PL93800B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usawania oieju z arnóaoi wodnej- Wedlag wjaatlazkii sposób ttsmuiB aleja z e- nutap wwkiej polega na tymr ze emulsje prze- poszcza sóe przez material: wlóknisty skladajacy sie 2 wkdkaen. zarwiiesajfccych darotae» czastki a wla*- sómsciacbi oLeofilowycb i hydrcofabawydk prze- mkajfecr arwnajbrane powierzchnie tych wlókien i uwwe we pawtaie w wynika tego knaple skoagu-- >Oi«L. wlókna;, riajcle hito oejte, mozna, stosowac- wlAkna, jednoredne, na których, powierzchnie zo- sla& naniesione, wspomniane czastki Poddane- po¬ wierzchniowemu* ogrzewaniu, i/lub- dzialaniu pla¬ styfikatora, czastki te* przylegaja da powierzchni wfc&kien i czesciowe* przenikaja te powierzchme.

Mozna takze stosowac wlókna jedtnorodne. powle¬ kane zywicami lub substancjami, poliineiiycznyini nie tworzacymi wlókien., z. naniesionymi czastka¬ mi, które w wyniku, obróbki cieplnej i/lub. dzia¬ lania, plastyfikatora przylegaja i przenikaja po¬ wierzchnie wlókien.

Jednakze wskazane sa wlókna zlozone. Oklesle- nie „wlókna zlozone"* oznacza wlókna przedzione, zwlaszcza ze stopu, przy tym moga to byc wlók¬ na ciagle lub ciete, skladajace sie z co najmniej dwóch skfadhifców pollmerycznych* rozmieszczo¬ nych w okreslonych obszarach na przekroju wlók¬ na f zasadniczo ciagjych na calej dlugosci wlókna.

Jeden z tych sk&ulhifców ma przy tym tempera- 14 ture topnienia znacznie nizsza od temperatury lub temperatur topnienia innych skladników i Jest on tak rozmieszczony, ze tworzy co najmniej czesc zewnetrznej powierzchni wlókna.

Dlatego tez w sposobie wedlug wynalazku sto¬ suje sie korzystnie materia? wlóknisty zbudowany ze zorientowanych, zlozonych wlókien (wedlug po¬ wyzszej definicji), w których skladnik o nizszej temperaturze topnienia jest przenikany na jego zewnetrznej powierzchni1 przez* wspomniane efrob- ne czastki; ptraia-rfajaee wlasciwosci oleofrlowe i hy- cttrofobowe*.

Zaleca sie zwfasacza wfofarta zlozone r dwócfr skladników. Najlepsae sa wfc5kna typu dwuskhKf- m'kowego<, w których jeden skladnik" e nizszej fem- peratteze tfopnfenfa tworzy otoczke; wokól cfiragfcr- g® skladnica tworzacego rdzen. Jednakze mozna równiez stosowac w&kno- dwuskladnikowe, w któ¬ rym skladnik o nizszej temperaturze topnienia jest jednym z dwóch* skladnikowa tefcóse znajduja sie obok siebie; PoMmerycany skladntic ar nizszej temperatura^ topnienia ma temperature topnienia* coj narjmniej o L0°C) korzorataiifi cv najranfiej o 2&PC, nizsza od tesnpt topm detigiegB* skladnika wlókna.

Jako material wlóknisty mozna stosowac dzia¬ nine,, tkanine lub material nietkany,, przy czym najlepszy jest ten ostatni. Szczególnie dobrymi ma¬ terialami wlóknistymi sa wlókniny wytwarzane z wlókien cietych lub zorientowanych, to znaczy wy- 93 80093 800 3 4 ciaganych, wlókien niejednorodnych zbudowanych z rdzenia i otoczki. Wlókniny takie moga byc zwia¬ zane punktowo lub powierzchniowo. Kazdy z ma¬ terialów wlóknistych moze skladac sie z wiecej niz jednej warstwy.

Zaleca sie stosowanie czastek krzemionki pokry¬ tych silanem, lecz mozna stosowac i inne czastki, które jednoczesnie wykazuja wlasciwosci oleofilo- we i hydrofobowe. Sredni wymiar czastek wynosi co najmniej 0,1 mikrona. „Sredni wymiar" czastki oznacza najwiekszy wymiar przekroju poprzeczne¬ go czastki, na przyklad srednice w przypadku czastki kulistej. Najlepsze sa czastki o srednim wymiarze 1 mikrona lub mniejsze.

