FI70152C

FI70152C - Foerfarande foer reduktion av friktion av genom en roerledningunder icke-laminaera stroemningsbetingelser passerande va ttnhaltig vaetska samt vid foerfarandet anvaendbar friktion reucerande komposition

Info

Publication number: FI70152C
Application number: FI832314A
Authority: FI
Inventors: Arthur S Teot; Gene D Rose; Gregory A Stevens
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1981-10-30
Filing date: 1983-06-23
Publication date: 1986-09-15
Also published as: DE3273881D1; CA1180176A; FI832314L; DK158337B; EP0092581B1; DK301583A; ATE23020T1; EP0092581A4; FI832314A0; US4615825A; JPS58501822A; WO1983001583A1; FI70152B; DK158337C; DK301583D0; NO832359L; NO163357C; EP0092581A1; NO163357B

Description

70152

Menetelmä ei-laminaarisissa virtausolosuhteissa putkijohdon läpi kulkevan vesipitoisen nesteen kitkan pienentämiseksi sekä menetelmässä käytettävä kitkaa vähentävä koostumus 5 Keksinnön kohteena on menetelmä ei-larainaarisissa vir tausolosuhteissa putkijohdon läpi kulkevan vesipitoisen nesteen kitkan pienentämiseksi sekä menetelmässä käytettävä kitkaa vähentävä koostumus.

Vesipitoisen nesteen virratessa putkijohdon läpi tar-10 vitaan energiaa kitkan voittamiseksi, joka syntyy putkijohdon läpi virtaavan nesteen pyörteistä. Monissa käyttötoiminnoissa, kuten teollisessa käytössä, erityisesti niissä käyttötoiminnoissa, joissa virtaavan vesipitoisen nesteen nopeus ylittää rajan, joka vaaditaan tasaiseen laminaariseen virtauk-15 seen (esim. porareiän murtamiskäsittelyissä tai nesteiden nopeissa siirroissa huomattavien etäisyyksien päähän), tarvitaan huomattavasti energiaa kitkahäviöiden voittamiseksi. Virtaavan vesipitoisen nesteen kitkahäviön pieneneminen sallisi pienemmät energiakustannukset ja/tai lisääntyneen vir-20 tauksen käytettäessä samaa energiamäärää.

Aikaisemmin on jo ehdotettu erilaisia vaihtoehtoja virtaavan vesipitoisen nesteen aiheuttaman kitkahäviön pienentämiseksi. Esimerkiksi vesiliukoisten, suuren molekyyli-painon omaavien polymeerien, kuten aromaattisen monoalkenyy-25 lisulfonaatin (esim. styreenisulfonihapon) polymeerin tai karboksiamidin (esim. akryyliamidin) polymeerin tiedetään pienentävän kitkahäviötä, kun niitä lisätään vesipitoiseen nesteeseen pieniä määriä (ks. esimerkiksi US-patenttijulkaisut 3 023 760, 3 562 226 ja 3 572 354). Valitettavasti vesi-30 pitoiset nestesysteemit, jotka sisältävät suuren molekyyli-painon omaavia polymeerejä, eivät kestä leikkausta, ts. se kitkan pienentyminen, joka tällaisen polymeerin sisältävällä nesteellä on, menetetään pääasiallisesti ja pysyvästi, jos tämä neste altistetaan suurelle leikkaukselle.

35 Kitkahäviöitä virtaavassa vesipitoisessa nesteessä on pienennetty myös lisäämällä pinta-aktiivista ainetta, joka antaa vesipitoiselle nesteelle viskoelastisia ominaisuuksia.

2 70152

Esimerkiksi Savins'ille myönnetyssä US-patentissa 3 361 213 esitetään, että rasvahapon alkalimetallisaippua, esim. natriumoletaatti, alentaa yhdessä vahvan elektrolyytin kanssa käytettynä vesipitoisen nesteen kitkaa. Samoin Savins 5 esittää, että (1) rasvahapon ammoniumsaippua pienentää vesipitoisen, heikon elektrolyytin sisältämän nesteen kitkahäviöi-tä ja (2) rasvahapon substituoitu ammoniumsaippua pienentää vesipitoisen, elektrolyyttiä sisältämättömän nesteen kitka-häviöitä. On myös tunnettua, että muut viskoelastiset pinta-10 aktiiviset aineet, kuten 2-naftoli, ovat käyttökelpoisia kitkaa pienentävinä aineina yhdessä setyylitrimetyyliammonium-bromidin kanssa käytettyinä.

Julkaisun Journal of Colloid and Interface Science 57 (1976) 575 - 576 perusteella on tunnettua, että esillä 15 olevassa keksinnössä käytettävät aineet muodostavat visko-elastisen systeemin.

Vaikka tällaiset viskoelastiset aineet usein pienentävät putkijohdon läpi virtaavan vesipitoisen nesteen kitkaa, halutaan usein kitkaan lisävähennyksiä laajoilla virtaus-20 alueilla, erityisesti niissä käyttöprosesseissa, joissa suhteellisen suuria määriä vesipitoista nestettä on pumpattava pitkiä matkoja.

Edellä mainitut, tunnetun tekniikan puutteet huomioon ottaen on erittäin toivottavaa, että virtaavan vesipitoisen 25 nesteen aiheuttamia kitkahäviöitä voitaisiin pienentää vieläkin enemmän.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ei-laminaarisissa virtausolosuhteissa putkijohdon läpi kulkevan vesipitoisen nesteen kitkan pienentämiseksi on tunnusomaista, että nestee-30 seen lisätään kitkaa pienentävää koostumusta, joka käsittää (1) kitkaa pienentävän määrän viskoelastista pinta-aktiivista ainetta, joka sisältää (a) pinta-aktiivisen ionin ja (b) orgaanisen elektrolyytin, jossa on osa, joka pystyy yhdistymään pinta-aktiivisen ionin kanssa, ja (2) orgaanisen lisä-35 elektrolyytin, jota on läsnä määrässä, joka riittää edelleen pienentämään viskoelastista pinta-aktiivista ainetta sisältävän vesipitoisen nesteen kitkaa sen kulkiessa putkijohdon lä- 3 70152 pi ei-laminaarisissa virtausolosuhteissa, jolloin yhdistelmä (1) + (2) on edullisesti setyylitrimetyyliammoniumsalisylaa-tin tai tetradekyylitrimetyyliammoniumsalisylaatin ja natriumsalisylaatin yhdistelmä tai setyylitrimetyyliammonium-5 3,4-diklooribentsoaatin ja natrium-3,4-diklooribentsoaatin yhdistelmä.

"Ei-laminaarisella virtauksella" tarkoitetaan sellaista putkijohdon läpi virtaavan nesteen virtausta, jonka Reynolds-luku on niin suuri, että nesteen kitkakerroin kas-10 vaa, täysin turbulentti virtaus mukaan lukien.

"Pinta-aktiivisella ionilla" tarkoitetaan pinta-aktiivista yhdistettä, jossa on hydrofobinen osa kemiallisesti sitoutuneena ioniseen, hydrofiiliseen osaan.

