PL121931B1 - Method of filtration of liquefied coal suspensionennogo/ uglja - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób filtracji za¬ wiesiny uplynnionego wegla.W ostatnich czasach rozwija sie szereg metod solwatacyjnych wytwarzania zarówno cieklych, jak i stalych, odmineralizowamych paliw weglowodoro¬ wych z wegla kamiennego. Jedna z takich metod zmamia jesit pod nazwa metody rozpuszczalnikowej rafinacji wegla (SRC). Metoda SRC jest solwa ta¬ cyjna metoda wytwarzania rozpuszczalnych, cie¬ klych i stalych paliw weglowodorowych z wegla.W metodzie tej pokruszony wegiel dysperguje sie w rozpuszczalniku stanowiacym zawracana cie¬ kla frakcje zawierajaca zwiazki hydroaromatyczne i przepuszcza wraz z wodorem przez strefe pod¬ grzewania w podwyzszonej temperaturze pod cis¬ nieniem, w celu rozpuszczenia paliwa weglowodo¬ rowego z mineralów weglowych, zapobiegajac wtór¬ nej polimeryzacji rozpuszczonych weglowodorów przez przeniesienie wodoru do hydroaromatycznych zwiazków z rozpuszczalnika do rozpuszczonych ma¬ terialów weglowodorowych. Uzyskana zawiesine przesyla sie nastepnie do drugiej egzotermicznej strefy rozpuszczania, w której zachodza reakcje uwodornienia i hyd/rctaakingu. W strefie rozpu¬ szczania tworza sie zwiazki hydroaromatyczne.Frakcje zawierajaca te zwiazki wydziela sie z odoiefcu ze strefy rozpuszczania stanowiacego za¬ wiesine i zawraca sie. Reszte zawiesimy stanowia¬ cej odciek ze strefy rozpuszczania stanowia cza¬ stki mineralów z wegla i nierozpuszczomego we- 2 gla zawieszone w zwyklej cieczy i zwykly, staly, rozpuszczalny wegiel, tzn. rozpuszczony wegiel, który jest staly w temperaturze pokojowej.Zawieszone czastki sa bardzo male zwykle o 5 wielkosci submikrometrowej i srednica wiekszos¬ ci, lub prawie wszystkich czastek jest mniejsza od 10—20 mikrometrów. Ze wzgledu na mala wiel- . kosc, czastki te jest bardzo trudno odsaczyc lub usunac w inny sposób z rozpuszczonego wegla. i° W opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4102 774 i 4124 485 ujawniony jest sposób obróbki alkoholem odciekowej zawiesiny z procesu uplynniania wegla, takiego jak metoda SRC, majacy na celu skupienie zawieszonych lub 15 zdyspergowanych skladników stalych zawieraja¬ cych mineraly lub wplyniecie na nie w inny spo¬ sób, aby zwiekszyc szybkosc filtracji zawiesiny.Obecnie stwierdzono, ze pewne polimery, obej¬ mujace kopolimery metakryianów alkilowych lub 20 polimetakrylanów alkilowych, takie jak kopolimer etylen-propylen-metakrylan oraz kopolimer etyle¬ nu z octanem winylu i poliizobutylen, nadaja sie do zwiekszenia szybkosci filtracji cieklycl^ zawie¬ sin wegla. 25 Sposób wedlug wynalazku polega na stosowaniu kopolimeru etylenu z octanem winylu, podczas gdy dokonane równoczesnie zgloszenia dotycza od¬ powiednio stosowania kopolimeru izobutylenu i me- takrylamu alkilu. Te substancje polimeryczne sku- 30 tecznie zwiekszaja szybkosc filtracji, jesli doda- 121 9313 121 931 4 wane sa bezposrednio do cieklej zawiesiny wegla i zostana równomiernie w niej rozproszone w ste¬ zeniach, przy których nastepuje nastepnie wzrost szybkosci filtracji.Polimer korzystnie najpierw rozpuszcza sie w oleju lekkim w celu zmniejszenia lepkosci. Nie¬ oczekiwanie stwierdzono ponadto, ze polimery te sa równie, a nawet bardziej skuteczne, jesli zdys- perguje sie je lub rozpusci w oleju weglowym lub naftowym, w którym sie rozpuszczaja, w celu zmniejszenia lepkosci i przepusci sie je przez wstepnie pokryty placek pomocniczego materialu filtracyjnego przed przesaczeniem przezen cieklej Uz^skalue" Zwiekszenia szybkosci filtracji dzieki wst^Hiej obróbce powlekajacej jest szczególnie go¬ dne uwagi, gdyz stwierdzono, ze polimer nie ulega w wyniku- wstepnej obróbki nieodwracalnej ad¬ sorpcji"ha" pomocniczym materiale filtracyjnym.Dzieki temu sposobem wedlug wynalazku mozna korzystnie odzyskac zasadniczo caly polimer lub jego wiekszosc, albo tez co najmniej 70, 80 lub 90% wagowych.Ekonomicznie korzystne zuzycie polimeru wy¬ stepuje tylko w przypadku wariantu wynalazku ze wstepna obróbka powlekajaca, gdyz w wyniku dodania polimeru do samej zawiesiny wegla traci sie go wraz z cieklym przesaczem weglowym.Jednak nawet to jest korzystniejsze od strat polimeru w wyniku adhezji do pomocniczego ma¬ terialu filtracyjnego, gdyz wówczas nie przyczy¬ nia sie on nawet do zwiekszenia wartosci opalo¬ wej przesaczu weglowego.Fakt, ze polimery te powoduja znaczne zwie¬ kszenie szybkosci filtracji przy prostym ich uzy¬ ciu do plukania wstepnie powleczonego placka fil¬ tracyjnego, przy czym na placku tym nie pozo¬ staja znaczne ich ilosci, wskazuje, ze polimery te oddzialywuja na powierzchnie czastek wstepnie powleczonego materialu raczej w sposób fizyczny niz chemiczny. Jakkolwiek sam polimer jest wzgle¬ dnie lepki, po jego rozpuszczeniu w oleju lekkim uzysjtouje sie lejacy sie roztwór zdolny do prze¬ plyniecia przez czastki stale' pomocniczego mate¬ rialu filtracyjnego.Jakakolwiek ilosc oleju pozostajaca na pomo¬ cniczym materiale filtracyjnym rozpuszcza sie na¬ stepnie w cieczy weglowej w czasie saczenia.Przerwa w czasie po przemywaniu roztworem po¬ limeru, a przed etapem filtracji, na ustalanie sie równowagi nie jest konieczna, ale z drugiej stro¬ ny odstep czasu nie wywiera szkodliwego wply¬ wu. Przemywanie polimerem nie wywiera wido¬ cznego wplywu na wstepnie pokryty placek, a pra¬ wdopodobnie oddzialywuje na powierzchnie mie- dzyfazowa pomiedzy osadzonymi czastkami stale¬ go wegla i czastkami pomocniczego materialu fil¬ tracyjnego w czasie nastepujacego potem etapu filtracji. Byc moze, ze wstepna obróbka polime¬ rem zapobiega lub oslabia przyczepnosc stalego wegla do wstepnie pokrytego placka.Dzialanie takie znacznie rózni sie od dziala¬ nia alkoholi stosowanych w wyzej wspomnianych znanych sposobach, polegajacego na rzeczywistej aglomeracji zawieszonych czastek stalych. Ze wzgledu na raczej fizyczna niz chemiczna, rzeczy¬ wista nature efektu, w sposobie wedlug wynalaz¬ ku mozna stosowac dowolne stale pomocnicze ma¬ terialy filtracyjne. Przykladowo wymienic mozna • takie typowe materialy pomocnicze w filtracji, jak ziemia okrzemkowa, celuloza, azbest i welna zu¬ zlowa.Stwiiardizono ponadto, ze syneargastyiozny wplyw na szybkosc filtracji osiaga sie przy stosowaniu wedlug wynalazku polimeru i alkoholu w proce¬ sach przedstawionych \v opisach patentowych Sta¬ nów Zjednoczonych Ameryki nr nr 4102 774 i 4 124 485.Aby uzyskac efekt synergistyczny, mozna poli¬ mer dodac bezposrednio do cieklej zawiesiny we¬ gla wraz z alkoholem, albo tez polimer w roz¬ tworze olejowym mozna zastosowac do przemycia wstepnie pokrytego placka, tak ze do cieklej za¬ wiesiny wegla dodaje sie jedynie alkohol. Odkry¬ cie efektu synergistycznego wyraznie wskazuje, ze polimer i alkohol spelniaja niejednakowe funkcje w ukladzie filtracyjnym.Polimer stosowany w sposobie wynalazku moz¬ na dodawac do cieklej zawiesiny weglowej w do¬ wolnej ilosci, przy której uzyskuje sie zwiejksza- nde szybkosci filtracji tej zawiesiny. Ogólnie sku¬ teczna ilosc polimeru w cieklej zawiesinie wegla wynosi od 0,01 lub 0,05 do 2% wagowych. Korzy¬ stnie ilosc ta wynosi od 0,1 lub od 0,25 do 1 lub 1,5% wagowego. Polimer lub jego roztwór olejo¬ wy mozna dodawac do cieklej zawiesiny wegla na¬ wet Wówczas, gdy olejowy roztwór polimeru sto¬ suje sie równiez do przemywania wstepnie powle¬ czonego placka pomocniczego materialu filtracyj¬ nego.Polimer mozna dodawac do cieklej zawiesiny wegla bezposrednio lub w formie roztworu w ole¬ ju weglowym lub naftowym zasadniczo nie zawie¬ rajacym wegla w postaci stalej. Jesli polimer sto¬ suje sie do wstepnej obróbki placka filtracyjnego, jego lepkosc trzeba obnizyc i dlatego przepuszcza sie go przez wstepnie powleczony placek w po¬ staci roztworu w oleju weglowodorowym. Roz¬ twory polimeru w weglowodorowym oleju weglo¬ wym lub naftowym zazwyczaj zawieraja od okolo 0,1—7% wagowych polimeru, a zwlaszcza od okolo 0,5—2,5% wagowych polimeru.W celu uzyskania wspomnianego