JP4055851B2 - 蟻酸カリウムを含む自由流動性生産物 - Google Patents
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Description
該物質は、後者中の残渣の水に結合することが出来るように、蟻酸カリウムよりもより低い平衡湿度を、好ましくは持っていること。
該物質は、良い固化防止効果を持っていること。
該固化防止剤は、高い水溶性を持っていること。
該固化防止剤は、濃縮された蟻酸カリウム溶液中で、短い溶解時間を持っていること。
条件付けのための該物質は、液体生産物の所望のpH範囲(好ましくはpH9〜11)に対して、劇的な変化を与えないこと。
測定されるべき化学試料は、1〜2日間室温にて温められた。350mlの試料が、該試料の上に、150mlの何もない空気の空間を残して500mlフラスコ中に置かれた。Novasin 相対湿度および温度記録計が、該フラスコ開口部に挿入されたゴム栓中の穴を通じて挿入され、気密系が保たれた。該記録計の測定管が今、該生産物試料の上のフラスコ空気領域中に置かれた。
該フラスコおよび試料は1時間保管され、平衡温度および相対湿度が、1時間の猶予期間後に達成された。
可能性のある物質の最初のスクリーニングがなされ、水を吸収するそれらの能力を指し示す、それらの平衡水部分圧が見出された。これらのデータは、室温における平衡水部分圧を示す表1において提示されている。
これらの物質は、水との混合物中でのより低い水蒸気圧に対するそれらの能力を記載している文献データにより主に選ばれたが、水中での高い溶解性も使用された。
この蟻酸カリウム結晶性生産物は0.2〜0.5%の範囲中の水を含有し、該生産物中の残渣の水が固化防止剤により吸収されて該蟻酸塩粒子の自由流動を守ることは、重要であった。
表1に記録されたデータは、この物質の水に対しての親和性を指し示している。好ましくは、蟻酸カリウムよりも、水に対するより高い親和性(より低い水部分圧)を有する物質が、水を結合/吸収し、主生産物の自由流動を守るであろう。
蟻酸カリウム生産物が0.2〜0.5%の水を含有し、23℃にて4.2〜5.6ミリバールの平衡水部分圧を持ったという事実に基づき、より低い水部分圧およびこのようなより高い水親和性を持った物質が、理論的には該蟻酸塩生産物中において固化防止剤として働くべきである。
表1における結果から分かるように、炭酸カリウム、水酸化カリウム、臭化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムおよびスクロースのような物質は、前記仮定に従って働くべきである。
ケイ酸塩およびスターチのようなよく知られた固化防止剤は、平衡水蒸気圧が高過ぎて、蟻酸カリウム生産物混合物中で固化防止剤として働くことが出来ないことも、表1から明らかである。
該固化防止剤の高い水溶性の要求は、成分の殆どが水に不溶性または低い溶解性を持つので、これらの成分を除外する。
しかしながら、好適な物質を見出すために、本発明者らは、自由流動および固化特性に関して、これらに関してよく知られた試験方法を使用して、最も確実な物質をチェックしなければならなかった。
自由流動性試験に関して、本発明者らは、それぞれ15.8mmおよび22mmの開口部を有する、ガラス性実験室サイロを使用した。自由流動性能力は、1.5〜3%の投与量で異なる固化防止剤と混合された1kgの蟻酸カリウム生産物に関しての空になる時間を記録することにより測定される。
吸湿性の自由流動性材料である蟻酸カルシウムが、対照中央値として使用された。各試料について、2つ平行して記録が行われた。以下の表2は、平均の結果を提示している。
表2は、表1において追跡された最も確実な物質が、前記サイロ試験における生産物混合物に関する問題の自由流動の特徴を与えていることも、指し示した。4.2〜5.6%よりもより低い平衡水圧の要求を満たさない物質は、ケイ酸塩との混合物を除き、流動試験において問題を与えた(アスタリスク*)。
良い固化防止剤の選択を更に進めるために、本発明者らは、表2において検出された最も確実な物質と混合された結晶生産物に関する標準硬化試験を行った。
表1における蒸気圧の要求を満たさない、表2中の結晶生産物混合物の内の幾つかは、選択方法の前記仮定を証明する硬化試験中に包含されている。
