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Die vorliegende Erfindung ist ein
Verfahren zur Auftrennung einer Emulsion durch Koaleszenz, die durch
ein elektrisches Feld verstärkt
wird, wobei die Emulsion eine diskontinuierliche Phase und eine
nichtleitende kontinuierliche Phase enthält und die beiden Phasen unterschiedliche
dielektrischen Konstanten und Dichten aufweisen und mindestens eine
der Phasen eine siliciumhaltige Verbindung oder ein siliciumhaltiges Polymer
enthält.
Hierin wird die Emulsion einem elektrischen Feld ausgesetzt, wobei
Koaleszenz der diskontinuierlichen Phase zu Tröpfchen einer Größe für wirksame
Gravitation aus der kontinuierlichen Phase bewirkt wird.
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Die Verwendung von elektrischen Feldern
hoher Spannung, um die Auftrennung von Ölfeldemulsionen zu bewirken,
ist eine wohlbekannte und akzeptierte Praxis in der Erdölindustrie.
Diese Felder beschleunigen die Koaleszenz und Auftrennung der unmischbaren
Flüssigkeiten
stark im Vergleich zu konventionellen Wärmebehandlungsvorrichtungen
und Absetzvorrichtungen, die mechanische Hilfen verwenden, um Koaleszenz zu
erreichen.
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Diese Technik wird im Allgemeinen
durch US-Patente 3,207,686 und 3,342,720 dargestellt.
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Weiterhin ist in Verfahren zur Entwässerung
von wässrigen
Rohölemulsionen,
indem Koaleszenz in einem elektrischen Feld bewirkt wird, die Natur
des Stromes, der den Elektroden bereitgestellt wird, zur Bestimmung
der Verfahrenseffizienz wichtig. Es wird geglaubt, dass ein elektrisches
Feld, das durch eine Wechselspannungsquelle erzeugt wird, wirksamer
ist, relativ nasse Emulsionen aufzutrennen, während ein elektrisches Feld,
das durch eine Gleichspannungsquelle erzeugt wird, wirksamer ist,
trockenere Emulsionen aufzutrennen, wo die Teilchengröße der wässrigen Phase
klein ist. Deshalb wurden Apparate, die elektrische Felder mit sowohl
Wechselstrom- als auch Gleichstromeigenschaften einsetzen, beschrieben.
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Die letztere Technik wird durch US-Patente
3,772,180; 3,939,395; 4,054,451; 4,308,127 und 4,126,537 dargestellt.
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Die oben beschriebenen Patente sind
speziell auf die Probleme gerichtet, die mit der Entwässerung von
Rohöl und
Erdöldestillaten
in der Erdölindustrie
verbunden sind. Diese Patente erkennen nicht, dass siliciumhaltige
Verbindungen und siliciumhaltige Polymere einzigartige Materialien
darstellen, die in Emulsion mit anderen Flüssigkeiten existieren können, und
dass solche Emulsionen mit zwei Phasen mit unterschiedlichen dielektrischen
Konstanten und Dichten aufgetrennt werden können, indem sie einem elektrischen
Feld ausgesetzt werden, um Koaleszenz der diskontinuierlichen Phase
zu Tröpfchen
mit einer Größe für wirksame
Gravitation aus der kontinuierlichen Phase zu verstärken.
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WO88/02274 bezieht sich auf ein Verfahren
zur Behandlung einer fluiden Lösung
durch Anwendung eines nichteinheitlichen Feldes, das elektrisch
oder magnetisch sein kann, auf die Lösung, während die Lösung unter nahezu kritischen
Temperatur- und Druckbedingungen gehalten wird, was eine der Komponenten der
Lösung
zu einem größeren Ausmaß als die
anderen ablenkt. Das Verfahren ist auf echte Lösungen, d. h. homogene Mischungen
aus zwei oder mehr Substanzen, anwendbar.
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Die Erfindung ist ein Verfahren zur
Auftrennung einer Emulsion in getrennte und leicht gewinnbare Phasen.
Das Verfahren umfasst Aussetzen einer Emulsion, die eine diskontinuierliche
Phase und eine nichtleitende kontinuierliche Phase enthält, an ein
elektrisches Feld, wodurch Koaleszenz der diskontinuierlichen Phase
zu Tröpfchen
einer Größe für wirksame
Gravitation aus der kontinuierlichen Phase bewirkt wird, wobei die
dis kontinuierliche Phase und die kontinuierliche Phase unterschiedliche
dielektrische Konstanten und Dichten aufweisen und mindestens eine
der Phasen eine siliciumhaltige Verbindung oder ein siliciumhaltiges
Polymer enthält.