Keksinnön mukaiselle, kitkaa vähentävälle koostumuk-15 selle on tunnusomaista, että se käsittää (1) kitkaa pienentävän määrän viskoelastista pinta-aktiivista ainetta, joka sisältää (a) pinta-aktiivisen ionin ja (b) orgaanisen elektrolyytin, jossa on osa, joka pystyy yhdistymään pinta-aktiivisen ionin kanssa, ja (2) orgaanisen lisäelektrolyytin, jo-20 ta on läsnä määrässä, joka riittää edelleen pienentämään viskoelastista pinta-aktiivista ainetta sisältävän vesipitoisen nesteen kitkaa sen kulkiessa putkijohdon läpi ei-laminaarisissa virtausolosuhteissa, jolloin yhdistelmä (1) + (2) on edullisesti setyylitrimetyyliammoniumsalisylaatin tai tetra-25 dekyylitrimetyyliammoniumsalisylaatin ja natriumsalisylaatin yhdistelmä tai setyylitrimetyyliammonium-3,4-diklooribentsoaatin ja natrium-3,4-diklooribentsoaatin yhdistelmä.

Yllättäen orgaanisen lisäelektrolyytin läsnäolo vesipitoisessa nesteessä, joka sisältää tämän keksinnön mukaises-30 ti käytettävän viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen, pienentää edelleen merkitsevästi viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen sisältävän vesipitoisen nesteen kitkaa, kun tämä neste virtaa putkijohdon läpi. Vesipitoisen nesteen, orgaanisen lisäelektrolyytin ja viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen 35 seos on merkittävästi kestävämpi leikkausta vastaan kuin vesipitoinen neste, joka sisältää polymeerin, joka pystyy antamaan vesipitoiselle nesteelle samanasteisen kitkan pienenty- 70152 misen. Lisäksi tällä seoksella on odottamattoman suuri kit-kanalennuskyky laajalla alueella olosuhteita, jotka aikaansaavat ei-laminaarisen virtauksen.

Tämän keksinnön menetelmä ja koostumus ovat käyttökel-5 poisia sellaisissa prosesseissa, joissa vettä tai muuta vesipitoista nestettä pumpataan tai kierrätetään putkissa tai muissa johtimissa, kuten ilmastointilaitteissa ja muissa läm-mönvaihtimissa, lieteputkijohdoissa, joita usein käytetään hiilen ja erilaisten mineraalien kuljettamiseen, ja muissa 10 käyttötoiminnoissa, jotka vaativat suuria määriä energiaa vesipitoisen nesteen pumppaamiseksi.

Käsitteellä "vesipitoinen neste" tarkoitetaan tässä julkaisussa sellaisia nesteitä, jotka sisältävät vettä. Käsitteen piiriin kuuluvat epäorgaanisia elektrolyyttejä sisäl-15 tävät vesipitoiset nesteet, kuten vesipitoiset alkaliset tai happamat liuokset, esim. alkalimetalli- tai maa-alkalimetal-lihydroksidien vesipitoiset liuokset ja epäorgaanisten suolojen vesipitoiset liuokset. Esimerkkejä muista vesipitoisista nesteistä ovat veden ja veden kanssa sekoittuvien nestei-20 den, kuten alempien alkanolien, esim. metanolin, etanolin tai propanolin seokset; glykolit ja polyglykolit sekä niiden kaltaiset, edellyttäen, että tällaisia veden kanssa sekoittuvia nesteitä käytetään vain sellaisia määriä, jotka eivät vaikuta vahingollisesti vesipitoisen nesteen viskoelastisiin 25 ominaisuuksiin. Tällaisia ovat myös kiinteiden osasten, kuten hiilihiukkasten ja hienojakoisten mineraalimalmien, vesipitoiset lietteet. Yleensä vesipitoisena nesteenä kuitenkin käytetään edullisimmin vettä ja vesipitoisia aikalisiä tai happamia liuoksia tai epäorgaanisten suolojen vesipitoisia liuok-30 siä. Edullisesti elektrolyyttipitoisuus on alle 15, edullisemmin alle 12, edullisimmin alle 5 ja erityisesti alle 1 paino-% liuoksesta. Edullisimmin vesipitoinen neste on vettä.

Käsitteellä "viskoelastinen", kun se kohdistuu nesteisiin, tarkoitetaan viskoosista nestettä, jolla on elastisia 35 ominaisuuksia, ts. neste palautuu ainakin osittain alkuperäiseen muotoonsa, kun siihen kohdistettu jännitys vapautetaan. Viskoelastisuusominaisuus on tekniikan tasolla hyvin tunnet- 70152 tu. Viskoelastisuuden määrittelyn ja nesteen mahdollisten viskoelastisten ominaisuuksien määrittelyyn käytettyjen kokeiden osalta viitataan julkaisuihin H. A. Barnes et ai., Rhoel. Acta 14 (1975) 53 - 60 ja S. Gravsholt, Journal of 5 Coll, and Interface Sei. 57 (3) (1976) 575 - 6. Näissä julkaisuissa esitetyistä koemenetelmistä käsittää eräs koe, joka on todettu erittäin käyttökelpoiseksi vesipitoisen liuoksen viskoelastisuuden määrittämisessä, liuoksen muodostamisen pyörteiseksi ja silmämääräisen havaitsemisen kimmahtavatko 10 pyörteenmuodostuksen aikana syntyneet kuplat takaisin pyör-teenmuodostuksen pysähdyttyä. Kuplien takaisinkimmahtaminen osoittaa viskoelastisuutta. Siten viskoelastinen pinta-aktii-vinen aine antaa viskoelastisuutta nesteelle, johon sitä lisätään.

15 Yleensä pinta-aktiiviset yhdisteet sisältävät ionisen hydrofobisen molekyylin, jossa on ioninen, hydrofiilinen osa kemiallisesti sitoutuneena hydrofobiseen osaan (tämä on ns. pinta-aktiivinen ioni), ja riittävästi vastaionia tyydyttämään pinta-aktiivisen ionin varaus. Esimerkkejä tällaisista 20 pinta-aktiivisista yhdisteistä edustavat yhdisteet, jotka ovat kaavaa R1(Y®)X® tai R1(Z®)A® 0 Θ 25 joissa R^(Y ) ja R^(Z ) merkitsevät pinta-aktiivisia ioneja, joissa R. merkitsee hydrofobista osaa ja kationinen osa (Y ) 0 tai anioninen osa (Z ) merkitsee R.:een kemiallisesti sitou- ·* 0 0 tunutta, ionista, liuentavaa osaa. X ja A ovat pinta-aktii-visten ionien kanssa yhdistyneitä vastaioneja.

30 Yleensä pinta-aktiivisen ionin hydrofobinen osa (ts.

R^) on hydrokarbyyli tai inertisti substituoitu hydrokarbyy-li, jolloin käsitteellä "inertisti substituoitu" tarkoitetaan hydrokarbyyliryhmiä, joissa on yksi tai useampia substituent-tiryhmiä, esim. halogeeniryhmiä, kuten Cl- tai Br-ryhmiä tai 35 ketjusidoksia, kuten piisidos (-Si-), jotka ovat inerttejä vesipitoisen nesteen ja sen sisältämien aineosien suhteen. Tyypillisesti hydrokarbyyliryhmä on aralkyyliryhmä tai pitkä- 6 70152 ketjuinen alkyyli tai inertisti substituoitu alkyyli, jolloin alkyyliryhmät yleensä ovat suoraketjuisia ja niissä on vähintään 12, edullisesti vähintään 16 hiiliatomia. Edustavia pit-käketjuisia alkyyliryhmiä ovat dodekyyli (lauryyli), tetra-5 dekyyli (myristyyli), heksadekyyli (setyyli), oktadekyyli (stearyyli) ja tali-, kookos- ja soijajohdannaiset. Edullisia alkyyliryhmiä ovat yleensä alkyyliryhmät, joissa on 14 - 24 hiiliatomia, ja edullisimpia alkyyliryhmiä ovat oktadekyyli, heksadekyyli, eikosyyli ja tetradekyyli.