efektu syner- giistycznego stosowac mozna pierwszo-, drugo- lub trzeciorzedowe alkohole alifatyczne zawierajace 2— —10 atomów wegla. Jakkolwiek alkohole o dluz¬ szych lancuchach alifatycznych moga byc skute¬ czne, jednak sa drozsze. Zastosowanie ich powo¬ duje niepotrzebny wzrost kosztów operacji.Szczególnie skuteczne sa takie alkohole, jak izo- propanol oraz normalny drugorzedowy i trzecio¬ rzedowy butanol. Stosowac mozna jeden lub wie¬ cej alkoholi. Ilosc alkoholu w cieczy weglowej moze wynosic 0,05—15% wagowych. Skuteczne ste¬ zenia alkoholu wynosza 0,1—15% wagowych, albo od 0,5 lub 1,0 do 6% wagowych.Stosowany alkohol nie spelnia roli znaczacego' donoru wodoru lub srodka solwatujacego wegiel.Tak np., choc butanol jest dla celów filtracji al¬ koholem korzystnym, nie jest on skuteczny jako 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60121 931 6 srodek solwatujacy wegiel. W sposobie wedlug wynalazku alkohol dodaje sie do procesu uplyn¬ niania wegla po zakonczeniu etapu rozpuszczanda wegla, tzn. wówczas, gdy co najmniej okolo 85 lub 90% wagowych wegla uleglo rozpuszczeniu.Nie ma potrzeby dodawania alkoholu do procesu przed zakonczeniem etapów rozpuszczania i uwo- doinnianda.Ponadto alkohol w procesie tym nie wplywa znacznie na zwiekszenie stosunku wodoru do we¬ gla w cieczy weglowej. Dlatego tez wiekszosc al¬ koholu nie ulega zuzyciu w procesie. Nie zacho¬ dzi tez znaczna przemiana alkoholu w inny ma¬ terial, taki jak keton, w wyniku przeniesienia wo¬ doru.Aby zapobiec dzialaniu alkoholu jako donora wodoru, cdeoz wegilowa, do której dodaje sde alko¬ hol, zawiera znaczna ilosc uprzednio dodanego innego materialu stanowiacego donor wodoru, np. co najmniej 2, 3 lub &•/• wagowych materialów hydrc^romaitycznyoh, takich jak teralina i jej ho- mologi. Material hydroaropaatyczny chroni alkohol tak, ze wiekszosc jego mozna zawrócic bez ko¬ niecznosci stosowania obróbki wodorem.Poniewaz cel dodawania alkoholu ogranicza sie do usuwania czesci stalych, nie ma potrzeby wcze¬ sniejszego usuwania stalych skladników wegla i alkohol mozna dodawac do cieklej zawiesiny we¬ gla zawierajacej zazwyczaj co najmniej 3 lub 4% wagowe mineralów. Przy spelnianiu swojej roli alkohol nie wymaga stosowania zasady, która mo¬ glaby zwiekszac jego dzialanie, gdyby spelnial on role donora 9 wodoru.Ponadto alkohol dziala w sposobie wedlug wy¬ nalazku w fazie qeklej i z tego Wzgledu mozna go stosowac do oddzielania fazy stalej od cieklej w temperaturze nizszej od jego temperatury kry¬ tycznej.Przed dodaniem alkoholu temperatura cieczy weglowej powinna byc podwyzszona i wynosic od okolo 38^371aC, korzystnie od okolo 66^316°C, a najkorzystniej od okolo 204—288°C. Po dodaniu alkoholu mieszanine weglowa powinno sie wy¬ mieszac w calu uzyskania jednorodnego skladu fazy cieklej. Po dodaniu alkoholu, a przed etapem usuwania czesci stalych roztwór wegla mozna od¬ stawic w temperaturze mieszania na okres czasu od 30 sekund do 3 godzin, a jeszcze korzystniej od 1 minuty do 1 godziny, lub od 2 lub 5 do 30 minut.Dodatkowy korzystny efekt mozna uzyskac, je¬ sli dodatek alkoholowy stosuje sie w mieszance z olejem lekkim. Olejem lekkim moze byc zasad¬ niczo nie zawierajaca czesci stalych lekka ciekla frakcja weglowa, z której czesci stale usunieto przez filtracje lub w inny sposób, np. frakcja lekkiego oleju procesowego, którego zakres tem¬ peratur wrzenia obejmuje temperature wrzenia alkoholu. Mieszanke mozna odzyskiwac w procesie jako pojedyncza frakcje, lub tez olej lekki i al¬ kohol mozna wydzielac osobno i mieszac w do¬ wolnym .pozadanym stosunku. Mieszanka alkoholo- wo-olejowa wywiera korzystniejszy wplyw na od¬ saczanie czesci stalych od cieklego wegla, niz sam alkohol. 10 15 20 30 w 40 50 65 Jakkolwiek korzysci w wyniku dodawania al¬ koholu zmniejszaja sie w miare, jak ilosc doda¬ nego alkoholu przekroczy wielkosc krytyczna, z powodzeniem stosowac mozna zwiekszone ilosci al¬ koholu, jesli wprowadzi sie go w mieszaninie z olejem lekkim.Poniewaz alkohol zawraca sie, istnieje bardzo male prawdopodobienstwo wystapienia dodatko¬ wych kosztów produkcyjnych w wyniku stosowa¬ nia zwiekszonej jego ilosci. Fenol obecny w cie¬ czach weglowych ^wywiera ujemny wplyw na od¬ dzielanie skladników stalych, najwidoczniej dla¬ tego, ze dziala jako osrodek dyspergujacy.Aby uniknac zawracania fenolu, frakcja oleju lekkiego powinna miec zakres temperatur wrze¬ nia nizszy od temperatury wrzenia fenolu, wyno¬ szacej 181°C. Mozna np. stosowac ciekla frakcje weglowa o temperaturze wrzenia nie wyzszej od okolo 169°C. Zakres temperatur wrzenia, cieklej frakcji weglowej nie musi pokrywac sie z zakre¬ sem temperatur wrzenia obiegowego rozpuszczal¬ nika procesowego. Górna granica temperatury nie obowiazuje, gdy olej lekki nie jest ciecza weglo¬ wa i z tego wzgledu nie zawiera fenoli. Tak np., jeslr olej lekki stanowi frakcja ropy naftowej, sto¬ sowac mozna lekka, srednia lub ciezka nafte o temperaturze wrzenia nie przewyzszajacej 260°C.Ilosc alkoholu w lekkiej frakcji olejowej moze wynosic ogólnie od okolo 1—75% wagowych, a ko¬ rzystnie od okolo 10—25% wagowych. Hosc mie¬ szanki oleju lekkiego nie zawierajacego czesci sta¬ lych z alkoholem dodawanej do plynnego wegla zawierajacego czesci stale moze najogólniej wyno¬ sic od okolo 1—50% wagowych, korzystnie od oko¬ lo 1—15% wagowych, a najkorzystniej od okolo 2—5% wagowych..Wedlug jednego z rozwiazan alkohol mozna do¬ dac do goracej naapanzesaczonej zawiesiny roz¬ puszczonego wegla, po czym mieszanine miesza sie i pozostawia do dojrzewania. Nastepnie .prze¬ puszcza sie ja przez filtr zawierajacy podloze z ziemi okrzemkowej przemyte uprzednio roztwór rem polimeru w oleju lekkim. Przesacz zawierajacy alkohol, ale zasadniczo pozbawiony polimeru frak¬ cjonuje sie nastepnie w celu wydzielenia nisko- wrzacej frakcji zawierajacej co najmniej czesc alkoholu.Frakcje ta zawraca sie nastepnie i miesza z za¬ wiesina podawana na filtr, uzupelniajac ja w razie potrzeby alkoholem. Przy takim sposobie prowa¬ dzenia procesu uzyskuje sie synergistyczny efekt dzialania polimeru i alkoholu na szybkosc filtracji, przy równoczesnej maksymalnej oszczednosci w -u¬ zyciu polimeru i alkoholu.Przy prowadzeniu prób filtracji ilustrujacych sposób wedlug wynalazku uzyskane wyniki inter¬ pretowano w oparciu o nastepujacy powszechnie znany matematyczny model filtracji: (T/W) = kW + C gdzie: T = czas filtracji w minutach W = czesci przesaczu zebranego w czasie T w gramach k = parametr opornosci placka filtracyjnego (minuty/g2)121 931 8 C = parametr opornosci podloza (minuty/gram) oraz (T/W) = (szybkosc)-1 W próbach filtracji przedstawionych ponizej ilosc zebranego przesaczu W rejestrowano automa¬ tycznie w funkcji czasu T. W i T stanowia pod- 5 stawowe dane uzyskane w próbach. W celu otrzy¬ mywania porównywalnych wyników nastepujace wielkosci utrzymywano na ustalonym pozadanym poziomie: temperatura, spadek cisnienia na filtrze, rodzaj podloza i sposób jego nanoszenia, grubosc io podloza oraz pole przekroju poprzecznego filtru.Uzyskane wielkosci W w funkcji T poddawano obróbce zgodnie z powyzszym modelem matema¬ tycznym, co przedstawiono na fig. 1 i 2. Na kazdej z fig. 1 i 2 znajduja sie po cztery krzywe; z któ- W rych kazda przedstawia oddzielna serie prób filtra¬ cji. Na osi pionowej kazdego z wykresów znajduja sie wielkosci T/W, stanowiace odwrotnosci szyb¬ kosci filtracji. Nachylenie kazdej krzywej równe jest k, a punkt przeciecia kazdej krzywej z osia 20 pionowa wyznacza parametr C.Na figurze 1 i figurze 2 cyfry nad wykresami oznaczaja czas w minutach. Krzywe oznaczone na fig. 1 i fig. 2 literami oznaczaja odpowiednio: A i £ ^filtracja cieklej zawiesiny wegla bez obróbki 25 podkladu, B — filtracja cieklej zawiesiny wegla przez podklad poddany obróbce kopolimerem me- takrylanu w lekkim oleju naftowym, C — filtracja cieklej zawiesiny wegla przez podklad poddany obróbce kopolimerem metakrylanu w lekkim ole- 30 ju weglowym, D — filtracja cieklej