Unser Verfahren ist besonders zur Auftrennung von Emulsionen geeignet,
wo die diskontinuierliche Phase eine wässrige saure Lösung ist
und die kontinuierliche Phase eine Diorganopolysiloxan ist.
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1 ist
ein schematischer Überblick
einer Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens, in der Art wie es sich auf die Auftrennung
einer Emulsion von Wasser in einem Polydiorganosiloxanpolymer bezieht.
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2 ist
eine schematische Darstellung von wesentlichen Elementen einer Vorrichtung,
die zur Durchführung
des vorliegenden Verfahrens geeignet ist.
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Unser Verfahren zur Aussetzung der
Emulsion an ein elektrisches Feld und die Vorrichtung zur Bewirkung
solch eines Aussetzens ist für
die vorliegende Erfindung nicht entscheidend und kann irgendeines
der in der Technik bekannten sein. Als Beispiel ist ein Überblick
einer Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens, wo die kontinuierliche Phase eine Siliconflüssigkeit,
wie etwa Polydimethylsiloxan, ist und die diskontinuierliche Phase
Wasser ist, in 1 dargestellt.
In 1 sind Elektroden 1 und 2 gezeigt,
die vertikal und parallel zueinander und zur Strömung von Flüssigkeiten innerhalb einer
Behandlungsschale angeordnet sind. Die Emulsion wird zu den Elektroden
entlang Weg 3 gelenkt, der im Allgemeinen niedriger als
die Elektroden ist. Die Strömung
der Emulsion von Weg 3 ist dann aufwärts entlang Weg 4 gerichtet.
Irgendwelche Wassertröpfchen, die
zu einer Größe koaleszieren,
die groß genug
ist, um aus der Emulsion zu gravitieren, wandern entlang Weg 5 nach
unten. Nach Behandlung durch Aussetzen an elektrische Felder wird
die Siliconflüssigkeit
aufwärts
entlang Weg 6 zur Auslieferung als ein entwässertes
Produkt des Verfahrens weitergeführt.
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Das Wasser, das aus der Emulsion
abgetrennt wird und entlang Weg 5 fließt, sammelt sich als Wassermasse 7.
Eine kontrollierte Entfernung von Wasser aus der Wassermasse 7 wird
entlang Weg 8 bewirkt. Die kontrollierte Entfernung von
Wasser wird ausgeübt,
um Wassergrenzfläche 9 in
einem vorbestimmten Abstand unterhalb Elektroden 1 und 2 zu
halten. In 1 ist das
Potential, das auf die Elektroden angewendet wird, als eine Gleichspannung
gezeigt, die durch Gleichrichten von Wechselspannung in negative
und positive Halbwellenkomponenten erzeugt wird und dabei eine gepulste
positive Gleichspannung an einer Elektrode und eine gepulste negative
Gleichspannung an der anderen Elektrode bereitgestellt wird.
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Die Natur des elektrischen Potentials,
das den Elektroden in 1 zugeführt wird,
ist nicht dazu gedacht, das vorliegende Verfahren zu beschränken, und
dieses Potential kann als ein Wechselstrompotential, Gleichstrompotential,
gepulstes Gleichstrompotential, eine Kombination von Wechselstrom-
und Gleichstrompotentialien oder als ein elektrisches Potential
mit sowohl Wechsel- als auch Gleichstromeigenschaften zugeführt werden.
Ein bevorzugtes Verfahren unserer Erfindung benutzt ein oder mehrere
Paare von Elektroden, die mit einem wechselstromgespeisten Transformator
verbunden sind, wobei ein Ende der Transformatorsekundärwicklung
mit der Erde verbunden ist und das andere mit den Elektroden über Gleichrichterelemente
verbunden ist, so dass die Wechselstromversorgung in ihre gepulsten
gerichteten Komponenten aufgespaltet wird. In jeder Halbperiode
der Wechselspannungsquelle wird Spannung an einer Elektrode des
Paars angelegt, während
an die andere Elektrode dieses Paars keine Spannung angelegt wird.
