NO851061L - Fremgangsmaate og apparatur for hurtig opploesning av polymerer i vann - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for hurtig oppløsning av partikler av tøre vannoppløselige polymerer eller gummier ivann omfatter å tildanne en suspensjon av polymerpartikler som så underkastes betingelser med høy skjærkraft påvirkning i en apparatur for partikkelstrrelses reduksjon hvorved de finoppdelte partikler bringes i oppløsning. Tilstrekkelig vann er tilstede slik at varme fjernes og molekylær nedbrytning av polymeren unngås.Fremgangsmåten gjennomførs med fordel i en apparatur som omfatter en matekilde (24) for polymerpartikler,. en matekilde (30) for vann, en blandekon (12) for å oppnå en suspensjon av polymerpartikler i vann samt en apparatur (22) for partikkelstørrelsesreduksjon.Den oppnådde oppløsning føres via rørledningen (42). og lagertanken (44) til senere anvendelse.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår oppløsning av polymerer i vann og mere spesielt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte og en apparatur for hurtig oppløsning av tørre, vannoppløselige polymerer i vann.

Bruken av oppløsninger av vannoppløselige polymerer for fortyknings- og flokkuleringsformål er velkjent. Slike formål inkluderer klaring av vandige oppløsninger i gruve-drift, papirfremstilling og behandling av avvann og indus-trivann. Slike oppløsninger av polymerer er også brukbare som stabilisatorer for boreslam og i sekundærutvinning av olje ved vannflomming.

Selv om disse polymerer oftest er kommersielt tilgjengelige som pulvere eller som finoppdelte faststoffer, blir de hyppigst benyttet i vandige oppløsninger. Dette nødvendig-gjør at den faste polymer oppløses i vann. Selv om de forskjellige polymerer er mer eller mindre oppløselige i vann støter man ofte på vanskeligheter ved fremstilling av vandige polymeroppløsninger p.g.a. den langsomme oppløsning-shastighet og fordi den faste polymer ikke lett er disp-ergerbar i vann.

Videre hindres oppløsning av faste polymerer i vann av polymerpartiklenes tendens til sammenklumping eller å forbli som agglomerater ved kontakt med vann. Klumper av fast polymer dannes umiddelbart etter begrenset fukting med vann ved innkapsling av uoppløste faststoffer i et ytre belegg av vannfuktet polymer som forsinker inntrengning av ytterligere vann i agglomeratet. Selv om mange av disse klumper tilslutt oppløses ved kontinuerlig omrøring er det hyppig upraktisk å omrøre oppløsningen i tilstrekkelig lang tid til å oppnå total oppløsning. Lange blandingstider er selvfølg-elig uøkonomiske og kan skade molekylvekten for allerede oppløst polymer ved eksponering av polymeren til for store hydrauliske og mekaniske skjærkrefter.

Problemet forsterkes av det faktum at tørre polymerpartikler vanligvis inkluderer meget fine og støvlignende partikler. Dette skaper forurensningsproblemer i nærheten av utstyret og kan forsterke problemet med oppbygning av klebrige eller glatt polymer på utstyrsoverflåtene.

Enkelte avde foregående problemer er beskrevet i tallrike tidligere publikasjoner inkludert US-PS Reissue 28 474 og ditto 28 576.

De ovenfor angitte reissues eksemplifiserer tidligere forsøk på å overvinne problemet med hurtig oppløsning av polymerer i vann. I disse beskrivelser blir vannoppløselig polymer dispegert i en vann-i-olje emulsjon som så inverteres i vann for å frigi polymeren til oppløsningen.

De beskrevne metoder er begrenset når det gjelder polymer-innholdet i emulsjonen. Videre krever slike systemer i praksis vesentlige mengder emulgeringsmiddel for å tilveie-bringe et stabilt produkt og krever selvfølgelig bruk av en oljefase, noe som igjen skaper behandlings- og økonomiske problemer.

