 1-5Ou, insbesondere mit einer Teilchengröße von etwa 5-2Ou zum Einsatz.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Kondensatinsprodukte werden durch Umsetzung von Naphthalinsulfonsäuren und den genannten Aldehyden oder solche Aldehyde spendenden Ver-

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bindungen in saurem Medium bei Temperaturen zwischen etwa 6O und 200⁰C drucklos oder unter Druck in an sich bekannter Weise erhalten, wenn man pro Mol Naphthalinsulfonsäure etwa 0,5 bis 2,5 Mol Aldehyd bzw. das äquivalente Quantum eines Aldehydspenders verwendet (Houben-Weyl, 4. Auflage, Band XIV/2, Seiten 304, 3Ί6).

Als Naphthalinsulfonsäuren kommen besonders die ß- oder auch die ct-Naphthalinsulfonsäure, entsprechende Homologe wie die Methylnaphthalinsulfonsäurenund Naphthalindisulfonsäuren in Betracht.

Geeignete Aldehyde und solche Aldehyde freisetzende Verbindungen sind vorzugsweise solche, die bis zu 6 Kohlenstoffatome im Molekül enthalten. Hierbei seien vor allem genannt: Formaldehyd und Formaldehyd freisetzende Verbindungen, wie Paraformaldehyd, Trioxymethylen (Trioxan),und Hexamethylentetramin, ferner Acetaldehyd bzw. Paraldehyd, Propionaldehyd , Butyraldehyde, Crotonaldehyd und Furfural (Furfurol) und die entsprechenden Halbacetale.

Die Umsetzung der Komponenten erfolgt im wäßrigen System in Gegenwart von Säuren, vorzugweise Mineralsäuren, Insbesondere Schwefelsäure, wobei der pH-Wert der Reaktinsmischung etwa 0,2-2,2 beträgt. Im Falle der Durchführung der Reaktion unter Druck können Drücke bis zu etwa 15 atü angewendet werden.

Das Mengenverhältnis der Ausgangskomponenten kann in weiten Grenzen variiert werden. So kann man auf 1 Mol der Naphthalinsulf onsäure etwa 0,2 bis 2,5 Mol des Aldehyds oder die äquivalente Menge einer Aldehyd freisetzenden Verbindung zur Umsetzung bringen. Besonders wirksame Mittel lassen sich herstellen, wenn man pro Mol der Naphthalinsulfonsäure etwa 0,5 bis 1,2 Mol Formaldehyd verwendet. Die Kondensationszeiten hängen weitgehend von dem zur Umsetzung gebrachten Aldehyd ab. So reichen bei Verwendung von Formaldehyd unter Druck Reaktionszeiten von etwa 30 Minuten aus. Die Umsetzungen mit anderen Aldehyden erfordern zur Vervollständigung der Kondensation etwa 1 bis 10 Stunden. Die als wäßrige Lösungen anfallenden Kondensationsprodukte sind nach der Neutralisation mit Alkali-, Erdalkalihydroxiden oder Ammoniak

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mit Hilfe bekannter Verfahren, wie Sprüh- oder Walzentrocknung, gut pulver!Eierbar. Die neutralen Kondensationsprodukte können auch aus einer wäßrigen Lösung zusammen mit anderen ebenfalls nebelbeeinflussenden Substanzen, z.B. mit Harnstoff, versprüht werden.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen zeichnen sich weiterhin dadurch aus, daß sie nicht toxisch und gegenüber den im Fahrzeug- und vor allein Flugzeugbau verwendeten Metallegierungen nicht korrosiv wirken.

V/erden die Verbindungen in Kombination mit anderen wetterbeän- * flussenden, insbesondere mit anderen die Auflösung von Nebel bewirkenden Substanzen eingesetzt, so kann der Anteil der erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen in den Grenzen von etwa 10-90 % gewählt werden. Vorzugsweise wird eine Mischung von etwa 20-80 % der erfindungsgeraäß zu verwendenden Verbindungen mit der oder den anderen Mischkomponenten gewählt. Besonders bevorzugt gelangt als Mischkomponente Harnstoff zu-m Einsatz.

