NL7906254A - LIQUID FUELS FOR THE PROPULSION OF AIRPLANES, ROCKETS AND THE LIKE, AND A METHOD FOR THE PREPARATION OF SUCH FUELS, CONTAINING FINE DISTRIBUTED CARBON PARTICLES DISTRIBUTED THEREIN. - Google Patents

LIQUID FUELS FOR THE PROPULSION OF AIRPLANES, ROCKETS AND THE LIKE, AND A METHOD FOR THE PREPARATION OF SUCH FUELS, CONTAINING FINE DISTRIBUTED CARBON PARTICLES DISTRIBUTED THEREIN. Download PDF

Info

Publication number
NL7906254A
NL7906254A NL7906254A NL7906254A NL7906254A NL 7906254 A NL7906254 A NL 7906254A NL 7906254 A NL7906254 A NL 7906254A NL 7906254 A NL7906254 A NL 7906254A NL 7906254 A NL7906254 A NL 7906254A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
carbon black
fuels
monomer
liquid
mixture
Prior art date
Application number
NL7906254A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Ashland Oil Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/950,347 external-priority patent/US4165969A/en
Application filed by Ashland Oil Inc filed Critical Ashland Oil Inc
Publication of NL7906254A publication Critical patent/NL7906254A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Liquid Developers In Electrophotography (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Description

- 1 -- 1 -

Aa

s / \ 2T.0. 28.159s / \ 2T.0. 28,159

Ashland Oil, Inc. te Ashland, Kentucky, Verenigde Staten vanAshland Oil, Inc. in Ashland, Kentucky, United States of

Amerika.America.

Vloeibare brandstoffen voor het voortstuwen van vliegtuigen, raketten en dergelijke, alsmede werkwijze voor de bereiding van dergelijke brandstoffen, die fijn verdeelde koolstofdeeltjes gedispergeerd daarin bevatten.Liquid fuels for propelling airplanes, missiles and the like, as well as a process for the preparation of such fuels containing finely divided carbon particles dispersed therein.

De ontwikkeling van stuwstraalmotoren heeft aangetoond, dat wanneer het vliegbereik toeneemt, voortstuwende brandstoffen met een verhoogde vol'umetrische verhittingswaarde ( verbrandings-warmte per volume-eenheid ) nodig zijn. In het algemeen stijgen de volumetrische verhittingswaarden van vloeibare koolwaterstof- 5 brandstoffen met verhoogde verhoudingen van kcriLstof tot waterstof in de brandstoffen en verhoogde dichtheden. Volgens de stand der techniek is voor gesteld het koolstofgehalte en de dichtheden van vloeibare koolwaterstofbrandstoffen te verhogen, en dientengevolge de volumetrische verhittingswaarden ervan, door het daarin disper- 10 geren van fijn verdeelde koolstof, zoals roet of poedervormig grafiet. Studies zijn uitgevoerd met roetsoorten, gesuspendeerd in dergelijke koolwaterstofbrandstoffen, zoals kerosine, decaline en tetraline. Bij sommige van fee studies zijn geleermiddelen, zoals een aluminiumzeep van isoï-octaanzuur of het materiaal met 15 de handelsnaam CX 5487 van Dow Chemical Company, gebruikt om de roet in de koolwaterstofbrandstof gedispergeerd te houden. Deze mengsels van koolwaterstofbrandstof en roet vertonen echter duidelijke toenames van de viscositeit in vergelijking met de vloeibare koolwaterstofbrandstof alleen. Vloeibare brandstoffen, die 20 deeltjesvormig aluminium en boor bevatten voor het verhogen van de volumetrische verhittingswaarde ervan, zijn eveneens onderzocht. De^metaaloxiden die gevormd worden bij het verbranden van deze brandstoffen hebben echter de efficiëntie van de motor ge-—Htnord en het is gebleken, dat deze brandstoffen slechts een 25 -I- 790 62 54 P'v - * 2 beperkte toepasbaarheid hebben.The development of thrust jet engines has shown that as the flight range increases, propellant fuels with an increased volumetric heating value (combustion heat per unit volume) are required. Generally, the volumetric heating values of liquid hydrocarbon fuels increase with increased hydrocarbon to hydrogen ratios in the fuels and increased densities. The prior art has proposed to increase the carbon content and densities of liquid hydrocarbon fuels, and consequently their volumetric heating values, by dispersing finely divided carbon, such as carbon black or powdered graphite, therein. Studies have been conducted with carbon blacks suspended in such hydrocarbon fuels, such as kerosene, decalin and tetralin. In some of the fee studies, gelling agents, such as an aluminum soap of iso-octanoic acid or the Dow Chemical Company trade name material CX 5487, have been used to keep the carbon black dispersed in the hydrocarbon fuel. However, these hydrocarbon fuel and carbon black mixtures show marked increases in viscosity compared to the liquid hydrocarbon fuel alone. Liquid fuels containing particulate aluminum and boron to increase its volumetric heating value have also been investigated. However, the metal oxides that are formed when these fuels are burned have increased the efficiency of the engine and it has been found that these fuels have only limited utility.

