DE1558969C - Verfahren zur Forderung von Feststoff teilchen - Google Patents

Description

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die Anwesenheit solcher heterocyclischer Verbindun- tretende Flüssigkeitsstrom etwas breiter als die lichta

gen auf die Beschaffenheit der erfindungsgemäßen Weite des Kapillarrohres, was auf eine hochgradige

Flüssigkeiten keinen Einfluß hat. Viskoelastizität der Flüssigkeit hindeutet.

Geeignete Sulfonatkonzentrationen in den erfin- Der dilatante Charakter der erfindungsgemäßen dungsgemäßen Flüssigkeiten liegen im Bereich von 5 Flüssigkeiten dürfte auf eine noch unbekannte Wechetwa 0,05 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von selwirkung zwischen den Polymerisatmolekülen und 0,2 bis etwa 5 Gewichtsprozent. Bei der Herstellung den Sulfonmolekülen zurückzuführen sein. Zum der Flüssigkeiten gemäß der Erfindung werden die Beispiel könnte sich bei einer gewissen Schwellen-Sulfonatlösungen und die Polymerisatlösung Vorzugs- Schergeschwindigkeit eine molekulare Komplexverweise gesondert hergestellt, worauf die Sulfonat- 10 bindung bilden. Lösungen des Polymerisats allein und lösung langsam zu der Polymerisatlösung zugesetzt Lösungen des Sulfonate allein zeigen kein dilatantes wird. Beim Zusatz der Polymerisatlösung zur Sulfo- Verhalten.

natlösung bildet sich mitunter ein Niederschlag, der Lösungen des Polymerisats für sich allein weisen

nur schwer wieder in Lösung geht. Zur Erzielung der zwar einen gewissen Grad von Viskoelastizität auf;

besten Ergebnisse und der besten Reproduzierbarkeit 15 die Flüssigkeiten gemäß der Erfindung zeigen aber

soll die Polymerisatlösung ohne starkes Rühren her- einen viel stärkeren Grad von Viskoelastizität als die

gestellt werden. Vorzugsweise soll diese Lösung jedes- Lösungen des Polymerisats allein,

mal bei der gleichen Schergeschwindigkeit hergestellt Bei der hydraulischen Förderung von dispergierten

werden. Feststoffen durch Rohrleitungen dient als Maß für die

In der Zeichnung ist die Änderung der Viskosität 20 Wirtschaftlichkeit der »Förderwirkungsgrad«, d. h.

in Abhängigkeit von der Schergeschwindigkeit für das Feststoffgewicht, das je Einheit der aufgewandten

eine wäßrige Lösung aufgetragen, die 0,125 Ge- Kraft gefördert wird. Untersuchungen haben gezeigt,

wichtsprozent Äthylenoxydpolymerisat mit einem daß die Wirtschaftlichkeit begünstigt wird, wenn man

Molekulargewicht von etwa 5 000 000 und 1,0Ge- erstens mit dem höchstmöglichen Feststoffgehalt

wichtsprozent gemischte Natriumsalze von Kohlen- 25 arbeitet, der noch mit dem freien Fließvermögen ver-

wasserstoffsulfonsäuren enthält, die durch Sulfonieren träglich ist, zweitens die geringste Fördergeschwindig-

eines Gemisches von aus Texas-Golf küsten-Rohölen ge- keit anwendet, die noch ohne Absetzen möglich ist,

wonnenen Vakuumgasölfraktionen (Siedebereich 427 und drittens eine Trägerflüssigkeit wählt, die mit dem

bis 538° C) hergestellt worden sind. Die in dem Dia- geringsten hydraulischen Reibungsverlust strömt, bei

gramm dargestellten Werte wurden mit einem Kapil- 30 dem sie noch imstande ist, die Feststoffe in Suspen-

larviskosimeter unter Verwendung von vier verschie- sion zu halten.

denen Kapillarrohren mit den in der Zeichnung ange- Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vergebenen Abmessungen gewonnen. Die Größe wendeten Flüssigkeiten sind ausgezeichnete Träger- ÄPD/4L ist die echte Schubspannung (Wand- flüssigkeiten für die Förderung von dispergierten scherungskomponente) in der Kapillare, während die 35 Feststoffen in Rohrleitungen. Ihre Dilatanz liefert die Größe 8 FAD die Wandschergeschwindigkeit für eine Viskosität, die erforderlich ist, um die Feststoffe in Newtonsche Flüssigkeit darstellt. Die gestrichtelte der strömenden Flüssigkeit in Suspension zu halten; Kurve zeigt das Ergebnis, das man erhält, wenn man beim Aufhören der Strömung sinkt aber die Viskosiden8F/Z>-Wert nach bekannten Verfahren korrigiert, tat, wodurch die Trennung der Feststoffe von der so daß man die echte Wandschergeschwindigkeit 40 Trägerflüssigkeit am Bestimmungsort erleichtert wird, erhält. Die Kombination von Dilatanz und Viskoelastizität