10 Kationiset, hydrofiiliset osat, ts. (Y ), ovat yleensä oniumioneja, jolloin käsitteellä "oniumionit" tarkoitetaan kationiryhmää, joka ionoituu oleellisesti täydellisesti veteen laajalla pH-alueella, esim. pH-alueella 2-12. Edustavia oniumioneja ovat kvaternaariset ammoniumryhmät, ts.

® Φ 15 -N (R)~; tertiaariset sulfoniumryhmät, ts. -S (R)_; ja kvater- ^ Φ ^ naariset fosfoniumryhmät, ts. -P (R)3, joissa kukin R on itsenäisesti hydrokarbyyli tai inertisti substituoitu hydro-karbyyli. Lisäksi myös primaarisia, sekundaarisia ja tertiaa-risia amiineja, ts. -NHR tai -NiR^» voidaan käyttää 20 ionisena osana, jos käytetyn vesipitoisen nesteen pH on sellainen, että amiiniosat esiintyvät ionimuodossa. Tällaisista kationiryhmistä valmistetaan edullisesti viskoelastisen pin- ta-aktiivisen aineen pinta-aktiivinen ioni, joka sisältää Φ kvaternaarisen ammoniumryhmän, -N (R)^ tai tertiaarisen amii- 25 niryhmän, -NtR^, jolloin kukin R on itsenäisesti alkyyliryh- mä tai hydroksialkyyliryhmä, joissa on 1 - 4 hiiliatomia, edullisesti kukin R on metyyli, etyyli tai hydroksietyyli.

0

Edustavia anionisia, liuentavia osia (Z ) ovat sulfaat- 0 0 tiryhmät, ts. -OSO~ , sulfonaattiryhmät, ts. -S07 , 30 karboksylaattiryhmät, ts. -COO , fosfonaattiryhmät ja fos- foniittiryhmät. Tällaisista anionisista ryhmistä valmistetaan edullisesti viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen pinta-aktiivinen ioni, joka sisältää karboksylaatti- tai sulfaatti-ryhmän. Tämän keksinnön tarkoituksia varten tällaiset anioni-35 set liuentavat osat eivät ole niin edullisia kuin kationiset osat.

Pinta-aktiivisten ionien kanssa yhdistyneet vastaionit 7 70152 θ Φ (ts. X tai A ) ovat sopivasti ionisesti varattuja orgaanisia aineita, joilla on vastakkainen ioninen luonne kuin pinta-aktiivisella ionilla, jolloin vastaionin ja pinta-aktiivisen ionin yhdistelmä antaa vesipitoiselle nesteelle viskoelasti-5 siä ominaisuuksia. Orgaaninen aine, jolla on anioninen luonne, toimii vastaionina pinta-aktiiviselle ionille, jossa on kationinen, hydrofiilinen osa ja orgaaninen aine, jolla on kationinen luonne, toimii vastaionina pinta-aktiiviselle ionille, jossa on anioninen, hydrofiilinen osa. Yleensä edul-10 liset vastaionit, joilla on anioninen luonne, sisältävät karboksylaatti-, sulfonaatti- tai fenoksidiryhmän, jolloin 0 "fenoksidiryhmä" on ArO , jossa Ar merkitsee aromaattista rengasta tai inertisti substituoitua aromaattista rengasta. Edustavia tällaisia anionisia vastaioneja, jotka kationisen 15 pinta-aktiivisen aineen kanssa käytettäessä pystyvät antamaan viskoelastisia ominaisuuksia vesipitoiselle nesteelle, ovat erilaiset aromaattiset karboksylaatit, kuten o-hydroksi-bentsoaatti; m- tai p-klooribentsoaatti, metyleeni-bis-salisylaatti ja 3,4-, 3,5- tai 2,4-diklooribentsoaatti; 20 aromaattiset sulfonaatit, kuten p-tolueenisulfonaatti ja naftaleenisulfonaatti; fenoksidit, erityisesti substituoidut fenoksidit, kuten halogenoidut fenoksaatit, joita ovat 2,6-, 2,5- tai 3,5-dikloorifenaatti, 2,4,5-trikloorifenaatti tai 2,3,5,6-tetrakloorifenaatti; ja alkyylisubstituoidut fenaa-25 tit, kuten t-butyylifenaatti, t-butyylihydroksifenaatti ja 4-etyylifenaatti. Vaihtoehtoisesti kationiset vastaionit voivat sisältää oniumionin, edullisimmin kvaternaarisen ammoniumryhmän. Edustavia kationisia vastaioneja, jotka sisältävät kvaternaarisen ammoniumryhmän, ovat bentsyylitri-30 metyyliammonium tai alkyylitrimetyyliammonium, jossa alkyyli-ryhmä on edullisesti oktyyli, dekyyli tai dodekyyli. Kationin käyttö vastaionina ei yleensä ole niin edullista kuin anionin käyttö vastaionina.

Nimenomainen pinta-aktiivinen ioni ja sen kanssa yh-35 distynyt vastaioni valitaan niin, että yhdistelmä antaa viskoelastisia ominaisuuksia vesipitoiselle nesteelle. Ne yhdistelmät vaihtelevat, jotka muodostavat edellä mainituista pin- 8 70152 ta-aktiivisista ioneista ja vastaioneista tällaisia viskoelas-tisia pinta-aktiivisia aineita ja voidaan helposti määrittää edellä kuvatuin koemenetelmin. Pinta-aktiivisista aineista, jotka antavat viskoelastisia ominaisuuksia vesipitoiselle nes-5 teelle, ovat edullisia pinta-aktiivisia yhdisteitä ne, joilla on kaava:

R

CH,. N®-R Χθ

ό Z XX

R

10 jossa n on kokonaisluku väliltä 13 - 23, edullisesti kokonaisluku väliltä 15 - 19; kukin R on itsenäisesti vety tai alkyy-liryhmä tai hydroksialkyyliryhmä, joissa on 1 - 4 hiiliatomia, edullisesti kukin R on itsenäisesti metyyli tai etyyli Θ 15 ja X on o-hydroksibentsoaatti, m- tai p-halogeenibentsoaatti tai m- tai p-alkyylibentsoaatti, jolloin alkyyliryhmä sisältää edullisesti 1-4 hiiliatomia.

