DK175954B1

DK175954B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af stabile bimodale emulsioner af viskose carbonhydrider i vandige pufferoplösninger

Info

Publication number: DK175954B1
Application number: DK199501352A
Authority: DK
Inventors: Hercilio Rivas; Felix Silva; Gustavo Nunez; Dolores Pasos
Original assignee: Intevep Sa
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 2005-08-22
Also published as: DE19546515C2; CN1132110A; ES2121674B1; FR2727874B1; KR0152718B1; GB2295972A; NL1001869A1; ITTO950937A0; GB2295972B; FR2727874A1; CA2164902C; IT1281042B1; CN1065780C; US5603864A; KR960022959A; ITTO950937A1; DK135295A; BR9505716A; NL1001869C2; GB9523195D0

Description

i DK 175954 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstillingen af emulsioner af viskose carbonhydrider i vandige pufferopløsninger. Nærmere betegnet angår opfin- I

delsen en fremgangsmåde til fremstillingen af bimodale emul-5 sioner af viskos carbonhydrid i vandig pufferopløsning, hvilke emulsioner anvendes som brandbare brændstoffer.

Der forekommer store mængder viskose carbonhydrider med lav gravity i Canada, Rusland, USA, Kina og Venezuela, og de er normalt væsker med viskositeter i området fra 10.000 10 cp til mere end 500.000 cp ved omgivelsernes temperaturer.

Disse carbonhydrider udvindes typisk ved flere forskellige fremgangsmåder, som indbefatter dampinjektion, mekanisk pumpning, minedriftteknik og kombinationer af disse metoder.

Når sådanne carbonhydrider er udvundet er de anven-15 delige som brandbart brændstof, efter at de er afsaltede og afvandede og er blevet underkastet behandling til fjernelse af andre uønskede bestanddele. Som et flydende brændstof er disse carbonhydrider imidlertid for viskose til praktisk anvendelse. Disse viskose carbonhydrider omdannes derfor 20 til carbonhydrid-i-vand-emulsioner, som har forbedret viskositet og derfor forbedrede strømningsegenskaber. Når disse emulsioner fremstilles med et stort forhold mellem carbon-hydridmateriale og vand, er emulsionerne et virkeligt godt, brandbart brændstof. Imidlertid er emulsionen ikke stabil 25 og bryder let, hvis den ikke stabiliseres med overfladeaktive stoffer eller emulgeringsmidler. Uheldigvis er kommercielle emulgeringsmidler dyre, og følgelig stiger emulsionens pris.

Det er klart, at denne yderligere omkostning har en uheldig indvirkning på muligheden for at anvende viskose carbon-30 hydrider til dannelse af brandbare brændstofemulsioner.

Det er kendt, at viskose carbonhydrider indeholder naturligt forekommende materialer, som er potentielle overfladeaktive stoffer. Det ville naturligvis være ønskeligt at aktivere sådanne materialer, således at der opnås natur-35 lige overfladeaktive stoffer til stabilisering af emulsionen uden yderligere omkostninger til kommercielle emulgerings- 2 DK 175954 B1 midler, hvorved man ville opnå et mere brugbart alternativ for anvendelsen af viskose carbonhydrider ved fremstillingen af brandbare brændstofemulsioner. De materialer, som naturligt forekommer i viskose carbonhydrider, og som er poten-5 tielle overfladeaktive stoffer, indbefatter et stort antal carboxylsyrer, estere og phenoler, som ved basisk pH-værdi kan aktiveres som naturlige overfladeaktive stoffer. Natri- i umhydroxid har været anvendt som et additiv til at frembringe den rigtige pH-værdi. Natriumhydroxid er imidlertid ikke i 10 stand til at holde pH-værdien i den vandige fase konstant, således at den rigtige pH-værdi, det aktiverede overfladeaktive stof og selve emulsionen alle har kort levetid.

