-
Verfahren zur Aufhebung von Emulsionen.
-
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufhebung
von Emulsionen unter Benutzung eines Reagens, welches sich im homogenen Bestandteil
der Emulsion auflöst, und welches so in Berührung mit den darin schwimmenden Tröpfchen
kommt, welche den zerteilten Bestandteil der Emulsion bilden, und dabei als ein
emulgierendes Kolloid wirkt, das in dem zerteilten Bestandteil löslich ist oder
von ihm benetzt wird und dem stabilisierenden Einfluß der emulgierenden Kolloide
entgegenwirkt, welche im homogenen Bestandteil der Emulsion löslich sind oder von
ihm benetzt werden.
-
Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, Emulsionen aufzuheben,
welche mit Hilfe von bisher bekannten Verfahren nicht aufgehoben werden konnten.
-
Es ist bekannt, daß man zweierlei Arten von Emulsionen zu unterscheiden
hat, nämlich Öl-in-Wasser-Emulsionen und Wasser-in-Ö1-Emulsionen, wobei die Art
der Emulsion von der Natur ihrer Bestandteile abhängt.
-
Z. B. bestehen Emulsionen von gewöhnlichem Wasser oder von Salzwasser
mit rohem Petroleum aus kleinen Tröpfchen von Wasser, die im t)l schwimmen. Einige
Emulsionen dieser Art, besonders splche, bei denen die Viskosität des Öles groß
ist, lassen sich schwer aufheben, so daß man daraus nicht hinreichend trockenes
t)l und hinreichend ölfreies Wasser erhalten kann. Ein Beispiel einer Emulsion der
entgegengesetzten Art bildet der sogenannte Soap-stock von Baumwollsamenöl, welchen
man als Nebenprodukt bei der kaustischen Sodaraffinierung von Baumwollsamenöl erhält.
Dieser Soap-stock besteht, wenn man ihn verdünnt, in der Hauptsache aus einer wäßrigen
Seifenlösung, in welcher tEltröpfchen schwimmen.
-
Es ist bekannt, daß die Beständigkeit von Emulsionen in der Regel
von den Eigenschaften der emulgierenden Kolloide abhängt.
-
Wenn sich das emulgierende Kolloid im Wasser befindet, dann bildet
das Wasser den homogenen Bestandteil der Emulsion, und die letztere gehört zu der
Art der Ol-in-Wasser-Emulsienen. Wenn aber Idas emulgierende Kolloid im Öl enthalten
ist, dann bildet das Ö1 den homogenen Bestandteil, und die Emulsion gehört zu der
Art der Wasser-in-Öl-Emulsion.
-
Im nachstehenden werden diejenigen emulgierenden Kolloide, welche
die Neigung haben, Emulsionen von homogenem Öl und zerteiltem Wasser zu ergeben,
als hydrophobe, und jene emulgierenden Kolloide, welche die Neigung haben, Emulsionen
zu ergeben, bei welchen das Wasser den homogenen und das Öl den zerteilten Bestandteil
bildet, als hydrophile Kolloide bezeichnet.
-
Natriumseife ist ein gewöhnliches Beispiel eines hydrophilen Kolloids,
und Emulsionen von Öl und Wasser, welche eine Natriumseife enthalten, bestehen aus
homogenem Wasser mit darin schwimmenden Öltröpfchen, oder
mit anderen
Worten, sie gehören zu der Gattung der Öl-in-Wasser-Emulsion. Rohes Petroleum enthält
dagegen hydrophobe Kolloide, und Emulsionen von rohem Petroleum enthalten daher
das Öl in homogenem Zustande, während sich das Wasser in zerteiltem Zustande befindet.