Andre tidligere kjente metoder stoler ikke på invertering av en polymerdispersjon fra en emulsjon men benytter enkel blanding av polymerer med vann. Dette krever lange blandetider som igjen krever blanding og lagring av store volumer oppløsning. Som et resultat er lange lagrings- og/eller blandetider nødvendige mellom det tidspunkt den tørre polymer til å begynne med blandes med vann og det tidspunkt oppløsningen derav kan benyttes og kapitalinvesteringene og energiomkostningene er høye.

Gjenstand for oppfinnelsen er å overvinne ett eller flere av de besrkevne problemer.

I henhold til oppfinnelsen blir partikkelformige vannoppløs-elige polymerer eller gummier eller blandinger derav, meget hurtig oppløst i vann ved hjelp av en fremgangsmåte som omfatter tildanning av en suspensjon av polymerpartikler med vann og, samtidig eller umiddelbart etter dannelsen av suspensjonen, å underkaste denne øyeblikkelige og momentane betingelser med ekstremt høye skjærkrefter hvoretter polymerpartiklen findeles og tvinges i oppløsning.

Forholdet mellom vann og polymer og skjærkraftbetingelsene velges for å unngå molekylnedbrytning av polymeren.

Partikkelstørrelsesreduksjonen gjennomføres i en apparatur som er egnet for størrelsesreduksjon av partikler som er suspendert i en væske. For eksempel omfatter en egnet apparatur en impeller som kan dreies med høy omdreinings-hastighet og med et sylindrisk mønster av generelt radialt rettede blader rundt omkretsen som omgir impelleren, og med utoverrettede utløpsåpninger mellom ved siden av herandre anordnede blader.

Blandinger som slippes ut fra apparaturen er i det vesentlige en oppløsning av polymer og vann men kan inneholde noe uoppløst polymer som totalt går i oppløsning i løpet avkort tid, med eller uten ytterligere omrøring.

Oppfinnelsen omfatter også en apparatur for å gjennomfør oppfinnelsens fremgangsmåte.

Ved hjelp av oppfinnelsen oppnås det meget hurtig en brukbar oppløsning av polymer og vann uten agglomerering av partikler, polymerstøving til den umiddelbare omgivelse av prosessutstyret eller oppbygging av klebrig eller glatt polymer på utstyrsoverflåtene. Alt støv som kan være tilstede bringes i oppløsning. Behovet for en inversjons-prosess, store blandetanker eller lange blandetider er fullstendig eliminert.

Oppløsningen kan overføres til tanker for lagring, benyttes så og si umiddelbart eller alternativt benyttes i kjemiske reaksjoner med andre reaktanter.

Ytterligere gjenstander og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå for fagmannen ut fra den ledsagende detaljerte beskrivelse sett i forbindelse med tegningene og de ledsagende krav. Fig. 1 er et partielt skjematisk riss, delvis i snitt, av en apparatur som kan benyttes for gjennomføring av oppfinnelsens fremgangsmåte; Fig. 2 er et pespektivriss av en del av apparaturen ifølge fig.1 der enkelte elementer er utelatt for klarhetens skyld; Fig. 3 er et sideriss av apparaturen ifølge figurene 1 og 2, generelt langs linjen 3-3 i fig. 2; Fig. 4 er et riss av apparaturen ifølge fig. 3 generelt langslinjen 4:4 i denne; og, Fig. 5 eren modifisert utførelsesform av apparaturen ifølge fig. 4.

Polymerene som kan oppløses ifølge oppfinnelsen er velkjent i denne teknikk og har vært beskrevet i tallrike publikasjoner og patenter. De inkluderer men er ikke begrenset til naturlig forekommende galaktomangummier slik som guar- og locustbønne gummi, alginatsalter, biologisk fremstilte polymerer (f. eks. Xantan gummi), polyetylenoksyder, vannoppløselige kondensasjonspolymerer samt vinyladdisjons-polymerer alik aom polyakrylamider og kopolymer derivater av akrylamid med f. eks. akrylsyre, maleinsyre anhydrid, akrylnitril, styren, allyl- eller diallylaminer eller dimetylaminoetylmetakrylat (DMAEM). Slike polymerer kan være ikke-ioniske, anioniske eller kationiske.

Gummiene er velkjente vannoppløselige polymerer og inkluderer de som er beskrevet i Bind 10 av "Encyclopedia of Chemical Technology", 2. utg., Interscience Publishers, 1966 .