Fra DK PA 1992 01414 kendes en olie-i-vand-emulsion af en vandfase, en oliefase samt en emulgator, hvor forholdet 15 i vægtprocent mellem den diskontinuerte oliefase og den kontinuerte vandfase ligger fra ca. 70:30 til ca. 85:15, og oliefasen i den stabile, lavviskose bimodale emulsion udviser to forskellige dråbestørrelser (DL og Dg) fra ca. 10 til 40 μπι for den større dråbestørrelse (DL) og højst 5 μιη for den 20 mindre dråbestørrelse (Dg), hvor den disperse oliefase er et viskost carbonhydrid med en API-densitet (gravity) på mindre end eller lig med 15 eller en vægtfylde på 0,966 g/cm3 eller derover og en viskositet ved 1 sek.-^- og 30°C over 5000 mPa·s.

25 Pra DK PA 1993 01456 kendes endvidere en bimodal olie-i-vand-emulsion med en kontinuert vandfase og en diskontinuert oliefase, hvor der som olie er anvendt et de-hydrogeneret viskost carbonhydrid med et saltindhold på mindre end 15 ppm, og den dispergerede carbonhydridfase 30 består af en fase med en dråbestørrelse mellem 10 og 40 μπι og en fase med en dråbestørrelse under 5 μτη, hvor der forekommer en basisk kontinuerlig fase med en vandig pufferopløsning med et pufferadditiv i en koncentration på mindst 500 ppm, et alkaliadditiv i en koncentration mellem 50 ppm 35 og 500 ppm og et naturligt overfladeaktivt stof, hvor pufferadditivet er en vandopløselig amin fra gruppen bestående 3 DK 175954 B1 af ethylamin, diethylamin, triethylamin, propylamin, sek-propylamin, dipropylamin, butylamin, sek-butylamin, tetra-methylammoniumhydroxid, tetrapropylammoniumhydroxid og blandinger deraf, alkaliadditivet er valgt fra gruppen bestående 5 af natriumchlorid, kaliumchlorid, natriumnitrat, kaliumnitrat, calciumnitrat, magnesiumnitrat og blandinger deraf, og det naturlige overfladeaktive stof er et i det viskose carbonhydrid indeholdt inaktivt overfladeaktivt stof og er valgt fra gruppen bestående af carboxylsyrer, phenoler, 10 estere og blandinger deraf, og er ekstraheret og aktiveret af pufferadditivet til stabilisering af den viskose olie-i-vand-emulsion som puffer-opløsning.

Naturligvis er det særdeles ønskeligt at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af stabile emulsioner, 15 ved hvilken man anvender de naturlige overfladeaktive stoffer, som findes i de ovenfor omtalte viskose carbonhydrider.

Det er derfor hovedformålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af en brandbar emulsion af et viskost carbonhydrid i vand, 20 ved hvilken man udnytter de naturligt forekommende overfladeaktive stoffer i de viskose carbonhydrider til tilvejebringelse af stabilitet i emulsionen.

Det er desuden formålet med opfindelsen at tilvejebringe en fremgangsmåde som beskrevet ovenfor, der er særlig 25 nyttig til dannelse af bimodale emulsioner.

Det er desuden formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde som beskrevet ovenfor, ved hvilken emulsionen kan anvendes som en forbrændingsolie .

30 Andre formål og fordele ved den foreliggende opfin delse fremgår af det følgende.

I overensstemmelse med den foreliggende opfindelse opnås de ovenfor anførte formål og fordele let.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde 35 til dannelse af stabile bimodale emulsioner, af viskose carbonhydrider i vandige pufferopløsninger. I overensstem- 4 DK 175954 B1 melse med den foreliggende opfindelse blandes et viskost carbonhydrid, som indeholder et inaktivt overfladeaktivt stof, med en vandig pufferopløsning under regulerede betin- gelser, således at der dannes en monomodal emulsion. Den 5 vandige pufferopløsning indeholder vand, et alkaliadditiv i en mængde, som er større end eller lig med ca. 30 ppm, og et pufferadditiv i en mængde, som er større end eller lig med ca. 4.000 ppm, hvor pH-værdien i den vandige pufferopløsning er større end eller lig med ca. 11. Det viskose 10 carbonhydrid blandes med den vandige pufferopløsning ved en blandeenergi, der er tilstrækkelig til at danne en monomodal emulsion af det viskose carbonhydrid i vandig pufferopløsning, hvori gennemsnitsdråbestørrelsen for carbonhydrid i den monomodale emulsion er mindre end eller lig med 5 μπι.