Viskoelastisia pinta-aktiivisia aineita voidaan helposti valmistaa sekoittamalla halutun kationisen pinta-aktii-20 visen ionin emäksinen muoto (tai halutun anionisen pinta-ak-tiivisen ionin hapan muoto) stökiometrisen määrän kanssa halutun kationisen vastaionin hapanta muotoa (tai halutun anionisen vastaionin emäksistä muotoa). Vaihtoehtoisesti voidaan sekoittaa stökiometriset määrät kationisen pinta-aktii-25 visen ionin suoloja ja anionisen vastaionin suoloja (tai ek-vimolaariset määrät anionista pinta-aktiivista ionia ja kationista vastaionia) viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen muodostamiseksi (ks. esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 2 541 816 selostettuja menetelmiä).

30 Viskoelastista pinta-aktiivista ainetta käytetään mää rä, joka on riittävä antamaan vesipitoiselle nesteelle viskoelastisia ominaisuuksia, jolloin vesipitoisen nesteen visko-elastisuus mitataan tässä kuvatuin menetelmin. Yleensä sellainen viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen määrä riittää pie-35 nentämään mitattavasti, edullisesti ainakin viidellä prosentilla kitkaa, joka vesipitoisella nesteellä on, kun se virtaa putkijohdon läpi olosuhteissa, jotka ovat riittävät aikaansaa- 9 70152 maan ei-laminaarisen virtauksen. Tämän keksinnön tarkoituksia varten virtaavan vesipitoisen nesteen osoittama kitka mitataan käyttäen tavanomaisia menetelmiä, kuten esimerkissä 1 on esitetty. Käytetty nimenomainen viskoelastinen pinta-aktiivi-5 nen aine ja sen pitoisuus vesipitoisessa nesteessä riippuvat useista eri tekijöistä, kuten liuoskoostumuksesta, lämpötilasta ja leikkausasteesta, jolle virtaava neste altistetaan. Yleensä jonkin nimenomaisen viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen, jota tässä edullisimmin käytetään, pitoisuus määrite-10 tään helposti kokeilemalla. Yleensä viskoelastisia pinta-ak-tiivisia aineita käytetään edullisesti 0,01 - 5 paino-%, laskettuna pinta-aktiivisen aineen ja vesipitoisen nesteen painosta. Vielä edullisemmin viskoelastista pinta-aktiivista ainetta käytetään 0,05 - 0,5 %, laskettuna vesipitoisen nesteen 15 ja viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen painosta.

Tätä keksintöä sovellettaessa käytetään orgaanista elektrolyyttiä, jonka ioninen luonne on vastakkainen pinta-aktiivisen ionin ioniselle luonteelle ja joka pystyy yhdistymään orgaanisena vastaionina tämän pinta-aktiivisen ionin 20 kanssa, viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen sisältävän vesipitoisen nesteen kitkan edelleen alentamiseksi, kun se kulkee putkijohdon läpi ei-laminaarisissa virtausolosuhteissa. Sopivia orgaanisia elektrolyyttejä ovat ne, jotka sisältävät orgaanisia ioneja, jotka yhdistyessään pinta-aktiivisen yhdis-25 teen pinta-aktiivisten ionien kanssa muodostavat viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen. Orgaaninen elektrolyytti, kun sitä on läsnä ylimäärä siitä, mikä yhdistyy pinta-aktiivisen ionin kanssa, pystyy edelleen pienentämään putkijohdon läpi kulkevan vesipitoisen nesteen kitkaa. Tällainen orgaaninen 30 elektrolyytti liukenee vesipitoiseen nesteeseen, joka sisältää viskoelastista pinta-aktiivista ainetta.

Yleensä orgaaniset ionit muodostetaan dissosioimalla vastaavia orgaanisia elektrolyyttejä, kuten sopivan orgaanisen ionin suoloja ja happoja tai emäksiä. Tästä esimerkkinä 35 orgaaninen elektrolyytti, joka dissosioinnin jälkeen muodostaa anionin, joka edelleen pienentää vesipitoisen nesteen kitkaa, joka neste sisältää kationisen pinta-aktiivisen ionin 10 701 52 sisältävän viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen. Esimerkkejä tällaisista anionisista orgaanisista elektrolyyteistä ovat erilaisten aromaattisten karboksylaattien alkalimetallisuo-lat, kuten aromaattiset alkalimetallikarboksylaatit, esim.

5 natriumsalisylaatti ja kaliumsalisylaatti ja dinatrium-metyleeni-bis(salisylaatti), alkalimetalli-ar-halogeeni-bentsoaatit, esim. natrium-p-klooribentsoaatti, kalium-m-klooribentsoaatti, natrium-2,4-diklooribentsoaatti ja kalium- 3,5-diklooribentsoaatti; aromaattiset sulfonihapot, kuten p-10 tolueenisulfonihappo, ja niiden alkalimetallisuolat; naftalee-nisulfonihappo; sekä fenolit ja substituoidut fenolit, esim. ar,ar-dikloorifenolit, 2,4,5-trikloorifenoli, t-butyylifenoli, t-butyylihydroksifenoli ja etyylifenoli.

Sopiva kationinen orgaaninen elektrolyytti muodostaa 15 dissosioinnin jälkeen kationin, joka on käyttökelpoinen edelleen pienentämään vesipitoisen nesteen kitkaa, joka neste sisältää anionisen pinta-aktiivisen ionin sisältävän viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen. Samalla kun kationiset orgaaniset elektrolyytit ovat vähemmän edullisia kuin edellä mai-20 nitut anioniset orgaaniset elektrolyytit, ovat esimerkkejä sopivista kationisista elektrolyyteistä kvaternaariset ammoniumsuolat, kuten alkyyli-trimetyyliammoniumhalogenidit ja alkyyli-trietyyliammoniumhalogenidit, joissa alkyyliryhmä edullisesti sisältää 4-10 hiiliatomia ja halogenidi on 25 edullisesti kloridi; aryyli- ja aralkyyli-trimetyyliammonium-halogenidit, kuten fenyylitrimetyyli- ja bentsyylitrimetyyli-ammoniumkloridi; alkyylitrimetyylifosfoniumhalogenidit jne. Edullisesti orgaaninen elektrolyytti on sama tai kehittää saman ionin, joka on yhdistynyt vesipitoisen nesteen sisältä-30 män viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen pinta-aktiivisen ionin kanssa, esim. alkalimetallisalisylaattia käytetään edullisesti orgaanisena lisäelektrolyyttinä, kun viskoelastinen pinta-aktiivinen aine alunperin valmistetaan sisältämään salisylaatti-vastaioni. Siten edullisimpia orgaanisia elek-35 trolyyttejä ovat aromaattisen karboksylaatin alkalimetallisuolat, esimerkiksi natriumsalisylaatti.