Molekylvekten for polymerene kan variere innen vide områder, f. eks. mellom ca. 10.000og 25.000.000, og molekylvekten er ikke en kritisk parameter ifølge oppfinnelsen. Oppfinnelsen er spesielt brukbar når det gjelder akrylamid polymerer der molekylvekten generelt ligger over 1.000.000.

Som brukt her skal' uttrykket "polymer" bety polymerer og gummier som er oppløselige i vann i betydelig grad. Polymerene er faste men kan ha et betydelig vanninnhold.

Mens partikkelstørrelsen for polymerene ikke er kritisk vil partiklene generelt være mindre enn ca. 1/8" i diameter og kan inklderefine partikler på under 200 Tyler mesh.

Under henvisning til tegningene skal oppfinnelsens fremgangsmåte og en foretrukket utførelsesform av en apparatur egnet for å gjennomføre fremgangsmåten, beskrives.

Fig. 1 viser en apparatur, generelt kalt 10, som omfatter en vetikal, frustoconisk faststoff/vann kontakt anordning, generelt kalt trakten 12, som kan vær åpen i den større øvre ende 14. Tjærestumpen 16 til trakten 12 definerer et utløp som via en sylindrisk føring 20 står i forbindelse med en apparatur for partikkelstørrelsesreduksjon, generelt kalt 22, beskrevet i større detalj nedenfor. Enkilde for tørre polymerpartikler slik som en bnge 24, mater polymer til mateanordninger slik som f. eks. en transportskrue 26 som

mater polymerartiklene til det indre av trakten 12.

En vannkilde 30 mater vann via ledningen 32 til vannfordel-ingsanordninger slik som den viste ringformede føring 34 som er anordnet i den øvre ende 14 av trakten 12. Ledningen 34 er utstyrt med et antall utløpshull 36 på den nedre side for å slippe ut vann til den indre koniske overflate 40 av trakten 12.

For enkelhets skyld er pumpe, ventiler og lignende i forbindelse med de respektive polymer- og vannkilder utelatt.

Partikkelstørrelses reduksjons apparaturen 22 slipper ut polymeroppløsning gjennom et utløp 42 til en oppholdstank 44 med en utløpsåpning 46 i bunnen. Hvis ønskelig kan tanken 44 være utstyrt med en ikke vist blander for å understøtte oppløsning av polymer og fjerning av medrevet luft fra oppløsningen.

Som beskrevet i større detalj nedenfor kan polymeroppløsning fjernes fra tanken 44 gjennom utløpet 46 via en ledning 50, vist med stiplede linjer, direkte til en oppholdstank eller for umiddelbar bruk. Alternativt kan oppløsningen fjernes fra tanken 44 gjennom utløpet 46 og en rørledning 50 for umiddelbar kjemisk reaksjon slik som beskrevet nedenfor.

som vist i fig. 1 omfatter apparaturen 22 generelt et hovedhus 60 som bærer en motor 62, et impeller akslingshus 64 og et impellerhus 66. Under henvisning til fig. 2 og 3 skal det indre av impellerhuset 66 beskrives i større detalj.

Slik det best fremgår av figur 3 inkluderer utløpsledningen 20 til trakten 12en radial flens 70 som strekker seg utover fra ledningen 20 på et punkt noe over bunnkanten 22 av ledningen 20 slik at det defineres en omkretsleppe 74 på denne. Den ytre periferi a flensen 20 hviler på og er båret av en ringformet hevet overflate 76 på huset 66. Trakten 12 er festet til huset 66 ved fastholdingsanordning-er 80.

Dreibart anordnet i en forsenkning 82 i huset 66 er det anordnet en impeller, generelt angitt med 84, som omfatter en åpen dekkplate 86, en bunnplate 90 samt et antall oppragende føringsfinner 92 anordnet mellom dekkplaten 86 og bunnplaten 90. Hver føringsfinne slutter i sin radielt ytterste ende i en skjærespiss 94. Ved siden av hverandre liggende føringsfinner definerer et antall radiale utslippsåpninger 96.

