NO861561L - Stabiliseringsmiddel for vandige suspensjoner, saerlig kokssuspensjoner. - Google Patents

Abstract

Vandige suspensjoner av petroleumskoks stabiliseres ved hjelp av tilsetning av bentonitt i en prosentandel i området fra 0,2 til 3 vekt* i forhold til vekten av suspensjonen.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et stabiliseringsmiddel for vandige suspensjoner og vedrører mer spesielt et stabiliser-ingsiddel for vandige suspensjoner av petroleumskoks.

I den foreliggende fremstilling skal det i kokssammenheng refereres til petroleumskoks som er av særlig interesse, men det er klart at stabiliseringsmiddelet i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan anvendes for en lang rekke av suspensjoner av faststoffer i vann.

Petroleumskoks er et produkt med høy varmeverdi med lavt askeinnhold og det foreligger følgelig en stor interesse av å omdanne petroleumskoks til et fluid produkt ved dispergering i væsker, spesielt i vann.

Det problem som møtes med petroleumskoks er at den gir anled-ning til fullstendig ustabile suspensjoner i vann.

Etter en kort tid i ro vil en vandig suspensjon av petroleumskoks separarere til et nedre lag av sterkt sammenpakket petroleumskoks og et øvre lag av vann.

Fornyet homogenisering av de to faser viser seg meget vanske-lig.

Anvendelse av tradisjonelle stabiliseringsmidler av polysakka-ridtypen (xantangummi) viser seg ikke særlig effektiv for et stabilitetssynspunkt og vil på den annen side medføre vesent-lige økninger i viskositeten.

Det er overraskende funnet, og dette er formålet for den foreliggende oppfinnelse, at de vandige suspensjoner av petroleumskoks kan stabiliseres ved tilsetning av bentonitt i mengder på fra 0,2 til 3 vekt% i forhold til vekten av suspensjonen .

Med hensyn til konsentrasjonen av petroleumskoks i vann er

denne vanligvis i området fra 50 til 80 vekt%.

Suspensjonen inneholder videre vanlige fluidiserende midler, spesielt dem som oppnås ved sulfonering og saltdannelse av kulltjære, og eventuell kondensering med formaldehyd, eller de anioniske polyelektrolytter av ikke-overflateaktiv type, spesielt dem som har alkylsubstituerte flerkjernede aromatiske grupper og en molekylvekt over 300 og foretrukket i området fra 500 til 3000.

Blant de sistnevnte kan nevnes saltene av enverdige kationer av polymeriserte alkyl-naftalensulfonsyrer, og blant disse de forbindelser som er kjent under handelsbetegnelsene DAXAD 15 (W.R. Grace), DAXAD 19 (W.R. Grace), og Reoplast 203 (Fratelli Lamberti).

Med hensyn til kornstørrelsen av petroleumskoksen i den vandige suspensjon skal denne ha partikler med størrelse under 300 mikrometer, og suspensjonen tildannes foretrukket av to grupper av partikler med forskjellig midlere størrelse, idet den første gruppe av partikler har en midlere størrelse mellom 210 og 60 mikrometer, mens partiklene i den annen gruppe har en midlere størrelse mellom 1/6 og 1/20 av den midlere størrelse av partiklene i den første gruppe.

Partiklene i den første gruppe utgjør minst 50 og opp til 80 vekt% av den totale mengde partikler.

Med hensyn til fremstillingen av suspensjonen av petroleumskoks inneholdende stabiliseringsmiddelet i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan det følges to fremstillingsmåter, henholdsvis en tørrprosess og en våtprosess.

Ved tørrprosessen tilsettes bentonitten til den fluidiserings-middelholdige petroleumskoks i trinnet med malingen av petroleumskoksen eller i trinnet med å blande denne med vann og tilsetningsmidler.

I våtprosessen, i tilfellet av en kornstørrelsesfordeling av kontinuerlig type for partiklene i petroleumskoksen gjennom-føres prosessen som beskrevet i det foregående, med unn-tagelse av det forhold at malingen gjennomføres under våte og ikke tørre betingelser.

I motsatt tilfelle, hvis det anvendes blandinger av petroleumskoks med to forskjellige kornstørrelsesfraksjoner, som foretrukket, kan bentonitten tilsettes enten under det våtmal-ingstrinn hvor de grovere fraksjoner fremstilles, eller foretrukket under våtmalingen hvorunder den finere (mikroniserte) fraksjon dannes.

For å oppnå den grove fraksjon anvendes vanligvis en stav-mølle mens det for å oppnå den fine fraksjon anvendes en kule-mikroniseringsmølle.

De endelige partikkelstørrelser av de to petroleumskoksfrak-sjoner er som nevnt i det foregående.

De to fraksjoner blandet med hverandre utgjør de vandige suspensjoner av petroleumskoks.

Våtmalingen for oppnåelse av den grovere fraksjon gjennomføres foretrukket ved å blande den rå petroleumskoks som skal males med den våtmikroniserte fraksjon, malingen fortsettes inntil denønskede størrelse for den grove fraksjon oppnås. Dette er den maleprosess som er anvendt i eksemplene 2 og 3.

Noen eksempler skal nå gis for bedre illustrering av opp-finnelsen .

Eksempel 1.

Tørrprosess: Tilsetning av bentonitt i, blandetrinnet.