Tätä keksintöä sovellettaessa käytetään riittäviä mää- 11 70152 riä orgaanista elektrolyyttiä edelleen pienentämään visko-elastisen pinta-aktiivista ainetta sisältävän vesipitoisen nesteen kitkaa, kun se kulkee putkijohdon läpi. Vesipitoisen nesteen kitka on se kitka, joka mitataan käyttäen esimerkissä 5 1 esitettyä koemenetelmää. "Kitkan pienentämisellä" tarkoite taan, että esimerkissä 1 kuvatulla koemenetelmällä, vesipitoisen nesteen, joka sisältää viskoelastisen pinta-aineen ja orgaanisen elektrolyytin (ts. vesipitoisen nesteen, joka sisältää joukon sopivia orgaanisia ioneja ylimäärin siihen mää-10 rään nähden, joka tarvitaan täysin tasapainottamaan pinta-aktiivisen ionin varaus), kitka on pienempi kuin kitka, joka on vesipitoisella nesteellä, jolla on samanlainen viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen pitoisuus, mutta joka ei sisällä orgaanista lisäelektrolyyttiä. Edullisesti orgaanista elek-15 trolyyttiä käytetään sellaisia määriä, että kun Reynolds-lu-vulla määritellyt virtausolosuhteet ovat muuttumattomat, kitka, joka viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen ja orgaanisen elektrolyytin sisältävällä virtaavalla vesipitoisella nesteellä on, on ainakin 5, edullisemmin vähintään 10 % pie-20 nempi kuin vesipitoisella nesteellä, joka on kaikissa muissa suhteissa samanlainen, paitsi että se ei sisällä ylimäärin orgaanisia ioneja. Reynolds-luku (Re) on vesipitoisen nesteen tiheyden (5), ilmaistuna grammoissa kuutiosenttimetriä kohti 3 (g/cm ), putkijohdon läpi virtaavan nesteen keskinopeuden 25 (v), ilmaistuna senttimetreinä/sekunti (cm/s), ja putkijohdon läpimitan (d), ilmaistuna senttimetreinä (cm) tulo jaettuna vesipitoisen nesteen viskositeetilla (^u) (poisia), ts.

Re =J>vd/^u.

30

Yleensä, kun jonkin vesipitoisen nesteen virtausominaisuudet muuttuvat siten, että Re kasvaa, pienenee virtaavan nesteen kitka, kunnes virtaus muuttuu ei-laminaariseksi kuten edellä määriteltiin. Edullisesti orgaanisten ionien pi-35 toisuus, joka saa aikaan halutun lisäpienennyksen kitkaan, on sellainen, että Re, jolla tämä vähennys kitkassa tapahtuu, kasvaa. Vesipitoinen neste sisältää riittäviä määriä orgaa- 12 701 52 nista elektrolyyttiä, niin että kitkan määrä ei-laminaarises-sa virtauksessa pienenee. Tämä kitkataso laskee monotonisesta kasvavan Re:n kanssa Re:hen, joka on suurempi kuin vesipitoisilla nesteillä, jotka eivät sisällä orgaanista elektro-5 lyyttiä.

Orgaanisen elektrolyytin pitoisuus, joka tarvitaan vesipitoisessa nesteessä antamaan tällainen lisäpienennys kitkaan, riippuu joukosta tekijöitä, kuten nimenomaisesta vesipitoisesta nesteestä, käytetystä viskoelastisesta pinta-ak-10 tiivisesta aineesta ja orgaanisesta elektrolyytistä sekä saavutetusta kitkan pienentymisestä. Yleensä orgaanisen elektrolyytin pitoisuus on edullisesti 0,1 - 20, edullisesti 1-5 moolia/moolia viskoelastista pinta-aktiivista ainetta.

Vesipitoisia nesteitä, joilla on pienentynyt kitka 15 niiden kulkiessa putkijohdon läpi, valmistetaan helposti sekoittamalla halutut määrät viskoelastista pinta-aktiivista ainetta ja orgaanista elektrolyyttiä muodostamaan vesipitoinen nestemäinen liuos. Syntynyttä liuosta, joka on pysyvä ja jota voidaan varastoida pitkiä aikoja, voidaan käyttää sel-20 laisena kuin se on valmistettu eri tarkoituksiin, kuten tu-lentorjuntajärjestelmiin, teolliseen prosessikäyttöön, läm-mönvaihtoon ja ilmastointiin, kantimena hiililietteiden ja muiden mineraalien kuljetuksessa.

Lisäksi vesipitoiseen nesteeseen voidaan lisätä muita 25 valinnaisia aineosia liuoksen tekemiseksi sopivaksi eri käyttötarkoituksiin, kuten murtonesteiksi, kairauslietteiksi, maanviljelyssuihkeiksi ja leikkuu-jäähdytysnesteiksi.

Seuraavat esimerkit esitetään valaisemaan keksintöä. Kaikki prosentit ja osat on laskettu painosta ellei toisin 30 ole osoitettu.

Esimerkki 1 ja vertailukokeet A, B ja C

Esimerkin 1 koostumus valmistettiin sekoittamalla 99,5 osaa vettä, 0,25 osaa viskoelastista pinta-aktiivista ainetta, setyylitrimetyyliammoniumsalisylaattia (CTAS) (valmistet-35 tu käyttäen yhtä suuria moolimääriä setyylitrimetyyliammonium-hydroksidia ja salisyylihappoa) ja 0,27 osaa natriumsalisylaat-tia (NaS). Syntyneen liuoksen virratessa putkijohdon läpi mi- 13 701 52 tattiin liuoksen kitkan määrittämiseksi nesteen nopeus, kun se virtasi putkijohdossa tietyn matkan tunnetulla paineen pienenemällä, käyttämällä laitetta, joka käsitti sopivasti mitoitetun säiliön vesipitoisen nesteen säilyttämiseksi, jo-5 ka säiliö oli yhdistetty pyöreään lasiseen putkijohtoon, jonka sisäläpimitta oli 2,65 mm ja pituus 100 cm. Säiliö sovitettiin niin, että ennalta määrätty paine voitiin kohdistaa kaikkeen säiliön sisältämään nesteeseen ja pitää vakiona koko sen ajan, joka tarvittiin haluttujen nestemäärien vir-10 taamiseen tietyn johdon pituuden läpi. Pyöreän putkijohdon toinen pää oli yhdistetty asteikolla varustettuun kokooja-säiliöön, joka pidettiin ilmakehän paineessa. Käytössä, pitäen vesipitoiseen nesteeseen kohdistuva paine vakiona, nesteen annettiin virrata pyöreän putkijohdon läpi käyttämällä 15 nesteeseen kohdistettua painetta kuljettavana voimana. Vir-rattuaan putkijohdon läpi neste koottiin kokoojasäiliöön ja nesteen keskinopeus putkijohdossa määritettiin mittaamalla koottu nestemäärä ja jakamalla ajalla, joka kului nesteen kokoamiseen.

20 Tässä esimerkissä johdettiin erillisiä nesteannoksia pyöreän putkijohdon läpi käyttäen taulukossa I esitettyjä paineita. Nämä paineet antoivat nesteelle erilaisia keskinopeuksia pyöreässä putkijohdossa, ja nämä nopeudet on esitetty taulukossa I. Ennalta määrätyistä paineista ja mita-25 tuista nopeuksista laskettiin kitkakerroin käyttäen yhtälöä: f = DAP2g 4SLV2 jossa: 30 f = puhalluskitkakerroin D = pyöreän putken, jonka läpi neste kulkee, läpimitta ilmaistuna cm:na {0,265 cm) Δρ = paineen pienenemä nesteessä, kun neste kulkee pyöreän 2 putkijohdon läpi, g/cm 2 35 g = 980,6 cm/s 3 3 S = vesipitoisen nesteen tiheys, g/cin ('-Ί g/cin ) 14 701 52 L = putkijohdon, jonka läpi neste virtaa, pituus cmzssä (100 cm) V = nesteen nopeus, cm/s.

