DE2724187A1

DE2724187A1 - Verfahren zur schaumbekaempfung in nichtwaessrigen systemen

Info

Publication number: DE2724187A1
Application number: DE19772724187
Authority: DE
Inventors: Kenneth Wilfrid Farminer
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1977-02-07
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1978-08-10
Also published as: AU2533277A; SE426552B; AT354984B; SE7705797L; DE2724187C3; FR2379307A1; AU511966B2; IT1085802B; DE2724187B2; CA1073314A; MX146300A; JPS5523647B2; BR7703903A; JPS5398306A; BE856434A; US4082690A; FR2379307B1; GB1524000A

Description

PFENNING-MAAS

MEINIQ-L EMKE - SPOTT

SCHLEISSHEIMEP.STR 299

8000 MÜNCHEN 40

DC 2164

Dow Corning Corporation, Midland, Michigan, V.St.A.

Verfahren zur Schaumbekämpfung in nichtwäßrigen Systemen

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In nichtwäßrigen Systemen treten die verschiedensten durch Schäumen verursachten Schwierigkeiten auf. Beispielsweise begegnet man häufig ernsten Schaumproblemen bei der Entfernung von in Rohölen gelösten Gasen an der Ölquelle. Manche Rohöle, insbesondere solche, die auf einem weit unterhalb des Meeresspiegels liegenden Festlandsockel gewonnen werden, verursachen durch Schäumen ernste Probleme, denen man durch die Verwendung sehr großer Mengen von Polydimethylsiloxanflüssigkeiten begegnet. Dabei ist es üblich, die Polydimethylsiloxanflüssigkeit mit einer ölfraktion, zum Beispiel Dieselöl, zu verdünnen, und das verdünnte Material in den schäumenden ölstrom einzuspeisen. Bei manchen Rohölen und bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten ist es schwierig, bei den angewandten niedrigen Wirkstoffkonzentrationen (1 bis 20 Teile/Million) selbst bei Anwendung der vorstehend bebeschriebenen Arbeitsweise eine gleichmäßige Verteilung des Silikons zu erzielen.

Bei der Verarbeitung verschiedener Erdölrückstände zu Koks wird häufig das allgemein bekannte Spätverkokungsverfahren angewandt. Bei diesem Verfahren werden schwere Rückstandsöle mit hoher Geschwindigkeit durch einen Rohrofen gepumpt und dadurch auf etwa 500 °C erwärmt, worauf diese öle in eine isolierte Verkokungstrommel eingeführt werden. Einzelheiten dieses Verfahrens sind in einer ganzen Reihe verschiedener Literaturstellen angegeben. Beim Spätverkokungsverfahren entstehen mehr oder weniger starke Schäume, die die Durchführung des Verfahrns in starkem Maße beeinträchtigen und deshalb unerwünscht sind. Hie im Fall der oben erwähnten Rohöle, ist es auch bei der Schaumbekämpfung beim Spätverkokungsverfahren üblich, die zu verarbeitenden Bestände mit Polydimethylsiloxanflüssigkeiten als solchen zu behandeln.

Außer in den vorstehend geschilderten Fällen können die erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzungen auch bei verschiedenen

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Raffinerieverfahren eingesetzt werden, zum Beispiel in Rohöleinheiten, Vakuumeinheiten, Kraftunterbrechern, Verkokern und bei der Aspaltverarbeitung, bei Maßnahmen an der Ölquelle, zum Beispiel der Gas-Öl-Trennung, sowie als Additive für beispielsweise hydraulische öle und Schmieröle.

Es wurde gefunden, daß durch Verwendung einer Zusammensetzung, die im wesentlichen aus einer Polydimethylsiloxanflüssigkeit, einem bestimmmten Siloxanharz und einem Kohlenwasserstofflösungsmittel besteht, in nichtwäßrigen Systemen das Schäumen besser bekämpft werden kann als durch die Verwendung einer Polydimethylsiloxanflüssigkeit als solcher.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bekämpfung des Schäumens in nichtwäßrigen Systemen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man diesen Systemen eine Zusammensetzung zusetzt, die im wesentlichen aus (1) etwa 30 bis 45 Gewichtsprozent einer Polydimethylsiloxanflüssigkeit, (2) etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent eines Siloxanharzes aus (CH₃)3SiO_1/2-Einheiten und SiOj-Einheiten, wobei das Verhältnis von (CH-) 3SiO₁ .~-Kxx\- heiten zu SiO₂-Einheiten im Bereich von 0,4 : 1 bis 1,2 : 1 liegt, und (3) etwa 50 bis 69 Gewichtsprozent eines Kohlenwasserstoff lösungsmittel für die Flüssigkeit und das Harz besteht.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Polydimethylsiloxanflüssigkeiten sind allgemein bekannte Produkte, deren Herstellung in zahlreichen Literaturstellen beschrieben ist. Innerhalb der für diesen Bestandteil angegebenen Menge von etwa 30 bis 45 Gewichtsprozent der Zusammensetzung ist eine Menge im Bereich von 35 bis 40 Prozent bevorzugt. Die Viskosität der verwendeten Polydimethylsiloxanflüssigkeit kann von 0,65 bis 1 Million Centistoke betragen. Zur Erzielung bester Ergebnisse sollte die Viskosität jedoch im Bereich von 1000 bis 60 000 Centistoke liegen. Die verwendete Flüssigkeit kann eine

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Einzelfraktion sein, die während der Herstellung gewonnen wird, oder man kann eine Mischung von zwei oder mehr Fraktionen, die die gewünschte Viskosität hat, verwenden.