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist diese Flüs- begünstigt die laminare Strömung und die Propfen-

sigkeit bei Schergeschwindigkeiten zwischen etwa strömung und vermindert hydraulische Reibungsver-

1000 und 2000 sek.-¹ hochgradig dilatant. Bei nie- luste.

drigeren Schergeschwindigkeiten verhält sich die Flüs- 45 Als Beispiel für die Förderung von Feststoffen

sigkeit im wesentlichen wie eine Newtonsche Flüssig- durch eine Rohrleitung gemäß der Erfindung wird ein

keit und hat eine Viskosität von etwa 2,7 cP. Bei 60gewichtsprozentiger Kohleschlamm unter Verwen-

höheren Schergeschwindgkeiten scheint die Flüssig- dung einer wäßrigen Trägerflüssigkeit, die die in Ver-

keit etwas pseudoplastisch zu sein und hat eine Vis- bindung mit der Abbildung beschriebene Zusammen-

kosität von etwa 52 cP. Im Bereich der höheren 50 setzung hat, durch eine Leitung von 25,4 cm lichter

Schergeschwindigkeiten ist der aus der Kapillare aus- Weite gepumpt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 von hohem Molekulargewicht zur Übertragung dila- Patentansprüche: tanter Eigenschaften auf die Trägerflüssigkeit enthält. Vorzugsweise bestehen die zu fördernden Feststoffe

1. Verfahren zur Förderung von Feststoff teil- aus Kohle, Schwefel oder bituminösen Substanzen, chen durch Leitungen in Form einer Äufschläm- 5 Nach der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn der Gemung in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit, da- halt der Trägerflüssigkeit an Äthylenoxydpolymerisat durch gekennzeichnet, daß eine wäßrige etwa 0,02 bis etwa 1,5% ausmacht. Trägerflüssigkeit verwendet wird, welche von Eine wäßrige Lösung, die 0,125 Gewichtsprozent 0,05 bis 10 Gewichtsprozent eines aromatischen Äthylenoxydpolymerisat und 1,0 Gewichtsprozent Kohlenwasserstoffsulfonats und ein Äthylen- io Erdölsulfonate enthält, hat z. B. bei Schergeschwindigoxydpolymerisat von hohem Molekulargewicht '_ keiten unter 1000 Sek."¹, eine Viskosität von etwa zur Übertragung dilatanter Eigenschaften auf die 2,7 cP und bei Schergeschwindigkeiten über Trägerflüssigkeit enthält. 2000 Sek.-¹ eine Viskosität von etwa 52 cP. Die

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Änderung der Viskosität mit der Schergeschwindigkennzeichnet, daß die Trägerflüssigkeit einen Ge- 15 keit ist für diese Flüssigkeit in dem Diagrarnm der halt von etwa 0,02 bis etwa 1,5% Äthylenoxyd- Zeichnung dargestellt.

polymerisat enthält. Die Äthylenoxydpolymerisate sind farblose, ther

moplastische Kunstharze, die sowohl in Wasser als auch in halogenierten organischen Lösungsmitteln

ao löslich sind. Sie weisen eine hochgradig geordnete

kristalline Struktur auf. Sie werden gewonnen, indem man monomeres Äthylenoxyd, gewöhnlich im Ge-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur For- misch mit einem Verdünnungsmittel, wie Butan, in derung von Feststoffteilchen durch Leitungen in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators der EinForm einer Aufschlämmung in einer wäßrigen Trä- 35 wirkung einer höheren Temperatur aussetzt. Geeignete gerflüssigkeit. Dabei handelt es sich insbesondere um Katalysatoren sind Erdalkalikarbonate und Erdalkalidie Förderung von Schwefel, Kohle oder bituminösen derivate von organischen Mono- und Polyhydroxy-Substanzen. verbindungen, wie Strontiummethylat und Kalzium-

