Настоящее изобретение касается композиции технологической добавки и способа уменьшения пенообразования и/или повышения обезвоживания в соответствии с отличительными частями прилагаемых независимых пунктов формулы изобретения.
Различные композиции антивспенивающего действия используются в различных отраслях промышленности, чтобы контролировать вспенивание, например, в целлюлозно-бумажной промышленности. Целью композиций антивспенивающего действия является уменьшение образования пены или ее полное предотвращение. Известны всевозможные композиции уничтожающие пенообразование.
В патентном документе US 8236889 описывается композиция противовспенивающей добавки, которая не содержит этилен-бис-стеарамидное масло или свободный кремнийорганический материал. У композиции противовспенивающей добавки патентного документа US 8236889 имеется множество полезных свойств, но было установлено, что в некоторых применениях полученная композиция противовспенивающей добавки не имеет оптимального профиля смешиваемости, что может снизить ее эксплуатационные характеристики.
Во многих процессах, содержащих жидкость (и) и конкретный материал, не только пенообразование является проблемой, но также и обезвоживание, то есть отделение воды от конкретного материала. Существует потребность в способе разработки композиции технологической добавки, которая обладала бы как противовспенивающими свойствами, так и одновременно улучшала бы обезвоживание.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение или даже устранение вышеупомянутых проблем, возникающих в предшествующем уровне техники.
Одной задачей настоящего изобретения является обеспечение композиции технологической добавки, которая был бы пригодна для использования в качестве антивспенивающего и/или пеноудаляющего агента, и у которого был бы оптимальный профиль смешивающейся способности, который может быть легко приспособлен к потребностям специфического процесса.
Для того чтобы реализовать указанные выше задачи, наряду с прочим, настоящее изобретение характеризуется тем, что представлено в отличительных частях прилагаемых независимых пунктах формулы изобретения.
Некоторые предпочтительные варианты осуществления в соответствии с настоящим изобретением описаны в зависимых пунктах формулы изобретения, представленных ниже.
Типичная композиция технологической добавки в соответствии с настоящим изобретением для уменьшения пены и/или для увеличения обезвоживания в процессе, включающем водную среду, содержит:
- акрилатный и/или метакрилатный сополимер, необязательно с акриловой кислотой или метакриловой кислотой в органическом разбавителе и
- масло, получаемое из возобновляемого сырья, или минеральное масло (нефтепродукт).
Типичный способ в соответствии с настоящим изобретением для уменьшения пенообразования и/или для повышения обезвоживания в процессе, который содержит водную технологическую среду с необязательным материалом в виде твердых частиц, включает введение композиции технологической добавки, содержащей
- акрилатный и/или метакрилатный сополимер необязательно с акриловой кислотой или метакриловой кислотой в органическом разбавителе, и
- масло, получаемое из возобновляемого сырья, или минеральное масло (нефтепродукт), в водную технологическую среду.
В типичном способе в соответствии с настоящим изобретением для изготовления композиции технологической добавки, способствующей уменьшению пенообразования и/или для повышения обезвоживания в технологическом процессе, включающем водную технологическую среду, масло, получаемое из возобновляемого сырья, или минеральное масло, добавляются к жидкой фазе, включающей акрилатный и/или метакрилатный сополимер, необязательно с акриловой кислотой или метакриловой кислотой в органическом разбавителе.
В контексте настоящей заявки термины "водная среда" или "водная технологическая среда" используются как синонимы и взаимозаменяемы, они подразумеваются в качестве жидкой среды, в которой вода является основным компонентом, и которая может содержать твердый материал, такой как частицы волокна, текстильной нити, клочков шерсти или тому подобное. Предпочтительно, чтобы водная среда содержала воду, по меньшей мере, 40 масс. %, более предпочтительно, по меньшей мере, 50 масс. %. Водной средой может быть вода, которая абсолютно чиста, вода, которая лишена конкретного материала, коллоидной суспензии или суспензии целлюлозы, и тому подобное.