zawiesiny za¬ wierajacej dodatek oleju lekkiego i izopropanolu przez podklad, poddany obróbce kopolimerem me- takry^anu, F — filtracja cieklej zawiesiny wegla zawierajacej dodatek oleju lekkiego i izopropano- 35 lu G — filtracja cieklej zawiesiny wegla przez podklad poddany obróbce poliizobutylenem, H — filtracja cieklej zawiesiny wegla z dodatkiem ole¬ ju lekkiego i izopropanolu przez podklad poddany obróbce poliizobutylenem. *o Przy analizie krzywych parametr C w pierwszym rzedzie charakteryzuje podloze, gdyz oznacza on odwrotnosc szybkosci filtracji na poczatku próby, przed osadzeniem sie na wierzchu podloza jakiej¬ kolwiek znaczacej ilosci placka filtracyjnego. *5 Z drugiej strony nachylenie k stanowi parametr charakteryzujacy placek filtracyjny osadzajacy sie na podlozu w czasie filtracji, i z tego wzgledu charakteryzuje sie sama filtracja, z wylaczeniem podloza. Wzglednie niewielkie nachylenie (niska w wielkosc k) oznacza korzystnie niska opornosc pla¬ cka przy filtracji. Mówiac innymi slowy, jakie¬ kolwiek obnizenie parametru k oznacza korzystny wzrost szybkosci filtracji.Z figiur 1 i 2 wyndika, ze krzywe przedstawia- 55 jace slepa próbe i próbe z zastosowaniem jedynie obróbki podloza maja najwieksze nachylenie (naj¬ wyzsze wielkosci k), podczas gdy krzywe przedsta¬ wiajace próby z zastosowaniem dodatku alkoholo¬ wego maja najmniejsze nachylenie (najnizsze wiel- «o kosci k).Patrzac z innego punktu widzenia mozna stwier¬ dzic, ze jakkolwiek kazda krzywa wskazuje, ze na koncu próby szybkosc filtracji jest mniejsza (tzn. wyzsza jest (szybkosc-1), niz na poczatku, to na- 65 chylenie nizszych krzywych wskazuje, ze szybkosci filtracji nie zmniejszaja sie tak bardzo w czasie próby.Z fdiguir 1 i 2 wynika ponadto, ze jakkolwiek krzywe przedstawiajace próby z zastosowaniem jedynie obróbki podloza maja w przyblizeniu takie sanno nachylenie, jak odpowiednie slepe próby, to jednak w wyniku obnizenia parametru C oporno¬ sci podloza w przypadku prób z zastosowaniem samej tylko obróbki polimerem uzyskuje sie wie¬ ksza ilosc przesaczu po jednej minucie w porów¬ naniu z odpowiednia slepa próba.W zwiazku z tym oczywiste jest, ze efekt sy- nergistyczny wywolany lacznym stosowaniem za¬ równo wstepnej obróbki podloza, jak i dodawaniem alkoholu wywolany jest polaczonym dzialaniem róznych efektów, a mianowicie obnizenia zarówno parametru opornosci placka filtracyjnego k, jak i parametru opornosci podloza C.Nalezy zauwazyc, ze kazda próbe filtracji pro¬ wadzono bez przemywania placka filtracyjnego roz¬ puszczalnikiem. Przemywanie rozpuszczalnikiem wplywa na charakter placka filtracyjnego, powin¬ no ono wplywac na wielkosc k.W przemysle bardzo rozpowszechnione sa filtry obrotowe o dzialaniu ciaglym, w których cykle filtracji trwajace nie dluzej, niz okolo 1 minuty, wystepuja przemiennie z cyklami plukania, w cza¬ sie których placek filtracyjny spryskuje sie roz¬ puszczalnikiem w celu wymycia zaabsorbowanego cieklego wegla.Dlatego tez wszystkie zestawione szybkosci fil¬ tracji w próbach opisanych w ponizszych przykla¬ dach dotycza operacji filtracji w czasie pierwszej miniuty procesu, o ile nie zaznaczono tego inaczej.Przy prowadzeniu prób filtracji w ponizszych przykladach sito 90 mesh umieszczone wewnatrz elementu filtracyjnego pokrywano na grubosc 1,27 cm ziemia okrzemkowa. Wewnetrzna srednica ele¬ mentu filtracyjnego wynosila 1,9 cm, jego wyso¬ kosc 3,5 cm, a pole powierzchni 2,84 om2. Sito podtrzymywane bylo przez wytrzymaly ruszt za¬ pobiegajacy jego odksztalceniom. Nanoszenie po¬ dloza prowadzono przetlaczajac 5°/a wagowo zawie¬ sine materialu podlozowego w procesowym oleju lekkim przez sito z zastosowaniem azotu pod ci¬ snieniem 2,741102 kPa. Operacje nanoszenia po¬ dloza prowadzono w temperaturze zblizonej do temperatury nastepujacej potem operacji filtracji.Waga porowatego zloza z materialu podlozowego wynosila okolo 1,2 g.Po naniesieniu materialu podlozowego filtr prze¬ dmuchiwano przez okolo 1—2 sekundy azotem pod cisnieniem okolo 3.43*10 kPa w celu usuniecia sladów oleju lekkiego. Olej lekki Splywal do po¬ jemnika umieszczonego na wadze automatycznej.Olej lekki wazono, aby zapewnic osadzenie sie od$x)wiedniej ilosci materialu podlozowego. Po tej operacji olej wylewano. Wage laczono z rejestrato¬ rem, aby uzyskac nastepnie ciagly (w odstepach czasu co 5 sekund zapis ilosci zebranego przesaczu w funkcji czasu.Nastepnie próbke 750 g niesaczonego oleju bez zadnych dodatków wprowadzano do zbiornika cisnieniowego sluzacego za zbiornik rezerwowy.9 121 931 10 UFO utrzymywano "w temperaturze 38—54°C i mie¬ szano w sposób ciagly, za pomoca dwóch turbinek 5 cm. Wal obracal sie z predkoscia 2 000 obrotów/ minute. Filtracje rozpoczynano wprowadzajac do autoklawu azot pod cisnieniem w zakresie 2,74— —5,49 «102 kPa. UFO wyplywajacy z autoklawu przechodzil przez spirale podgrzewajaca, w której czas jego przebywania byl regulowany przez ma¬ nipulowanie zaworami. Na wlocie i wylocie spirali znajdowaly sie termopary, tak ze UFO doplywa¬ jacy do filtru utrzymywany byl w stalej tempera¬ turze. UFO opuszczajacy podgrzewacz przeplywal do filtru, na którym tworzyl sie staly placek i uzy¬ skiwano przesacz.Element filtracyjny i podgrzewacz filtru byly równiez wyposazone w termopary. Jak to zazna¬ czono powyzej, przesacz zbierano na wadze i ilosc jego rejestrowano automatycznie co 5 sekund.Przesacz zbierano w czystym pojemniku.Próby porównawcze w celu oznaczenia wplywu dodatków prowadzono z ta sama partia UFO, dla której zebrano dane filtracyjne. Najpierw uklad rur i filtr przedmuchiwano azotem pod cisnieniem oko¬ lo 6.86-102 kPa w celu usuniecia UFO. Do auto¬ klawu zawierajacego UFO pompowano dodawana substancje.Nastepnie monitowano nowy eLemenit fflttracyjny i pokrywano go podlozem w sposób analogiczny do opisanego powyzej, po czym prowadzono próby z zastosowaniem dodatku do UFO w ten sam spo¬ sób, w jaki wykonywano próby bez dodatku.Po kazdej filtracji pozostalosc na materiale po¬ dlozowym na filtrze przedmuchiwano azotem i przemywano odpowiednim rozpuszczalnikiem w celu pozbycia sie mieszanki UFO i dodatkju.Analiza typowej zawiesiny uplynnionego wegla z procesu SRC jest nastepujaca. Jakkolwiek olej lekki odpedzono z zawiesiny uplynnionego wegla w procesie stopniowego obnizania cisnienia i moz¬ na go uzywac do wytwarzania mieszanek z poli¬ merem i alkoholem, w razie potrzeby, jednak z ole¬ ju wprowadzanego na filtr nie próbowano usuwac zadnych czesci stalych przed filtracja.Ciezar wlasciwy w temperaturze 15,6°C 1,15 Lepkosc kinematyczna w temperaturze 98,9°C 24,1 cSt Gestosc w temperaturze 15,6°C 1,092 Popiól 4,49Vo wagowych Czesci nierozpuszczalne w pirydynie 6,34°/o wago¬ wych Destylacja wedlug normy ASTM D1160 Procent 5 10 20 30 40 50 60 70 Temperatura pod cisnienem 0,98 «102 kPa 270 285 297 317 .341 368 409 487 Calosc Skladników ulegajacych destylacji, | stanowiaca 71% odzysikano w temperaturze 406°C W próbach opisanych ponizej stosowano do wy¬ twarzania mieszanek z alkoholem lub polimerem olej lekki o nastepujacych typowych wlasciwo¬ sciach: Ciezar wlasciwy w temperaturze 15,6°C 0,830 Gestosc w temperaturze 15,6°C 0,829 Lepkosc kinematyczna w temperaturze 37,8°C 0,861 cSt Destylacja wedlug normy ASTM D-86 pod ci¬ snieniem 1,02 -102 kPa.Procent .5 95 1 punkt koncowy Temperatura (°C) 72 228 256 Przyklad I. Przeprowadzono próby w celu wykazania wplywu dodatku pewnych polimerów do cieklej zawiesiny wegla na szybkosc filtracji. 25 Filtracje zawiesiny prowadzono w temperaturze 127°C przy spad/ku cisnienia 5,49 *102 kPa przez filtr zawierajacy placek podkladowy z pomocniczego materialu filtracyjnego, który stanowila ziemia okrzemkowa, zblizony do filtru stosowanego w 3 ukladzie prób opisanych powyzej.Zbadano nastepujace polimery: kopolimer ety- len-propylen-metakryian, kopolimer etylen-octan winylu oraz poliizobutylen o malej i duzej lepko¬ sci. Kazdy polimer rozpuszczono w oleju lekkim uzyskujac roztwór mieszajacy sie z ciekla zawie¬ sina wegla i zdolny do wytworzenia jednorodnej dyspersji. Wyniki tych prób przedstawiono w ta¬ blicy 1. 