Zum Transport, beispielsweise von Kohle, hat man glykolat. Diese Polymerisate haben Molekulargebereits die Verwendung von flüssigen Kohlenwasser- 30 wichte von 50 000 bis mindestens 5 000 000. stoffen, wie Brennöl, oder von Netzmitteln, Vorzugs- Die Konzentration des zur Herstellung der erfin-

weise aus einem aromatischen oder asphaltischen öl, dungsgemäßen Lösungen verwendeten Äthylenoxydvorgeschlagen. Das öl soll an der Kohle haften, einen polymerisate hängt von dem für den jeweiligen Anwasserabstoßenden Film darauf bilden und so den wendungszweck gewünschten Viskositätsbereich ab. Transport in einem wäßrigen Medium erleichtern, in- 35 Für die meisten Zwecke eignen sich Konzentrationen dem ein gewisses Schwimmen der Kohle bewirkt wird. zwischen etwa 0,02 und 1,5 Gewichtsprozent.

Auch die Verwendung einer Wasser-Öl-Emulsion Als Sulfonate können Monosulfonsäuren, Disulfon-

als Transportmedium für Kohle ist bereits bekannt. säuren und Polysulfonsäuren verwendet werden, die Die Emulsion soll eine derartige Viskosität besitzen, durch Sulfonieren von aromatischen Kohlenwasserdaß sie ein Absetzen der Feststoffe verhindert. 40 stoffen verschiedener Arten, wie Alkylbenzolen, In-

Demgegenüber beruht der erfinderische Grundge- danen, Dinaphthenbenzolen, Naphthalinen, Acedanke der Anmeldung auf der Verwendung einer so- naphthenen, Acenaphthalenen, Phenanthrene^ Pyregenannten dilatanten Flüssigkeit zur Förderung von nen, Chrysenen und anderen aromatischen Kohlen-Feststoff teilchen durch Leitungen in Form einer Auf- wassersto'ffen mit noch stärker kondensierten Ringen, schlämmung. Eine dilatante Flüssigkeit ist eine 45 erhalten werden. Auch Gemische dieser Sulfonsäuren solche, deren Viskosität mit ansteigender Scherge- können verwendet werden, und auch die wasserlösschwindigkeit zunimmt. liehen Salze der obengenannten Sulfonsäuren ein-

Die Verwendung einer dilatanten Flüssigkeit für schließlich insbesondere der Alkali- und Ammoniumden obengenannten Zweck hat den außerordentlichen salze, fallen unter die erfindungsgemäß verwendbarer Vorteil, daß infolge der scheinbaren Viskositätszu- 50 Sulfonate. Die wirksamsten Sulfonate haben Mole nähme der Flüssigkeit beim Strömen in der Förder- kulargewichte im Bereich von 350 bis 750 und vorleitung ein Absetzen der Feststoffe verhindert wird. zugsweise im Bereich von etwa 450 bis 650. Am Ende des Förderstroms, wenn die Flüssigkeit zur Nach einem typischen Herstellungsverfahren, füi

Ruhe kommt, sinkt dagegen die Viskosität der For- die erfindungsgemäß zu verwendenden Sulfonate wirr derflüssigkeit wieder erheblich ab, so daß nunmehr 55 mindestens ein Teil der sulfonierbaren Bestandteile die Feststoffe mit Leichtigkeit von der Flüssigkeit ab- die in einer Roherdölfraktibn mit einem Siedebereich getrennt werden können. von 315 bis 593° C (korrigiert für Atmosphären

Eine weitere für die Erfindung grundlegende Fest- druck) enthalten sind, sulfoniert. Vorzugsweise sulfo stellung besteht darin, daß überraschenderweise niert man mindestens einen Teil der sulfonierbarei gerade eine Mischung eines aromatischen Kohlenwas- 60 Bestandteile, die in einer Erdölfraktion mit einen serstoffsulfonats und eines Äthylenoxydpolymerisats korrigierten Siedebereich von 455 bis 565° C enthal von hohem Molekulargewicht entgegen allen Erwar- ten sind. Solche Bestandteile sind vorwiegend Koh tungen eine solche dilatante Flüssigkeit darstellt, wie lenwasserstoffe, und zwar sowohl Alkylbenzole ai sie hier für die Zwecke der Erfindung benötigt wird. auch alkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe m:

Demgemäß wird für die Zwecke der Erfindung 65 kondensierten Ringen. In diesem Siedebereich finde eine wäßrige Trägerflüssigkeit verwendet, welche 0,5 sich auch gewisse andere sulfonierbare Verbindungei bis 10 Gewichtsprozent eines aromatischen Kohlen- wie alkylierte heterocyclische Schwefel- und Saue: wasserstoffsulfonats und ein Äthylenoxydpolymerisat Stoffverbindungen. Es hat sich herausgestellt, da