Ein fluktuierendes gerichtetes Feld wird demnach zwischen den Elektroden
durch abwechselndes Pulsen einer Elektrode positiv und der anderen
Elektrode negativ erzeugt. Unter den Bedingungen aus 1 kann die pulsierende Gleichstromspannung,
die an den Elektroden angelegt wird, ein Feld mit einer Wechselstromnatur
zwi schen den Enden der Elektroden und der Wassergrenzfläche 9,
die beim Potential der Erde gehalten wird, begründen.
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Das Verfahren zum Aussetzen der Emulsion
an das elektrische Feld und ein Apparat, der für solch ein Aussetzen geeignet
ist, ist ferner in 2 detailliert
ausgeführt.
In 2 sind Elektroden 1 und 2 gezeigt,
die vertikal und parallel zueinander und zu der Strömung von
Flüssigkeiten
innerhalb der Behandlungsschale 10 angeordnet sind. Elektroden 1 und 2 sind
mit Stromversorgung 11 durch elektrische Leitungen 12 und 13 verbunden.
Stromversorgung 11 ist eine gleichgerichtete Wechselspannung,
die den Elektroden eine pulsierende Gleichspannung bereitstellt.
Auch innerhalb der Behandlungsschale 10 angeordnet ist
ein Verteiler 14. Verteiler 14 ist von üblicher
Ausgestaltung und weist z. B. eine eingekerbte oder perforierte
umgekehrte Rohrleitung mit einer H-förmigen Konfiguration auf. Die
Emulsion wird bequemerweise dem Verteiler 14 entlang Weg 3 zugeführt, der
aus einer Zufuhrleitung 15 besteht, die darin angeordnet
ein Zufuhrsteuerventil 19 und einen Strömungsmesser 20 aufweist.
Zufuhrsteuerventil 19 wird verwendet, um die Zufuhrgeschwindigkeit
von Emulsion zu Verteiler 14 zu steuern. Die Emulsion wird
vorzugsweise in Behandlungsschale 10 bis zu einem Niveau
unterhalb von Verteiler 14 und oberhalb von Wassergrenzfläche 9 zugeführt.
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Wassergrenzfläche 9 wird bei einem
relativ konstanten Niveau unterhalb Verteiler 14 durch
Entfernung von Wasser aus der Masse 7 aus der Behandlungsschale 10 durch
Auslass 16 gehalten. Der Austritt von Wassermasse 7 aus
der Behandlungsschale wird mit Auslassventil 17 gesteuert,
das an ein automatisches Niveausteuersystem, wie etwa eine Schwimmerventilanordnung,
angeschlossen sein kann. Die Emulsion, die aus Verteiler 14 austritt,
wird durch kanalisierende Platten 21 entlang Weg 14,
der zwischen Elektroden 1 und 2 verläuft, kanalisiert.
Der Zweck der kanalisierenden Platten 21 ist es, sicherzustellen,
dass die Emulsion entlang Weg 4 und nicht hinter Elektroden 1 und 2 entlang
läuft.
Kanalisierende Platten 21 sind aus inertem nichtleitendem
Material, wie etwa Teflon® (Dupont Corporation,
Wilmington, Delaware), gefertigt. Wenn die Emulsion zwischen Elektroden 1 und 2 hindurch
fließt,
wird Koaleszenz der wässrigen
Phase bewirkt, was eine Bildung von Tröpfchen auslöst, die groß genug sind, um durch Gravitation
aus der Emulsion abzusinken. Die wässrigen Tröpfchen sammeln sich in Wassermasse 7.
Die entwässerte
Siliconflüssigkeit
wird aufwärts
entlang Weg 6 durch Behandlungsschale 10 weitergeführt und
tritt am Flüssigkeitsauslass 22 aus
und durchfließt Leitung 23 zu
Vorratsbehälter 24.
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Es wird von den Fachleuten ohne weiteres
erkannt, dass die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, wie durch Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben, nicht ausschließlich sind
und dass andere Ausführungsformen
aus der Offenbarung hierin ohne die Ausübung einer erfinderischen Tätigkeit
geschneidert werden können.