Samalla tavalla määritettiin kitka vedelle (vertailu-5 koe A) ja vedelle, joka sisälsi 0,25 paino-% setyylitri- metyyliammoniumsalisylaattia ilman natriumsalisylaattilisäys-tä (orgaaninen elektrolyytti) (vertailukoe B). Koetulokset on esitetty taulukossa I. Viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen ja orgaanisen elektrolyytin pitoisuudet on ilmaistu 10 painoprosentteina laskettuna kokonaisyhdistelmästä. Orgaaniselle elektrolyytille koostumus on ilmaistu myös sulkeissa mooleina moolia kohti viskoelastista pinta-aktiivista ainetta (M/M) .

15 701 52 m — cn cm ^ co o ^ o co rn a) m o cn ο σ> ω o m r·' x — OOO rH o o ooo (0 ooo ooo ooo «. ·- k. *-·>·. ·,. 4k -P H ooo ooo ooo •rl 0 X P ___ ooo ooo ooo io«n ooo o in co £2 CM ^ CM Ο η ^ ΠΜΛ c*· Γ'» r* o cn r*· 0*3*00

rH CM HH HH

>

y) CO O O OOO H in H

3 *·*·“ - cd cn ci σ ο σ' in ιο η ιο h d f*· m cm cm o m m m o O e <NOO CM l/) Ο Cl in Γ' a ο ή i ” <U CM , •h c a 04 0 o G Ο CM CM VO 00 *3* CM CM Γ"· c-H O' ιοοι^ι m <t oo icoi> 0 0 rn cn C"· *}* Γ" c·" in co ρ ω On -

Ö t! IT <-< cm iH CM «Η CM

•H G (¾ H (U Q) ^ 04 G - 0 X --- Λ 3 f—I 0**>s 3 a « H ή a i +> -»<«-**--------------

4J I

C >1 H ^ 0) >i o m ^

c r-ι 4J 3 CM I I

Η Ο -H 3 c jm 04 m o ro 4J--—— -—-

(0 X -P

tn a) ft w M H ft <0 I 1

O <D >1 S

>1 __£L _______

G I I

ο ή ή m m G > O K) n I ro Η -Η -P 2 -

P ·η -h 3 o O

cn +) (¾ cn 3 x <u___ <h 3 g ~ 0) I Ή w p n O Id (0 04 2 1 £ X -P O4 2 1 2 cn G G >1 Γ; =1 •Η -Η φ >1 w u > ft G H l

H

(0 -p a) 0

•H X

Λ* 3

3 Η rH < CQ

P -P

Φ fö

0 -P

•H p cn a) _H >__ 70152 16

Kuten taulukosta I käy ilmi, on vesipitoisella neste-yhdistelmällä, joka sisältää ylimäärin orgaanista elektrolyyttiä, pienempi kitka kuin vedellä (vertailukoe A) tai vedellä, joka sisältää ainoastaan viskoelastista pinta-aktii-5 vista ainetta (vertailukoe C). Lisäksi vesipitoisella nesteellä, joka sisältää ainoastaan viskoelastisen pinta-aktii-visen aineen (vertailukoe B), on lisääntynyt kitka Re-arvoil-la 14 750 - 18 580 ja vesi (vertailukoe A) osoittaa samanlaista lisäystä kitkassa Re-arvolla n. 2 300, mikä lisäys kitkas-10 sa osoittaa ei-laminaarisen virtauksen syntymisen. Odottamatta Re-arvoon 27 230 asti vesipitoinen neste, joka sisältää sekä viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen että ylimääriä orgaanista elektrolyyttiä, ei osoita tällaista lisäystä kitkassa.

15 Lisäksi esimerkin 1 vesipitoista nesteyhdistelmää lei kattiin kaksi minuuttia suurella nopeudella Waring Blendor -sekoittimessa ja kitka mitattiin uudelleen käyttäen samoja paineita. Leikatulla yhdistelmällä havaittiin olevan sama kitka kuin yhdistelmällä ennen leikkaamista, osoittaen siten, 20 että keksinnön yhdistelmät ovat leikkausta kestäviä.

Vertailukoetta C varten testattiin vesipitoinen neste, joka sisälsi 0,0125 paino-% osittain hydrolysoitua akryyli-amidipolymeeriä, jonka keskimääräinen molekyyliluku painon mukaan oli 3-4 miljoonaa (laskettuna viskositeetista), sa-25 maila tavalla ja sillä havaittiin olevan pääasiallisesti sama kitka samanarvoisessa Re:ssä kuin esimerkissä 1. Kuitenkin vesipitoisen nesteen leikkaamisen jälkeen suurella nopeudella Waring Blendor -sekoittimessa kahden minuutin ajan vesipitoisen nesteen kitka oli merkittävästi lisääntynyt, esim. vesi-30 pitoisella nesteellä, joka on altistettu leikkaukselle ja jonka virtausominaisuudet on määritelty Re-arvolla 19 000, on kitka 0,068, kun taas vesipitoisella nesteellä, jota ei ole leikattu, on kitka ainoastaan 0,037 samalla Re-arvolla määritellyillä virtausominaisuuksilla.

35 Esimerkit 2, 3 ja 4 ja vertailukokeet A, D ja E

Seuraten esimerkin 1 menetelmiä mitattiin vesipitoisten nesteyhdistelmien (esimerkit 2 - 4), jotka sisälsivät 17 701 52 99,8 osaa vettä, 0,1 osaa setyylitrimetyyliammoniumsalisylaat-tia (CTAS) ja taulukossa II esitettyjä määriä natrium-salisylaattia (NaS), kitka taulukossa II esitetyillä Re-ar-voilla. Vertailutarkoituksia varten määritettiin veden (ver-5 tailukoe A) ja vesipitoisen nesteyhdistelmän, jossa oli 99,9 osaa vettä ja 0,1 osaa setyylitrimetyyliammoniumsalisylaattia (vertailukoe D), kitka-arvot taulukossa II esitetyillä Re-arvoilla.

701 52 18

Γ I

' I

i lj * ) a)i4-tv0v0<N voo^ ocovo m cm un o <n

χ _ sO Γ'' Γ" COvOvO CO LD LD H O CO r- CO Γη} OOO O O O OOO H HO OOO

χ C OOO OOO OOO OOO OOO

P -H ~ ~ *- --- --- ---

•H o OOO OOO OOO OOO OOO

« u

OOO OOO OOO OOO OOO

m co o r- co r- ooo m cm o oho

Ph ^ r- o m co un m r- m moo ^r-o

rH H <N H H

cr r- co r- o

^ O rH CM

+j I <N O

£ -H ™ O

M c >1 o « ° o O I I

H 1) >1 +1 3 J· -

C Ή -H 3 ® o O

O -H O 1¾ U1 X CM--

X (0 -P

3 3 X -H

rH o a) a, in in in

3 Μ Η Λ <c (0 <0 I I

<a o <u >, a a a H >i

Eh

C I I

Φ -H -H . . , •H H O 3 Q Ώ 1 -P ·Η ·Η 3 ° ° ° © in -P (¾ in (Ö X 0)--;-:-

rH <β C

0) I -Η -H

0(030,2 2 2 , 2 rv<<< I < * COCC^H H H h

•H H 0) >i O O U CJ

> ft C eh

•H

3 •P 0) 0

•H X

X 3

rSi rH

JH -rj CM m >0* < Q

0 3'

S -P

H M

(0 <1) M > 701 52 19

Kuten lukuarvot taulukossa II osoittavat, vaikuttaa orgaanisen elektrolyytin pitoisuus tätä sisältävän vesipitoisen nesteen kitkaan. Yleisesti osoitetaan kitkassa suurempi pienentyminen orgaanisen elektrolyytin lisääntyvien pitoi-5 suuksien mukana maksimiin asti.