15 Pufferadditivet i den vandige pufferopløsning ekstraherer det inaktive naturlige overfladeaktive stof fra det viskose carbonhydrid således at den monomodale emulsion stabiliseres.

I overensstemmelse med den foreliggende opfindelse kan der derefter dannes en bimodal emulsion ved at fortynde den 20 monomodale emulsion og derefter blande yderligere viskost carbonhydrid med den fortyndede monomodale emulsion ved en foretrukket blandingsrate, der er tilstrækkelig til at danne en stabil bimodal emulsion af det viskose carbonhydrid i den vandige pufferopløsning. I overensstemmelse med opfin-25 delsen er den dannede bimodale emulsion en stabil emulsion, som har et forhold mellem carbonhydrid og vandig pufferopløsning på fra ca. 30:40 til 80:20, en lille gennemsnitsdråbestørrelse for carbonhydrid (Dg) på mindre end eller lig med ca. 5 μηη og en stor gennemsnitsdråbestørrelse for 30 carbonhydrid (DL) på mindre end eller lig med ca. 30 μτη.

I overensstemmelse med den foreliggende opfindelse er pufferadditivet anvendt i den vandige pufferopløsning en vandopløselig amin, som foreligger i en koncentration på mellem ca. fortrinsvis 4.000 ppm til ca. 15.000 ppm.

35 Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse gør det muligt at danne stabile, bimodale emulsioner ved 5 DK 175954 B1 hjælp af en energibesparende metode, som er bedre end de kendte metoder.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende med henvisning til tegningen, hvor 5 figur l er et strømningsdiagram, der illustrerer fremgangsmåden til dannelse af bimodal emulsion i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, figur 2 er en grafisk fremstilling af den dråbestørrelsesfordeling der opnås, når der dannes en bimodal emulsion 10 i overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, figur 3 er en grafisk fremstilling af effekten af blandeenergi på dråbestørrelsen i en bimodal emulsion dannet i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, sammen-15 lignet med en kendt fremgangsmåde, og figur 4 er en grafisk fremstilling af effekten af 1 blandeenergien på oliedråbestørrelsen for en bimodal olieemulsion fremstillet i overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

20 Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af bimodale emulsioner af viskost carbon-hydrid i vandig pufferopløsning, der anvendes som brandbare brændstoffer.

De naturligt forekommende viskose carbonhydridmate-25 rialer, der nyttigt anvendes ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, er karakteriseret ved følgende kemiske og fysiske egenskaber.

6 DK 175954 B1

Tabel 1

Egenskaber for viskost carbonhvdrid Carbon 78 - 85% 5 Hydrogen 9,0-11,0%

Svovl 2,0 - 4,5%

Nitrogen 0,5 - 0,7%

Aske 0,05 - 0,3%

Oxygen 0,2 - 1,3% 10 V 50 - 1.000 ppm

Ni 20 - 500 ppm

Fe 50-60 ppm

Na 20 - 100 ppm API 5,0 - 10,0 15 Total syretal (mg KOH/g) 2,5 - 3,8

Viskositet ved 74°F 90.000 - 150.000 cst

Varmeindhold 15.000 - 19.000 Btu/lb

Asphaltener 9,0 - 15,0% 20 Disse naturligt forekommende viskose carbonhydrid- materialer indeholder inaktive overfladeaktive stoffer, herunder carboxylsyrer, phenoler og estere, som under passende betingelser kan aktiveres som overfladeaktive stoffer.