Kondensationsprodukt 1

2000 Gewichtsteile Naphthalin werden während 4 1/2 Stunden mit 2000 Gewichtsteilen 98 ftLger Schwefelsäure bei 155-16O°C sulfoniert. Darauf wird mit 1000 Gewichtsteilen Wasser verdünnt, mit A 1050 Gewichtsteilen 30 tigern wäßrigem Formaldehyd versetzt und das Gemisch 40 Minuten unter Druck auf 115-120⁰C erhitzt. Anschließend wird nach Abkühlung das Kondensat mit 2000 Gerf.chtsteilen Wasser verdünnt und mit 2000 Gewichtsteilen 50 %iger Natronlauge auf einen pH-Endwert von 7,0-8,0 eingestellt. Schließ-. lieh wird die Lösung durch Sprühtrocknung in ein feines Pulver umgewandelt.

Kondensationsprodukt 2

1000 Gewichtsteile der zur Herstellung des Kondensationsproduktes 1 verwendeten Naphthalinsulfonsäure werden mit 500 Gewichtsteilen Wasser unter Druck auf 135-14O°C erhitzt und während 3 Stunden unter Rühren mit 140 Gewichtsteilen 98 tigern Acetaldehyd

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versetzt. Danach hält man das Kondensat v/eitore 3 Stm.den bei 135°C, verdünnt anschließend mit IOOO' Gewichtsteilen Wasser, neutralisiert mit 5^z+0 Gewiohtsteilen 50 %iger Natronlauge und filtriert ab. Durch Sprühtrocknung erhält man ein feines Pulver.

Kondensn tionsprodukt 3,

800 Gewichtsteile ß-Naphthalinsulfonnäure werden^mit 300 Gewichtsteilen Wasser und 55 Ge\/ichtsteilen Crotonaldehyd in einem Autoklaven 3 Stunden lang auf 115-120⁰C erhitzt. Das wäßrige Kondensat wird mit 2000 Gewichtateilen Wasser verdünnt, mit 310 Gewichtsteilen 50 % Natronlauge neutralisiert, von geringen Mengen unlöslicher Anteile abfiltriert und schließlich mit Hilfe eines Sprühtrockners in ein feines Pulver umgewandelt.

Kombination des Kondensationsproduktes 1 und Harnstoff (Komb. 1) 40 Gewichtsteile des Kondensationsproduktes 1 wurden mit 60 Gewichtsteilen Harnstoff in Wasser vollständig aufgelöst und als 40 %ige wäßrige Lösung mit Hilfe eines Sprühtrockners bei 90⁰C in ein feines Pulver, Teilchengröße im wesentlichen 5 bis 3Ou, überführt.

Kombination des Kondensationsproduktes 2 und Harnstoff (Komb. 2) 50 Gewichtsteile des Kondensationsproduktes 2 wurden mit 50 Gewichfeeilen Harnstoff innig vermischt und in einer Luftstrahlmühle (Bauart "Micronizer") mit einem Durchsatz von 10 kg Produkt pro Stunde so vermählen, daß ein Produkt von 10-20 ;u*resultierte.

Die in den Beispielen beschriebenen Kondensationsprodukte und deren Kombinationen zeigen eine hervorragende nebelbeseitigende Wirksamkeit.

Die Beladung des Nebelraumes mit den erfindungsgemäßen Kondensationsprodukten oder deren Kombinatinen zur Entnebelung kann in relativ weiten Grenzen von etwa 1mg/m bis zu 100 mg/m variiert werden. Die effektiv benötigte Beladung muß jedoch verständlicherweise in Abhängigkeit von wetterbedingten Parametern, wie z.B. der Windgeschwindigkeit, von Fall zu Fall ermittelt werden. * Teilchengröße

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Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann man sich verschiedener Ausrüstungen bedienen. Hierzu können beispielsweise ein oder mehrere Hubschrauber bzw. kleine Flugzeuge die erfindungsgemäßen Produkt" in den Nebel eindosen, oder man kann vorn Boden aus, beispielsweise mit Großventilatoren oder Gebläsen, die Partikel in gerichteter Wei&e in den Hebel bringen bzw. einschießen. Schließlich können auch gespannte Gase, wie beispielsweise Preßluft, COp, Np oder FluorkohJ onv/asserstoffe, als Treibmittel für die erfindungsgemäßen Verbindungen dienen.