»Stopoien tiydrofobowosci wlókien powinien byc taki, aby material wlóknisty powodowal kat sty¬ ku z woda co najmniej 110°, korzystnie powyzej 140°. Wielkosc tego kata zalezy w znacznej mie¬ rze od typu uzytych czastek hydrofobowych i ich ilosci na powierzchni wlókna. Oleofilowe wlasci¬ wosci czastek wywoluja na wlóknie taki efekt, ze drobinki oleju po zetknieciu sie z tymi czastka¬ mi poczatkowo przylegaja do nich, nastepnie koa- guluja w krople i przechodza przez material wlók¬ nisty. Istotna cecha sposobu jest zwiekszona szor¬ stkosc powierzchni wlókna spowodowana obecnos¬ cia wspomnianych czastek.

Porowatosc materialu wlóknistego dobiera sie tak, aby uzyskac mozliwie najwieksze prawdopo¬ dobienstwo zetkniecia sie czastek oleju z wlók¬ nami bez powodowania nadmiernego spadku cis¬ nienia na przekroju materialu wlóknistego. Z ko¬ rzystnych materialów wlóknistych wlókniny zwia¬ zane punktowo, które sa scislej upakowane, po¬ woduja znacznie wiekszy spadek cisnienia niz wlókniny zwiazane powierzchniowo. Zarówno dla wlókien zwiazanych punktowo jak i powierzch¬ niowo spadek cisnienia wynosi zazwyczaj mniej niz 50 cm slupa wody przy przeplywie hydraulicz¬ nym do 16 m8/godzine/m2 powierzchni wlókniny.

Jednakze spadek cisnienia bedzie wyzszy ze wzro¬ stem przeplywu hydraulicznego i/lub zawartosci oleju.

Okreslenie „wlóknina zwiazana punktowo" ozna¬ cza wlóknine, w której wlókna silnie przylegaja do siebie w pewnych, malych, nieciaglych obsza¬ rach, oddzielonych obszarami, gdzie zwiazanie jest slabsze lub w ogóle nie wystepuje.

Okreslenie „wlóknina zwiazana powierzchniowo" oznacza wlóknine, w której wlókna przylegaja do siebie zasadniczo we wszystkich punktach przekro¬ ju i na calym obszarze materialu.

Szczególnie skuteczne sa materialy wlókniste skladajace sie z dwóch lub wiecej nalozonych na siebie wlókien zwiazanych powierzchniowo, na któ¬ rych znajduje sie jedno lub wiecej wlókien zwia¬ zanych punktowo. Przy uzyciu materialu wlókni¬ stego skladajacego sie z trzech nalozonych na sie¬ bie wlóknin zwiazanych powierzchniowo, na które nalozono wlóknine zwiazana punktowo, mozna u- sunac ponad 97%, a czasami ponad 99% oleju podczas jednorazowego przeplywu przez material Wlóknisty z szybkoscia do 9,2 m8/godzine/m2 wlók¬ niny i po wystarczajaco dlugim czasie, na przy¬ klad po 4—8 minutach, grawitacyjnego oddzielania skoagulowanych kropelek oleju.

Przy uzyciu innych materialów wlóknistych, ta¬ kich na przyklad jak dwie nalozone na siebie wlókniny zwiazane powierzchniowo, na które na¬ lozono jedna wlóknine zwiazana punktowo albo dwie nalozone na siebie wlókniny zwiazane po¬ wierzchniowo, efektywnosc sposobu wedlug wyna¬ lazku jest mniejsza. Mimo to, w przypadku wiek¬ szych obciazen, korzystne moze byc stosowanie takich materialów wlóknistych, gdyz spadek cis¬ nienia jest wówczas mniejszy.

W celu zapewnienia maksymalnej skutecznosci materialu wlóknistego, niezbedne jest aby prze¬ plyw emulsji przez ten material byl w zasadzie jednakowy na calym przekroju tego materialu.

Mozna to osiagnac przepuszczajac emulsje przez odpowiednio uksztaltowany i zwymiarowany ar¬ kusz lub blok z tworzywa piankowego o otwartych porach, umieszczony bezposrednio po przeciwpra- dowej stronie materialu wlóknistego. Oprócz spo¬ wodowania jednorodnego rozkladu szybkosci prze¬ plywu na przekroju materialu wlóknistego, two¬ rzywo piankowe umieszczone po przeciwpradowej stronie materialu wlóknistego chroni ten material przed zablokowaniem, na przyklad przez czastki stale i duze krople oleju. Szczególnie dobra do tego celu zywica piankowa jest np. hydrofilowa pianka poliuretanowa.