40 Kazdy z dodatków polimerycznych stosowanych w próbach przedstawionych w tablicy 1 powoduje zwiekszenie szybkosci filtracji cieklego wegla w porównaniu ze slepa próba. W przypadku kopoli¬ meru etylen-propylen-meitakrylan, kopolimeru ety- 45 len-octan winylu oraz poliizobutylenu o lepkosci 680 cSt w temperaturze 100°C szybkosc filtracji zwieksza sie ze wzrostem ilosci polimeru.Natomiast w przypadku poliizobutylenu o lepko¬ sci 2474 cSt w temperaturze 100°C przy najmniej- 50 szej ilosci polimeru uzyskuje sie znaczniejsze zwie¬ kszenie szybkosci filtracji. Na podstawie tych da¬ nych stwierdzono, ze korzystny polimer izobutyienu posiada taki ciezar czasteczkowy, ze jego lepkosc w temperaturze 99°C wynosi od okolo 604—690 55 CSt.Przyklad II. Przeprowadzono próby w celu sprawdzenia, czy polimery zwiekszajace szybkosc filtracji zatrzymywane sa przez placek filtracyjny osadzony w czasie filtracji cieklej zawiesiny wegla 00 nie zawierajacej polimeru lub przez placek podlo¬ zowy z handlowego materialu podlozowego z ziemi okrzemkowej, przy przemywaniu roztworem poli¬ meru w oleju lekkim nie zawierajacym skladników stalych, przed zetknieciem z ciekla zawiesina we¬ to gla.121 931 11 12 Tablica 1 Wplyw dodatków polimerycznych na filtracje zawiesimy wegla Dodatek do zawiesiny i jego stezenie2 Slepa próba (bez polimeru) KopoMrner etylen-parc^ylen-metakryilian Kopolimer etyien-paropyllen-metakryian Kopolimer etylen-octan wdmytLu Kopolimer etylen-octan winylu Poltiizobutien 3 1 PoMizobutilen3 Poliizobutylen4 Poliizobutylen4 ppm 0 2400 10000 2500 10000 2500 10000 2500 10000 k •„ (minut/g2) 0,0271 0,0232 0,0130 0,0220 0,0142 0,0155 0,0172 0,0203 0,0181 O (mdout/g) 0,23 0,16 0,08 0,10 0,13 0,12 0,23 0,26 0,12 Szybkosc (g/minute) 3,2 3,8 6,2 4,8 5,0 5,8 3,8 - 3,1 5,4 | * Dla pierwszej mamuty filltracji 2 Sdepa próbe wykonanor z zastosowaniem cieklej zawiesiny wegla zawierajajcej 50/« oleju lekkiiego. Kaz¬ dy polimer dodawano jako roztwór w takiej saimej ilosci oleju lekkiego 3 Lepkosc w temperaturze 100°C 2474 cSt 4 lepkosc w temperatturze 100°C 680 cSt W próbach tych poszczególne próbki zawierajace polimer rozpuszczony w oleju lekkim przepuszcza¬ no przez placek mineralów weglowych nie zawiera¬ jacy polimeru oraz przez placek z ziemi okrzem¬ kowej równiez nie zawierajacy polimeru. Wyniki tych prób przedstawiono w tablicy 2.Ta Poliizobutylen w- oleju lekkim Kopolimer etylen- propylan-meta-. krylan w oleju lekkim blica 2 Stezenie polimeru w oleju lekkim, % wagowe Wyjscio¬ we 0,70 0,70 Po zetk¬ nieciu z plackiem z mine¬ ralów weglo¬ wych 0,70 0,68 Po zetk¬ nieciu z plackiem podloza 0,64 0,70 25 30 35 40 45 Z tablicy 2 wynika, ze w granicach spodziewa¬ nego bledu doswiadczalnego nie stwierdzono za¬ trzymywania znacznych ilosci zarówno kopolimeru etylen-própylen-imetakrylan — jak i poliizobutyle¬ nu ani przez placek filtracyjny z mineralów we¬ glowych nie zawierajacy polimeru, ani przez pla¬ cek podlozowy z ziemi okrzemkowej nie zawiera¬ jacy polimeru, przy przemywaniu ich roztworem polimeru w oleju.Z tego wzgledu zwiekszenie szybkosci filtracji zademonstrowane w przykladzie III, przy przemy¬ waniu placka filtracyjnego z podlozem z ziemi okrzemkowej olejowym roztworem polimeru, osiaga sie przez zwilzanie placka polimerem, przy czym placek ten nie zatrzymuje zadnych znacznych ilo¬ sci tego polimeru.Przemywanie takie powoduje prawdopodobnie wystapienie efektu na ©ranicy faz miedzy stalym podlozem i stalym weglem, gdy materialy te sty- 50 55 60 65 kaja sie ze soba w czasie nastepujacego potem eta¬ pu filtracji.Istnieje teoria, ze wstepna obróbka podloza po¬ limerem zapobiega przyklejaniu sie czastek stalego wegla do stalego podloza. Efekt ten jest sprzeczny z aglomeracja czastek, zgodna z prawdopodobnym mechanizmem w przypadku, gdy takie dodatki, jak alkohol zwiekszaja szybkosc filtracji.Próby przedstawione w tablicy 2 wskazuja, ze korzysci z zastosowania sposobu wedlug wynalazku mozna uzyskac przy zasadniczo calkowitym odzy¬ skaniu polimeru. Korzysc ta uzyskuje sie jedynie w przypadku, gdy przemywa sie podloze, gdyz przy dodawaniu polimeru do zawiesiny wegla zostaje on stracony w cieklym przesaczu weglowym.Przyklad III. Przeprowadzono próby w celu wykazania wplywu przemywania placka podlozo¬ wego z ziemi okrzemkowej jako pomocniczego ma¬ terialu filtracyjnego roztworem kopolimeru etylen- -octan winylu lub poliizobutylenu w oleju lekkim.Stosowany poliizobutylen mial lepkosc mniejsza od nizszej lepkosci poliizobutylenu stosowanego w pró¬ bach wykonywanych w przykladzie I, tablica 1.Próby filtracji z zastosowaniem roztworu kopoli¬ meru etylen-octan winylu w oleju lekkim prowa¬ dzono w temperaturze 232°C przy spadku cisnienia na filtrze 5,49 «102 kPa. Próby filtracji z zastosowa¬ niem roztworu poliizobutylenu o malej lepkosci w oleju lekkim prowadzono w temperaturze 188°C przy spadku cisnienia 5,49*102 kPa.Material podlozowy w slepej próbie lub po prze¬ myciu roztworem wymienionego polimeru w oleju lekkim wzietym w ilosci 25 g stosowano naste¬ pnie do saczenia cieklej zawiesiny wegla.W pewnych próbach ciekla zawiesina wegla nie zawierala dodatków, w innych stosowano zawiesine zawierajaca jako dodatek mieszanke izopropanolu i oleju lekkiego w podanej ilosci w stosunku do zawiesiny uplynnionego wegla. Olejem lekkim sto¬ sowanym do wytwarzania mieszanki z izopropano- lem byl lekki olej naftowy. Olejem lekkim stosowa¬ nym do wytwarzania roztworów polimeru byl lekki olej naftowy lub olej stanowiacy lekka ciekla fra¬ kcje weglowa. Wyniki tych prób przedstawiono w tablicy 3.121 931 13 li Tablica 3 Wplyw obróbki podkladu polimerem na szybkosc filtracji Ciekla zawiesina wegla i dodatek (jesli wystepuje) Sama ciekla zawiesina wegla Sama ciekla zawiesina wegla Ciekla zawiesina wegla zawierajaca 5f/o oleju lekkiego i 2*/o izopropa¬ nolu Sama ciekla zawiesina wegla i Sama ciekla zawiesina wegla Ciekla zawiesina wegla zawierajaca 5°/§ oleju lekkiego i 2#/o izopro¬ panolu * Ciekla zawiesina wegla zawierajaca 5#/# oleju lekkiego i 2#/# izopro- panolu Przemywanie wstepne podkladu nie przemywany 2% kopolimeru etylen- octan winylu w lekkim oleju weglowym 2§/a kopolimeru etylen- octan winylu w lekkim oleju weglowym nie przemywamy t i \ Wt niskoczasteczkowego poliiaobutylenu w oleju lekkim nie przemywany 7*/o iriskoczasteczkowego poliizobutylenu w oleju lekkim k (minut/g2) 0,0247 0,0293 0,0162 0,0558 0.0438 0,0359 0,0252 C (minut/g) 6,42 0,08 0,05 0,30 0,05 0,23 0,05 Szybkosc filtracji po pierw¬ szej ' minucie (g/minute) 2,1 46 7,5 2,2 4,3 3,0 6,3 Foponaiwa iw st sunkit do slepej próby f/i — 119 1 257 "" 95 36 186 Porównujac dane z tablic 1 i 3 mozna stwierdzic, ze wzrost szybkosci filtracji uzyskiwany przez przemywanie podloza polimerem jest nawet wiek¬ szy, niz przy dodawaniu go do zawiesiny wegla.Jest to Szczególnie cenne dlatego, gdyz jak stwier¬ dzono, metoda z przemywaniem podloza umozliwia odzyskiwanie calego lub praktycznie calego poli¬ meru stosowanego do obróbki wstepnej, podczas gdy polimer dodany do zawiesiny wegla nie moze byc odzyskiwany, lecz zostaje w koncu zuzyty jako paliwo wraz z ciecza weglowa.Z danych w tablicy 3 wynika, ze wstepne prze¬ mywanie podloza roztworem poliizobutylenu w ole¬ ju lekkim powoduje wzrost szybkosci filtracji o 95^/o. Z danych w tablicy 3 wynika ponadto, ze w przypadku, gdy nie przemywa sie wstepnie podlo¬ za polimerem, arii nie dodaje sie polimeru do cie¬ klej zawiesiny wegla, dodatek roztworu izopropa¬ nolu do cieczy weglowej powoduje wzrost szybko¬ sci filtracji a 36*/«, przy zastosowaniu próbki tej samej cieczy weglowej, która stosowano w próbie z poliizobutylenem.Dodajac wzrost szybkosci o 956/« spowodowany przemywaniem podloza poliizobutylenem i wzrost o 36% spowodowany niezaleznym dodaniem roz¬ tworu izopropanolu do cieklej zawiesiny wegla, po¬ winno sie uzyskac laczny wzrost szybkosci o 131*/t.Jesli