Yolgens andere overwegingen bij studies van roet is aangetoond, dat koolwater stofgroepen of polymeren kunnen worden gehecht via koolstof-koolstof-bindingen aan de oppervlakken van de roetdeeltjes. Het Amerikaanse octrooischrift 3.043*708 beschrijft een 5 methode, waarbij koolwaterstofgroepen kunnen worden gehecht aan de oppervlakken van roetdeeltjes met toepassing van Eriedel-Grafts-alkyleringsmiddelen en katalysatoren. Yan deze gemodificeerde roet-soorten is gebleken, dat zij nuttig zijn voor het versterken van rubbercomposities. Andere studies van roet hebben aangetoond,dat- 10 verschillende monomeren op de roetdeeltjes kunnen worden ©eenis* polymeriseerd. Wanneer bijvoorbeeld styreen wordt toegevoegd aan roet en thermisch wordt gepolymeriseerd, wordt een reactiepro>dukt van styreenpolymeer geënt op het oppervlak van roetdeeltjes verkregen. * 15According to other considerations in carbon black studies, it has been shown that hydrocarbon groups or polymers can be attached via carbon-carbon bonds to the surfaces of the carbon black particles. US patent 3,043 * 708 describes a method in which hydrocarbon groups can be attached to the surfaces of carbon black particles using Eriedel-Grafts alkylating agents and catalysts. These modified carbon blacks have been found to be useful in strengthening rubber compositions. Other carbon black studies have shown that different monomers can be polymerized on the carbon black particles. For example, when styrene is added to carbon black and thermally polymerized, a reaction product of styrene polymer grafted onto the surface of carbon black particles is obtained. * 15

De onderhavige uitvinding heeft op de eerste plaats betrekking op het verschaffen van een vloeibare koolwater stofbrandstof, die gedispergeerde kooldeeltjes bevat en een hoge volumetrische verhittingswaarde bezit. De uitvinding heeft verder betrekking op het verschaffen van een werkwijze voor het bereiden van een vloei- 20 bare koolwaterstofbrandstof, die gedispergeerde roetdeeltjes bevat en die een hoge volumetrische verhittingswaarde heeft. Yerder heeft de uitvinding ten doel een werkwijze te verschaffen voor het verhogen van de stabiliteit van de gedispergeerde roet in een vloeibare koolwaterstofbrandstof, die gedispergeerde kooldeeltjes bevat. 25The present invention primarily relates to the provision of a liquid hydrocarbon fuel containing dispersed carbon particles and having a high volumetric heating value. The invention further relates to the provision of a process for preparing a liquid hydrocarbon fuel containing dispersed carbon black particles and having a high volumetric heating value. Rather, it is an object of the invention to provide a method for increasing the stability of the dispersed carbon black in a liquid hydrocarbon fuel containing dispersed carbon particles. 25

Yoorts heeft de uitvinding betrekking op het verschaffen van een brandstof als beschreven met een verlaagd gietpunt en verminderde viscositeiten in vergelijking met bekende mengsels van roet en vloeibare brandstof.The invention relates to providing a fuel as described having a reduced pour point and reduced viscosities compared to known carbon black and liquid fuel mixtures.

De uitvinding betreft een werkwijze voor de bereiding van 30 een koolwaterstofbrandstof, die hoofdzakelijk bestaat uit eenvloei-bare verbrandbare koolwaterstof, waarin roetdeeltjes zijn gedis-pergeerd, op de oppervlakken waarvan koolwater stofgroepen chemisch zijn gehecht of polymeergroepen zijn geënt-polymeriseerd. De brandstof samenstelling volgens de uitvinding kan eveneens katalysator- 55 resten en/of homopolymeren van het monomere materiaal waaruit het entpolymeer is bereid, bevatten, maar deze zijn geen essentiële 790 62 54The invention relates to a process for the preparation of a hydrocarbon fuel, which mainly consists of a liquid combustible hydrocarbon, in which soot particles are dispersed, on the surfaces of which hydrocarbon groups are chemically bonded or polymer groups graft-polymerized. The fuel composition of the invention may also contain catalyst residues and / or homopolymers of the monomeric material from which the graft polymer is made, but these are not essential 790 62 54

VV

v 3 componenten van de samenstelling'.v 3 components of the composition '.

De uitvinding heeft verder "betrekking op een werkwijze voor het bereiden van een köolwaterstofbrandstof met een hoog roetge-halte, waarin deeltjesvormig roet, een polymeriseerbaar, entbaar monomeer en een polymerisatieinitiator worden gemengd in een 5 vloeibaar koolwaterstofbrandstofmilieu en het verkregen mengsel wordt omgezet onder geschikte omstandigheden van temperatuur en druk voor het bereiken van entpolymerisatie van ten minste een gedeelte van het toegevoegde monomeer op het roet.The invention further relates to a process for preparing a high carbon black content hydrocarbon fuel in which particulate carbon black, a polymerizable, graftable monomer and a polymerization initiator are mixed in a liquid hydrocarbon fuel medium and the resulting mixture is converted under suitable conditions. of temperature and pressure to achieve graft polymerization of at least a portion of the added monomer on the carbon black.