Dekkplaten 86 inkluderer en invertert frustoconisk vegg 100 som definerer en sentral åpning 102. Flensen 70 i trakten 12 hviler på en øvre kant 104 av veggen 100 med traktleppen

74 ragende inn i den sentrale åpning 102.

Impelleren 84 drives med høy hastighet, f. eks. opptil 13.000 omdreininger /minutt, ved hjelp av motoren 62 via en ikke vistdrivanordning i huset 60.

Impelleren 84 er omgitt langs omkretsen av et sylindrisk mønster 110 av skjærebladet 112. Slik dette best fremgår av figurene 4 og 5 er bladene 112 festet slik at de definerer åpninger 114 seg imellom med i det vesentlige enhetlig størrelse. En åpning 116 definert mellom impellerskjære-spissen 94 og bladene 112 bestemmer apparaturens såkalte "kuttdybde".

Som det fremgår av figurene 4 og 5 roterer impelleren 84 i pilens 120 retning, og de fremre kanter 122 av bladene 112 definerer skjærekanter for finoppdeling av partikkelformig materale. Etterhvert som materialet reduseres hva størrel-sen angår slippes det ut radielt gjennom åpningene 114.

De respektive bladanordninger 110 i figurene 4 og 5 skiller seg fra hverandre når det gjelder vinkelen for bladene 112 med henblikk på finnene 92. Bladene 112 i fig. 4 er generelt i radial linje med finnene 92 mens de i fig. 5 er anordnet i en vinkel på ca. 2° i forhold til finnene 92. Som kjent i denne teknikk varierer vinkelen til bladene 112 kuttdybden 116 idet denne øker når vinkelen mellom finner og blader øker. En vinkel mellom blad og finner på ca. 2° er hensiktsmessig.

Apparaturen 22 i tegningene er en kommersielt tilgjengelig apparatur av typen "Comitrol" modell 1500. Denne apparatur benyttes i næringsmiddelindustrien for ekstrem størrelses-reduksjon eller emulgering av næringsmidler som jordnøtter (f. eks. jordnøttsmør fremstilling) eller andre vegetabili-er. Bladanordningen 110 for denne type apparatur har en indre diameter på ca. 20 cm med et antall tilgjengelige bladmønstre med mellom 50 og 220 blader. Ifølge oppfinnelsen er en anordning med ca. 200 foretrukket med åpninger 114 på 0,0103 tommer og et gap 116 på 0,0048 tommer.

Apparaturen 22 i tegningene er en foretrukket apparatur for gjennomføring av oppfinnelsens fremgangsmåte selv om vlaget av spesielle komponenter i apparaturen ikke er kritisk da et antall forskjellige typer utstyr er egnet. Funksjonen av de forskjellige elementer av apparaturen vil være åpenbar for fagmannen ut fra beskrivelsen av oppfinnelsens metode under henvisning til tegningene.

I henhold til oppfinnelsen oppnår man med apparaturen 22 oppløsning av tørre polymerpartikler i vann. Som velkjent er brukbare konsentrasjoner av polymerer i vann en funksjon av typen polymer, dennes molekylvekt, temperaturen o.s.v. Når det gjelder akrylpolymerer er vandige oppløsninger omfattende mellom ca. 0,05 og 6 vekt-% polymer i vann brukbare for forskjellige anvendelser.

Oppfinnelsens fremgangsmåte tillater så og si øyeblikkelig oppløsning av polymeren i vann og de respektive matehastig-heter for polymer og vann til apparaturen 22 velges i henhold til den øænskede polymerkonsentrasjon i oppløsning-en. I tegningens apparatur er en vannmate hastighet på f. eks. ca. 30 gallon/minutt karakteristisk mens matehastighet-en for polymer velges slik at man oppnår et totalvekts strømningsforhold mellom polymer og vann der polymeren utgjør en valgt prosentandel innen området ca. 0,05 og 6 vekt-%.