В контексте настоящей заявки все части и проценты являются массовыми, если не указано иное.
В настоящее время неожиданно было обнаружено, что композиция технологической добавки, включающая акрилатный и/или метакрилатный сополимер в органическом разбавителе, необязательно полимеризуемый в присутствии акриловой кислоты или метакриловой кислоты, а также масло, получаемое из возобновляемого сырья, или минеральное масло, обеспечивает неожиданные преимущества в различных промышленных процессах, особенно в процессах обработки бумаги или целлюлозы, особенно для повышения обезвоживания на массомойках, увеличивая содержание твердых веществ в жидком растворе, и для того, чтобы понизить количество грязи в целлюлозной массе и в получающейся бумаге. Производство композиции технологической добавки является легким и недорогим и обеспечивает неожиданное улучшение, как в контроле за пенообразованием, так и в способности к обезвоживанию, при небольших количествах дозировки. Композиция может не только уменьшать количество образующейся пены, но также, в первую очередь, предотвращать ее образование. Было неожиданно обнаружено, что в случае, когда композицию технологической добавки получают путем добавления масла, получаемого из возобновляемого сырья, или минерального масла, к сополимеру в органическом разбавителе, добавление масла представляет собой введение в композицию технологической добавки компонента с пониженным поверхностным натяжением, что позволяет более эффективно использовать эту композицию в различных процессах.
Алкилакрилатный или алкилметакрилатный сополимер является предпочтительно терполимером в композиции технологической добавки и может быть получен путем полимеризации заранее подготовленной смеси мономера, которая включает в себя алкилакрилатные мономеры и/или алкилметакрилатные мономеры, в которых алкильная группа является линейной или разветвленной, и содержит от 1 до 18 углеродных атомов, предпочтительно 2-10 атомов углерода. Алкильная группа мономера может содержать, по меньшей мере, одну гидроксильную группу в любом месте на цепи алкильной группы. В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения акрилатные и/или метакрилатные мономеры, которые могут быть использованы, включают 2-этилгексил(мет)акрилат, 1-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 1-гидроксипропилакрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 1-гидроксиизопропил(мет)акрилат,2-гидроксиизопропил(мет)акрилат, 3-гидроксиизопропил(мет)акрилат, 1-гидроксибутил(мет)акрилат, 2-гидроксибутил(мет)акрилат, 3-гидроксибутил(мет)акрилат и 4-гидроксибутил(мет)акрилат. Предпочтительные акрилатные мономеры включают 2-этилгексилакрилат, 2-гидроксиэтилакрилат и акриловую кислоту. Предпочтительные метакрилатные мономеры включают 2-этилгексилметакрилат, 2-гидроксиэтилметакрилат, и/или метакриловую кислоту. Акрилатные мономеры являются более предпочтительными из перечисленных мономеров.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления сополимер, пригодный для использования в настоящем изобретении, получается с помощью полимеризации алкилакрилатных мономеров и/или алкилметакрилатных мономеров и гидроксиалкилакрилатных мономеров, предпочтительно в присутствии акриловой кислоты или метакриловой кислоты. Было установлено, что добавление акриловой кислоты или метакриловой кислоты к заранее приготовленной смеси мономера, повышает эффективность композиции технологической добавки в качестве антипенообразующего и/или пеноудаляющего агента и/или вспомогательного вещества для обезвоживания.
Сополимеры, подходящие для использования в настоящем изобретении, могут быть приготовлены любым подходящим способом, известным специалисту, работающему в данной области техники. Например, они могут быть получены в органическом разбавителе в присутствии катализатора, генерирующего свободные радикалы, с добавлением или без добавления акриловой кислоты или метакриловой кислоты к заранее приготовленной смеси мономера. Катализаторы, пригодные для использования, могут быть выбраны, но этими не ограничены, из 2,2'-азо-бис-(2-метилпропаннитрила), 2,2'-азо-бис-(2,4-диметилпентаннитрила) или 2,2'-азо-бис-(2-метилбутаннитрила). Предпочтительно, чтобы катализатором, генерирующим свободные радикалы, был 2,2'-азо-бис-(2-метилпропаннитрил). Кроме того, также можно использовать окислительно-восстановительные системы, такие как бромат/сульфид или персульфат/железистые системы. Кроме того, пероксиды, такие как перекись бензоила могут быть использованы для генерации свободных радикалов.