Hoewel de nadruk in de volgende beschrijving ligt op vloei- 10 bare koolwater stof brandstof-roet-entpolymeersamens tellingen en een werkwijze voor de bereiding daarvan, heeft de uitvinding tevens betrekking op samenstellingen, die vloeibare koolwater-stofbrandstoffen en roet bevatten, waarbij op de oppervlakken ° van het roet koolwaterstofgroepen zijn gehecht. De koolwaterstof- 15 groepen worden gehecht met toepassing van Eriedel-Crafts, Grignard, of andere gebruikelijke reacties, alsmede reacties van het poly-merisatietype zoals Ziegler-Uatta, anionogene, kationogene, door bestraling geïnduceerde en door peroxide geïnitieerde reacties.Although the emphasis in the following description is on liquid hydrocarbon fuel-carbon black graft polymer compositions and a process for their preparation, the invention also relates to compositions containing liquid hydrocarbon fuels and carbon black, wherein the surfaces ° of the carbon black hydrocarbon groups are attached. The hydrocarbon groups are attached using Eriedel-Crafts, Grignard, or other conventional reactions, as well as polymerization-type reactions such as Ziegler-Uatta, anionic, cationic, radiation-induced, and peroxide-initiated reactions.

De vloeibare koolwater stofcomponent kan elke verbrandbare 20 vloeibare koolwaterstof zijn. Bij voorkeur gebruikte koolwaterstof-vloeistoffen zijn die met een hoge dichtheid en een hoge verhouding van koolstof tot waterstof, zoals kerosine, de JP-5, EP-1 of Shelldyne brandstoffen, decaline of tetraline. "JP-5", "BP-1" en " Shell dyne" zijn handelsmerken van de Shell Oil Company voor meng- 25 seis van onverzadigde bicyclo-(2.2.1 )-hepta .-*-2.5-diëendimeren.The liquid hydrocarbon component can be any combustible liquid hydrocarbon. Preferred hydrocarbon liquids are those with a high density and a high carbon to hydrogen ratio, such as kerosene, the JP-5, EP-1 or Shelldyne fuels, decalin or tetralin. "JP-5," "BP-1," and "Shell dyne" are trademarks of the Shell Oil Company for blend of unsaturated bicyclo (2.2.1) hepta. 2.5 -dimers.

Een bij voorkeur gebruikte koolwaterstofvloeistof is een gehydro-geneerd dimeer van methylcyclopentadiënen met de structuur van formule 1.A preferred hydrocarbon liquid is a hydrogenated dimer of methyl cyclopentadienes having the structure of formula 1.

Een grote variëteit van roetsoorten kan worden gedispergeerd 30 in de vloeibare koolwaterstofbrandstof. Deze zijn thermisch verkregen roetsoorten met verschillende deeltjesgrootten, ovenroet-soorten enéP-sroet. Bruikbare ovenroetsoorten omvatten de klassen aangeduid als super-slijtvast, zeer-slijtvast, snel-^xtrusie en karkaskwaliteit (“super abrasion, high abrasion, fast extrusion, 35 fine and carcass grade$net verschillende deeltjesgrootten. Klassen van bruikbaar gasroet zijn "medium processing, hard processing 790 62 54 V ' * 4 and conducting". Roet, bereid uit ethyn en de verschillende grafiet-soorten^oet kunnen eveneens worden gebruikt. Roetsoorten met een kleinere deeltjesgrootte zullen gemakkelijk verbranden maar een neiging hebben de viscositeit van het verkregen mengsel van brandstof en roet te verhogen, terwijl roetsoorten met grotere deel- 5 tjesgrootte de viscositeit minder zullen verhogen bij overeenkomstige concentraties maar niet even snel zullen verbranden. Het zal derhalve noodzakelijk zijn een roet te kiezen met een gemiddelde deeltjesgrootte voor het optimaliseren van het verbranden en de viscositeitseigenschappen van het verkregen mengsel van roet 10 en vloeibare koolwaterstof.A wide variety of carbon blacks can be dispersed in the liquid hydrocarbon fuel. These are thermally obtained carbon blacks with different particle sizes, furnace carbon blacks and EP black. Useful furnace carbon blacks include the classes designated as super abrasion resistant, very abrasion resistant, fast extrusion and carcass quality (super abrasion, high abrasion, fast extrusion, fine and carcass grade $ with different particle sizes. Classes of usable gas black are medium processing , hard processing 790 62 54 V '* 4 and conducting ". Carbon black prepared from ethyne and the various graphite grades can also be used. Carbon blacks with a smaller particle size will burn easily but tend to the viscosity of the resulting mixture fuel and soot, while larger particle size soots will increase the viscosity less at corresponding concentrations but will not burn as quickly, therefore it will be necessary to choose a soot of average particle size to optimize combustion and the viscosity properties of the obtained mixture of carbon black and liquid hydrocarbon dust.