I overensstemmelse med den foreliggende opfindelse 25 anvendes et pufferadditiv i en vandig pufferopløsning til at ekstrahere det inaktive naturlige overfladeaktive stof over i det viskose carbonhydrid, således at der dannes en stabiliseret emulsion. I overensstemmelse med den foreliggende opfindelse indeholder den vandige pufferopløsning 30 vand, et alkaliadditiv og et pufferadditiv, hvori pH-værdien i den vandige pufferopløsning reguleres således, at den er større end eller lig med ca. 11. Pufferadditivet anvendt i den vandige opløsning er en vandopløselig amin. Når der dannes en monomodal emulsion har det vist sig, at pufferad-35 ditivet skal være til stede i en mængde på større end eller lig med 1.000 ppm. Når der imidlertid dannes en bimodal DK 175954 B1 i 7 i i emulsion i overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal pufferadditivet være til stede i en mængde på større end eller lig med 4.000 ppm. Koncentrationen af pufferadditivet ligger fortrinsvis mellem 4.000 ppm og 15.000 5 ppm, især mellem 4.000 ppm og 10.000 ppm. Den vandopløselige amin kan indeholde en enkelt alkylgruppe eller mindst to alkylgrupper. Særligt egnede vandopløselige aminer til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen indbefatter følgende: ethylamin, diethylamin, triethylamin, n-butylamin, 10 tr i-isobutylamin, dimethylamin, methylamin, propylamin, , dipropylamin, sek.propylamin, butylamin, sek.butylamin og 1 blandinger deraf.

Udover pufferadditivet indeholder den vandige pufferopløsning et alkaliadditiv i en mængde på større end 15 eller lig med 30 ppm, fortrinsvis 30 til 500 ppm, især 30 ppm til 100 ppm. Anvendelsen af alkaliadditivet i kombination med pufferadditivet resulterer i en synergistisk virkning ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse. Når alkaliadditivet og pufferadditivet anvendes 20 sammen sker der en kraftig formindskelse af de blandeener-gier, som er nødvendige for at danne emulsioner, der har den ønskede dråbestørrelse. Særligt egnede alkaliadditiver til anvendelse i den vandige pufferopløsning, som anvendes ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, ind-25 befatter vandopløselige alkalimetalsalte, jordalkalimetal-salte, alkalimetalhydroxider, jordalkalimetalhydroxider, ammoniumsalte, alkylammoniumhydroxider og blandinger deraf.

Særligt nytte alkaliadditiver indbefatter natriumchlorid, kaliumchlorid, natriumnitrat, kaliumnitrat, natriumhydroxid, 30 kaliumhydroxid, calciumnitrat, calciumchlorid, magnesium-chlorid, magnesiumnitrat, ammoniumchlorid, ammoniumhydroxid, tetrammoniumhydroxid, tetrapropylammoniumhydroxid og blandinger deraf.

Det viskose carbonhydrid blandes derefter med den 35 vandige pufferopløsning ved en blandingsrate, som er tilstrækkelig til at danne en monomodal emulsion af det viskose 8 DK 175954 B1 carbonhydrid i den vandige pufferopløsning, hvori gennemsnitsdråbestørrelsen for carbonhydrid er mindre end eller lig med ca. 5 μτη. Pufferadditivet i den vandige pufferopløsning ekstraherer det inaktive naturlige overfladeaktive 5 stof fra det viskose carbonhydrid, således at emulsionen stabiliseres. I overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen har det vist sig, at en blandeenergi på mellem ca. 60.000 og 200.000 J/m3, fortrinsvis 60.000 til 150.000 J/m3, er nødvendig for at danne den monomodale emulsion med 10 den ønskede oliedråbestørrelse.