-
Wenn nun ein emulgierendes Kolloid, dessen Charakter dem des emulgierenden
Kolloids entgegengesetzt ist, welches sich bereits in der Emulsion befindet, in
die letztere eingeführt wird, so wird bekanntermaßen die Beständigkeit der Emulsion
vermindert oder die Emulsion aufgehoben. Wenn sowohl hydrophobe als auch hydrophile
Kolloide in der Emulsion vorhanden sind, dann hängt die Natur der Emulsion, welche
sich herausbildet (ob Öl-in-Wasser oder Wasser-in-Öl-Emulsion), davon ab, ob das
hydrophobe oder das hydrophile Kolloid vorherrscht. Es ist z. B. üblich, Natriumseife
zu einer Wasser-in-Öl-Emulsion zuzusetzen, um diese Emulsion aufanheben. Die Natriumseife
wirkt dabei dem emulgierenden Einfluß Ides hydrophoben Kolloids entgegen, welches
im Öl vorhanden ist, und hat so das Bestreben, der Emulsion inden entgegengesetzt,
Charakter zu geben oder sie in eine Öl-in-Wasser-Emulsion zu verwandeln. Die zur
Aufhebung der Emulsion erforderliche Menge Seife ist geringer als diejenige, welche
nötig ist, um die Emulsion umzukehren, und man fügt daher nur so viel Seife hinzu,
als erforderlich ist, die Beständigkein der Emulsion so weit herabzusetzen, Idaß
die Wassertröpfchen ineinanderfließen und durch Absetzen oder Ausschleudern abgeschieden
werden können.
-
Ebenso ist bekannt, daß umgekehrt Ider Zu satz von Kalziumseife,
welche ein hydrophobes Kolloid ist, zu einer Emulsion von entgegengesetztem Charakter,
also zu einer öl-in-Wasser-Emulsion, welche Natriumseife enthält, bewirkt, daß die
Öl-in-Wasser-Emulsion weniger stabil wird, oder daß sie in eine AVasser-in-01-Emulsion
umgewandelt werden kann, je nach den Mengeverhältnissen der Natriumseife und der
Kalziumseife, die sich in der Emulsion befinden.
-
Ein Mangel dieser bekannten Verfahren besteht Idarin,, daß ihr Erfolg
davon abhängt, wie weit das Reagens auf mechanischem Wege innig mit der Emulsion
vermischt wird.
-
Man kann nur in wenigen Fällen eine Mischung herstellen, welche befriedigende
Resultate ergibt. Die wäßrigen Seifenlösungen, welche man im allgemeinen benutzt,
um die Stabilität von Wasser-in-Öl-Emulsionen zu vermindern, sind in dem homogenen
Öl der Emulsion nicht löslich. Da aber die günstige Wirkung der Seife auf die Emulsion
davon abhängt, daß die Seife in die Wassertröpfchen eingeführt wird, so ist es notwendig,
die Seifenlösung mit der Ölemulsion gründlich zu emulgieren. Die Berührung von Seifenwassertröpfchen
mit den bereits in der Ölemulsion vorhandenen Wassertröpfchen hängt vom Zufall ab
und kann selten als vollkommen durchgeführt angesehen werden. Wenn Kalzium-Oleat
als Reagens benutzt wurde, um MI-in-Wasser-Emulsionen aufzuheben, so hat man Kalzium-Oleat,
welches ein in Wasser unlöslicher fester Körper ist, mit der Emulsion zusammen gemahlen
oder sonst in Öl aufgelöst und das Öl mit der Emulsion emulgiert, in der Erwartung,
daß die Kalzium-Oleat-Teilchen die in Suspension befindlichen ÖItröpfchen berühren
und ihr Zusammenfließen veranlassen würden.
-
Es ist daher ersichtlich, daß, obgleich der Gedanke der Anwendung
solcher emulgierenden Kolloide als Mittel zur Aufhebung von Emulsionen richtig ist,
doch die Art der Einführung dieser -eimuigierenden Kolloide unzulänglich bleibt.
-
Es hat sich nun gezeigt, daß es möglich und durchführbar ist, Reagenzien
- anzuwenden, welche als Kolloide auf den homogenen Be-Bestandteil einer Emulsion
emuigierend wirken und die zugleich in dem zerteilten Bestandteil der Emulsion löslich
sind oder von ihm benetzt werden. Mit anderen Worten, es ist möglich, eine emulsionaufhebende
Wirkung mittels öllöslicher, hydrophiler und wasserlöslichter, hydrophober Kolloide
zu erzeugen. Die Tatsache, daß die Reagenzien gemäß vorliegender Erfindung in dem
homogenen Bestandteil einer Emulsion kolloidal löslich sind, bedeutet, daß die Berührung
zwischen dem Reagens und dem zerteilten Bestandteil selbsttätig und vollständig
ist und nicht von der Durchführung oder der Emulsion abhängt und in keiner Weise
dem Zufall überlassen bleibt.