Een bij voorkeur gebruikt roet is een semi-versterkend roet (SEP) met de volgende eigenschappen: ASTM nr. H-754 jood-adsorptie, mg/g. 20-27 15 tint 188-200 DBP adsorptie, ml/100 g 54-62 as, % 0,75 maximum 30 mesh-residu, % 0,001 maximum 325 mesh-residu, % -0,050 maximum 20A preferred carbon black is a semi-reinforcing carbon black (SEP) with the following properties: ASTM No. H-754 iodine adsorption, mg / g. 20-27 15 shade 188-200 DBP adsorption, ml / 100g 54-62 ash,% 0.75 maximum 30 mesh residue,% 0.001 maximum 325 mesh residue,% -0.050 maximum 20

Het monomeer dat· moet worden geënt-polymeriseerd op de deeltjes van het roet kan worden gekozen pit een groot aantal in de handel verkrijgbare monomeren. Aangenomen wordt dat het mechanisme van ent-polymerisatie bestaat uit twee trappen. In de . eerste trap polymeriserén|le moleculen van het monomeer onder vor- 25 ming van een polymeerketen. Yervolgens hecht het reactieve uiteinde van de polymeerketen zich op het oppervlak van het roet. Dientengevolge moet het gekozen monomeer er een zijn, dat een gewenst roet-ent-polymeer zal. opleveren met gewenste koolwaterstof-eenheden, die verenigbaar zijn met de kalwaterstofbrandstofcomponent, 30 waarin het roet wordt gedispergeerd. In het bijzonder zijn te gebruiken monomeren vinylesters, esters van acryl- en gesubstitiBerde acrylzuren en polymeriseerbare koolwaterstoffen, die een koolwa-terstof^gedeelte bevatten, dat verenigbaar zal zijn met de vloeibare koolwaterstofbrandstofcomponent. Andere bruikbare monomeren zijn 35 diëenmonomeren, zoals isopreen en butadiëen, cyclische diënen, zoals cyclopentadiëen, en cyclische koolwaterstoffen die een veel- 790 6 2 54 • * u 5 voudige onverzadiging hebben ( geconjugeerd of niet-geconjugeerd).The monomer to be graft-polymerized onto the carbon black particles can be selected from a variety of commercially available monomers. The mechanism of graft polymerization is believed to consist of two stages. In the . first stage polymerizing molecules of the monomer to form a polymer chain. The reactive end of the polymer chain then adheres to the surface of the carbon black. As a result, the selected monomer must be one that will be a desired carbon black graft polymer. with desired hydrocarbon units compatible with the hydrocarbon fuel component in which the carbon black is dispersed. In particular, monomers to be used are vinyl esters, esters of acrylic and substituted acrylic acids, and polymerizable hydrocarbons containing a hydrocarbon portion which will be compatible with the liquid hydrocarbon fuel component. Other useful monomers are diene monomers, such as isoprene and butadienes, cyclic dienes, such as cyclopentadienes, and cyclic hydrocarbons that have polyunsaturated (conjugated or unconjugated) 590.

Ideale monomeren zouden die zijn, welke eenheden bevatten, die overeenkomstig z^iyte vloeibare koolwaterstofcomponent, zoals vinyl-gehydrogeneerde-dimeren van methylcyclopentadiënen, vinyl-Sielldyne-type koolwaterstoffen (mengsels van door vinyl gesubstitueerde on- 5 verzadigde bicyclo-(2.2.1)-hepta-2.5-diëendimeren), vinylcuban (door 2 5 5 8 vinyl gesubstitueerde verbindingen van pentacyclo (4.2.0.0 .O'7’ .Ideal monomers would be those containing units corresponding to a liquid hydrocarbon component, such as vinyl hydrogenated dimers of methyl cyclopentadienes, vinyl Si-dynyne type hydrocarbons (mixtures of unsubstituted vinyl unsaturated bicyclo (2.2.1)). -hepta-2,5-diene dimers), vinyl cuban (2 5 5 8 vinyl substituted compounds of pentacyclo (4.2.0.0 .0'7 '.

04’T> octaan), en vinylbinor-S (door vinyl gesubstitueerde verbin- . dingen van heptacyclo (5·5·1 .l^’^.l^’^.l^’"^ .O^’^.O®’^^) tetradecaan).04'T> octane), and vinylbinor-S (vinyl-substituted compounds of heptacyclo (5 · 5 · 1 .l ^ '^. L ^' ^. L ^ "" ^ .O ^ "^. O ® '^^) tetradecane).

Specifieke monomeren die kunnen worden gebruikt zijn lauryl- 10 methacrylaat, 1,2-dihydronaftaleen en gedeeltelijk gehydrogeneerde, gevinyleerde gehydrogeneerde antraceen en fenantreen.Specific monomers that can be used are lauryl methacrylate, 1,2-dihydronaphthalene and partially hydrogenated, vinylated hydrogenated anthracene and phenanthrene.

Katalysatoren, die gebruikt kunnen worden, zijn die welke gewoonlijk worden gebruikt als vrije radicalen leverende initiatoren, zoals peroxiden en hydroperoxiden, pinacolen en overgangsmetaal- 15 ioninitiatoren. Meer in het bijzonder zijn te gebruiken katalysatoren 2.2'-azo-bis-isobutyronitrile, gewoonlijk AIM genoemd^en 1.3-difenyltriazeen, onderstaand aangeduid met DPT. Hiervan verdient de DPT-katalysator de voorkeur, omdat deze een langere halfwaarde-tijd heeft en kan worden gebruikt bij hoge temperaturen van 100- 20 120°C. De werktemperatuur voor de AIM-katalysator is 60-80°C.Catalysts that can be used are those commonly used as free-radical-generating initiators, such as peroxides and hydroperoxides, pinacols, and transition metal ion initiators. More specifically, catalysts to be used are 2,2'-azo-bis-isobutyronitrile, commonly referred to as AIM, and 1,3-diphenyltriazene, denoted below by DPT. Of these, the DPT catalyst is preferred because it has a longer half-life and can be used at high temperatures of 100-120 ° C. The working temperature for the AIM catalyst is 60-80 ° C.