Количество акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты, которое может быть использовано в заранее приготовленной смеси мономера для приготовления сополимеров, выбирается, но этим не ограничено, приблизительно вплоть до 25 мол % от заключительного сополимера, предпочтительно приблизительно от 1 до 20 мол % от сополимера, еще более предпочтительно приблизительно 8 мол % от сополимера.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения органический разбавитель выбирается из диизодецилфталата, диизооктиладипата, диизооктилфталата, диэтилгексиладипата, диоктиладипата, 2-этил-1-гексанола, изооктилового спирта, дигексилфталата и их смесей. Предпочтительно, чтобы органическим разбавителем являлся диэтилгексиладипат, диизодецилфталат или диизооктиладипат, более предпочтительно диэтилгексиладипат.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения нефтепродукт выбирается из синтетического нефтепродукта или светлого нефтепродукта, такого как керосин, дизельное топливо, вазелиновое масло нафтеновое масло. Синтетическое масло является нефтепродуктом, полученным с помощью процесса Фишера-Тропша или подобного процесса полимеризации. Светлые нефтепродукты могут быть крекинговые, обработанные с помощью экстракции разбавителем и/или гидрообработаны. Керосин, дизельное топливо, нафтеновое масло и вазелиновое масло получаются из сырой нефти с помощью рафинирования и дистилляции. Вазелиновое масло может содержать парафиновые или циклопарафиновые углеводороды или и те и другие. Вязкость используемого нефтепродукта может составлять 50-300 сСт, предпочтительно 60-200 сСт, более предпочтительно 75-125 сСт.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения композиция технологической добавки содержит масло, получаемое из возобновляемого сырья. Масло, получаемое из возобновляемого сырья, в настоящем документе понимается как масло, произведенное из возобновляемых источников, таких как растения и/или животные. Примерами масел, получаемых из возобновляемого сырья, являются различные типы биодизельного топлива и растительные масла, такие как рапсовое масло.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения композиция технологической добавки содержит в дополнение к нефтепродукту органический агент-носитель, который может быть отобран, но этим не ограничен, из полибутенов с молекулярной массой приблизительно от 300-1300 Дa; диалкилфталатов; сложных эфиров жирных кислот; полиэтиленгликоля или полипропиленгликоля или их сложных эфиров; и любых смесей из них. Предпочтительно, чтобы органический агент-носитель являлся полибутеном, имеющим молекулярную массу приблизительно от 300-1300Дa или пропиленгликолем, более предпочтительно пропиленгликолем.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения композиция технологической добавки включает:
- сополимер, который является терполимером алкилакрилата и гидроксиалкилакрилата с акриловой кислотой в органическом разбавителе, который является диэтилгексиладипатом, и
- нефтепродукт, который отобран из синтетического масла, вазелинового масла или нафтенового масла и
- необязательно органический агент-носитель, который является пропиленгликолем.
Было замечено, что эта композиция технологической добавки является предпочтительной для контроля за пенообразованием и повышения обезвоживания в технологическом процессе промывки пульпы, как например целлюлозой пульпы.