Ifølge oppfinnelsen blir vann matet til fra kilden 30 til utløpsledningen 34 i på forhånd vlagt mengde. Vannet strømmer ut fra hullene 36 og definerer en strøm eller film 130 på traktoverflaten 40. Tørre polymerpartikler, generelt med en størrelse på 1/8 tomme til mindre enn 200 Taylor mesh mates fra polymerkilden 24 til traktoverflaten 40 der de kommer i kontakt med vannstrømmen eller filmen 130. I tegningenes utførelsesform slippes polymeren ut til et punkt over og ikke i senter av traktkjeglestumpen 16 for å sikre god blanding av polymer med vann i trakten. Det skal bemerkes av vannstrømmen i figurene er nedoverrettet uten noen rotasjonshvirvel men det er ikke kritisk at vannstrømm-en ikke har en slik hvirvel.

Hvis ønskelig kan polymerinnløpet alternativt være anordnet over sentrum av kjeglestumpen 16 slik at polymeren først kommer i kontakt med vannet i åpningen 102 til impelleren 84.

Pumpevirkningen til impelleren 84 skaper en eduktiv virkning som trekker luft fra omgivelsene inn i trakten og river derved ved polymerstøv som kan være tilstede. Dette hr den virkning at man holder den umiddelbare omgivelse av apparaturen fri for støv og maksimaliserer mengden polymer som rives med i vannet.

Ved kontakt danner polymeren og vannet en suspensjon av polymerpartikler medrevet i vann.

Som skjematisk vist i fig. 2 slippes suspensjonen, generelt angitt med 132 ut fra ledningen 20 direkte til impelleren 84. Denne dreies med ekstremt høy hastighet, f. eks. 10.000 til 13.000 omdreininger/minutt. Som et resultat blir polymersuspensjonen umiddelbart slynget ut radialt gjennom utslippsåpningene 96 til gapet 116 mellom finnene 92 og bladene 112 der polymerartiklene underkastes en øyeblikkelig og momentan ekstremt høy skjærkraft.

Disse betingelser med ekstrem høy skjærkraft resulterer i en størrelsesreduksjon av partiklene ne til ekstremt fine partikkelstørrelse. P.g.a. det faktum at partiklene er suspendert i et relativt stort vannvolum oppstår det imidlertid ikke vesentlig molekylnedbrytning eller tap av molekylvekt for de individuelle partikler og dette er vesentlig for oppfinnelsens anvendelighet. Det antas at en slik nedbrytnig unngås p.g.a varmedisipering i vann.

Det er viktig at forholdet mellom vann og polymer og videre skjærbetingelsene velges slik at man tilveiebringer ekstremt høy størrelsesreduksjon uten molekylnedbrytning av partiklene. Slik det skal forklares nedenfor kan molekylnedbrytning lett fastslåes ved å sammenligne viskositeten for den resulterende oppløsning med den til en identisk oppløsning fremstilt ved konvensjonelle blandemetoder.

Hvis en "Comitrol" 1500 apparatur benyttes er valget av antall blader og deres vinkel i bladarrangementet 110 viktig og vil avhenge av den spesielle polymer, deres partikkel-størrelse, forholdet mellom vann- og polymerstrøm o.s.v.. Valget av bladarrangement skjer empirisk. Antallet blader 112 i anordningen 110 må være tilstrekkelig til å gi en ekstremt høy størrelsesreduksjon, dog ikke så stor at det resulterer i åpninger 114 som er så små at åpningene tilstoppes av polymerpartiklene.

På samme måte velges vinkelen mellom skjærespissene 92 og bladene 112 slik at man oppnår optimal størrelsesreduksjon. Hvis vinkelen er for liten kan det oppstå plugging da partiklene ikke er tilstrekkelig størrelsesredusert til å kunne passere gjennom åpningene 114. Andre vinkler kan redusee eller eliminere krysstopping men likevel resultere i molekylnedbrytning for polymeren eller utilstrekkelig størrelsesreduksjon.

I tegningenes apparatur er det funnet at optimal ytelse skjer med en vannstrømningshastighet på 30 gallon/minutt, en anordning med 200 blader samt en vinkel på 2° mellom impellerspissene og bladene. Bruken av en anordning med 160 blader resulterer i tilstopningsfri drift men de oppnådde polymerpartikler er for store til hurtig å kunne oppløses. Bruken av en bladanordning med 212 blader antas å resultere i tilstopping og/eller nedbryting.