Spezieller können
die Anzahl, Konfiguration, Bauart und Anordnung der Elektroden;
die Art von Spannung, die diesen Elektroden zugeführt wird,
einschließlich
Verfahren zur Steuerung, der Verteiler, Anzahl, Bauart und Anordnung;
die Verfahren zur Zufuhr der Dispersion zu der Koalesziereinheit
im elektrischen Feld und die Verfahren zur Abführung von abgetrennten Komponenten
aus der Koalesziervorrichtung irgendwelche von denen sein, die typischerweise
mit solchen Verfahren verbunden sind. Spezielle Beispiele für Koalesziereinheiten
im elektrischen Feld, die in unserem Verfahren nützlich sind, umfassen solche,
die in US-Patenten 3,342,720; 3,207,686; 3,772,180; 4,056,451 und
4,126,537 beschrieben sind.
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Emulsionen, die ohne weiteres durch
das vorliegende Verfahren aufgetrennt werden können, enthalten mindestens
zwei nichtmischbare Flüssigkeiten,
wobei eine der Flüssigkeiten
nichtleitend ist und als eine kontinuierliche Phase vorliegt. Mit "nichtleitend" meinen wir, dass
die Flüssigkeit,
die die kontinuierliche Phase ausmacht, eine Leitfähigkeit
hat, so dass der dielektrische Widerstand zwischen den mit Strom
ge speisten Elektroden hoch genug gehalten wird, um ein elektrisches
Feld zwischen den Elektroden aufrechtzuerhalten, das ausreichend
ist, um Koaleszenz der diskontinuierlichen Phase zu bewirken.
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Die Natur der kontinuierlichen Phase
ist nur darin beschränkt,
dass die kontinuierliche unter Prozessbedingungen Phase nichtleitend
sein wird und eine dielektrische Konstante und Dichte aufweist,
die sich von denen der diskontinuierlichen Phase unterscheidet.
Die kontinuierliche Phase ist z. B. ein organisches Lösungsmittel,
wie etwa Toluol, Xylol, Benzol und Heptan.
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Bevorzugt ist, wenn die kontinuierliche
Phase eine siliciumhaltige Verbindung oder ein siliciumhaltiges Polymer
enthält.
Mit siliciumhaltigen Verbindungen meinen wir solche chemischen Einheiten,
die mindestens ein Siliciumatom enthalten und nicht polymer in ihrer
Struktur sind. Beispiele für
siliciumhaltige Verbindungen, die die kontinuierliche Phase eine
Emulsion ausmachen, die durch das vorliegende Verfahren auftrennbar
ist, umfassen Silane, beschrieben durch R1
aHbSiX4–a–b, (1),worin jedes
R1 ein unabhängig voneinander ausgewählter monovalenter
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, X ein
Halogenatom ist, a gleich 0 bis 4 ist, b gleich 0 bis 2 ist und
a + b gleich 0 bis 4 ist. Jedes R1 ist z.
B. aus einer Gruppe ausgewählt,
bestehend aus substituierten und unsubstituierten Alkylen, Cycloalkylen,
Alkenylen, Aralkylen und Arylen. R1 ist
z. B. Methyl, Ethyl, Chlormethyl, 3,3,3-Trifluorpropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl,
Vinyl, Allyl, 5-Hexenyl, Benzyl, β-Phenylethyl,
Phenyl, Tolyl, Xylyl, Naphthyl und Chlorphenyl. Bevorzugt ist, wenn
R1 gleich Methyl ist. In Formel 1 ist jedes
X ein unabhängige
voneinander ausgewähltes
Halogenatom. Bevorzugt in Formel 1 ist, wo X gleich Chlor ist.
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Die kontinuierliche Phase einer Emulsion,
die durch das vorliegende Verfahren auftrennbar ist, kann auch ein
siliciumhaltiges Polymer sein. Mit siliciumhaltigem Polymer meinen
wir solche Polymere, in welchen das Siliciumatom ein Substituent
der Struktureinheiten ist, die die Polymergerüstkette bilden. Beispiele für solche
siliciumhaltigen Polymere umfassen lineare, verzweigte und cyclische
Siloxane; Siliconharzvorläufer;
Polysilane und Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Polymere.
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Das siliciumhaltige Polymer ist z.