Композиция технологической добавки может далее включать поверхностно-активное вещество, которое отбирается, но этими не ограничено, из пропилентриола, бутокси-полипропилен полиэтиленгликоля, алкоксилированного диметилсилоксана, алкильных модифицированных силоксанов, фтор-модифицированных силоксанов, меркапто-модифицированных силоксанов, гидрокси- модифицированных силоксанов, силоксанового воска, этиленоксида/пропиленоксида блок-сополимера, простых эфиров полипропилентриола, бутокси-полипропилен полиэтиленгликоля, этиленоксида/пропиленоксида блок-сополимера, алкильных полиоксиэтиленовых эфиров, алкилполиоксиэтиленов, полиоксипропиленовых эфиров, полиоксиэтиленовых эфиров жирных кислот, полиоксиэтиленовых сложных эфиров сорбитана и жирных кислот, полиоксипропиленовых сложных эфиров сорбита и жирных кислот, полиоксиэтиленовых касторовых масел, алкилполиоксиэтиленовых аминов и амидов, сложных эфиров сорбитана и жирных кислот, сложных полиглицериновых эфиров жирных кислот, сложных эфиров сахарозы и жирных кислот и тому подобных. Предпочтительно, чтобы поверхностно-активное вещество являлось силоксаном или полипропилен полиэтиленгликолем, более предпочтительно полисилоксаном, модифицированным полиэфиром или силоксаном, модифицированным алкилом.
Композиция технологической добавки может далее включать одну или более дополнительных добавок, выбранных, но этим не ограничено, из гидрофобного диоксида кремния, восков, жирных спиртов, сложных эфиров жирных кислот, сложных эфиров жирных спиртов, жирных кислот и диамидов, таких как этилен-бис-стеарамид (EBS). В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления добавка является гидрофобным диоксидом кремния и/или этилен-бис-стеарамидом. Общее количество дополнительных добавок в окончательной композиции технологической добавки составляет менее чем 15%, предпочтительно менее чем 10%, более предпочтительно менее чем 5%, от массы заключительного состава.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения одна или более дополнительных добавок выбирается из гидрофобного диоксида кремния, восков, жирных спиртов, сложных эфиров жирных кислот, сложных эфиров жирных спиртов, жирных кислот и диамидов, таких как этилен-бис-стеарамид (EBS), и добавляется к жидкой фазе одновременно с маслом, получаемым из возобновляемого сырья, или нефтепродуктом. В соответствии с одним вариантом осуществления дополнительная добавка представляет собой диамид, причем типичное количество диамида в композиции технологической добавки может быть приблизительно от 2 до 10% масс. от массы заключительной композиции. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительная добавка является этилен-бис-стеарамидом, который представляет собой гидрофобную молекулу. Масло Функционирует в качестве транспортного средства и служит для того, чтобы ввести дополнительные добавки в композицию эффективным образом, и также дает возможность добавлять дополнительные добавки в виде частиц, например, такие как гидрофобный диоксид кремния и этилен-бис-стеарамид.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения композиция технологической добавки в основном не содержит диоксид кремния, силикон и силиконсодержащее поверхностно-активное вещество. Композиция технологической добавки, в которой не содержится диоксид кремния, силикон и силиконсодержащее поверхностно-активное вещество, особенно хорошо подходит для использования в технологических процессах пульпы, у которых есть ограничения на химический состав силиконов или ограничения на химические вещества, используемые в производстве пульпы.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения количество сополимера в органическом разбавителе составляет 20-90% от массы композиции технологической добавки, предпочтительно 30-85% от массы композиции технологической добавки, более предпочтительно 50-80% от массы композиции технологической добавки, еще более предпочтительно 60-75% от массы композиции технологической добавки.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения количество нефтепродукта составляет 0,5-80% от массы композиции технологической добавки, предпочтительно 1-60% от массы композиции технологической добавки, более предпочтительно 5-50% от массы композиции технологической добавки, еще более предпочтительно 10-40% от массы композиции технологической добавки. Эти количества нефтепродукта позволяют вести оптимальный и эффективный контроль за пенообразованием.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения количество органического агента-носителя составляет 5-75% от массы композиции технологической добавки, предпочтительно 7-60% от массы композиции технологической добавки, более предпочтительно 10-50% от массы композиции технологической добавки, еще более предпочтительно 10-40% от массы композиции технологической добавки. Эти количества органического агента-носителя позволяют оптимальное и эффективное обезвоживание.