Med en anordning med 200 blader og en vinkel på 0° inntrer tilstopping. Denne fjernes med en vinkel på 1° men det oppstår en molekylnedbrytning av polymeren.

Fagmannen vil ut fra dette se at valget av størrelsen på maskinen, antall blader og vinkel mellom blader og impeller vil avhenge a et antall variabler inkludert vann- og polymerstrømningshastigheten, molekylvekten for polymeren, type polymer o.s.v., og at et slikt valg lett kan gjennom-føres empirisk.

Skjærkraftbetingelsene og den derav følgende størrelses-reduksjon tvinger partiklene på effektiv måte til vandig oppløsning når de slippes ut fra impelleren 84 og gjennom ppningene 114 i bladanordningen 110. Fra åpningene 114 slippes de ut gjennom utløpet 42 til tanken 44.

Ifølge den fremgangsmåte som her er beskrevet blir en høy andel av polymerpartiklene som tilføres til apparaturen oppløst i vannet. Avhengig avpolymerens molekylvekt. temperaturen samt forholdet mellom polymer og vann, kan en liten andel polymer forbli uoppløst når den slippes ut fra utløpet 42. I så og si alle tilfelle vil imidlertid mild omrøring av den resulterende blanding eller ganske enkelt en viss oppholdstid resultere i idet vesentlige total oppløs-ning i løpet av kort tid, f. eks. 5 til 30 minutter. Dette representerer en drastisk forbedrng når det gjelder oppløs-ningshastigheten sammenlignet med kjente metoder.

Som bemerket ovenfor er oppløsningen i tanken 44 ferdig til umiddelbar sluttanvendelse og kan fjernes via rørledningen 5 til en oppholdstank, en blandetank for ytterligere omrøring eller direkte til punktet for den endelige anvendelse.

Alternativt kan oppløsningen i tanken 44 trekkes av umiddelbart for bruk i en kjemisk reaksjon slik som den velkjente

Mannich reaksjon, eller, hvis den oppløste polymer er en ikke-ionisk polyakryl amid polymer, f. eks. for hydrolyse, slik som ved omsetning ved kaustisk oppløsning.

For eksempel kan oppløsningen trekkes av fra tanken 44 gjennom utløpet 46 og ledningen 52 og f. eks. ved hjelp av en pumpe 140 pumpes gjennom en serie statisk in line blandere 142. Kjemike reaktanter slik som formaldehyd og dimetyl amin kan tilføres til rørledningen 52 gjennom rørledninger 144 og 146 som møter rørledningen 52 på T-forbindelser 150 og 152. Formaldehyd og dimetaylmain doseres via ikke viste doseringspumper til rørledningene

144 og 146. Produktet fjernes ved 154 for dirkte anvendelse eller ytterligere omsetning.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er spesielt fordelaktig for fremstilling av tallrike polymeroppløsninger for høyvolumanvendelse slik som ved bergverksdrift, papirfremstilling, avvanns behandling eller forbedret oljeutvinning der tidligere metoder krevet store volumer blande- og/eller oppholdstanker. Videre er oppfinnelsens metode velegnet for oksygenutelukkelse underr oppløsningsfremstillingen slik det ville være nødvendig ved forbedret oljeutvinning der oksydative polymernedbrytning må unngås. I dette tilfelle fremstilles det en oppløsning med utelukkelse av luft fra systemet og med en spyling eller et teppe av inertgass i apparaturen.

Oppfinnelsens fremgangsmåte skal illustreres ved det følgende spesielle eksempel som kun skal vær illustrerende.

EKSEMPEL

En serie oppløsninger av forskjellig akrylamid polymerer ble fremstilt ifølge oppfinnelsen i en apparatur som vist i tegningene og for sammenligningens skyld, ved enkel blanding i vann med en laboratiorierører. Viskositetene for de respektive oppløsninger som ble oppnådd på denne måte ble målt og sammenlignet. For en hver gitt polymer og dennes konsentrasjon er molekylvekten av oppløst polymer en direkte funksjon av viskositeten.