Beispiel 1

In einen natürlichen Nebel, in dem markierte Stangen entlang einer λ Achse angebracht waren und eine Sichtweite von 3 m (Nebeldichte 2-3 g/rn"*) sowie eine Temperatur von 1O⁰C herrschte, wurden aus einer Höhe von 10 m von der ersten Stange aus in Richtung der Achse der Stangen mit Hilfe, eines Sprühgerätes, wie es bei der ' Versprühung von Schädlingsbekämpfungsmitteln in der Landwirtschaft eingesetzt wird, 5 g des Produktes der Kombination 1 eingebracht. Innerhalb von etwa 10 Minuten erfolgte eine Sichtweitenverbesserung im Nebel bis auf etwa 18 m.

In analoger Weise ergab auch_AProdukt der Kombination 2 ähnlich gute Effekte. ^das

Beispiel 2

In einem natürlichen Nebel mit einer Sichtweite von 3 m (Nebel- % dichte 2-3 g/nr ) sowie einer Temperatur von 10⁰C werden analog dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren 5 g des Kondensationsproduktes 1 mit einer Teilchengröße von 10-2Ou versprüht. Innerhalb von etwa 10 Minuten erfolgte eine Sichtweitenverbesserung ±m Nebel bis auf etwa 12 m. Die Kondensationsprodukte 2 und 3 mit einer Teilchengröße von 10-2Ou ergaben ähnlich gute Effekte. Beispiel 3

Das Produkt der Kombination 2' wurde vom Flugzeug aus über ein Zerstäubungssystem nach dem Venturi-Prinzip in einer in ca. 1000m Höhe befindlichen Kumuluswolke von 30-50 ra Dicke zerstäubt. Innerhalb weniger Minuten zeigte sich eine Schneise entlang der Flugbahn und4iach kurzer Zeit löste sich die Wolke völlig auf.

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Claims (13)

Pa tentan cprüche

1. Verfahren zur Beeinflussung des V/etters, dadurch gekennzeichnet, daß man wasserlösliche Kondcmsationr-produkte aur Naphthalinsulf oncäuren oder/und alkylierten Mr.phthalinsulfonsaurori und aliphatischen Aldehyden oder· Furfural verwendet,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man wasserlösliche Kondensationsproclukte aus Naphthalinsulfonsäuren oder/und alkylierten Naphthalinsulfonsäuren un ' aliphatischen Aldehyden oder Furfural bzv/. solche Aldehyde
freisetzenden Verbindungen zur Beseitigung von Nebel verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Kondensationsprodukte verwendet, die aus Naphthalinsul fonsäuren und Formaldehyd bzw. Formaldehyd freisetzenden Substanzen im sauren Medium hergestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsprodukte in Kombination mit 10-90 % Harnstoff zur Anwendung gelangen.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsprodukte oder solche Produkte enthaltende Gemische in Pulverform mit definierter Partikelgröße von etwa zur Anwendung gelangen.

6. Verfahren nach Anspruch 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsprodukte oder solche Produkte enthaltende Gemische in Pulverform mit definierter Partikelgröße von etwa 5-20 ju verwendet werden.

7. Mittel zur Beeinflussung des Wetters, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wasserlöslichen Kondensatinsprodukten aus Naphthalinsulfonsäuren οder/und alkylierten Naphthalinsulfonsäuren und aliphatischen Aldehyden oder Furfural,

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8) Mittel nach Anspruch 7 zur'Beseitigung von Nebel, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wasserlöslichen Kondensationsprodukten aur. Naphthalinsulfonsäuren oder/und alkylierten Naphthalinsulfonsäuren und aliphatischen Aldehyden oder Furfural bzw. solche Aldehyde freisetzenden Verbindungen.

9. Mittel nach Anspruch 7 und 8, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Kondensationsprodukt, das aus Naphthalinsulfonsäuren und Formaldehyd bzw. Formaldehyd freisetzenden Substanzen im sauren Medium hergestellt wird.

10. Mittel nach Anspruch 7-9, gekennzeichnet durch einen Gehalt j von etwa 10-90 % Wirkstoff.

11. Mittel nach Anspruch 7-10, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 20-80 % Wirkstoff.

12. Mittel nach Anspruch 7-11» gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 10-90 % Harnstoff.

13. Mittel nach Anspruch 7-12, gekennzeichnet durch eine Pulverform definierter Partikelgröße von etwa 5-20 ii.

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