Materialom wlóknistym stosowanym w sposobie wedlug wynalazku mozna nadawac dowolny, od¬ powiedni ksztalt. Mozna zatem stosowac material wlóknisty w postaci arkusza lub bloku o plaskich w zasadzie powierzchniach albo w postaci rury.

W tym ostatnim przypadku emulsje mozna prze¬ puszczac od srodka rury na zewnatrz, lub od zewnatrz do srodka materialu wlóknistego. W praktyce stwierdzono, ze w przypadku uzycia ma¬ terialu wlóknistego w postaci rury dogodniejsze jest wprowadzanie emulsji oleju w wodzie do srodka rury i przepuszczanie jej przez scianki tej rury. Stwierdzono bowiem, ze mieszanina oleju i wody po przejsciu przez material wlóknisty w takim wlasnie kierunku przyjmuje przeplyw linio¬ wy, co sprzyja oddzielaniu sie od wody skoagulo¬ wanych kropelek oleju pod wplywem sil ciezkosci.

Sposobem wedlug wynalazku mozna oddzielac z emulsji zarówno oleje roslinne jak i mineralne.

Sposób nadaje sie szczególnie do koagulowania w emulsji zarówno olejów roslinnych jak i mineral¬ nych, na przyklad w emulsji wytwarzanej pod¬ czas mycia zbiorników do magazynowania lub transportu olejów mineralnych i roslinnych, wody balastowej w tankowcach ropy naftowej i srodków chlodzacych zawierajacych olej.

Sposób wedlug wynalazku objasniaja ponizsze przyklady.

Przyklad I. Wlóknine zwiazana punktowo, o gramaturze 137 g/m2, wytworzona z cietych wló¬ kien otrzymanych po zorientowaniu, czyli wycia¬ ganiu niejednorodnych wlókien cietych typu otocz¬ ka/rdzen, w których rdzen (50% wag. calkowitej wagi wlókien) byl z politereftalanu etylenu o temj). topn. 257°C, otoczke stanowil kopolimer politeref¬ talanu etylenowego i poliadypinianu etylenowego 40 45 50 55 6093800 * (w stosunku molowym 85 :15) o temp. topn. 220°C, przeciagnieto przez 2% roztwór w trójchloroetyle¬ nie czastek krzemionki powlekanych silanem (na¬ zwa handlowa Silanox 101 produkcji Cabot Cor¬ poration, podstawowy wymiar czastek 7 milimi- kronów, powierzchnia wlasciwa metoda BET 225 m2/g). Po wysuszeniu wlóknine rozpieto na ramie (dla zachowania stalej powierzchni) i przez 10 mi¬ nut wygrzewano w 217°C, a na koniec splukano woda w celu usuniecia luzno zwiazanych czastek.

Krople wody umieszczone na wysuszonej wlókni¬ nie tworzyly sredni kat styku 155°. Tak otrzyma¬ na wlóknine okreslono jako material A.

Wlóknine zwiazana powierzchniowo o podobnej budowie podano takiej samej obróbce jak ma¬ terial A i okreslono ja jako material B.

Utworzono element do koalescencji czastek ole¬ ju (koalescer) przez kolejne nalozenie na siebie czterech warstw: na jedna warstwe materialu A nalozono trzy warstwy materialu B. Tak utworzo¬ ny element wlóknisty byl dostatecznie mocny do spelniania roli zwyklej scianki umocowanej po¬ miedzy dwoma zbiornikami X i Y, przy tym wlóknina zwiazana powierzchniowo, czyli material B, byla od strony zbiornika X, a wlóknina zwia¬ zana punktowo, czyli material A, byla od stro¬ ny zbiornika Y.

Kazdy z tych zbiorników zaopatrzony byl w ru¬ chome ramie, ustawione tak, aby moglo zgarniac olej wyplywajacy na powierzchnie emulsji olej/woda.