B. ein lineares Siloxan, beschrieben durch Formel R2R3
2SiO(SiR3
2O)zSiR3
2R2 (2)worin jedes
R2 unabhängig
voneinander ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Halogen, Hydroxy und R3;
jedes R3 unabhängig voneinander ausgewählt ist
aus Wasserstoff oder monovalenten Kohlenwasserstoffresten mit 1
bis 12 Kohlenstoffatomen und z ein Wert innerhalb eines Bereichs
von 0 bis 100.000 ist. In Formel (2) ist bevorzugt, dass jedes R2 unabhängig
voneinander ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Chlor, Hydroxy und Methyl. Weiterhin
ist in Formel (2) R3 zusätzlich zu Wasserstoff ein substituiertes
oder unsubstituiertes Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl und Aryl wie für R1 beschrieben. Bevorzugt ist, wo mindestens
50 Molprozent der R3-Substituenten an Silicium
in Formel (2) Methyl sind. Es ist auch bevorzugt in Formel (2),
dass z ein Wert innerhalb eines Bereichs von 0 bis 700 ist. Bevorzugter
ist, wenn z innerhalb eines Bereichs von 0 bis 200 liegt.
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Das siliciumhaltige Polymer ist z.
B. ein cyclisches Siloxan, beschrieben durch Formel
worin
R
3 wie zuvor beschrieben ist und m ein Wert
innerhalb eines Bereichs von 3 bis 20 ist. Bevorzugt ist, wo m innerhalb
eines Bereichs von 3 bis 7 liegt.
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Das siliciumhaltige Polymer ist typischerweise
ein verzweigtes Polymer, geeignet als ein Vorläufer zur Bildung eines Siliconharzes
aus Einheiten , die durch Formeln R3
3SiO1/2, R3
2SiO2/2,
R3SiO3/2 und SiO4/2 beschrieben sind, worin R3 wie
zuvor beschrieben ist.
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Das siliciumhaltige Polymer kann
auch z. B. ein Polysilan, beschrieben durch Formel R4
3Si(SiR4
2)nSiR4
3 (4)sein, worin
jedes R4 unabhängig voneinander ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Halogen, R1 wie
zuvor beschrieben ist und n ein Wert innerhalb eines Bereichs von
0 bis 1000 ist.
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Das vorliegende Verfahren ist besonders
nützlich
zur Verringerung von Restwasser und -chlorid, die in Polysiloxanen
vorhanden sind, die durch die Hydrolyse von Organochlorsilanen hergestellt
wurden. Solch ein Verfahren ist z. B. in US-Patent 5,075,479 beschrieben,
das Emulsionen lehrt, die siliciumhaltige Polymere als eine kontinuierliche
Phase und eine wässrige
Säure als
eine diskontinuierliche Phase enthalten, die durch das vorliegende
Verfahren getrennt werden.
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Die diskontinuierliche Phase des
vorliegenden Verfahrens ist irgendeine Flüssigkeit, die mit der kontinuierlichen
Phase unmischbar ist und eine dielektrische Konstante und Dichte
aufweist, die unterschiedlich zu der dieser kontinuierlichen Phase
ist. Die diskontinuierliche Phase kann ein organisches Lösungsmittel,
eine siliciumhaltige Verbindung oder ein siliciumhaltiges Polymer,
wie für
die kontinuierliche Phase beschrieben; Wasser oder wässrige Säure sein.
Innerhalb der Beschränkungen,
die für die
kontinuierliche und die diskontinuierliche Phase beschrieben sind,
wird unser beanspruchtes Verfahren verwendet, um Restmenge an siliciumhaltigen
Verbindungen und siliciumhaltigen Polymeren aus Lösungsmitteln
zu entfernen, um Rückgewinnung,
Kreislaufführung
oder Entsorgung von Lösungsmitteln
zu erleichtern. In einem bevorzugten Verfahren ist die diskontinuierliche
Phase der Emulsion eine wässrige
Säure,
wie sie aus der Hydrolyse von Organohalogensilanen, um Organopolysiloxane
zu bilden, resultiert. Die diskontinuierliche Phase ist z. B. wässriger Chlorwasserstoff.
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Die diskontinuierliche Phase der
Emulsion muss eine unterschiedliche dielektrische Konstante wie
die kontinuierlichen Phase aufweisen. Die erforderliche Differenz
in dielektrischer Konstante hängt
von der speziellen Konfiguration der Koalesziervorrichtung mit elektrischem
Feld, die verwendet wird, um das vorliegende Verfahren zu bewirken,
ab und kann leicht ohne unnötige
Experimente von Fachleuten bestimmt werden. Im Allgemeinen muss
die dielektrische Konstante der diskontinuierlichen Phase ausreichend
unterschiedlich von der der kontinuierlichen Phase sein, um Wanderung
der Tröpfchen,
die die diskontinuierliche Phase bilden, innerhalb des elektrischen
Feldes, das zwischen geladenen Elektroden erzeugt wird, zu erlauben.