-
Wenn z. B. verlangt wird, Seife in das zerteilte Wasser einer Wasser-in-Öl-Emulsion
einzuführen, so ist es möglich, ein Reagens zu benutzen, welches in Öl löslich ist
und doch Seife enthält. Wenn umgekehrt verlangt wird, Kalzium-Oleat in das zerteilte
Öl einer Öl-in-Wasser-Emulsion einzuführen, so ist es möglich, ein Reagens herzustellen,
welches in Wasser löslich ist und doch Kalzium-Oleat enthält.
-
Es sind sehr günstige Ergebnisse mit einem Reagens erzielt worden,
welches aus etwa 25 Prozent Natriumseife, Io Prozent Wasser und 65 Prozent Ölsäure
besteht. Ein solches Reagens kann so hergestellt werden, daß es in Öl kolloidal
löslich ist. Es sind auch ausgezeichnet Ergebnisse mit einem Reagenz erhalten worden,
welches aus 4 Prozent Kalzium-Oleat, gelöst in einem Gemisch von 50 Prozent Alkohol
und 50 Prozent Glyzerin
mit I Prozent Gelatine als Stabilisator,
besteht.
-
Ein solches Reagens ist in Wasser kolloidal löslich und enthält zugleich
ein hydrophiles Kolloid, nämlich Kalzium-Oleat.
-
Es gibt zahlreiche solcher Reagenzien, welche im Laboratorium leicht
hergestellt werden können und welche die Emulsionen beider Arten aufheben oder ihre
Aufhebung unterstützen.
-
Zur Erläuterung der praktischen Durchführung der Erfindung mag erwähnt
werden, daß zu einer Emulsion von viskosem Öl und Wasser I Prozent ihres Gewichtes
an einem Reagens zugesetzt wurde, das 40 Prozent Wasser, 35 Prozent freies Harz
und 25 Prozent Natriumhanzseife enthielt, daß das Gemisch aus der Emulsion und diesem
Zusatz umgerührt wurde, um die Auflösung des Reag, erz in der Emulsion zu beschleun-igen,
und daß edas Produkt darauf zentrifugiert wurde, wobei sich das zusammengeflossene
Wasser von Idem 01 schief.
-
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung hat sich gezeigt, daß
eine kleine Menge des Reagens in der Regel hinreichend ist, um die gewünschten Ergebnisse
zu erzielen. Die Erfindung ist daher nicht darauf beschränkt, daß irgendeine bestimmte
Menge der in Frage kommenden Reagenzien benutzt wird; aber man wird natürlich nur
eine Menge von dem Reagens hinzufügen, welche geringer ist als diejenige, welche
man anwenden muß, um die Art der Emulsion umzukehren.
-
Die Erfahrung hat ergeben, daß es bei sehr viskosen. Emulsionen beiderlei
Art notwendig ist, starke Zentrifugalkräfte anzuwenden, um eine hinreichend schnelle
und vollständige Abscheidung des Wassers von dem 01 oder des Öles von dem Wasser
nachher Zufügung des Reagens herbeizuführen, obwohl die Aufhebung der Emulsion teilweise
auch beim Absitzenlassen eintritt.
-
Es ist möglich, durch Anwendung der vorliegenden Erfindung unter
Benutzung des beschriebenen Reagens Wasser aus. Ölemulsionen zu entfernen, welche
auf andere Weise nicht entwässert werden können.
-
Durch Benutzung der obenerwähnten Reagenzien gemäß der Erfindung
und eine daran anschließende Zentrifugierung bei großer Geschwindigkeit kann selbst
das 01 aus Öl-in-Wasser-Emulsionen entfernt werden, welches sonst nur durch Extraktion
mittels eines Lösungsmittels zu gewinnen war.