Das erfindungsgemäß verwendete Siloxanharz ist gleichfalls ein auf diesem Gebiet allgemein bekanntes Material, und seine Herstellung ist in der Literatur ausführlich beschrieben. Die verwendete Menge Siloxanharzes, die ganz allgemein zwischen etwa 1 und 5 Gewichtsprozent der Zusammensetzung liegen kann, beträgt vorzugsweise 2 bis 4 %. Das Verhältnis der (CH₃J₃SiO.. .₂-Einheiten zu SiC^-Einheiten kann zwar allgemein im Bereich von 0,4 : 1 bis 1,2 : 1 liegen, doch liegt dieses Verhältnis bei den üblicherweise erhältlichen Siloxanharzen dieser Art im Bereich von 0,6 : 1 bis 1:1.

Der dritte Bestandteil der erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzung ist ein Kohlenwasserstofflösungsmittel für die Siloxanflüssigkeit und den Harzbestandteil. Von den zahlreichen hierfür geeigneten Kohlenwasserstofflösungsmitteln sind Xylol, Toluol, Testbenzin, Stoddardlösungsmittel, Kerosin und Naphtha besonders bevorzugt. Während das Lösungsmittel 5O bis 69 Gewichtsprozent der Zusammensetzung ausmachen kann, beträgt sein Anteil vorzugsweise 55 bis 65 %. Außer einem einzelnen Lösungsmittel können auch Gemische dieser Lösungsmittel verwendet werden, wobei sich die Wahl des Lösungsmittels hauptsächlich nach dem jeweiligen nichtwäßrigen System richtet, das das Schaumbildungsproblem aufwirft.

Die erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzungen können so wie sie anfallen eingesetzt oder vor ihrer Einführung in das nichtwäBrige schäumende System mit zusätzlichem Lösungsmittel weiter verdünnt werden. Diese Zusammensetzungen können zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Verarbeitung in an sich bekannter Weise in das nichtwäßrige schäumende System eingeführt werden. Beispielsweise können die Zusammensetzungen

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zur Zerstörung einer bereits bestehenden Schaumkrone eingesetzt, vor dem Zeitpunkt, zu welchem normalerweise eine Schaumbildung auftritt zur Verhütung der Schaumbildung in ein System eingeführt oder sowohl zur Verminderung als auch zur Verhinderung einer Schaumbildung verwendet werden.

Die zur Verminderung oder Verhütung des Schäumens in nichtwäßrigen Systemen eingesetzte Menge der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann von System zu System und je nach der Schwere des zu bewältigenden Problems in dem jeweiligen System innerhalb weiter Grenzen schwanken. Im allgemeinen werden Mengen eingesetzt, die zu Gehalten von 1 bis 200 Teilen je Million des Flüssigkeits- und des Harzbestandteils führen.

Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert. Wenn nichts anderes angegeben ist, beziehen sich Teile und Prozentsätze auf das Gewicht, und die Viskositäten sind bei 25 ⁰C gemessen.

Beispiel 1

Es werden zwei Zusammensetzungen hergestellt. Zusammensetzung A besteht im wesentlichen aus (1) 93 % einer Polydimethylsiloxanflüssigkeit mit einer Viskosität von etwa 12500 Centistoke, (2) 4,9 % eines Siloxanharzes aus (CHO3SiO₁ ,-- und SiO--Einheiten, deren Verhältnis im Bereich von 0,6 : 1 bis 1 : 1 liegt, und (3) 2,1 % Xylol. Zusammensetzung B besteht aus (1) 95 % der Siloxanflussigkeit, (2) 3,5 % des Siloxanharzes und (3) 1,5 % Xylol.

Die vorstehend beschriebenen Zusammensetzungen werden in einem Heißpumptest auf ihre Wirksamkeit als Entschäumer in nichtwäßrigen Systemen geprüft. Für diesen Test wird eine durch einen Motor angetriebene Pumpe verwendet, die ein kontinuierliches Umlaufen des schäumenden Systems bewirkt. Das

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schäumende System wird in einen Zylinder aus korrosionsbeständigem Stahl von etwa 18 cm Höhe und etwa 13 cm Durchmesser (Fassungsvermögen 2000 ml) gepumpt, worin die Höhe des Schaums gemessen wird. Am Boden des Zylinders befindet sich ein Heizmantel für die Temperatureinstellung. Der Entschäumer wird in dem Testgerät starker Bewegung, starker Emulgierung und hohen Scherkräften unterworfen.