jednak dodanie roztworu izopropanolu do cie¬ klej zawiesiny wegla polaczy sie ze wstepnym przemywaniem podloza polimerem izofouftylenu,osia- gnie sie wzrost szybkosci filtracji o 186*/e, co wsika- 35 40 50 zuje na wysteiowanie znacznego efektu synergl- stycznego.Z danych w tablicy 3 wynika, ze wstepne prze¬ mywanie placka podlozowego z ziemi okrzemkowej roztworem kopolimeru etylen-octan winylu w ole¬ ju lekkim, bez dodawania kopolimeru bezposrednio do cieczy weglowej powoduje wzrost szybkosci filtracji o 119*/© w stosunku do slepej próby. Rzad wielkosci tego wzrostu jest zblizony do wzrostu uzyskanego w.analogicznej próbie z zastosowaniem poliizobutylenu.Jesli jednak polaczy sie dodawanie izopropanolu w postaci roztworu do cieczy weglowej t przemy¬ waniem podloza roztworem kopolimeru etylen-oc¬ tan winylu w oleju, uzyska sie w wyniku laczne¬ go dzialania wzrost o 257*/t, a wiec znacznie wiek¬ szy, niz w analogicznej próbie z zastosowaniem po- liizobutyleniu. Tak wiec znaczny efekt synergistycz- ny uzyskuje sie równiez wówczas, gdy stosuje sie do przemywania podloza roztwór kopolimeru ety¬ len-octan winylu w oleju lekkim, jesli przemywa¬ nie podloza polaczy sie z zastosowaniem dodatku izopropanolu do zawiesiny wegla.Przyklad IV. Przeprowadzono próby w celu zbadania wplywu stezenia poMmeru w oleju lek¬ kim stosowanego do wstepnego przemywania ma¬ terialu podlozowego. W próbach tych szereg roz¬ tworów poliizobutylenu w oleju lekkim o róznych stezeniach zastosowano do przemywania placka z podloza z ziemi okrzemkowej, przed operacja fil¬ tracji cieklej zawiesiny wegla prowadzona w tern-15 peraturze 204°C przy spadku risnieniia 6,18 *102 kPa.Parametry opornosci placka filtracyjnego i szyb¬ kosci filtracji dla pierwszej minuty operacji za¬ mieszczono w tablicy 4. W próbach tych roztwór poliizobutylenu o podanym stezeniu stosowano do zwilzenia materialu podlozowego przed filtracja zawiesiny wegla nie zawierajaca zadnych dodat¬ ków ulatwiajacych filtracje.Tablica 4 Wplyw przemywania podloza roiztwoinami poMlLzo- butylenu w oleju lekkim , Stezenie poliizobutylenu w oleju lekkim, % wagowe 1 ° 2 3,5 7 o (minuty/g) 0,33 0,14 0,10 0,07 Szybkosc filtracji (gi/rninute) 2,5 4,4 5,0 5,4 | Z danych w tablicy 4 wynika, ze stopniowe zwie¬ kszenie stezenia polimeru w oleju lekkim powo¬ duje stopniowy wzrost szybkosci filtracji. Jednak powyzej stezen polimeru 2 lub 3% wagowe naste¬ puje znaczne oslabienie tego efektu.Z danych w tablicy 4 wynika, ze przy zastoso¬ waniu do przemywania podloza 3,5% roztworu po¬ limeru szybkosc filtracji wzrasta dwukrotnie, na¬ tomiast podwojenie tego stezenia do 7% powoduje jedynie wzglednie niewielki dodatkowy wzrost szybkosci filtracji.Przyklad V. Na rysunku fig. 1 przedstawia graficznie wplyw wstepnego zwilzania podloza roz¬ tworem kopolimeru etylen-propylen-metakrylan w oleju lekkim na szybkosc filtracji, fig. 2 przedsta¬ wila graficznie wplyw wstepnego zwilzania podlo¬ za roztworem poliizobutylenu w oleju lekkim na szybkosc filtracji.Na kazdej z figury 1 i figury 2 przedstawiono równiez wplyw dodatku 2% wagowych izopropa- nalu i 5% wagowych oleju lekkiego, w stosunku do cieklej zawiesiny wegla, na szybkosc prowadzo¬ nej . nastepnie filtracji cieczy weglowej, a takze slepe próby bez dodatków do cieczy weglowej i wstepnej obróbki podloza z zastosowaniem kopo¬ limeru metakrylanu, przy czym jedna próbe prze¬ prowadzono z zastosowaniem roztworu kopolime¬ ru, w lekkim oleju naftowym o zakresie tempera¬ tur wrzenia 162—340°C, a druga z zastosowaniem roztworu kopolimeru w lekkim oleju weglowym o zakresie temperatur wrzenia 361—463aC.Na figurze 1 i figurze 2 zaznaczono szybkosci fil¬ tracji po okresie 0,5, 1, 2, 3 i 4 minut. Próby przedstawione na fig. 1 prowadzono w tempera¬ turze 230°C przy spadku cisnienia 5,49 "102 kPa, natomiast próby przedstawione na fig. 2 prowadzo¬ no w temperaturze 188°C przy spadku cisnienia 6,18 -102 kPa.Pierwsza minuta filtracji ma szczególne znacze¬ nie w przypadku bebnowych filtrów rotacyjnych, 21931 16 w których zewnetrzna warstwe placka filtracyjne¬ go zdrapuje sie przy kazdym obrocie bebna za pomoca ostrza nozowego, po czym filtr obraca sie zazwyczaj krócej, niz przez jedna minute, zanim 5 nowo osadzony v placek filtracyjny osiagnie ostrze nozowe. W ten sposób zapobiega sie nagromadze¬ niu pozostalosci na filtrze i nie nastepuje ustalo¬ ny lub statyczny stan filtracji.Przez zdrapywanie powierzchni filtru obrotowe- 10 go za pomoca ostrza nozowego w okresach czasu mniejszych niz 1, 2 lub 3 minuty, w sposób ciagly utrzymuje sie wzglednie swiezy uklad filtrujacy.Zazwyczaj przy jednym obrocie scina sie warstwe o grubosci 0,0024 cm. 15 Na figurze 2 przedstawiono graficznie dane z ta¬ blicy 3. Wynika z nich, ze w pierwszej minucie filtracji dodatek jedynie roztworu izopropanolu w oleju lekkim do cieczy weglowej daje wzrost szybkosci filtracji o 36%, podczas gdy przy samym 20 podlozu z polimerem uzyskuje sie wzrost szybkosci filtracji o 95%. Chociaz suma arytmetyczna tych indywidualnych efektów wynosi 131%, z doswiad- czenia wynika, ze laczny efekt podany w tablicy 3 wynosi 186%, : co wskazuje na wystepowanie 25 efektu synergistycznego przy lacznym zastosowa¬ niu obydwu modyfikacji filtracji.Dane te wyraznie wskazuja, ze mechanizm kaz¬ dego z tych efektów jest zasadniczo inny, przy czym dzialanie alkoholu polega prawdopodobnie 30 na aglomeracji czastek mineralów weglowych w zawiesinie wegla, podczas gdy polimer wplywa prawdopodobnie na zjawiska na granicy faz mie¬ dzy osadzajacym sie stalym weglem i czastkami dodatku ulatwiajacego filtracje. 35 Z figury 1 wynika, ze przemywanie podloza po okresie 1 minuty filtracji za pomoca roztworu ko¬ polimeru etylen-propylen-metakrylan w oleju lek¬ kim powoduje wzrost szybkosci filtracji o 90 lub 119%, w zaleznosci od tego, jaki olej lekki stosuje 40 sie jako rozpuszczalnik polimeru. Laczny jednak efekt ws/tepnego przemywania podloza i wprowa¬ dzania izopropanoliu jako dodatku do cieklej za¬ wiesiny wegla jest znaczny, gdyz powoduje wzrost szybkosci o 257%, co równiez wskazuje na wyste- 45 powanie synergizmu i potwierdza, ze izopropanol dodawany do cieklej zawiesiny wegla spelnia in¬ na role, niz polimer zwilzajacy podloze.Przyklad VI. Przeprowajdzono próby porów¬ nawcze, w których do cieklych zawiesin wegla do- 50 dawano polimery inne, niz badane w poprzednich przykladach, w celu sprawdzenia wplywu tych produktów handlowych na szybkosc filtracji.TaMe porównawcze próby prowadzono w tem¬ peraturze 250°C przy spadku cisnienia na filtrze 56 1,02 •102 kPa w ukladzie filtracyjnym z zastosowa¬ niem podloza z ziemi okrzemkowej, zblizonym do ukladu stosowanego w próbach opisanych w po¬ przednich przykladach. Szybkosc fitracji dla kaz¬ dego z tych dodatków po 12 minutach próby przed¬ zo stawiono w tablicy 5. Zastosowano dluzszy okres filtracji, poniewaz byly to próby porównawcze wykonywane w celu wyeliminowania rzeczywiscie nieskutecznych dodatków.Dane z tablicy 5 wskazuja, ze pewne polimery 85 nie sa zdolne do zwiekszenia szybkosci filtracji, (121 931 17 nawet jesli stanowia pochodne monomerów nie¬ znacznie jedynie rózniacych sie od monomerów stosowanych do wytwarzania polimerów zwieksza¬ jacych szybkosc filtracji. Tak np. podczas gdy kopolimer metakrylanu zwieksza, jak to wytkazano powyzej, szybkosc filtracji cieczy weglowych, kopo¬ limer akrylanawy nie zwieksza jej. 18 Tablica 6 Tabl Dodatek Bez dodatku Kopolimer akryianowy Handlowy anionowy 1 polimer wodorozpusz¬ czalny Chlorowany polietylen o niskim ciezarze cza¬ steczkowym Kopolimer polioctanu winylu Handlowy kationowy polimer wodorozpusz¬ czalny ica 5 Stezenie w cieklej zawiesinie wegla °/o wagowe 0 2 2 1 1 2 Szybkosc wyplywu, g/minute 0,88 0,71 0,98 0,85 0,47 0,72 Podobnie, mimo iz kopolimer etylen-octan winy¬ lu zwieksza, jak to stwierdzono wyzej, szybkosc filtracji cieczy weglowych, okazalo sie, ze ani ko¬ polimer octanu winylu stanowiacy pochodna in¬ nego monomeru, niz etylen, ani chlorowany poli¬ etylen o niskim ciezarze czasteczkowym, nie sa zdolne do zwiekszania szybkosci tej filtracji.Okazalo sie ponadto, ze ani handlowy anionowy polimer wodorozpuszczalny, ani handlowy kationo¬ wy polimer wodorozpuszczalny, nie sa zdolne do do zwiekszania szybkosci filtracji cieczy weglo¬ wej, która stanowi zawiesina zasadniczo nie zawie¬ rajaca wody.Taikiim rozpuszczalnym w wodzie polimerom mo¬ zna przeciwstawic nierozpuszczalne w wodzie po¬ limery badane wyzej, do których nalezy poliizo¬ butylen, kopolimer etylen-propylen-metakrylan oraz kopolimer etylen-octan winylu, z których kazdy zdolny jest do wytworzenia jednorodnej dysper¬ sji w weglowodorowej cieczy weglowej albo sam, albo w roztworze rozpuszczajacym, takim jak olej pochodzacy z cieczy weglowej.Przyklad VII. Przeprowadzono dodatkowe próby porównawcze, w których do cieklych za¬ wiesin weglowych dodawano inne polimery han¬ dlowe, w celu sprawdzenia ich wplywu na szyb¬ kosc filtracji. Próby te prowadzono w temperatu¬ rze 550°C przy spadku cisnienia na filtrze 1,51-lO2 kPa, w ukladzie filtracyjnym z zastosowa¬ niem podloza z ziemi okrzemkowej, sposobem po¬ dobnym do opisanego w poprzednich przykladach.Poniewaz byly to próby porównawcze, szybkosc filtracji mierzono po 12 minutach próby.Dla celów porównawczych w analogicznych wa- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Dodatek Bez dodatku Handlowy kationowy polimer wodorozpusz- • czaimy Zywica z nasyconych zwiazków pierscienio¬ wych i alkilowych Handlowa mieszanina kationowych polimerów wodorozpuszczalnych zawierajaca zywice poliamidowe Poliizobutylen ! Kopolimer etylen-octan | winylu Stezenie w cieklej zawiesinie wegla, °/o wagowe 0 1 2 1 1 2 .Szybkosc wyplywu g/minute 1,88 1,11 1,90 1,39 2,90 3,64 runkach zbadano dwa polimery stanowiace dodat¬ ki zwiekszajace szybkosc filtracji, poliizobutylen i kopolimer etylen-octan winylu. Wyniki tych prób przedstawiono w tablicy 6.Z danych zamieszczonych w tablicy 6 wynika, ze ani handlowe polimery rozpuszczalne w wo¬ dzie, ani zywica z nasyconych zwiazków pierscie¬ niowych i alkilowych, nie wywiera znacznego wply¬ wu na zwiekszenie szybkosci filtracji zawiesiny uplynnionego wegla zasadniczo nie zawierajacej wody. W przeciwienstwie do nich kazdy z polime¬ rów nierozpuszczalnych w wodzie, zarówno poli¬ izobutylen, jak i kopolimer etylen-octan winylu, wywiera znaczny wplyw na zwiekszenie szybkosci filtracji w tych dwunastominutówych próbach po¬ równawczych, w których prowadzono selekcje do¬ datków.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób filtracji zawiesiny uplynnionego we¬ gla, tworzacej sie w procesie wytwarzania paliw weglowodorowych z wegla metoda wymywania roz¬ puszczalnikami, zawierajacej ciecz weglowodorowa i zawieszone w; niej czastki mineralów weglowych, znamienny tym, ze do zawiesiny uplynnionego we¬ gla dodaje sie kopolimer etylen-octan winylu i al¬ kohol o 2—10 atomach wegla w czasteczce, two¬ rzace z ta zawiesina jednorodna kompozycje, po czym zawiesine filtruje sie. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako alkohol stosuje sie izopropanol lub Irzed., IIrzed. badz Hlrzed. butanol. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze alkohol dodaje sie do zawiesiny utrzymujac tempe¬ rature zawiesiny w granicach 38—371°C. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zawiesiny uplynnionego wegla dodaje sie kopo¬ limer etylen-octan winylu w postaci mieszaniny z olejem weglowodorowym.121 931 19 20 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zawiesiny uplynnionego wegla dodaje sie 0,1—7% wagowo roztwór kopolimeru etyien-octan winylu w oleju weglowodorowym. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do cieklej mieszaniny dodaje sie 0,01—2% wa¬ gowych kopolimeru. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do cieklej mieszaniny dodaje sie 0,01—1,5% wa¬ gowych kopolimeru. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do cieklej mieszaniny dodaje sie alkohol w po¬ staci mieszaniny z olejem lekkim o temperaturze wrzenia nie przekraczajacej 288°C. 9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze jako olej lekki stosuje sie ciekla frakcje we¬ glowa, zasadniczo wodna od czesci stalych, o tem¬ peraturze wrzenia nie przekraczajacej 179°C. 10. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze jako olej lekki stosuje sie ciezka benzyne. 11. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze mieszanine alkoholu i oleju stosuje sie w ilos¬ ci stanowiacej 1—50% wagowych zawiesiny we¬ gla. 12. Sposób wedlug zastnz. 8, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine alkoholu i oleju, w któ¬ rej alkohol stanowi 1—70% wagowych. 13. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine alkoholu i oleju, w któ¬ rej alkohol stanowi 10—25% wagowych. 14. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie kopolimer nierozpuszczalny w wo¬ dzie. 15. Sposób filtracji zawiesiny uplynnionego we¬ gla tworzacej sie w procesie wytwarzania paliw weglowodorowych z wegla metoda wymywania rozpuszczalnikami i zawierajacej ciecz weglowodo¬ rowa z zawieszonymi w niej czastkami mineralów weglowych, znamienny tym, ze na elemencie fil¬ tracyjnym osadza sie placek podkladowy z pomoc¬ niczego materialu filtracyjnego, przepuszcza sie przez ten placek podkladowy roztwór, kopolimeru etylen-octan .winylu w oleju weglowodorowym, do¬ daje sie do zawiesiny uplynnionego wegla alkohol o 2—10 atomach wegla w czasteczce tworzacy je¬ dnorodna kompozycje z ta zawiesina uplynnionego wegla i filtruje sie te zawiesine przez otrzymany podkladowy placek filtracyjny. 16. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze jako alkohol stosuje sie izopropanol lub Irzed., IIrzed. badz Illrzed. butanol. 17. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze alkohol dodaje sie do zawiesiny uplynnionego 5 wegla utrzymujac temperature zawiesiny w gra¬ nicach 38—371°C. 18. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie równiez roztwór kopo¬ limeru etylen-octan winylu w oleju weglowodo- io rowym. 19. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie 0,1—7% wagowo roz¬ twór kopolimeru etylen—octan winylu w oleju weglowodorowym. 15 20. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze jako pomocniczy material filtracyjny stosuje sie ziemie okrzemkowa. 21. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze stosuje sie roztwór kopolimeru etylen—octan 20 winylu w ofleiju weglowodorowym, w którym ko¬ polimer stanowi 0,5—2,5% wagowych. 22. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze stosuje sie alkohol w postaci mieszaniny z ole¬ jem lekkim o temperaturze wrzenia nie przekra- 25 czajacej 179°C. 23. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze jako olej lekki stosuje sie ciekla frakcje we¬ glowa, zasadniczo wolna; od czesci stalych o tem¬ peraturze wonzemia nie przekraczajacej 179°C. 30 24. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze jako olej lekki stosuje sie ciezka benzyne. 25. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine alkoholu z olejem w ilo¬ sci stanowiacej 1—50% wagowych cieklej zawiesi- » ny wegla. 26. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine alkoholu z olejem, w której alkohol stanowi 1—75% wagowych. 27. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, 40 ze stosujecie mieszanine alkoholu z olejem, w któ¬ rej alkohol stanowi 1—25% wagowych. 28. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze stosuje sie kopolimer nierozpuszczalny w wo¬ dzie. 29. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, 45 ze co najmniej 70% kopolimeru przepuszcza sie przez placek podkladowy. 30. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze zasadniczo caly stosowany kopolimer przepu¬ szcza sie przez placek podkladowy.121 931 FIG. I KY121 931 FIG. 2 T/w oj.I 4 o^ o,sj ./\ ./\ /\/' H i i i i i i i i i i i 123456789 10 11 w^j Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 389/83 Cena 100 zl PL PL PL PL PL

Claims (30)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób filtracji zawiesiny uplynnionego we¬ gla, tworzacej sie w procesie wytwarzania paliw weglowodorowych z wegla metoda wymywania roz¬ puszczalnikami, zawierajacej ciecz weglowodorowa i zawieszone w; niej czastki mineralów weglowych, znamienny tym, ze do zawiesiny uplynnionego we¬ gla dodaje sie kopolimer etylen-octan winylu i al¬ kohol o 2—10 atomach wegla w czasteczce, two¬ rzace z ta zawiesina jednorodna kompozycje, po czym zawiesine filtruje sie.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako alkohol stosuje sie izopropanol lub Irzed., IIrzed. badz Hlrzed. butanol.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze alkohol dodaje sie do zawiesiny utrzymujac tempe¬ rature zawiesiny w granicach 38—371°C.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zawiesiny uplynnionego wegla dodaje sie kopo¬ limer etylen-octan winylu w postaci mieszaniny z olejem weglowodorowym.121 931 19 20

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zawiesiny uplynnionego wegla dodaje sie 0,1—7% wagowo roztwór kopolimeru etyien-octan winylu w oleju weglowodorowym.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do cieklej mieszaniny dodaje sie 0,01—2% wa¬ gowych kopolimeru.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do cieklej mieszaniny dodaje sie 0,01—1,5% wa¬ gowych kopolimeru.