Til dannelse af en bimodal emulsion fortyndes den monomodale emulsion ved tilsætning af vand, hvorefter yderligere viskos carbonhydrid blandes med den fortyndede monomodale emulsion ved en blandingsrate, der er tilstrækkelig 15 til at danne en stabil bimodal emulsion med følgende fysiske og kemiske egenskaber. Et forhold mellem carbonhydrid og vandig pufferopløsning på mellem 60:40 og 40:80, en lille gennemsnitsdråbestørrelse for carbonhydrid (Dg) på mindre end eller lig med ca. 4 μιη, en stor gennemsnitsdråbestørrelse 20 for carbonhydrid (DL) på mindre end eller lig med ca. 30 μπι, et forhold mellem (D^) og (Dg) på større end eller lig med ca. 4, fortrinsvis større end eller lig med ca. 10, hvori 70-90 vægt-% af det viskose carbonhydrid er indeholdt i den store dråbestørrelse (Dl)· I overensstemmelse med den 2 5 foreliggende opfindelse har det vist sig, at den blandeenergi, som er nødvendig til dannelse af den ovenfor definerede bimodale emulsion, er omtrentlig mellem 80.000 til 1.000.000 J/m3, fortrinsvis mellem ca. 80.000 til ca. 800.000 J/m3. Viskositeten af den dannede bimodale emulsion er mindre 30 end eller lig med ca. 500 cp ved 30°C og 1 s-^·.

Figur 1 er et skematisk diagram, som illustrerer fremgangsmåden ifølge opfindelsen. I figur 1 blandes vand og et pufferadditiv til dannelse af den vandige pufferopløsning. Bitumen sættes derefter til den vandige pufferopløsning 35 og blandes i en første trins mixer til dannelse af en monomodal emulsion. Den monomodale emulsion fra det første trin 9 DK 175954 B1 fortyndes derefter med vand, og til den fortyndede monorrodale emulsion sættes yderligere bitumen. Blandingen ledes derefter til et andet trin, hvor der tilføres blandesenergi til dannelse af et bimodalt emulsionsprodukt i overensstemmelse 5 med den foreliggende opfindelse.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen belyses nærmere ved hjælp af de efterfølgende eksempler.

EKSEMPEL 1 10 Dette eksempel illustrerer fremstillingen af en stabil bimodal emulsion i vandig pufferopløsning i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse.

Der fremstilles en vandig pufferopløsning, som indeholder 7.000 ppm ethylendiamin og 400 ppm NaOH, og som har 15 en pH-værdi på ca. 11. En viskos carbonhydridbitumen med de i tabel I anførte egenskaber opvarmes til ca. 70°C og blandes med pufferopløsningen i en statisk mixer i overensstemmelse med processkemaet vist i figur 1. Forholdet mellem bitumen og vandig pufferopløsning indstilles på 60:40. Den statiske 20 mixer SMX40 vælges med tilstrækkeligt med blandeelementer, således at der opnås en blandeenergi på ca. 80.000 J/m3. Den dannede monomodale emulsion fra det første trin har en partikelstørrelsesfordeling som vist i figur 2. Gennemsnitspar- i tikelstørrelsen er mindre end 2 μτα med et forhold mellem bi-25 tumen og vandig pufferopløsning på 60:40. Den monomodale emulsion fortyndes med vand til opnåelse af et forhold mellem bitumen og fortyndet vandig pufferopløsning på ca. 40:60. j

Den fortyndede emulsion blandes med yderligere bitumen ved ' 70°C i en anden statisk mixer i et sådant forhold mellem 30 bitumen og fortyndet emulsion, at der opnås en 80:20 emulsion. Den statiske mixer vælges med så stort et antal blandeelementer, at der opnås en blandeenergi på ca. 300.000 j J/m3. Emulsionen, som forlader den anden statiske mixer, har en bimodal dråbestørrelsesfordeling som vist i figur 2. Gen- j 35 nemsnitsdiameteren for den store dråbepopulation har en størrelse på ca. 20 μπι, medens gennemsnitsdiameteren for den 10 DK 175954 B1 lille dråbepopulation har en størrelse på ca. 2 μπi. Viskositeten af denne emulsion er ca. 450 cp ved 30°C og l s-1.