Vertailukoetta E varten valmistettiin vesipitoinen neste, joka sisälsi viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen 0 ja kaliumkloridia, epäorgaanisen elektrolyytin, jolloin Cl pystyi toimimaan vastaionina setyylitrimetyyliammonium-10 radikaalille. Vaikka saatiin tuloksia, jotka olivat samanarvoisia kuin tulokset, jotka saatiin käyttäen natrium-salisylaattiorgaanista elektrolyyttiä, tarvittiin suhteellisen suuri 0,5 paino-%:n pitoisuus KC1, laskettuna veden ja viskoelastisen pinta-aktiivisen aineen painosta.

15 Esimerkit 5, 6 ja 7 ja vertailukokeet A ja F

Seuraten esimerkin 1 menetelmiä, mitattiin esimerkkien 5-7 vesipitoisten nesteyhdistelmien, jotka sisälsivät 99,8 osaa vettä, 0,1 osaa tetradekyylitrimetyyliammoniumsalisylaat-tia (MTAS) ja taulukossa III esitetyt määrät natriumsalisylaat-20 tia (NaS), kitka taulukossa III esitetyillä Re-arvoilla.

Vertailutarkoituksia varten määritettiin veden (vertailukoe A) ja vesipitoisen nesteyhdistelmän, jossa oli 99,9 osaa vettä ja 0,1 osaa tetradekyylitrimetyyliammonium-salisylaattia (vertailukoe F), kitka-arvot taulukossa III esi-25 tetyllä Rerllä. Tulokset näistä määrityksistä on esitetty taulukossa III.

701 52 20 φίΤ ? 2 2! Γ' I—I ro <η οο tn cm ^ <ίιηο> M ^ «222! 2 ^ n m CO <4* n en CM h o co m

rö 2222 o o O O O O O O O HHO O O O O

x e 2.2.^ ® o O O O O O O O O o O O o o o o H o ° o o o o O O O O O O O O OOO O O O o

« M

2 10 ·"♦ NHOOiO OOO <3* CM -H CO

Γ; ί <ί»ο o co (n αο r* o o m co o o o o co cm en ω ^ o ό 't ^oi »o o co m o m n o r^Or-tr*

MH

oor-iin o m o lomncon noo c^^ocnj

•HCNCN iHCNCM rH <N CN n rH rH fN <N

cr in o o

*\ i. K

g Ή (N <Ji X] .h m o o h -p o m ·“* rt ^ i i h C >i -P 3 _T ~ ~ Φ >i -H 3 ° o o

Γ» C rH CU CO

H -ri o--—- 2 e h -h q ro +j cu < Λ ϋ CU rt Ui Ui

3 O CU >1 « <5 ιβ I I

(β M iH >1 2 2 2 O Φ En 5 ' · rt in m m φ ·ρ -h γη λ. “; C > on. 2. 2. . ^

•H -H -P 3 o O O r-T

+) -H -H 3 ° O

CO -P CU CO

ιβ M Φ___ H (0 Ö Φ I -H Ή en tn

° rtt ra O. 2 ^ W . W

* -P CU S g < ' <

i0CÖ>iÖ E H H

•H -H φ >, s S S 2

> CU β H

•H

HJ

-P φ

O

•H ,*

,y rH

p -h in o r-· *c tn φ ie 6 -p -h p CO φ w > 21 70152

Kuten taulukon III lukuarvot osoittavat, on kitkan suhde orgaanisen elektrolyytin lisäämiseen viskoelastista pinta-aktiivista ainetta sisältävään vesipitoiseen nesteeseen samanlainen kuin taulukoissa I ja II esitetty suhde.

5 Esimerkit 8 - 14 ja vertailukokeet A, G ja H

Seuraten esimerkin 1 menetelmiä mitattiin esimerkkien 8-14 vesipitoisten nesteyhdistelmien, jotka sisälsivät 99,8 osaa vettä, 0,1 osaa setyylitrimetyyliammoniumsalisylaattia (CTAS) tai setyylitrimetyyliammonium-3,4-diklooribentsoaattia 10 (CTADCB) ja taulukossa IV esitetyt määrät natriumsalisylaat-tia (NaS) ja natrium-3,4-diklooribentsoaattia (NaDCB), kitka taulukossa IV esitetyillä Re-arvoilla.

Vertailutarkoituksia varten määritettiin veden (vertailukoe A), vesipitoisen nesteyhdistelmän, jossa oli 99,9 15 osaa vettä ja 0,1 osaa setyylitrimetyyliammoniumsalisylaat-tia (vertailukoe G) ja vesipitoisen nesteyhdistelmän, jossa oli 99,9 osaa vettä ja 0,1 osaa setyylitrimetyyliammonium- 3,4-diklooribentsoaattia (vertailukoe H), kitka-arvot taulukossa IV esitetyillä Re-arvoilla. Näiden määritysten tulok-20 set on esitetty taulukossa IV.

22 7 0 1 5 2 M — vo oo m oo n vo in ψ mo m ο ιο > ψ m n o n σ' Φ iw m n n n to n n n nnn^ in m m O« m *3< tn M —- o ο o o ο ο o o oooo o o o o o o o o (0 oooo oooo oooo oooo oooo C w ^ ^ ^ * K. ^ ^ K ^ K ·— •P -P oooo oooo oooo oooo oooo

•rl O

« M

o to co co co β m θ' ψ h φ h m m n r> in o (N in m CO O O n O O rl (N (N ^ ui t-H Γ' H (N CO CO Π Π O' qj mono n <t n n in ^ m ^ m h φ r~ ^ vo co

Mfl h io r^iOr-ir^ md h in Morto* r" m o o

HNN iH <N (N r-l «N (N H N N H H N

S O to tS O

N. *»· *». ft- 2 f* o n m —’ |H i—I I—|

•H

^ -P I

►> 4-> -rl pr) »Jl I/) VO

M C >i o tn L L w , d) >1 -P S o o o o 0 C rH -H 3 ^ ° M -h o Oi tn

M CP

0 ra P-- j m j< ίο ρ^ί α'Ώ w w w H O0)Q,z jg S » 1 £ ci -η m m m m m

<D -rl Q tn I—| (H r-1 rH rH

C > -PC*· - - -

•H -H -H 3 O O O O O

P -H Oi tn tn -p__ to oc r—I r0 Φ i p tn tn tn tn tn 0(0 Dl < < c < <

* £ <K £ H H H H H

Ϊ 5 5 ^ o υ u cj •H *H -H >, ^ Oi (0 E-i

•H

(0 -P <1) o •h λ;