Дозировка и скорость подачи композиции технологической добавки может быть 1-50 частей на миллион (ppm), предпочтительно 3-30 ppm, более предпочтительно 5-20 ppm в зависимости от способа или условий применения.
Композиция технологической добавки настоящего изобретения также полезна в нефтяной промышленности, при очистке воды, в красках и покрытиях, в обработке продуктов питания и напитков, в горнодобывающей промышленности, текстильной промышленности, сельском хозяйстве, и тому подобное. Она может использоваться в нескольких промышленных применениях, включая, но этим не ограничено:
i) контроль или уничтожение пены в различных щелочных или кислотных процессах, связанных с обработкой целлюлозной массы или бумаги, в таких как технология Крафт-варки целлюлозы, сульфитный технологический процесс варки целлюлозы, термомеханический технологический процесс варки целлюлозы (TMP), химико-термомеханический технологический процесс варки целлюлозы (CTMP), технологический процесс производства дефибрерной целлюлозной массы, карбонатный технологический процесс варки целлюлозы, применение в бумагоделательной производственной установке, при работах в очистных и в отбелочных цехах, или тому подобное;
ii) эффективное уменьшение пенообразования в способе приготовления цементных растворов и контролирование реологических свойств цемента путем минимизации засасывания воздуха в цементный раствор. Минимизация засасывания воздуха в цементный раствор также приводит к более структурно прочной решетке цемента, обладающего постоянством объема;
iii) повышение эффективности бурения в нефтяных скважинах путем сведения к минимуму последствий нежелательного воздуха. Например, при добавлении в нефтяную скважину композиция технологической добавки эффективно понижает поверхностное натяжение сырой нефти, тем самым позволяя захваченному газу легко улетучиться из жидкой фазы, приводя к повышению эффективности бурения. Кроме того, с помощью композиции технологической добавки также эффективно контролируется засасывание воздуха в сырой нефти во время процесса нагрева в ректификационных колоннах.
iv) контроль образования пены во время обработки сточных вод в муниципальных и коммерческих установках, таких как очистительные устройства, открытые водопроводы, выводные коллекторы, отстойники для потоков сточных вод. Кроме того, с помощью композиции технологической добавки также эффективно контролируется пенообразование и засасывание воздуха, как в горячих, так и в холодных применениях.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящее изобретение особенно полезно для контроля за пенообразованием и/или усовершенствованием обезвоживания в производстве целлюлозных волокон, таких как вискоза, ацетатных или растворимых в воде полимеров, полученных из целлюлозы, таких как простые эфиры целлюлозы.
Композиция технологической добавки особенно полезна в антивспенивании, удалении пены и/или усовершенствовании обезвоживания в обработке целлюлозной массы и/или бумаги, в обеспенивании цемента, в обезвоживании шлама от каустификации при восстановлении каустического средства или в переработке буровых растворов на нефтяных месторождениях. Например, композиция технологической добавки может использоваться в обезвоживании шлама от каустификации при восстановлении каустического средства, где оксид кальция выделяют из карбоната кальция под действием высокой температуры. Регенерируемый карбонат кальция далее промывают с тем, чтобы уменьшить общее количество восстановленной серы в оксиде кальция. Существует потребность в эффективном и работоспособном дренаже промывочной воды от оксида кальция. Кроме того, композиция технологической добавки может использоваться для контроля образования пены в процессе цементирования нефтяной скважины, чтобы обеспечить надлежащие прочность цемента и поток.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения композиция технологической добавки используется для получения целлюлозы, и дозировка композиции технологической добавки составляет 0,2-1,5 кг на тонну произведенной целлюлозной массы.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения композиция технологической добавки используется для удаления цементной пены, и дозировка композиции технологической добавки составляет 1-5 ppm на массу сухого цемента.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения композиция технологической добавки используется для обезвоживания шлама от каустификации, и дозировка композиции технологической добавки составляет 0,2-2,3 кг на тонну регенерированного CaO.