EKSEMPEL 2 5 Dette eksempel illustrerer den synergistiske virkning af alkaliadditivet og pufferadditivet på blandeenergien, 1 som er nødvendig for at opnå den ønskede gennemsnitsdråbe-diameter.

Emulsioner fremstilles under anvendelse af forskellige 10 mængder alkaliadditiv og pufferadditiv til aktivering af de naturlige overfladeaktive stoffer i bitumenen. Bitumen og pufferopløsning blandes i et forhold mellem bitumen og pufferopløsning på 60:40 under anvendelse af en mixer med en blandeenergi på 120.000 J/m^. Resultatet af den opnåede 15 dråbestørrelsesfordeling i den fremkomne monomodale emulsion er vist i tabel II.

Tabel II

20 NaOH Ethylendiamin Gennemsnit sdråbe - (ppm) (ppm) diameter (μπ\)

Emulsion A 400 0 > 100

Emulsion B 0 7.000 47,8 25 Emulsion C 400 7.000 3,4

Der opnås en mindre dråbestørrelse med den samme blandeenergi ved anvendelse af pufferopløsningen indeholdende såvel pufferadditivet som alkaliadditivet end der opnås ved 30 anvendelse af pufferopløsning, som kun indeholder ét af additiverne.

EKSEMPEL 3

Dette eksempel illustrerer virkningen af blandeener-35 gien på dannelsen af den bimodale emulsion i overensstemnelse med fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse.

Emulsionerne fremstilles som beskrevet i eksempel 1 11 DK 175954 B1 med den undtagelse, at der anvendes en dynamisk mixer til afgivelse af den ønskede blandeenergi til blandingen i første og andet trin som vist i figur 1. Som kontrol fremstilles en bimodal emulsion i overensstemmelse med US-PS nr.

5 4.776.977 under anvendelse af den samme mixer. Resultaterne er vist i figur 3 og 4.

Det fremgår af figur 3 og 4, at fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse kræver langt mindre energi til dannelse af en emulsion med samme partikelstørrelse. Til 10 emulsionen med lille partikelstørrelse kræver den nye metode 60 gange mindre energi end der kræves til metoden ifølge US-PS nr. 4.776.977. Et tilsvarende resultat opnås ved dannelsen af emulsionen med stor dråbediameter under anvendelse af den kendte fremgangsmåde og fremgangsmåden ifølge opfin-15 delsen. Der kræves mere end 10 gange mere energi til dannelse af en emulsion med samme gennemsnitsdråbestørrelse under anvendelse af et overfladeaktivt stof ved den kendte metode end ved metoden ifølge den foreliggende opfindelse.

20 EKSEMPEL 4

Dette eksempel illustrerer virkningen af blandeener-gien på gennemsnitsdråbediameteren opnået i første og andet trin til fremstillingen af en bimodal emulsion ved hjælp af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

25 Emulsionerne fremstilles som beskrevet i eksempel 1 under anvendelse af en statisk mixer model SMX40 fra Sulzer, som kan modificeres med forskellige antal blandeelementer.

Antallet af blandeelementer i den statiske mixer bestemmer den anvendte blandeenergi. Resultaterne fremgår af figur 5 30 og 6. Det fremgår heraf, at i første trin kræves der en statisk mixer, som kan afgive en blandeenergi på ca. 60.000 J/m3 for at opnå en gennemsnitsdråbestørrelse på mindre end 3 μτη. I det andet trin kræves der en blandeenergi på mindre end 300.000 J/m3 for at opnå en anden population med 35 en gennemsnitsdråbediameter under 30 μπι.

12 DK 175954 B1 EKSEMPEL 5

Dette eksempel illustrerer fremstillingen af en monomodal emulsion af bitumen i vandig pufferopløsning under anvendelse af forskellige aminer.