M C

M H CO O O rH O

Q) ra rH r-l e -p

•rl P

en ο w >

____I

70152 23 Μ ΙΛΝΦΗ m n O C" ΡΜΛΟ'Ν *ί* η ιΟ O m <N <31 dj ιμ m 3· n n <n ^ η p- <3* n in oo^mro ho co I-HOOO HOOO OOOO OOOO h H O 3 OOOO OOOO OOOO OOOO ooo M G »-*-*-·- — — — — ^ ^ ^ ^ ^ ^ J ~ OOOO OOOO OOOO OOOO ooo Ή 0 « Vt o cn o N^otfl mr'iHvo η o cn 3< ooo λ) m CO CN <3* > ΙΛ f» C"* 00 CO <3· CO CO CN CN ooo (¾ ^ O (N O' O O H CN ^ Ut H <N ft CN O m if) N o <3· m ft co m in ο ο id o cn vo in h o noo fHC^CM iH CN CN r-l CN CN iHCSCN r-t 3 S 00 1Λ o O \ 4J S *"*_ϋ2_CO __

3 -M I

n 4-1 -ri

“ -P 0 to CNJ Tj* o I I

^ G >1 -P 3 1. ^ 1

►> (D >i -P 3 O O iH

H G H Ä_to ____ _ -h o a<

o G Vt S

Ai 3 4-1 η] 3,¾ CO 2 £□ ¢0 * S' i} ä 8 z 8 8 g ^ 9Hi 9 9 e2 £ 2 + «Λ Z »

G I I

<D p ή in in in in

G > O tO <N CN CN CN I

•Η -H 4-13 v «. *.

4-1 ·γ4 -H 3 O O O O

to 4-} (¾ to 3 M 3--——--

fI 3 G CO CQ CQ CQ

Q) I -H -H U CJ U O

.s s * a 9 § g g >

» C G >, H EH B S

3 a S & ° ° " «

•H

3 4-1 a) o

•H M

1¾ -3 2 x <

μ -H n n r-H

0) 3 e 4-1 •Η μ to 3 _M > ________ 701 52 24

Esimerkit 15 - 18 ja vertailukoe B

Seuraten esimerkin 1 menetelmiä mitattiin vesipitoisten yhdistelmien, jotka sisälsivät n. 79 osaa vettä, 20 osaa etyleeniglykolia, 0,25 osaa setyylitrimetyyliammonium-5 salisylaattia (CTAS) ja taulukossa V esitetyt määrät natrium-salisylaattia (NaS), kitka taulukossa V esitetyillä Re-arvoil-la.

Vertailukoetta B varten määritettiin vesipitoisen yhdistelmän, joka sisälsi 79,75 osaa vettä, 20 osaa etyleeni-10 glykolia ja 0,25 osaa CTAS, kitka-arvot taulukossa V esitetyillä Re-arvoilla. Tulokset näistä määrityksistä on esitetty taulukossa V.

25 70152 λ _ Ί1 m un? ιλ cm co ο en νο oo^ooo co νο co (Ν σ' o σ> m m m <υ m r« o tn m m mesiinne ο cm in in «ο< t" j-i n« n* ^ cocoooo

CO r-l O O O vOfHOOO LT) rH O O O CO rH O O O tNOHHH

(0 ooooo ooooo ooooo ooooo ooooo y pH ki k ». H. H. k. k. *. K. k. k. k k. <k k k Ik k k.

4-> --H OOOOO OOOOO OOOOO OOOOO OOOOO

H O

« u OOOOO (NOOOO inoooo OOOOO CM o o o o m φ n o o mocooo πμλοο «ίηηοο ηοίληο g} h «f m h > cd η o o σ» cm ^ n vo r-ι η σ> ^ ^ σ> o co o rH m co cm co m co m m cncotH^ h en 03 n et1 mvor^o

e-· Ή H H H rl H rt rH

5" CM CO O (Ji 'k. *“ ·- — g en M1 r- un i

* H

H

^ -P I

> O -H

C > o en <n en m o i O <1) > 4J C3 ·- — — —

y. C H -rl ^ O O O H

M -H O 1¾ CQ

2 CM

i—I (0 0- —.......... -----------.... - C (0 M -rl (OCncuain tn w tn EHMr-IQjfl <β rO ia t ° <U >1 a 2 2 2

!H

S -h h in in m m

e > o en ^ M M «N <M

nS X CU

rH (0 C--- '

Q) I -r| -H

OföiOQ,w w en tn en -p o. < < < < <

en e C >i H H H H H

•H-riQj^U O O O O

k* Dj C E”< • •rl (0

-P (U

o

•m X

U* * H H H

<D ns

e -P

H M

en eu w >

Claims

26 Patenttivaatimukset 7015 2

1. Menetelmä ei-laminaarisissa virtausolosuhteissa putkijohdon läpi kulkevan vesipitoisen nesteen kitkan pienentä-5 miseksi, tunnettu siitä, että nesteeseen lisätään kitkaa pienentävää koostumusta, joka käsittää (1) kitkaa pienentävän määrän viskoelastista pinta-aktiivista ainetta, joka sisältää (a) pinta-aktiivisen ionin ja (b) orgaanisen elektrolyytin, jossa on osa, joka pystyy yhdistymään pinta-10 aktiivisen ionin kanssa, ja (2) orgaanisen lisäelektrolyy-tin, jota on läsnä määrässä, joka riittää edelleen pienentämään viskoelastista pinta-aktiivista ainetta sisältävän vesipitoisen nesteen kitkaa sen kulkiessa putkijohdon läpi ei-laminaarisissa virtausolosuhteissa, jolloin yhdistelmä 15 (1) + (2) on edullisesti setyylitrimetyyliammoniumsalisylaa- tin tai tetradekyylitrimetyyliammoniumsalisylaatin ja nat-riumsalisylaatin yhdistelmä tai setyylitrimetyyliammonium- 3,4-diklooribentsoaatin ja natrium-3,4-diklooribentsoaatin yhdistelmä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaisessa menetelmässä käy tettävä kitkaa vähentävä koostumus, tunnettu siitä, että se käsittää (1) kitkaa pienentävän määrän viskoelastista pinta-aktiivista ainetta, joka sisältää (a) pinta-aktiivisen ionin ja (b) orgaanisen elektrolyytin, jossa on osa, 25 joka pystyy yhdistymään pinta-aktiivisen ionin kanssa, ja (2) orgaanisen iisäelektrolyytin, jota on läsnä määrässä, joka riittää edelleen pienentämään viskoelastista pinta-aktiivista ainetta sisältävän vesipitoisen nesteen kitkaa sen kulkiessa putkijohdon läpi ei-laminaarisissa virtaus-30 olosuhteissa, jolloin yhdistelmä (1) + (2) on edullisesti setyylitrimetyyliammoniumsalisylaatin tai tetradekyylitri-metyyliammoniumsalisylaatin ja natriumsalisylaatin yhdistelmä tai setyylitrimetyyliammonium-3,4-diklooribentsoaatin ja natrium-3,4-diklooribentsoaatin yhdistelmä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen koostumus, tun nettu siitä, että vesipitoinen neste sisältää 20 pai-no-%:iin asti etyleeniglykolia. 701 52 27

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että yhdistelmä sisältää 0,01 - 5 paino-% viskoelastista pinta-aktiivista ainetta ja 0,1 - 20 moolia orgaanista elektrolyyttiä moolia kohti viskoelastista pinta-5 aktiivista ainetta. 28 Patentkrav 701 52