Композиция технологической добавки настоящего изобретения никоим образом не ограничивается только использованием, описанным выше. В силу этого композиция технологической добавки настоящего изобретения может также использоваться в любой отрасли промышленности, где может потребоваться контроль за пеной или разрушение пены и/или увеличение удерживающей способности в процессе фильтрации.
Экспериментальная часть
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения описываются в следующих не ограничивающих примерах.
Пример 1
Оценка образцов с помощью FEAT теста:
Испытательный прибор для пены и вовлеченного воздуха (FEAT) представляет собой устройство тестирования, используемое для определения эффективности противовспенивающих добавок в лабораторных условиях. Устройство измеряет изменение плотности как функцию времени фильтрования по мере того, как вводится противовспенивающая добавка. Мера изменения плотности фильтрата является прямым измерением изменения в вовлеченном воздухе. В целлюлозно-бумажной промышленности наличие вовлеченного воздуха может нарушить формирование слоя и обезвоживание.
При испытании образцов используется рециркуляционная камера для пены, соединенная с насосом. Гибкий трубопровод, ведущий от насоса, подсоединяют к измерителю плотности, который затем обратно подключают к верхней части камеры для пены. Во всех испытаниях используют черный щелок с первой стадии промывки, полученный с завода юга Северной Америки по производству сульфатной варки целлюлозы. Жидкость нагревается до температуры 85°C. Нагретый черный щелок затем добавляют в испытательную установку и перекачивают насосом через устройство для заполнения линий. Уровень щелока затем понижают до отметки 19 см на трубке, перед тем как начнется испытание. Частота вращения двигателя для насоса устанавливается на значение, равное 60%. Как только насос включается, плотность понижается из-за засасывания воздуха до 0,90 г/мл, затем добавляется 100 мкл противовспенивающей добавки. Испытание проводится, по меньшей мере, в течение 200 секунд до тех пор, пока, по меньшей мере, не соберется 400 точек данных (FEAT блок отбирает 1 точку данных каждые 0,5 секунды). Затем строится линейный график, чтобы показать изменение плотности жидкости в интервале времени. Площадь под кривой для каждого испытания рассчитывается. Существуют две различные области для расчета: рассчитывается площадь под кривой, полученная в течение первых 30 секунд, для определения начальной деаэрации образца, и рассчитывается площадь под кривой за общий период времени испытания для определения общей эффективности каждого образца. Те образцы, которые имеют самую большую площадь под кривой измерений, являются теми образцами, которые показали наилучшие результаты. Все испытания проводились дважды и усредненные значения двух испытаний описывались. Величина погрешности эксперимента для этого способа испытания составляет +-10%.
Композиции технологической добавки, описанные в таблице 1 были тестированы. Все проценты, приведенные в таблице 1, рассчитаны как массовые % от общей массы образца. Полная масса образца составляла 300 г.
В примере сополимер является терполимером гидроксиалкилакрилатных и алкилакрилатных мономеров в разбавителе диэтилгексиладипате, и нефтепродукт является Paraffinic 100 нефтепродуктом.
Исследуемые композиции технологической добавки
Композиции приготавливали в виде простых смесей, помещая сополимер в сосуд и начиная перемешивание с помощью лабораторной мешалки со скоростью 500 оборотов в минуту. В случае, если использовался EBS, то он вначале заранее перемешивался с нефтепродуктом. Нефтепродукт с или без EBS медленно добавлялся к сополимеру в течение примерно 90 секунд и выдерживался при перемешивании в течение дополнительных 30 минут, в результате чего была получена композиция технологической добавки.
Композиции технологической добавки тестировались с использованием способа проверки FEAT, описанного выше. Коммерческий противовспениватель Fennotech 7000 (Kemira Oyj, Finland) использовался в качестве эталонного образца 1. Результаты FEAT тестов показаны в таблице 2.