Petroleumskoks med følgende egenskaper ble anvendt:

En slurry ble fremstilt med den grove fraksjon og den rnikro-niserte fraksjon i vektforholdet 65/35 med en konsentrasjon av petroleumskoks på 72,0 vekt%, og med en mengde DAXAD 15 på

0. 5 %.

Bentonitt ble tilsatt slurryen i mengder på henholdsvis 0,

1, 1,5, 2 og 2,5 %.

Prøvene lagret i lukkede beholdere har vist en god stabilitet allerede ved bentonittkonsentrasjon 1 %, men den optimale konsentrasjonsverdi viste seg å være 1,5 %.

Større mengder bentonitt gir en for pseudoplastisk karakter til produktet.

Stabilitetsverdiene, som prosent etter 48 timer, for de fem prøver, er henholdsvis 91, 96, 98,5, 99 og 99,5.

De oppnådde reologiske egenskaper er de følgende:

hvori Y) (P) er viskositeten i poise beregnet som skjærkraft/ skjærtakt regresjonslinje mellom 70 og 130 s~^~ skjærtakt, idet K og n er knyttet til hverandre ved forholdet

hvori " X er skjærkraften, y- er skjærtakten, K er konsistens-

indeksen og n er indeksen som beskriver den newtonaktige karakter av suspensjonen.

Bestemmelse av statisk stabilitet.

Bestemmelsen av den statiske stabilitet gjennomføres ved å helle kullsuspensjonen inn i en 170 x 24 mm sylinder av pleksiglass og holde den i ro i en bestemt tid ved konstant temperatur.

Etter denne tid innføres sylinderen i en dypfryser for å bringe suspensjonen til å størkne.

Den 150 mm høye kjerne trekkes så ut fra sylinderen og fra dens to ender kuttes det av to prøver med omtrent 15 mm høyde.

De to prøver analyseres så for bestemmelse av faststoffinn-holdet.

Prosentvis forhold av faststoffinnhold funnet i topprøven i forhold til bunnprøven tillater beregning av stabiliteten.

Den statiske stabilitet uttrykkes ved et tall mellom 0 og 100.

Eksempel 2.

Våtprosess: Tilsetning av bentonitt under det endelige stav-matningstrinn.

Petroleumskoksen var den samme som ble anvendt i eksempel 1. Våtmikroniseringen ble gjennomført ved en konsentrasjon av 50 % tørrstoff med en mengde DAXAD 15 tilsvarende konsentrasjonen 0,5 %, referert til den endelige stavmaling.

Forholdet grov/fin ved den endelige stavmaling var 65/35.

Ved begynnelsen av den våte stavmaling ble de respektive

mengder av bentonitt tilsatt:

0 %, 0,2 % 0,4 %, 0,5 %, 0,6 %.

Den endelige konsentrasjon av petroleumskoks var 71 vekt%.

De oppnådde resultater er gjengitt i den følgende tabell.

Eksempel 3.

Våtprosess: Tilsetning av bentonitt under mikroniseringstrinnet.

Det ble anvendt den samme petroleumskoks som i eksempel 1.

Våtmikroniseringen ble gjennomført ved en konsentrasjon på

50 % faststoff, med tilsetning av henholdsvis 0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 0,7 og 0,9 % bentonitt, referert til den totale mikroniserte substans.

Hele mengden av fluidiseringstilsetningsmiddelet DAXAD 15 ble tilsatt i mikroniseringstrinnet, slik at det i den endelige stavmaling ble oppnådd en konsentrasjon på 0,5 %.

Under anvendelse av et forhold grov/fin på 65/35 ved den endelige stavmaling tilsvarer de ovenfor angitte bentonitt-mengder henholdsvis 0, 0,05, 0,10, 0,15, 0,25, 0,35, 0,45 % i sluttproduktet.

Konsentrasjonen av petroleumskoks i sluttproduktet ble omtrent 71 %.

I de etterfølgende tabeller gjengis de reologiske egenskaper av produktet fra mikroniseringstrinnet, og av produktet fra stavmaletrinnet, og stabiliteten derav.

Mikronisering.

Endelig stavmaling.

Fra de oppnådde resultater kan det iakttas hvorledes bruken av bentonitt i mikroniseringstrinnet for nedsettelse av de kon-sentrasjoner av bentonitt som skal tilsettes, er mer fordel-aktig. Den optimale konsentrasjon av bentonitt som tilsettes er 0,2 til 0,4 referert til den endelige stavmaling.

I figuren er stabilitet (ordinat, som %) oppnådd ved tilsetning av bentonitt (abscisse, som %) ved stavmaletrinnet (hvite sirkler), og i mikroniseringstrinnet (sorte sirkler) vist sammenligningsvis.

Det sees at bedre stabiliteter oppnås ved lavere konsentra-sjoner ved tilsetning av bentonitt i mikroniseringstrinnet.

Claims (3)

1. Stabiliseringsmiddel for vandige suspensjoner av petroleumskoks, karakterisert ved at stabiliseringsmiddelet er bentonitt.

2. Stabiliseringsmiddel som angitt i krav 1, karakterisert vedat bentonitten er tilsatt i en prosentvis mengde i området fra 0,2 til 3 vekt% i forhold til vekten av suspensjonen.

3. Stabiliseringsmiddel som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det tilsettes petroleumskoksen under dens tørre eller våte malebehandling.