I det følgende eksempel er polymer 1 en anionisk polyakryl-amid kopolymer inneholdende 85 vekt-% akrylamid og 15 vekt-% 2-akrylamid-2-metyl propan sulfonsyre. Polymer 2 er en anionisk akrylamid kopolymer omfattende 63 vekt-% akrylamid og 37 vekt-% natrium polyakryalkt. Polymer 3 er en ikke-ionisk akrylamid homopolmer med en grenseviskositet på 6.

Polymer 4 er en ikkeionisk høymolekylvekts akrylamid homopolymer med en grenseviksositet på 16. Polymerene 5, 6 og 7 er ikkeioniske akrylamid homopolymerer med grensevis-kositeter på 10, 12 h.h.v. 14.

Oppfinnelsens oppløsninger ble fremstilt ved bruk av den ovenfor beskrevne "Comitrol" 1500 blandeenhet med et skjærehode med 200 blader med 2° vinkel i forhold til impelleren, kjørt ved 10.000 omdreininger /minutt.

Den følgende tabell gir resultatene av sammenligningsprøver og viser viskositeten oppnådd ved oppløsninger fremstilt ifølge oppfinnelsen sammenlignet med viskositetene til kontrolloppløsninger med identiske polymerkonsentrasjoner. Tabellen gir også parametrene for Brookfield viskositetsmål-ingen.

Det fremgår tydelig av de ovenfor angitte data at det ikke skjer noen vesentlig reduksjon av viskositeten ved hjelp av oppfinnelsen. Således viser enkelte data en overraskende økning av denne. Dette viser at oppfinnelsens fremgangsmåte gir en hurtig oppløsning av polymeren uten tap av molekylvekt.

Det skal være klart at endringer og modifikasjoner av det ovenfor beskrevne kan gjennomføres uten at man derved går utenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (36)

1. Fremgangsmåte for hurtig oppløsning av partikler av en vannoppløselig polymer i vann, karakterisert ved at den omfatter: a) å bringe partiklene i kontakt med vann for å danne en suspensjon av partiklene i vann; og b) samtidig med eller umiddelbart etter dannelse av suspensjonen å underkaste denne øyeblikkelig og momentan høy skjærkraft påvirkning for å findele partiklene idet skjærkraftbetingelsene og forholdet mellom vann og polymer i suspensjonen velges slik at man unngår molekylnedbrytning av polymeren, hvorved minst en andel av partiklene oppløses i vannet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at polymeren utgjør mellom ca. 0,05 og 6 vekt-% av den totale vekt av vann og polymer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinn b) gjennomføres i en apparatur for partikkelstørrelses reduksjon omfattende en roterbar impeller og en sylindrisk anordning av generell radialt anordnede bladelementer som langs omkretsen omgir impelleren, med radiale utslippsrom definert mellom ved siden av hverandre liggende blader.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at utslippsrommene har i det vesentlige enhetlig bredde.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at bladene og impelleren er anordnet i en vinkel på ca. 2° i forhold til hverandre.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at suspensjonen tildannes før trinn b).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at suspensjonen tildannes ved å bringe tørre partikler av polymeren i kontakt med en strøm av vann i blandeanordninger som står i forbindelse med en apparatur for partikkelstørrelsesreduksjon.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at blandeanordningene omfatter en polymerpartikkel kilde, en vannkilde, anordninger for å definere en strøm av vannet og anordninger for å avgi partiklene til vannstrømmen for blanding av disse.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at blandeanordningene er en vertikal frustocontrakt med anordninger for å tildanne nevnte strøm på den indre koniske overflate.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at strømdannelsesanord-ningene omfatter et reservoar definert over den indre omkretsoverflate av trakten og inkluderer anordninger for å slippe vann nedover fra reservoaret mot overflaten for å danne strømmen.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at polymerpartikler tilføres til trakten medrevet i en luftstrøm rettet mot vannstrømmen.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at et utløp er tildannet ved kjeglestumpen av trakten og at partiklene rettes mot strømmen på et punkt som ligger over og ikke i senter med kjeglestumpen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at det tildannes et utløp ved kjeglestumpen av trakten som står i forbindelse med en apparatur for partikkelstørrelsesreduksjon omfattende en roterbar impeller og en sylindrisk anordning av generelt radialt anordnede bladelementer anordnet i omkrets rundt impelleren og med radiale utslippsrom definert mellom ved siden av hverandre liggende blader.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at utslippsrommene har i det vesntlige enhetlig bredde.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at bladene og impelleren er anordnet i vinkel på ca. 2° i forhold til hverandre.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at polymerene omfatter en akrylamidpolyymer.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at akrylamidpolymeren er en homopolymer.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at akrylamidpolymeren er et kopolymerderivat av akrylamid og en komonomer.