5 Monomodale emulsioner fremstilles på samme måde som beskrevet i eksempel 1. Aminkoncentrationen indstilles på 9.000 ppm, og til pufferopløsningen sættes 400 ppm NaOH. pH-værdien i pufferopløsningen er 11. Resultaterne er anført i nedenstående tabel III for forskellige pufferadditiver.

10

Tabel III

Gennemsnitsdråbe-

Puf feradditiv diameter (μτη) 15 -

Ethylendiamin 2,8

Ethylamin 4,2

Propylamin 3,8

Ethylamin + ethylendiamin (1:1) 4,1 20

Resultaterne viser, at emulsioner med partikelstørrelser på mindre end eller lig med 5 kan opnås med fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse ved anvendelse af forskellige vandopløselige pufferadditiver.

25 EKSEMPEL 6

Dette eksempel illustrerer virkningen af forskellige alkaliadditiver på dannelsen af en monomodal emulsion.

Der gås frem på samme måde som beskrevet i eksempel 30 5. Der fremstilles forskellige pufferopløsninger under an vendelse af 9.000 ppm ethylendiamin, pH 11 og forskellige alkaliadditiver. Resultaterne er vist i tabel IV.

13 DK 175954 B1 j i

Tabel IV

Koncentration Gennemsnitsdråbe-

Additiv (ppm) diameter (μιτι) 5 -

NaCl 300 3,7 KOH 400 3,2

NaOH 400 2,8

Mg(OH)2 + NaOH 300 + 200 3,8 j 10 NH4OH 500 4,1 j

Resultaterne viser, at emulsioner med partikelstørrelser mindre end eller lig med 5 μτα kan opnås med fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse under anven-15 delse af forskellige vandopløselige alkaliadditiver sammen med pufferopløsningen.

] i j

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af stabile bimodale emulsioner af viskose carbonhydrider i vandige pufferopløsninger, kendetegnet ved følgende trin: 5 (a) tilvejebringelse af et viskost carbonhydrid inde holdende et inaktivt naturligt overfladeaktivt stof, (b) dannelse af en vandig pufferopløsning indeholdende vand, et alkaliadditiv i en mængde, som er større end eller lig med ca. 30 ppm, og et pufferadditiv i en mængde, som er 10 større end eller lig med ca. 4.000 ppm, hvor pH-værdien i den vandige pufferopløsning er større end eller lig med ca. 11, (c) blanding af det viskose carbonhydrid med den vandige puffer i et forhold på fra ca. 50:50 til 80:20 ved 15 en første blandeenergi til dannelse af en monomodal emulsion af viskost carbonhydrid i vandig pufferopløsning med en gen-nemsnitsdråbestørrelse for carbonhydrid på mindre end eller lig med ca. 5 μπ\, hvorved pufferadditivet ekstraherer det inaktive naturlige overfladeaktive stof fra det viskose 20 carbonhydrid således at emulsionen stabiliseres, (d) tilsætning af vand til den monomodale emulsion til dannelse af en fortyndet monomodal emulsion, og (e) blanding af yderligere viskost carbonhydrid med den fortyndede monomodale emulsion ved en anden blandeenergi, 25 der er tilstrækkelig til at danne en stabil bimodal emulsion af viskost carbonhydrid i vandig pufferopløsning med følgende fysiske og kemiske egenskaber: et forhold mellem carbonhydrid og vandig pufferopløsning på fra ca. 60:40 til 80:20, en lille gennemsnitsdråbestørrelse for carbonhydrid (Dg) på 30 mindre end eller lig med ca. 5 μιη og en stor gennemsnitsdråbestørrelse for carbonhydrid (Dl) på mindre end eller lig med ca. 3 0 μιη.