Die diskontinuierliche Phase kann auch elektrisch leitend sein.
Beispiele für
Stoffe mit unterschiedlichen dielektrischen Konstanten, die durch
das vorliegende Verfahren aufgetrennt werden können, werden hierin bereitgestellt.
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Der Stoff, der die diskontinuierliche
Phase ausmacht, muss auch eine unterschiedliche Dichte wie der Stoffes,
der die kontinuierliche Phase ausmacht, aufweisen. Das vorliegende
Verfahren bewirkt Koaleszenz der diskontinuierlichen Phase zu Tröpfchen einer
Größe für wirksame
Gravitation aus der kontinuierlichen Phase. Deshalb muss die Dichte
des Stoffes, der die diskontinuierliche Phase ausmacht, so sein,
dass koaleszierte Tröpfchen
der diskontinuierlichen Phase von der kontinuierlichen Phase basierend
auf ihrem Auftrieb oder ihrem Absetzen in der kontinuierlichen Phase
abgetrennt werden. In dem vorliegenden Verfahren haben die koaleszierten
Tröpfchen
der diskontinuierlichen Phase eine Dichte, die ihnen erlaubt, innerhalb
der kontinuierlichen Phase entweder aufwärts oder abwärts zu wandern,
um eine Phasentrennung zu bewirken. In einem bevorzugten Verfahren
hat die diskontinuierliche Phase eine Dichte, die größer als
die der kontinuierlichen Phase ist, was bewirkt, dass die koaleszierten
Tröpfchen
der diskontinuierlichen Phase sich am Boden eines Koaleszierapparates
im elektrischem Feld absetzen.
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Wenn die kontinuierliche Phase ein
siliciumhaltiges Polymer ist, mag es hierin günstig sein, Wasser zu unserem
Verfahren zuzugeben, um die Verringerung des Restchlorgehalts des
Siliciumpolymers zu erleichtern. Das zugesetzte Wasser, das mindestens
einen Teil der diskontinuierlichen Phase der Emulsion ausmacht,
wird Hydrolyse von Chloratomen, die an Siliciumatome gebunden sind,
erleichtern und dabei Entfernung von Chlor aus diesem siliciumhaltigen
Polymer erleichtern.
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Die folgenden Beispiele werden bereitgestellt,
um die vorliegende Erfindung weiter zu illustrieren.
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Beispiel 1
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Die Fähigkeit, durch Koaleszenz,
die mit elektrischem Feld verstärkt
wird, eine Polydimethylsiloxanflüssigkeit
(PDMS)zu entwässern
und deren Chlorgehalt zu verringern, wurde bewertet. Wässrige Chlorwasserstofflösung mit
der Säurekonzentration,
die in Tabelle 1 beschrieben ist (Einlass HCl), wurde in einer PDMS-Flüssigkeit
mit einer Viskosität
von 0,1 Pa·s
bei 25°C
emulgiert. Die Volumenprozente Wasser (Einlass %H2O)
und Teile pro Million Chlorid (ppm Cl) in der Emulsion sind in Tabelle
1 für jeden
Durchgang beschrieben. Die Teilchengröße der wässrigen Säurephase in der Emulsion wurde
zu 20 μm
oder weniger mit einer mittleren Teil chengröße von 10, wie durch Verwendung
eines Teilchengrößenanalysators
(Lasentec Sensor Technology, Inc., Bellevue, WA) gemessen, bestimmt.
Die Emulsion wurde einer elektrischen Koalesziervorrichtung wie
allgemein in 2 beschrieben
zugeführt.
Die Volumenkapazität
der Koalesziervorrichtung betrug 64,4 l (17 Gallonen). Die Koalesziervorrichtung
wurde mit einer gerichteten Spannung von 18 kV versorgt und die
Emulsion wurde der Koalesziervorrichtung mit einer Geschwindigkeit
von 1200 ml/m zugeführt.