19. Fremgangsmåte iflge krav 18, karakterisert ved at komonomeren er valgt blant 2-akrylamido-2-metyl propan sulfonsyre, natrium polyakrylat, akrylsyre, maleinsyre anhydrd, akrylnitril, styren, allyl aminer, diallyl aminer og dimetylaminoetylmetakrylat.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at polymeren velges blant polyetylen oksyder og biologisk fremstilte polymerer.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at polymeren omfatter en biologisk fremstilt polymer.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert ved at polymeren omfatter xanthangummi.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at polymeren omfatter et polyetylenoksyd.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 16 eller 20, karakterisert ved at polymeren omfatter mellom ca. 0,05 og ca. 6 vekt-% av den totale vekt av vann og polymer.

25. Apparatur for hurtig oppløsning av partikler av vannoppløselig polymer i vann, karakterisert ved at den omfatter a) midler for å bringe partiklene i kontakt med vann for å danne en suspensjon av partiklene i vann; og b) midler for å underkaste suspensjonen umiddelbare og momentane betingelser med høy skjærkraftpåvirkning samtidig med eller umiddelbart etter dannelse av suspensjonen for å findele partiklene.

26. Apparatur ifølge krav 25, karakterisert ved at midlene ifølge b) omfatter en apparatur for størrelsesreduksjon omfattende en roterbar impeller og en sylindrisk anordning av generelt radialt anordnede bladelementer i omkrets rundt impelleren der det er anordnet radiale utslippsåpninger mellom ved siden av hverandre liggende blader.

27. Apparatur ifølge krav 26, karakterisert ved at utslippsåpningene har i det vesentlige enhetlig bredde.

28. Apparatur ifølge krav 27, karakterisert ved at bladene og impelleren danner en vinkel på ca. 2° med hverandre.

29. Apparatur ifølge krav 25, karakterisert ved at kontaktanordningene omfatter blandemidler som står i forbindelse med en apparatur for partikkelstørrelsesre-duksjon.

30. Apparatur iflge krav 20, karakterisert ved at blandeanordningene omfatter en kilde for polymerpartikler, en vannkilde, midler for å definere en strøm av vannet, midler for å avgi partiklene til vannstrømmen for blanding derav.

31. Apparatur ifølge krav 30, karakterisert ved at blandeanordningen er en vertikal frustocon trakt med midler for å tildanne nevnte strøm på den indre koniske overflate derav.

32. Apparatur ifølge krav 31, karakterisert v e d at nevnte midler for å tildanne strømmen omfatter et reservoar definert over den indre omkretsoverflate av trakten og omfatter midler for utslipp av vann nedover fra reservoaret mot overflaten for å tildanne strømmen.

33. Apparatur ifølge krav 32, karakterisert ved at et utløp er tildannet ved kjeglestompene av trakten og at kilden for polymerpartikler er rettet mot den indre overflate av trakten ved et punkt anordnet over og forskjellig fra sentrum av kjeglestumpen.

34. Apparatur ifølge krav 31, karakterisert v e d at utløpet tildannes ved kjeglestumpen av trakten og står i forbindelse med en apparatur for partikkelstørrelses fordeling omfattende en roterbar impeller og en sylindrisk anordning av generelt radialt rettede bladelementer i omkrets rundt impelleren med radielle utslippsåpninger anordnet mellom ved siden av hverandre liggende blader.

35. Apparatur ifølge krav 34, karakterisert ved at utslippsåpningene har i det vesentlige enhetlig bredde.

36. Apparatur ifølge krav 35, karakterisert ved at bladene og impelleren danner en vinkel på ca. 2° med hverandre.