Результаты FEAT теста
Как можно видеть из таблицы 2 композиция технологической добавки согласно настоящему изобретению обеспечивает предварительную деаэрацию и полную эффективность, которая сопоставима с коммерческим гасителем пены.
Пример 2
Оценка образцов с использованием способа испытания пены (Foam Cell Test):
Испытательное устройство такое же, как в примере теста FEAT 1. Во всех испытаниях используется черный щелок с первой стадии промывки, полученный с завода юга Северной Америки по производству сульфатной варки целлюлозы (Крафт-процесс) от линии хвойной древесины и от линии древесины лиственных пород. Образцы жидкости нагревали до температуры 82,2°C. Образцы горячего черного щелока добавляли к испытательной установке и закачивали через блок для заполнения линий. Уровень образца жидкости затем доводили до отметки 16 см на трубке, прежде чем испытание было начато. Затем включался насос, и пене позволяли подняться на высоту 25 см. Когда высота пены достигала 30 см, 250 мкл композиции технологической добавки добавляли к поступающему потоку образца черного щелока. Это время обозначается как 0 секунд, то есть начало измерения. Регистрируется время (в секундах), необходимое для достижения высоты 27, 28, 29, 30, 31 и 32 см. Когда высота пены достигала 32 см испытание останавливается. Количество времени для того, чтобы дойти от 30 см до конечного самого низкого уровня рассматривается, как сбить пену (knock down).
Композиции технологической добавки, описанные в примере 1 протестированы в примере 2 с использованием способа Foam Cell Test, описанного выше. Коммерческая противовспенивающая добавка Aerotech 4298 (Kemira Oyj, Finland) использовалась в качестве эталонного образца 2 в примере 2. Результаты способа Foam Cell Test для образца черного щелока из линии хвойной древесины показаны в таблице 3 и результаты способа Foam Cell Test для образца из линии древесины лиственных пород показаны в таблице 4.
Результаты примера 2 для способа Foam Cell Test для образца черного щелока от линии хвойной древесины
Результаты примера 2 для способа Foam Cell Test для образца из линии древесины лиственных пород
Как можно видеть из таблиц 3 и 4 композиции технологической добавки согласно настоящему изобретению обеспечивают очень похожие результаты, как и коммерческая противовспенивающая добавка.
Хотя некоторые варианты осуществления и примеры были подробно описаны выше, специалистам, работающим в данной области техники, станет понятно, что возможны многие модификации в вариантах осуществления и в примерах, не отступая от основной идеи заявки. Все такие модификации предназначены, чтобы быть охваченными в пределах приведенной ниже формулы настоящего изобретения.
Настоящее изобретение касается композиции технологической добавки для уменьшения вспенивания и/или увеличения обезвоживания в процессе, включающем водную среду, и может быть использована в нефтяной промышленности, в обработке продуктов питания и напитков, в горнодобывающей промышленности, текстильной промышленности, сельском хозяйстве, целлюлозо-бумажной промышленности и тому подобном. Композиция включает 50–80% сополимера акрилата и/или метакрилата в органическом разбавителе, который представляет собой диэтилгексиладипат и 5–50% масла получаемого из возобновляемого сырья, или минеральное масло. Полимер получен путем полимеризации заранее приготовленной смеси мономера, включающей алкилакрилатные мономеры и/или алкилметакрилатные мономеры и гидроксиалкилакрилатные мономеры, и акриловую кислоту или метакриловую кислоту. При этом композиция не содержит оксида кремния, кремнийорганического соединения и кремнийорганического поверхностно-активного вещества. Технический результат: обеспечение одновременного уменьшения вспенивания и улучшения обезвоживания. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 пр., 4 табл.