Gebaseerd op het aggregaatgewicht van het roet, de vloeibare koolwaterstof en het gepolymeriseerde monomeer in de uiteindelijke brandstofsamenstelling, moet de hoeveelheid roet ongeveer 5-70 gew.%, de hoeveelheid vloeibare koolwaterstof, ongeveer 50-95 gew.% 25 en het monomeer ongeveer 2-15 gev.% zijn. Bij voorkeur gebruikte gebieden van deze componenten zijn ongeveer 50-70 gew.% roet, ongeveer 30-50 gew.% kool waterstof vloei stof en ongeveer 1-5 gew.% monomeer.Based on the aggregate weight of the carbon black, the liquid hydrocarbon and the polymerized monomer in the final fuel composition, the amount of carbon black should be about 5-70 wt%, the amount of liquid hydrocarbon, about 50-95 wt%, and the monomer about 2 -15% by weight. Preferred areas of these components are about 50-70 wt% carbon black, about 30-50 wt% hydrocarbon liquid, and about 1-5 wt% monomer.

De hoeveelheid katalysator, die in het mengsel wordt opge-nomen zal ten dele afhangen van de bijzondere gebruikte katalysator.The amount of catalyst included in the mixture will depend in part on the particular catalyst used.

Wanneer de AIM of DPT katalysatoren worden gebruikt, dan worden ongeveer 1-5 gew.dln katalysator per 100 gew.dln monomeer toegepast.When using the AIM or DPT catalysts, about 1-5 parts by weight of catalyst per 100 parts by weight of monomer are used.

De temperatuur en druk, waarbij het roet, monomaa: en katalysator worden omgezet, zijn die welke in het algemeen worden toe- 35 gepast bij gebruikelijke polymerisatiereacties en variëren van o 2 ongeveer 50 tot 150°C en ongeveer 0-1,4 2g/cm .The temperature and pressure at which the carbon black, monoma, and catalyst are converted are those generally used in conventional polymerization reactions and range from about 50 to 150 ° C and about 0-1.4 g / g. cm.

790 62 54 6 «Λ *790 62 54 6 «Λ *

Bij het combineren van het roet, de vloeibare koolwaterstof-brandstof,het monomeer en de katalysator is een nieuw kenmerk van de werkwijze voor het mengen van deze componenten, dat het roet, het monomeer en de katalysator direct worden toe gevoegd aan en omgezet met de vloeibare koolwaterstofbrandstof. Een tussentrap 5 waarbij het roet en het monomeer eerst worden omgezet en vervolgens aan de vloeibare koolwaterstof worden toegevoegd, is^nood-zakelijk.When combining the carbon black, the liquid hydrocarbon fuel, the monomer and the catalyst, a new feature of the process of mixing these components is that the carbon black, the monomer and the catalyst are added directly to and reacted with the liquid hydrocarbon fuel. An intermediate step in which the carbon black and the monomer are first converted and then added to the liquid hydrocarbon is necessary.

Yolgens een voorkeursmethode voor het combineren van de componenten worden het roet, het monomeer en de katalysator alle toe- 10 gevoegd in de gewenste hoeveelheden aan de vloeibare koolwaterstof-brandstof. De gecombineerde materialen worden bij omgevingstemperatuur voldoende geroerd om ze gelijkmatig door de koolwaterstof-vloeistof te dispergeren. Het mengsel wordt vervolgens verhit op de gewenste stemperatuur voor het polymeriseren van het monomeer. 15According to a preferred method of combining the components, the carbon black, monomer and catalyst are all added in the desired amounts to the liquid hydrocarbon fuel. The combined materials are stirred sufficiently at ambient temperature to disperse them evenly throughout the hydrocarbon liquid. The mixture is then heated to the desired temperature to polymerize the monomer. 15

De tijd, die nodig is voor het beëindigen van de reactie, varieert maar een tijd van slechts 2 uren is toegepast. Ha beëindiging van de omzetting wordt het mengsel gekoeld en is het gereed voor toepassing als brandstof.The time required to complete the reaction varies, but a time of only 2 hours has been used. After completion of the conversion, the mixture is cooled and ready for use as a fuel.

Indien gewenst kan echter het roet-entpolymeer afzonderlijk 20 worden gevormd buiten de vloeibare koolwaterstof en vervolgens ermee worden gecombineerd en gedispergeerd in de vloeibare koolwaterstof brandstof .However, if desired, the carbon black graft polymer can be separately formed outside of the liquid hydrocarbon and then combined with it and dispersed in the liquid hydrocarbon fuel.

Het is ingezien dat het monomeer in twee verschillende wijzen reageert. Er is een homopolymerisatiereactie, waarbij de monomeer- 25 moleculen met elkaar verbonden worden onder vorming van een homo-polymeer van het monomeer. De tweede reactie is die, waarbij de groeiende polymeerketens reageren met de roetdeeltjes onder vorming van het entpolymeer. In het ideale geval moet de reactie worden uitgevoerd om de vorming van entpolymeren met het roet ma- 30 ximaal te maken en de vorming van homopolymeren te minimaliseren.The monomer has been recognized to react in two different ways. There is a homopolymerization reaction in which the monomer molecules are joined together to form a homopolymer of the monomer. The second reaction is that in which the growing polymer chains react with the carbon black particles to form the graft polymer. Ideally, the reaction should be conducted to maximize the formation of graft polymers with the carbon black and minimize the formation of homopolymers.