Bei diesem HeiBpumptest werden 10OO ml eines Testrohöls (331B der Petroleum Laboratories) in den Zylinder eingebracht. Dann wird das Rohöl auf etwa 49 bis 52 ⁰C (120 bis 125 °F) erwärmt. Die zu prüfende Entschäumerzusammensetzung wird auf einen Feststoff gehalt (Flüssigkeit plus Harz) von 10 % in Xylol verdünnt, und 0,5 g der verdünnten Zusammensetzung werden in das warme Rohöl eingebracht. Diese Menge entspricht etwa 50 Teilen pro Million des Flüssigkeit-Harz-Anteils der Zusammensetzung. Die Dispergierbarkeit der Zusammensetzung (Verteilung auf der Oberfläche oder in der Flüssigkeit) wird bestimmt (dünner Film/Teilchen). Nach Ingangsetzen der Pumpe werden Rohöl und Entschäumer mit einer Geschwindigkeit von 5000 ml/Minute umgepumpt. Das Ergebnis wird als Schaumhöhe (cm) : Zeit (Sekunden) angegeben. Sobald der Schaum 89 mm (3 1/2 inches) übersteigt, oder, wenn er dies nicht tut, nach 10 Minuten wird die Pumpe abgeschaltet« Dann wird die Zeit in Sekunden notiert, die der Schaum für das Zusammenbrechen bis zur vorherigen klaren Oberfläche benötigt ("Brechzeit"). Je länger der Schaum unter Kontrolle gehalten wird und je rascher er bricht, desto besser ist das Verhalten des Entschäumers.

Bei dem vorstehend beschriebenen Test wird das Rohöl ohne Entschäumerzusatz bei einer Temperatur von 55 bis 60 °C (132 bis 140 "F) geprüft. Der Schaum erreicht in 2 Sekunden eine Höhe von 25 mm, in 8 Sekunden eine Höhe von 51 mm und in 288 Sekunden eine Höhe von 76 mm. Die Brechzeit beträgt 37 Sekunden.

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Zusammensetzung A zeigt eine gute Dispergierbarkeit in diesem Rohöl und wird dem obigen Test bei einer Temperatur von 51 bis 57 ⁰C (124 bis 134 ⁰F) unterworfen. Selbst nach 10 Minuten ist nur die Hälfte der Oberfläche mit Schaum von 6,35 mm (1/4 inch) Höhe bedeckt. Das bedeutet, daß ein Teil der Oberfläche während der gesamten Prüfung klar bleibt und die Schaumhöhe niemals den Wert von 25 mm erreicht. Die Brechzeit beträgt 1 Sekunde.

Zusammensetzung B zeigt gleichfalls gute Dispergierbarkeit in dem Rohöl und wird in dem oben beschriebenen Test bei einer Temperatur von 58 bis 60 ⁰C (136 bis 140 ⁰F) geprüft. Nach 10 Minuten ist nur die Hälfte der Oberfläche mit einem Schaum von 12,7 mm (1/2 inch) Höhe bedeckt, was bedeutet, daß ein Teil der Oberfläche während des gesamten Tests klar bleibt und die Schaumhöhe niemals den Wert von 25 mm erreicht. Die Brechzeit beträgt 1 Sekunde.

Beispiel 2

Es wird eine Zusammensetzung hergestellt, die im wesentlichen aus 28 % einer Polydimethylsiloxanflüssigkeit mit einer Viskosität von etwa 12500 Centistoke, 9 % einer Polydimethylsiloxanflüssigkeit mit einer Viskosität von etwa 60 000 Centistoke, 2,1 % des Siloxanharzes nach Beispiel 1, 0,9 % Xylol und 60 % Kerosin besteht. Die experimentelle Prüfung dieser Zusammensetzung in einem Verkokungsverfahren zeigt, daß die Schaumbildung erfolgreich unterdrückt wird.

Beispiel 3

Eine Zusammensetzung wird wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß anstelle des Kerosins aliphatisches Erdölnaphtha verwendet wird. Durch diese Änderung im

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- Y-

Lösungsmittel wird erreicht, daß die Zusammensetzung bei sehr niedrigen Temperaturen (-50 ⁰C) verwendet werden kann. Die experimentelle Prüfung dieser Zusammensetzung hat gezeigt, daß damit die Schaumbildung in Alaska-Rohöl bei niedrigen Temperaturen erfolgreich bekämpft werden kann.

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Claims

Patentanspruch

Verfahren zur Schaumbekämpfung in nichtwäßrigen Systemen, dadurch gekennzeichnet, daß einem solchen System eine Zusammensetzung zugesetzt wird, die im wesentlichen aus (1) etwa 30 bis 45 Gewichtsprozent einer PoIydimethylsiloxanflüssigkeit, (2) etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent eines Siloxanharzes aus (CH₃J₃SiO..,," ^un<* SiO--Einheiten im Verhältnis von 0,4 : 1 bis 1,2 : 1 und (3) etwa 50 bis 69 Gewichtsprozent eines Kohlenwasserstofflösungsmittels für die Flüssigkeit und das Harz besteht.

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