1. Композиция технологической добавки для уменьшения пенообразования и/или повышения обезвоживания в каком-либо технологическом процессе, включающем водную среду, где композиция технологической добавки включает:
- 50–80% сополимера акрилата и/или метакрилата в органическом разбавителе, который представляет собой диэтилгексиладипат, где полимер получен путем полимеризации заранее приготовленной смеси мономера, включающей алкилакрилатные мономеры и/или алкилметакрилатные мономеры и гидроксиалкилакрилатные мономеры, и акриловую кислоту или метакриловую кислоту, и
- 5–50% масла получаемого из возобновляемого сырья, или минеральное масло,
где композиция технологической добавки не содержит оксида кремния, кремнийорганического соединения и кремнийорганического поверхностно-активного вещества.
2. Композиция технологической добавки по п. 1, отличающаяся тем, что сополимер в органическом разбавителе составляет 60–75%.
3. Композиция технологической добавки по любому одному из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что количество минерального масла составляет 10–40%.
4. Композиция технологической добавки по п. 1, отличающаяся тем, что количество акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты в заранее приготовленной смеси мономера для приготовления сополимеров составляет до 25 мол.% полимера, предпочтительно от 1 до 20 мол.% полимера, еще более предпочтительно приблизительно 8 мол.% полимера.
5. Композиция технологической добавки по п. 1, отличающаяся тем, что акрилатный и/или метакрилатный сополимер получается путем полимеризации заранее приготовленной смеси мономера, которая включает акрилатные и/или метакрилатные мономеры, выбранные из группы, включающей 2-этилгексил(мет)акрилат, 1-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 1-гидроксипропилакрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 1-гидроксиизопропил(мет)акрилат, 2-гидроксиизопропил(мет)акрилат, 3-гидроксиизопропил(мет)акрилат, 1-гидроксибутил(мет)акрилат, 2-гидроксибутил(мет)акрилат, 3-гидроксибутил(мет)акрилат и 4-гидроксибутил(мет)акрилат.
6. Композиция технологической добавки по любому одному из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что минеральное масло выбрано из синтетического масла или рафинированного нефтепродукта, такого как керосин, дизельное топливо, вазелиновое масло или нафтеновое масло.
7. Композиция технологической добавки по любому одному из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что композиция технологической добавки дополнительно содержит органический реагент-носитель, который выбирается из полибутенов, имеющих молекулярную массу приблизительно от 300-1300 Дa; алкилфталатов; сложных эфиров жирных кислот; полиэтиленгликоля или пропиленгликоля или их сложных эфиров; и любые их смеси.
8. Композиция технологической добавки по п. 7, отличающаяся тем, что количество органического реагента-носителя составляет 5-75% от массы композиции технологической добавки, предпочтительно 7-60%, более предпочтительно 10-50%, еще более предпочтительно 10-40%.
9. Композиция технологической добавки по п. 1, отличающаяся тем, что композиция технологической добавки содержит:
- сополимер алкилакрилата и гидроксиалкилакрилата с акриловой кислотой в органическом разбавителе, который представляет собой диэтилгексиладипат, и
- минеральное масло, которое выбрано из синтетического масла, вазелинового масла или нафтенового масла, и
- необязательно органический реагент-носитель, который является пропиленгликолем.
10. Применение композиции технологической добавки по любому из пп. 1-9 для уменьшения пенообразования и/или повышения обезвоживания в технологическом процессе, включающем водную среду процесса с материалом в виде твердых частиц, путем добавления композиции в водную среду процесса.
11. Применение по п. 10, отличающееся тем, что технологический процесс выбран из обработки целлюлозный массы и/или бумаги, цементного пеноудаления, обезвоживании шлама от каустификации в восстановлении каустического средства и обработке буровых растворов на нефтяных месторождениях.
12. Применение по любому одному из пп. 10 или 11, отличающееся тем, что дозировка или скорость подачи композиции технологической добавки составляет 2-50 частей на миллион (ppm).
| US 4559162 A, 17.12.1985 | |||
| US 4021365 A, 03.05.1977 | |||
| US 2010292380 A1, 18.11.2010 | |||
| Способ пеногашения | 1985 |
|
SU1329794A1 |
| US 5152925 A, 06.10.1992. | |||