In sommige gevallen is het gewenst het roet met een ontgas-singsbehandeling voor te behandelen. Deze trap bestaat uit het onderwerpen van het roet aan een verminderde druk van 2-5 mm kwik en een verhoogde temperatuur van 140-150°C gedurende ongeveer 3 35 uren- Deze behandeling verwijdert vocht en zuurstof en verbetert de activiteit van het roet voor het erop hechten van de koolwater- 790 6 2 54 - ^ 7 stofgroepen.In some cases it is desirable to pre-treat the carbon black with a degassing treatment. This step consists of subjecting the carbon black to a reduced pressure of 2-5 mm of mercury and an elevated temperature of 140-150 ° C for about 3 hours. This treatment removes moisture and oxygen and improves the activity of the carbon black for bonding the hydrocarbon dust groups 790 6 2 54 - ^ 7.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.The invention is further illustrated by the following examples.

Voorbeeld I.Example I.

Aan 106,6 g vloeibare koolwaterstofbrand'stof (handelsnaam 5To 106.6 g of liquid hydrocarbon fuel (trade name 5

Shelldyne) in een menginrichting werden 65 g van een thermisch roet toe gevoegd. Na mengen van de twee componenten was een thixo-trope dispersie met een dichtheid van 1-,27 g/m1 welke 33» 7 gew.Jé roet bevatte, verkregen. Het mengsel, aangeduid als monster A, werd opxzij gezètnom te worden gebruikt als een controle en verge- 10 lijkingsmonster.Shelldyne) in a blender, 65 g of a thermal carbon black were added. After mixing the two components, a thixotropic dispersion with a density of 1.27 g / m 1 containing 33.7 wt.% Carbon black was obtained. The mixture, designated Sample A, was set aside to be used as a control and comparison sample.

Een tweede dispersie met toepassing van dezelfde hoeveelheid thermisch roet en koolwaterstofvloeistof werd vervolgens bereid.A second dispersion using the same amount of thermal carbon black and hydrocarbon liquid was then prepared.

Q?erwijl de tweede dispersie nog in de menginrichting was, werden 300 mg DPT-katalysator toegevoegd onder continu roeren en vervol- 15 gens -21,5 g laurylmethacrylaatmonomeer. Een gedeelte van het verkregen mengsel,.aangeduid als monster B, werd bewaard bij kamertemperatuur. De rest, aangeduid als mengsel C, met een gewicht van 117 g werd verwijderd en gedurende een nacht verhit (ongeveer 15 uren) bij een temperatuur van 100°C in een gesloten vat. Visuele 20 vergelijking van dit laatste mengsel, monster C, met het monster zonder toegevoegd monomeer, monster A en het monster met ongepoly-meriseerd monemeer, monster B, toonde duidelijk aan, dat het verhitte gepolymeriseerde monster C de laagste viscositeit had ( vergelijkbaar met motorolie bij kamertemperatuur) terwijl de eerste 25 twee monsters A en B uiterst vis&eus waren. Deze lagere viscositeit gaf aan, dat entpolymerisatie van het laurylmethacrylaat had plaats gevonden bij· aanwezigheid van de vloeibare koolwater stof-brandstofdrager. De berekende samenstelling van monsters B en C was 55»2 gew.% Shelldyne, 33>7 gew.% roet en 11,1 gew.% monomeer 30 respectievelijk polymeer.While the second dispersion was still in the mixer, 300 mg of DPT catalyst were added with continuous stirring and then -21.5 g of lauryl methacrylate monomer. Part of the resulting mixture, designated Sample B, was stored at room temperature. The residue, designated as mixture C, weighing 117 g, was removed and heated overnight (about 15 hours) at a temperature of 100 ° C in a closed vessel. Visual comparison of the latter mixture, sample C, with the sample with no added monomer, sample A and the sample with unpolymerized monomer, sample B, clearly showed that the heated polymerized sample C had the lowest viscosity (comparable to motor oil at room temperature) while the first two samples A and B were extremely viscous. This lower viscosity indicated that graft polymerization of the lauryl methacrylate had occurred in the presence of the liquid hydrocarbon fuel carrier. The calculated composition of samples B and C was 55 2 wt% Shelldyne, 33> 7 wt% carbon black and 11.1 wt% monomer polymer, respectively.

Voorbeeld II.Example II.