2. Fremgangsmåde ifølge krav l, kendetegnet ved, at pufferadditivet er en vandopløselig amin.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at koncentrationen af pufferen er mellem ca. DK 175954 B1 4.000 ppm og ca. 15.000 ppm.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at koncentrationen af pufferen er mellem ca. 4.000 ppm og ca. 10.000 ppm.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendeteg net ved, at den vandopløselige amin har en enkelt alkyl-gruppe.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendeteg net ved, at den vandopløselige amin har mindst to alkyl- 10 grupper.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendeteg net ved, at den vandopløselige amin er valgt blandt gruppen bestående af ethylamin, diethylamin, triethylamin, n-butylamin, tri-isobutylamin, dimethylamin, methylamin, 15 propylamin, dipropylamin, sek.propylamin, butylamin, sek.-butylamin og blandinger deraf.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at alkaliadditivet sættes til den vandige pufferopløsning i en mængde på fra ca. 30 ppm til ca. 500 ppm.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendeteg net ved, at alkaliadditivet sættes til den vandige pufferopløsning i en mængde på fra ca. 30 ppm til ca. 100 ppm.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at alkaliadditivet er valgt blandt gruppen be- 25 stående af vandopløselige alkalimetalsalte, jordalkalimetal-salte, alkalimetalhydroxider, jordalkalimetalhydroxider, ammoniumsalte, alkylammoniumhydroxider og blandinger deraf.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at alkaliadditivet er valgt blandt gruppen be- 30 stående af natriumchlorid, kaliumchlorid, natriumnitrat, kaliumnitrat, natriumhydroxid, kaliumhydroxid, calciumnitrat, calciumchlorid, magnesiumchlorid, magnesiumnitrat, ammonium-chlorid, ammoniumhydroxid, tetrammoniumhydroxid, tetrapro-pylammoniumhydroxid og blandinger deraf.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at dråbestørrelsesforholdet mellem Dl og Ds er DK 175954 B1 større end eller lig med ca. 4.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at dråbestørrelsesforholdet mellem Dl og Ds er større end eller lig med ca. 10.

14. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at fra ca. 70 til ca. 90 vægt-% af det viskose carbonhydrid er indeholdt i den store dråbestørrelse Dl-

15. Fremgangsmåde ifølge krav l, kendeteg net ved, at den første blandeenergi ligger mellem ca. 10 60.000 og 200.000 J/m3.

16. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at den første blandeenergi ligger mellem ca. 60.000 og 150.000 J/m3.

17. Fremgangsmåde ifølge krav 15, kendete g-15 net ved, at den anden blandeenergi, der er nødvendig for opnåelse af den bimodale emulsion med et forhold mellem Dl og Ds på større end eller lig med ca. 4, ligger mellem ca. 80.000 og 1.000.000 J/m3.

18. Fremgangsmåde ifølge krav 16, kendete g- 20 net ved, at den anden blandeenergi, som er nødvendig for at opnå den bimodale emulsion med et forhold mellem Dl og Dg på større end eller lig med ca. 4, ligger mellem ca. 80.000 og ca. 800.000 J/m3.

19. Fremgangsmåde ifølge krav 15, kendete g- 25 net ved, at den anden blandeenergi, som er nødvendig for at opnå en bimodal emulsion med en Dl partikelstørrelse på mindre end eller lig med 30 μτη, er mindre end ca. 1.000.000 J/m3.

20. Fremgangsmåde ifølge krav 16, kendete g- 30 net ved, at den anden blandeenergi, som er nødvendig for at opnå en bimodal emulsion med en DL partikelstørrelse på mindre end eller lig med 30 μπι, ligger mellem ca. 80.000 og ca. 800.000 J/m3.

21. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendete g-35 net ved, at det inaktive naturlige overfladeaktive stof i det viskose carbonhydrid er valgt blandt gruppen bestående DK 175954 B1 j i i i af carboxylsyrer, phenoler, estere og blandinger deraf.

22. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det viskose carbonhydrid har et totalt syretal på større end eller lig med 1.

23. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at viskositeten i den bimodale emulsion er mindre end eller lig med ca. 500 cp ved 30°C og 1 s-1. i i i i ! i i