Do zbiornika X doprowadzono wode wodociago¬ wa poprzez rotametr, olej zas doprowadzano z ba¬ rylki bezposrednio do strumienia wody wyplywa¬ jacego do zbiornika. Tak wytworzona emulsja za¬ wierala 236 ppm oleju. Po napelnieniu zbiornika X doplyw uregulowano tak, aby zachowac staly poziom emulsji olej/woda. Emulsja ze zbiornika X przeplywala przez koalescer do zbiornika Y, do¬ póki nie ustalil sie staly poziom cieczy. W tym momencie ze zbiornika Y zaczeto usuwac tyle cie¬ czy ile wprowadzono do zbiornika X. Zmiana cis¬ nienia w koalescerze wynosila 5 cm slupa wody przy stalym przeplywie 9,3 ms na godzine na metr kwadratowy materialu wlóknistego.

Poczatkowo koalescencja kropelek oleju po wspólpradowej stronie materialu byla bardzo po¬ wolna, powstajace kropelki oleju bardzo male.

Jednakze po uplywie 3—4 godzin szybkosc koale¬ scencji znacznie wzrosla, powstajace znacznie wie¬ ksze kropelki oleju przeplywaly do góry, two¬ rzac warstwe na wolnej powierzchni cieczy w zbiorniku Y. Od tej chwili co 30 minut pobierano próbki emulsji oleju w wodzie. Próbki pobierano w zbiorniku X w miejscu O, bezposrednio przy przeciwpradowej plaszczyznie tkaniny, oraz w zbiorniku Y w punkcie P odleglym od wspólpra¬ dowej strony koalescera, czyli w miejscu, w któ¬ rym olej oddzielil sie juz grawitacyjnie. Przy prze¬ plywie 9,2 m3/godz./m2 ciecz opuszczajaca koalescer osiadala w ciagu 6 minut przed dotarciem do miejsca P. Przy tym przeplywie srednia zawartosc oleju, która w miejscu O wynosila 236 ppm zmniej¬ szala sie srednio do 0,9 ppm w miejscu P (prze¬ plyw ciagly przez 7 godzin).

Skutecznosc koalescera badano przy róznych szybkosciach przeplywu, uzyskujac równie dobre wyniki. ¦¦-...

Przyklad II. Postepowano jak w przykla- _ dzie I, z tym, ze stosowano inne stezenie oleju i. szybkosci przeplywu oraz jako koalescer uzyto trójskladnikowy material, uzyskany przez naloze¬ nie na siebie dwóch materialów B i jednego ma¬ terialu A.

Otrzymano nastepujace wyniki: Spadek cisnie¬ nia na przekroju tkaniny wynosil 26 cm. Przy 1- -godzinnym przeplywie 0,8 m8/godz./m2, stezenie oleju zmalalo, z 690 ppm w miejscu O do 17 ppm w miejscu P., Przyklad III. Postepowano jak w przykla¬ dzie I z tym, ze stosowano inne stezenie oleju i szybkosc przeplywu, oraz jako koalescer uzyto e- lement zawierajacy dwa nalozone na siebie ma¬ terialy B. i Otrzymano nastepujace wyniki: Spadek cisnie¬ nia na przekroju materialu wynosil 3 cm slupa wody. Przy jednogodzinnym przeplywie 8 cm8/ /godz./m2 stezenie oleju spadlo z 684 ppm w miej¬ scu O do 43 ppm w miejscu P.

Przyklad IV. Postepowano jak w przykla¬ dzie I z tym, ze stosowano inne stezenie oleju i szybkosc przeplywu oraz jako koalescer uzyto po¬ jedynczy material A. Otrzymano nastepujace wy¬ niki: Spadek cisnienia na przekroju koalescera wynosil 10 cm. Przy przeplywie 10,5 m8/godz./m2 zawartosc oleju spadla z 289 ppm w miejscu O do 36 ppm w miejscu P (w ciagu 1 godziny).

Wyniki te wskazuja, ze szczególnie skuteczny jest koalescer zlozony z dwóch lub wiecej nalo¬ zonych na siebie wlókien zwiazanych powierzch¬ niowo, na które nalozono jedna lub wiecej wlók¬ nin zwiazanych punktowo.

Przyklad V. Dla porównania przeprowadzo¬ no doswiadczenie opisane w przykladzie I z tym, ze jako koalescer stosowano czteroskladnikowy e- lement zlozony z trzech materialów A i jednego materialu B, lecz materialy te nie zawieraly cza¬ stek krzemionki.

Spadek cisnienia na przekroju koalescera wyniósl 14,5 cm slupa wody w ciagu 4 godzin przy prze¬ plywie 11,6 m8/godz./m2, zawartosc oleju spadla z 232 ppm w miejscu O do 38 ppm w miejscu P.

Z porównania tych wyników z wynikami uzys¬ kanymi w przykl. I widac, ze material wlóknisty zawierajacy czasteczki krzemionki jest znacznie bardziej skuteczny niz material bez tych czastek.

Przyklad VI. Przygotowano koalescer przez nalozenie na siebie dwóch materialów B, który umieszczono w charakterze zwyklej scianki pomie¬ dzy zbiornikami X i Y. Do zbiornika X wprowa¬ dzono ciecz po myciu para wodna i detergentami parafinowymi cystern do transportu drogowego olejów mineralnych i roslinnych. Ze zbiornika Y ciecz odprowadzano z taka sama szybkoscia, z jaka wplywala do zbiornika X. Przy stalym przeply¬ wie 13 m8/godz./m2 koalescera zmiana cisnienia na przekroju koalescera wynosila maksimum 20 cm slupa wody. Próbke emulsji oleju w wodzie po¬ bierano w regularnych odstepach czasu w miejscu 05 O w zbiorniku X, to znaczy bezposrednio po prze- : 40 45 50 551 eiwpiadowej stromi* kealeseera, oraz ze zbiornika y w miejoeu P, to znaczy po wspólpradowej stro¬ nie koalescera w miejscu, w którym olej oddzielil sie juz pod wplywem sil grawitacyjnych. Wyniki zestawiona w ponizszej tablicy: Sklsrónftk oleiowy Olej palmowy OAti aton«cza*kow# (wczftciooffwy> snurowy izapttew# B*sfciikatc* naftalan olowiu (olej awaeraiart bnecaka chrom*?* Mtej mi»»ato«r) i Zawartosc oleju w i eieczy w ? mieiaeu O (jppn*> 153 a* 50d aso Zawartosc [ oleju po r koalescen- f cji w 1 miejscu P F (ppm) [ S8 [ 1 E | , aa [ ltfr \ i F 168 > Po dluzszym uzywaniu koalescer skutecznie o- czyszczono za pomoca pary i gorace} wody- i po¬ nownie uzytkowano.

Claims (12)

Zastrzezenia p&tent&we

1. Spewób usuwania oleju z emulsji wodnej po¬ legajacy* na przepuszczaniu emulsji przez material wlóknisty i usuwaniu skoagulowanych kropelek oleju, znamienny tym, ze stosuje sie material wlóknisty skladajacy sie z- wlókien zawierajacych drobne czastki o wlasciwosciach oleofirowycfc i hycfcrofobowych przenikajace zewnetrzne powierzch¬ nie tych wlókien. san 8

2. Z Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie material z wlókien jednorodnycfc z na¬ niesionymi czastkami.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze s stosuje sie material, którego wlókna powlekane sa zywica lub polimerem nie tworzacym wlókna z naniesionymi na te powloke czastkami.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie material z wlókien zlozonych. m

5. Sposób wedlug zastrz. 4r znamienny tym* ze stosuje sie material z wlókien dwuskladnikowych.

6. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze stosuje sie material* w którym skladnik wlókna a mzszej temperaturze topnienia twarzy otoczke; wokól innego skladnika tworzaczefeo rdzen wlók¬ na.

7. T. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tymr ze jaka material wlóknisty stosuje sie wlóknine z ^ wlókien* cietych lute z niejednorodnych, zoriento¬ wanych przez wyciaganie, wlókien ciaglych.

8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze stosuje sie wlóknine zwiazana punktowo.

9. Sposób wedlug zastrz. T,zitamienny tym, ze 2S stosuje sie wlóknine; zwiazana powierzchniowo.

10. Sposób wedlug' zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie material wlóknisty z czastkami o wy¬ miarach co mtfrrmiey fr,l mikrona.

11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 3^ stosuje sie material, którego wlókna posiadaja hydrofobowosc powodujaca kat styku z woda co najmniej 110^; a korzystniej powyzej 14O0.

12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tynr, ze material wlóknisty stosuje sie w postaci rury, 33, przy czym emulsje; wprowadza sie do wnetrza rury, z której wydostaje sie poprzez wlóknista sciane. Bltk 18W/77 r. 125 egz. A4 Cena 10 zl