Aan 184 g gehydrogeneerd dimeer van methylcyclopentadiëen (in de handel bekend als RJ-4) werden 113 S van hetzelfde thermische roet als in voorbeeld toegevoegd en het mengsel werd gemengd, waar- 35 bij een thixotroop mengsel met 38 gew.% roet werd verkregen. Een gedeelte van dit mengsel (106 g), aangeduid als monster D, werd 790 62 54 V- 8 verwijderd voor controle en vergelijking. Aan de resterende 191 g van het mengsel werden 23,6 g laurylmethacrylaat en 330 mg van de DPT katalysator toegevoegd onder roeren. De hoeveelheid katalysator, die toegevoegd werd, kwam overeen met 1,4 gew.dln per 100 gew.dln monomeer. De hoeveelheden roet, RJ-4 vloeibare kool- 5 waterstof, laurylmethacrylaat en DPT-katalysator, die gemengdTo 184 g of hydrogenated dimer of methylcyclopentadienes (commercially known as RJ-4), 113 S of the same thermal carbon black as in the example were added and the mixture was mixed to give a thixotropic mixture with 38% by weight of carbon black. A portion of this mixture (106 g), designated Sample D, was removed for control and comparison. To the remaining 191 g of the mixture, 23.6 g of lauryl methacrylate and 330 mg of the DPT catalyst were added with stirring. The amount of catalyst added was equivalent to 1.4 parts by weight per 100 parts by weight of monomer. The amounts of carbon black, RJ-4 liquid hydrocarbon, lauryl methacrylate and DPT catalyst are mixed

Is werden, kwamen overeen met dezelfde gewicht sverhoudingenym voorbeeld I. Ra mengen van al deze componenten werd een monster, aangeduid als monster E, verwijderd en de rest, aangeduid als monster F, werd een nacht verhit in een gesloten vat op 110°C. ïïit visueel 10 onderzoek de volgende dag bleek dat het gepolymeriseerde monster F een aanzienlijk lagere viscositeit bezat dan het oorspronkelijke vergelijkingsmonster D en het niet-gepolymeriseerde monster E. De gemeten viscositeit van monster E was 6940 cP en dat van monster F slechts 300 cP. De berekende samenstelling van de monsters E en F 15 was 55,2 gew.% dimeer, 33,8 gew.% roet en 11,0 gew.% monomeer, betrokken op het aggregaat^-gewicht van deze drie componenten.The same weight ratios as in Example 1 were obtained. After mixing all these components, a sample, designated Sample E, was removed and the remainder, designated Sample F, was heated overnight in a closed vessel at 110 ° C. The next day visual examination showed that the polymerized sample F had a considerably lower viscosity than the original comparative sample D and the unpolymerized sample E. The measured viscosity of sample E was 6940 cP and that of sample F only 300 cP. The calculated composition of samples E and F 15 was 55.2 wt% dimer, 33.8 wt% carbon black and 11.0 wt% monomer, based on the aggregate weight of these three components.

De verbrandingswarmte van de monsters A, G, D en F werden gemeten en zijn in de onderstaande tabel vermeld. De waarden voor Shelldyne en RJ-4 zonder toegevoegd roet zijn die welke in de lite- 20 . ratuur gegeven zijn.The heat of combustion of samples A, G, D and F were measured and are listed in the table below. The values for Shelldyne and RJ-4 without added carbon black are those in the literature. have been given.

De berekende waarden voor de mengsels van vloeibare koolwaterstof, roet, monomeer en entpolymeer omvatten niet d"e ver-brandingswarmte van het opgenomen monomeer en ent-polymeer, terwijl de experimentele waarden dit wel doen. 25The calculated values for the mixtures of liquid hydrocarbon, carbon black, monomer and graft polymer do not include the heat of combustion of the incorporated monomer and graft polymer, while the experimental values do.

Verbrandingswaarde, j/l.10^ Berekend ExperimenteelCalorific Value, j / l.10 ^ Calculated Experimental

Shelldyne - zonder toegevoegd roet 45360Shelldyne - without added carbon black 45360

Shelldyne - met toegevoegd roet en geen monomeer (monster), 30 A 37,5 gev.% roet) 49980 51240Shelldyne - with added carbon black and no monomer (sample, 30 A 37.5% by weight carbon black) 49980 51240

Shelldyne - met entpolymeer en roet (monster C - 33,7 gew.% roet, 11,1 gev.% monomeer en 55,2 gev.% Shelldyne) 49280 48636 . 35 RJ-4 zonder toegeyoegd roet 39760 RJ-4 met toegevoegd roet en geen monomeer (monster)..Shelldyne - with graft polymer and carbon black (Sample C - 33.7% by weight carbon black, 11.1% by weight monomer and 55.2% by weight Shelldyne) 49280 48636. 35 RJ-4 without added carbon black 39760 RJ-4 with added carbon black and no monomer (sample) ..

D 38 gew.% roet) 45220 46548 790 6 2 54 9 vervolg tabel.D 38 wt% carbon black) 45220 46548 790 6 2 54 9 continued table.

Verbrandingswaarde, j/l ♦ 10^Combustion value, j / l ♦ 10 ^

Berekend Experimenteel HJ-4 niet entpolymeer en roet (monster F 33»8 gew.% 5 roet, 11,0 gew.9ó monomeer, en 55j2 gew.% RJ-4 brandstof) 44520 46228 (conclusies) l 790 62 54Calculated Experimental HJ-4 non-graft polymer and carbon black (sample F 33 »8 wt% carbon black, 11.0 wt% monomer, and 55j2 wt% RJ-4 fuel) 44520 46228 (claims) 1790 62 54

Claims (1)