固化試験は、表3中に示されたものと同じ混合物に関して行われた。
表3中に提示されたような試験試料(約100g)が、10cm×10cmの次元を有する小さいプラスチック製の袋の中へ詰め込まれ、開口部が気密にされた。該試験袋は、2つの金属板の間に置かれ、3バールの圧力が上側の板に晒された。該圧力は、300kgの重りまたは約1425kgの袋に等しい。該試料はそこに3日間、72時間放置された。
この重りは、3日後に取り除かれた。
この袋は今、3.5mm孔を有する篩上に個々に置かれた。該篩は、該篩から放出される粉末の重量を量っている重りの上に置かれた。該篩は、該篩に打撃を与えている押す道具に接続され、該篩を空にするのに必要な打撃の数が記録され、コンピュータにログオンされた。
この結果は、以下のように解釈され、分別される:
打撃の数<5:固化の危険性はなさそうである、または非常に低い。
打撃の数>5:固化の危険性がありそうである。
硬化または固化の可能性は、5より大きい必要がある打撃の数と共に直線的に増加している。
結果的に得られる曲線中に提示される硬化数は、硬化した材料を壊すのに必要な打撃の数に等しい。
この試料は、3つ平行してこの試験に導入された。
この結果は、加えられた固化防止剤を有する蟻酸カリウム試料(各試験試料は、3つ平行して調べられた)の硬化試験を示す以下の表3中に提示されている。
高温融解過程に基づいた、粒子化された無水蟻酸カリウム(3mmの粒子)もまた、固化を与えなかった。その結果は、結晶塊中の固化の問題を作り出しているのは、残渣の水、およびこの残渣の水に関連した結晶架橋効果であることを証明している。
この粒子化された無水蟻酸カリウムは、この試験の間中固化しなかったが、大気に晒された場合は非常に急速に湿気を拾い上げ、その後この粒子は固化を始めるであろう。この蟻酸カリウム生産物の固化を避けるために、それが保管および操作の間中湿気に晒されないことが不可欠である。
表3中の結果から分かるように、炭酸カリウム、スクロースおよび水酸化カリウムだけが、硬化試験において満足するデータを与えた。蟻酸カリウムよりもより大きな水親和性を有する、2つの他の試験試料(つまり臭化リチウムおよび塩化カルシウム)は、高過ぎる硬化数を与えたので、特別な場合にのみ、蟻酸カリウムの固化を妨げるために適用可能であろう。
結晶性蟻酸カリウムは、しばしば石油およびガス産業において、掘削および補充液に基づいて、蟻酸カリウムを高品質化するために使用されるので、異なる生産物混合物が、使用時に無粒子溶液を形成するのを調べることが重要であった。系に基づいた、この蟻酸カリウムの高品質化は、Sp.gr. 領域1.5〜1.57kg/lにおいて、最も頻繁に起こる。
蟻酸カリウムの水溶液を、1.53(71%蟻酸カリウム)〜1.57(75%蟻酸カリウム)の特別な重力(Sp.gr.)で、好適な固化防止剤候補を加えられた乾燥した結晶性生産物により高品質化する能力は、実験室における溶解試験により行われた。
これらの結果は表4において提示され、条件付きの蟻酸カリウム生産物の溶解を示す。
臭化リチウムはこの溶解試験に合格したが、実用的な適用可能性は、価格ならびに掘削および補充系との相容性のため、限られる。
前記の実施例は、本発明者らが、条件付け、ならびに実用的な保管および操作条件下に蟻酸カリウムを自由流動性にするための固化防止剤に到達することにおいて成功したことを、明確に例証している。幾つかの可能性のある物質が初期の試験に合格したが、驚くべきことに、殆どが実用的な使用に対する要求を叶えていなかった。
Claims (3)
- 0.1〜1重量%の水を含有する、自由流動性蟻酸カリウム生産物であって、該生産物が、炭酸カリウムおよび水酸化カリウムの中から選ばれた水溶性固化防止剤を0.5〜5重量%含み、22℃にて16%未満の平衡水相対湿度(Rh)に対応する水親和性を持つことを特徴とする、自由流動性蟻酸カリウム生産物。
- 請求項1に記載の自由流動性蟻酸カリウム生産物であって、該生産物が、1〜2.5重量%の炭酸カリウムおよび/または水酸化カリウムを含有することを特徴とする、自由流動性蟻酸カリウム生産物。
- 請求項1に記載の自由流動性蟻酸カリウム生産物であって、該蟻酸カリウムが、結晶性蟻酸カリウムであることを特徴とする、自由流動性蟻酸カリウム生産物。
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