Es wurde bestimmt, dass die Koalesziervorrichtung nach 2,5 Ersetzungen
des Gefäßes Bedingungen
des stationären Zustands
erreicht hatte und eine Probe des PDMS, das aus der Koalesziervorrichtung
austrat, wurde gesammelt und an diesem Punkt auf Volumenprozente
Wasser (Auslass %H2O) und Teile pro Million
(ppm) Chlorid (Auslass ppm Cl) analysiert. Die Volumenprozente Wasser
in dem Auslassstrom wurden nach Standardverfahren unter Verwendung
von Zentrifugation zur Bewirkung der Auftrennung bestimmt. Die ppm
Cl in dem Auslassstrom wurden durch Ionenchromatografie (IC) bestimmt.
Die Ergebnisse dieser Analysen sind in Tabelle 1 angegeben.
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Tabelle
1
PDMS-Entwässerung
und Chloridentfernung
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Beispiel 2
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Die Auswirkung der Zufuhrgeschwindigkeit
auf die Auftrennung einer Emulsion von Wasser in PDMS und der Koalesziervorrichtung
im elektrischem Feld wurde bewertet. Eine Emulsion von Wasser in
PDMS-Flüssigkeit
mit einer Viskosität
von 0,1 Pans bei 25°C
wurde erzeugt. Die Wassertröpfchengröße in dieser
Emulsion war ähnlich
zu der, die in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Emulsion wurde der
Koalesziervorrichtung im elektrischem Feld aus Beispiel 1 mit verschiedenen
Zufuhrgeschwindigkeiten (Zufuhrgeschwindigkeit) wie in Tabelle 2
beschrieben zugeführt,
wodurch eine Geschwindigkeit (Geschwindigkeit) innerhalb der Koalesziervorrichtung
gewährleistet
wurde, wie auch in Tabelle 2 angegeben ist. Die Koalesziervorrichtung
wurde bei Umgebungstemperatur betrieben. Die Volumenprozente Wasser,
die in dem PDMS, das dem Reaktor zugeführt wurde (Einlass %H2O), emulgiert sind, und die Volumenprozente
in dem PDMS, das aus dem Reaktor austrat (Auslass %H2O),
sind auch in Tabelle 2 angegeben. Die Gewichtsprozente Wasser wurden
nach Standardverfahren unter Verwendung von Zentrifugation zur Bewirkung
der Auftrennung bestimmt.
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Tabelle
2
Wirkung der Emulsionszufuhrgeschwindigkeit auf Entwässerung
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Beispiel 3
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Die Wirkung der Spannung, die auf
die Koalesziervorrichtung im elektrischem Feld angewandt wird, auf
die Fähigkeit,
Wasser in einer PDMS-Emulsion
abzuscheiden, wurde bewertet. Eine Emulsion von Wasser in PDMS-Flüssigkeit
mit einer Viskosität
von 0,1 Pa·s
bei 25°C
wurde erzeugt. Die Volumenprozente Wasser, das in dieser Flüssigkeit
emulgiert ist, sind in Tabelle 3 angegeben (Einlass %H2O).
Die Wassertröpfchengröße in der
Emulsion war ähnlich
zu der in Beispiel 1 beschriebenen. Die Emulsion wurden der elektrostatischen Koalesziervorrichtung
aus Beispiel 1 mit 1200 ml/m bei verschiedenen angelegten Spannungen
wie in Tabelle 3 aufgeführt
zugeführt.
Die Koalesziervorrichtung wurde bei Umgebungstemperatur betrieben.
Inkrementelle Zunahmen in der angelegten Spannung an der Koalesziervorrichtung
wurden wie in Tabelle 3 beschrieben gemacht. Bei jeder Spannung
ließ man
die Koalesziervorrichtung einen stationären Zustand wie in Beispiel
1 beschrieben erreichen, bevor eine Probe von dem Austrittsstrom
zur Analyse genommen wurde. Die Volumenprozente Wasser, die in der
PDMS-Flüssigkeit,
die dem Reaktor zugeführt
wird (Einlass %H2O), emulgiert sind, und
die Volumenprozente Wasser in der PDMS-Flüssigkeit,
die aus dem Reaktor austritt (Auslass %H2O),
sind in Tabelle 3 angegeben. Die Volumenprozente Wasser wurden in
der Austrittsflüssigkeit
nach Standardverfahren unter Verwendung von Zentrifugation zur Bewirkung
der Auftrennung bestimmt.
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Tabelle
3
Auswirkungen von angelegter Spannung auf Entwässerung
von PDMS