8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do cieklej mieszaniny dodaje sie alkohol w po¬ staci mieszaniny z olejem lekkim o temperaturze wrzenia nie przekraczajacej 288°C.

9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze jako olej lekki stosuje sie ciekla frakcje we¬ glowa, zasadniczo wodna od czesci stalych, o tem¬ peraturze wrzenia nie przekraczajacej 179°C.

10. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze jako olej lekki stosuje sie ciezka benzyne.

11. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze mieszanine alkoholu i oleju stosuje sie w ilos¬ ci stanowiacej 1—50% wagowych zawiesiny we¬ gla.

12. Sposób wedlug zastnz. 8, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine alkoholu i oleju, w któ¬ rej alkohol stanowi 1—70% wagowych.

13. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine alkoholu i oleju, w któ¬ rej alkohol stanowi 10—25% wagowych.

14. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie kopolimer nierozpuszczalny w wo¬ dzie.

15. Sposób filtracji zawiesiny uplynnionego we¬ gla tworzacej sie w procesie wytwarzania paliw weglowodorowych z wegla metoda wymywania rozpuszczalnikami i zawierajacej ciecz weglowodo¬ rowa z zawieszonymi w niej czastkami mineralów weglowych, znamienny tym, ze na elemencie fil¬ tracyjnym osadza sie placek podkladowy z pomoc¬ niczego materialu filtracyjnego, przepuszcza sie przez ten placek podkladowy roztwór, kopolimeru etylen-octan .winylu w oleju weglowodorowym, do¬ daje sie do zawiesiny uplynnionego wegla alkohol o 2—10 atomach wegla w czasteczce tworzacy je¬ dnorodna kompozycje z ta zawiesina uplynnionego wegla i filtruje sie te zawiesine przez otrzymany podkladowy placek filtracyjny.

16. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze jako alkohol stosuje sie izopropanol lub Irzed., IIrzed. badz Illrzed. butanol.

17. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze alkohol dodaje sie do zawiesiny uplynnionego 5 wegla utrzymujac temperature zawiesiny w gra¬ nicach 38—371°C.

18. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie równiez roztwór kopo¬ limeru etylen-octan winylu w oleju weglowodo- io rowym.

19. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie 0,1—7% wagowo roz¬ twór kopolimeru etylen—octan winylu w oleju weglowodorowym. 15

20. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze jako pomocniczy material filtracyjny stosuje sie ziemie okrzemkowa.

21. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze stosuje sie roztwór kopolimeru etylen—octan 20 winylu w ofleiju weglowodorowym, w którym ko¬ polimer stanowi 0,5—2,5% wagowych.

22. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze stosuje sie alkohol w postaci mieszaniny z ole¬ jem lekkim o temperaturze wrzenia nie przekra- 25 czajacej 179°C.

23. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze jako olej lekki stosuje sie ciekla frakcje we¬ glowa, zasadniczo wolna; od czesci stalych o tem¬ peraturze wonzemia nie przekraczajacej 179°C. 30

24. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze jako olej lekki stosuje sie ciezka benzyne.

25. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine alkoholu z olejem w ilo¬ sci stanowiacej 1—50% wagowych cieklej zawiesi- » ny wegla.

26. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine alkoholu z olejem, w której alkohol stanowi 1—75% wagowych.

27. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, 40 ze stosujecie mieszanine alkoholu z olejem, w któ¬ rej alkohol stanowi 1—25% wagowych.

28. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze stosuje sie kopolimer nierozpuszczalny w wo¬ dzie.

29. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, 45 ze co najmniej 70% kopolimeru przepuszcza sie przez placek podkladowy.

30. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze zasadniczo caly stosowany kopolimer przepu¬ szcza sie przez placek podkladowy.121 931 FIG. I KY121 931 FIG. 2 T/w oj. I 4 o^ o,sj ./\ ./\ /\/' H i i i i i i i i i i i 123456789 10 11 w^j Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 389/83 Cena 100 zl PL PL PL PL PL