CONCH S IE. Werkwijze voor de bereiding van een vloeibare koolwaterstof-brandstofsamenstelling, met het kenmerk, dat men een mengsel suspendeert uit 5-70 gew.^ poedervormig rbet, 50-93 gew.Jó van een vloeibare brandbare koolwaterstof en een monomeer, gekozen 5 uit de groep bestaande uit een vinylester, een acrylzuurester, een acyldieen en een cyclisch diëen, waarbij het momomeer 2-15 gew.% van het aggregaatgewicht van het mengsel uitmaakt, het mengsel onder roeren verhit op een temperatuur van 60-120°C bij aanwezigheid van een vrije radicalen leverende polymerisatieiaitiator.· 10 790 62 54 (CH3)2-j^J^j 790 6 2 54CONCH S IE. Process for the preparation of a liquid hydrocarbon fuel composition, characterized in that a mixture is suspended from 5-70 wt.% Powdery rbet, 50-93 wt.% Of a liquid flammable hydrocarbon and a monomer selected from the group consisting of a vinyl ester, an acrylic acid ester, an acyl diene and a cyclic diene, the momomer comprising 2-15% by weight of the aggregate weight of the mixture, the mixture being heated with stirring at a temperature of 60-120 ° C in the presence of a free radical polymerization initiator. 10 790 62 54 (CH3) 2-j ^ J ^ j 790 6 2 54
NL7906254A 1978-10-11 1979-08-16 LIQUID FUELS FOR THE PROPULSION OF AIRPLANES, ROCKETS AND THE LIKE, AND A METHOD FOR THE PREPARATION OF SUCH FUELS, CONTAINING FINE DISTRIBUTED CARBON PARTICLES DISTRIBUTED THEREIN. NL7906254A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US95034778 1978-10-11
US05/950,347 US4165969A (en) 1973-02-23 1978-10-11 High carbon content liquid fuels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL7906254A true NL7906254A (en) 1980-04-15

Family

ID=25490313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7906254A NL7906254A (en) 1978-10-11 1979-08-16 LIQUID FUELS FOR THE PROPULSION OF AIRPLANES, ROCKETS AND THE LIKE, AND A METHOD FOR THE PREPARATION OF SUCH FUELS, CONTAINING FINE DISTRIBUTED CARBON PARTICLES DISTRIBUTED THEREIN.

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS5552385A (en)
BE (1) BE878162A (en)
DE (1) DE2940486A1 (en)
ES (1) ES483602A1 (en)
FR (1) FR2438680A1 (en)
GB (1) GB2031019B (en)
IT (1) IT1122493B (en)
NL (1) NL7906254A (en)
SE (1) SE7906610L (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62101690A (en) * 1985-10-29 1987-05-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Additive for fuel oil
JPH02225594A (en) * 1989-02-27 1990-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Additive for fuel oil

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2754267A (en) * 1954-07-12 1956-07-10 Shell Dev Carbon black concentrates
FR1154339A (en) * 1956-06-29 1958-04-04 Bataafsche Petroleum Improved method of operating an oven

Also Published As

Publication number Publication date
GB2031019B (en) 1982-12-22
SE7906610L (en) 1980-04-12
ES483602A1 (en) 1980-04-16
BE878162A (en) 1979-12-03
FR2438680A1 (en) 1980-05-09
GB2031019A (en) 1980-04-16
IT7925091A0 (en) 1979-08-13
JPS5552385A (en) 1980-04-16
IT1122493B (en) 1986-04-23
FR2438680B1 (en) 1983-07-08
DE2940486A1 (en) 1980-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0179374B1 (en) Process for producing a poly-1-olefin
KR100250097B1 (en) An improved process of polymerization in an aqueous system
EP0009426B1 (en) Process for the polymerization of ethylene and resulting products
JPS58128390A (en) Novel organic boron compound
US4165969A (en) High carbon content liquid fuels
JPH10502690A (en) Hyperbaric reaction
US3441455A (en) Encapsulated propellants and method for their preparation from fluorinated monomers using radiation
US3256236A (en) Carbon-polyolefin compositions and process for making same
US4834972A (en) Gels of telomer-copolymers of ethylene and a silane
JP3147392B2 (en) Thermoplastic resin composition
CA2060053A1 (en) Process for producing ethylene polymers
CN108192138A (en) Modification method of carbon nano tube used as rubber filler
JPH0468326B2 (en)
JP2008522002A (en) Branched polymer
NL7906254A (en) LIQUID FUELS FOR THE PROPULSION OF AIRPLANES, ROCKETS AND THE LIKE, AND A METHOD FOR THE PREPARATION OF SUCH FUELS, CONTAINING FINE DISTRIBUTED CARBON PARTICLES DISTRIBUTED THEREIN.
CA1109583A (en) Thermoplastic moulding compositions
FR2746672A1 (en) CATALYTIC COMPONENT AND USE THEREOF IN POLYMERIZATION OF OLEFINS
US3257341A (en) Dispersion polymerization of monomer in presence of mercaptan added during polymerization
US2931792A (en) Pyrophoric catalytic systems
US10208264B1 (en) Hybrid metallized organic fuels
Shing et al. Effect of reaction conditions on the grafting of 2‐(dimethylamino) ethyl methacrylate onto hydrocarbon substrates
CH503052A (en) Pi-allyl-nickel-haloacetates as catalysts for
JPS6336608B2 (en)
Abbas et al. Surface‐Initiated RAFT Polymerization of 2, 3‐Dimethyl‐1, 3‐butadiene on Silica Nanoparticles for Matrix‐free Methyl Rubber Nanocomposites
CA1339164C (en) Polyesters having improved impact strength

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed