NL8400190A - Werkwijze en inrichting voor het verwijderen van olie uit een olie-in-water dispersie en methode voor de bereiding van een vast materiaal dat geschikt is voor genoemde werkwijze. - Google Patents

Description

F" - 1 - ** K 6212

WEEKWIJZE EN INRICHTING TOR HET VERWIJDEREN VAN OLIE UIT EEN (XIE-IN-WATER DISPERSIE EN METHODE TOR DE BEREIDING VAN EEN VAST MATERIAAL DAT GESCHIKT IS TOR GENOEMDE WERKWIJZE

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het scheiden van twee vloeistoffen door een dispersie van negatief geladen druppeltjes van een vloeistof in een waterige vloeistof langs het oppervlak van een vast materiaal te leiden, 5 waardoor een samengevloeide, gedivergeerde vloeistof ontstaat en door de samengevloeide, gedivergeerde vloeistof van de waterige vloeistof te scheiden nadat de waterige vloeistof het vaste materiaal heeft verlaten. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een dergelijk 10 vast materiaal en cp het aldus bereide vaste materiaal. De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor genoemde scheiding die genoemd vast materiaal bevat.

In de industrie wordt dikwijls gebruik gemaakt van een werkwijze voor bovengenoemde scheiding, bijvoorbeeld van olie 15 van een dispersie daarvan in een waterige vloeistof. Deze oliedruppeltjes 2ijn gewoonlijk negatief geladen. Deze olie kan een koolwaterstofolie zijn, bijvoorbeeld een ruwe minerale olie, gasolie of kerosine, of een plantaardige olie, bijvoorbeeld sojaboon- of fcatpenzaadolie. Voorbeelden van dergelijke disper-20 sies zijn door olie verontreinigd koelwater, de in een tanker gebruikte vasvloeistof die ruwe minerale olie bevat en water dat in olieraffinaderijen voor produktbehandeling wordt gebruikt.

Vbordat dit gebruikte water in rivieren, kanalen of in zee kan worden geloosd, moet gedispergeerde olie eruit worden ver-25 wijdend.

84 0 0 1 9 0 r 5 - 2 -

Door genoemde dispersie langs het oppervlak van een geschikt vast materiaal te leiden, hebben de gedispergeerde druppeltjes de neiging samen te vloeien, waardoor zij grotere druppels vormen en deze grotere druppels kunnen gemakkelijker 5 uit de waterige vloeistof worden verwijderd, bijvoorbeeld met behulp van de zwaartekracht. Het is echter sons niet gemakkelijk gebleken een bevredigend samenvloeiingseffect te verkrijgen. Het samenvloeiingseffect, dat in een percentage wordt uitgedrukt, wordt hierin gedefinieerd als:

F - P

-x 100

F

10 waarin F de gedispergeerde hoeveelheid vloeistof in de waterige vloeistof stroomopwaarts van het oppervlak van vast materiaal is en P de gedispergeerde hoeveelheid vloeistof in de waterige vloeistof stroomafwaarts van het oppervlak van vast materiaal is na verwijdering van de samengevloeide, gedispergeerde vloeistof. 15 Een voorbeeld van een werkwijze waarvan het nuttig effect kan worden verbeterd, wordt beschreven in het Britse octrooi-schrift 2.038.300. Met behulp van deze bekende werkwijze werd de gemiddelde gedispergeerde hoeveelheid olie verminderd van 33 mg/1 tot 9 mg/1, waaruit een nuttig effect van slechts 20 73 % blijkt. Aanvraagster heeft waargenomen dat tijdens continu bedrijf gedurende een langere periode het bed in toenemende mate verstopt geraakt met van de gedispergeerde vloeistof afkomstige vloeistof, zodat de behandeling moet worden stopgezet. In deze bekende werkwijze worden de vezels in te grote mate bevochtigd 25 door van de gedispergeerde vloeistof afkomstige vloeistof, fungeren zij in de eerste plaats als filter en geven zij in geringe mate van de gedispergeerde vloeistof afkomstige samen-gevloeide vloeistof af; in een dergelijke situatie wordt een hoge tegendruk waargenomen. De tegendruk wordt gedefinieerd als 30 het verschil tussen de druk stroomopwaarts van het samen- 8400190 • * - 3 - vloeiingsbed en de druk stroomafwaarts van het samenvioeiings-bed. Bovendien wordt het in deze bekende werkwijze gebruikte vaste materiaal in twee stappen vervaardigd, terwijl elke stap tamelijk gecompliceerd is. In de eerste stap wordt een 5 anorganische vaste stof, die cppervlakte-fydraxylgroepen bevat, in reactie gebracht met bepaalde si laan-koppelingsmiddelen, en in de tweede stap wordt het in de eerste stap gevormde produkt bij verixxxfde tenperatuur in reactie gébracht met een N-gesub-stitueerd tmide van een alkenyl-gesubstitueerd dicarbonzuur.

10 Voor beide stappen is een lange reactieperiode - een aantal uren - nodig en zij worden beide in koolwaterstofoplosndddelen uitgevoerd. Verder wordt aanbevolen dat genoemde alkenylgroepen lange groepen zijn die een molecuulgewicht van 300-2100 hebben.

Ihans is een werkwijze gewonden waarmede de gedispergeerde, 15 negatief geladen druppeltjes met een aanzienlijk beter samen-vloeiingseffect kunnen worden verwijderd, welk effect gedurende een zeer lange periode kan worden gehandhaafd. Voor dit doel wordt vast materiaal gebruikt dat op een aanzienlijk eenvoudiger manier kan worden bereid.

20 De uitvinding verschaft derhalve een werkwijze voor het scheiden van twee vloeistoffen door een dispersie van negatief geladen druppeltjes van een vloeistof in een waterige vloeistof langs het oppervlak van een vast materiaal te leiden, waardoor een samengevloeide, gedispergeerde vloeistof ontstaat en door de 25 samengevloeide, gedispergeerde vloeistof van de waterige vloeistof te scheiden nadat de waterige vloeistof het vaste materiaal heeft verlaten, in welke werkwijze het vaste materiaal is vervaardigd door een vast materiaal dat actieve waterstofatomen in cppervlaktegroepen bevat of een polyolefine in aanwezigheid 30 van water in aanraking te brengen met een verbinding met de algemene formule (I): 8400190 i 'f - 4 - R2 : I. 4 R-— Si—R (I) i3 waarin R^ een alifatische of cycloalifatische groep voorstelt die ten minste één gesubstitueerde of ongesubstitueerde amino- 2 3 4

groep bevat, R een bydrolyseerbare groep en elke R en R

een hydrolyseerbare of niet-hydrolyseerbare organische groep of 5 een hydrolyseefbaar atoom voorstelt.

Door middel van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding worden de negatief geladen druppeltjes gewoonlijk verwijderd met een samenvloeiingseffect van meer dan 95 % en in veel gevallen tot een niveau onder 5 volumedelen per miljoen 10 (vdpm).

. De uitvinders hebben gevonden dat de aanwezigheid van amincgrcepen in verbindingen met de algemene formule (I) voldoende is cm een hoog samenvloeiingseffect te bereiken, terwijl de aanwezigheid van alkenyl-gesubstitueerde dicarbcximidogroepen 15 niet noodzakelijk is. Dit zou als volgt kunnen worden verklaard. De uitvinding is echter geenszins tot deze verklaring beperkt.

In een waterige omgeving worden aminen volgens vergelijking (A) geprotoneerd: 20 RNI^ + ËLjO RNH* + OH- (A) waarin R een organische groep voorstelt. Wanneer het vast materiaal, dat in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gebruikt, in een waterige vloeistof wordt ondergedcmpeld die een pH beneden bijvoorbeeld 9 heeft, verschuift vergelijking 25 (A) naar rechts. Het resultaat is het ontstaan van een aanzien- 8400190 • * h -.5.- lijk aantal positief geladen, quatemaire ammcniumgroepen die een positieve lading geven aan het oppervlak van vast materiaal. Aangezien de gedispergeerde druppeltjes negatief geladen zijn, trekt het vaste materiaal deze druppeltjes sterker aan.

5 Alifatische aminogroepen hebben een dissociatieconstante van bijvoorbeeld 4 x 10 , zodat de associatiegraad met waterstofatanen, waardoor de quatemaire armmiuirgroep ontstaat, ongeveer 97 % bij een pH van 9 is. Bij een pH beneden 9 worden de aminogroepen zelfs beter geïoniseerd, waardoor een doelmatige 10 samenvloeiing plaatsvindt? de aminogroepen zijn volledig geïoniseerd bij een pfi van 6.

Verder behoeven lange alkenylgroepen in het geheel niet aanwezig te zijn in de verbindingen met de algemene formule (I), zodat deze verbindingen veel kleinere moleculen kunnen bevatten 15 dan die welke worden gebruikt in de hierboven beschreven, in de techniek reeds bekende werkwijze. Er wordt derhalve de voorkeur aan gegeven dat E* 1-15 koolstofatcmen bevat. stelt bij voorkeur een alifatische groep voor die niet meer dan vijf al dan niet gesubstitueerde aminogroepen bevat. De groep aanwezig 20 in R^· tussen het siliciumatocra en het eerste stikstofatoom is geschikt een alkyleengroep en bevat geschikt i-10 en in het bijzonder 1-5 koolstofatcmen. Voorbeelden van alkyleengroepen zijn methyleen-, ethyleen-, trimethyleen-, tetramethyleen-, pentanethyleen-, methylethyleen-, (ook "propyleen" genoemd), 25 ethylethyleen-, 1-methyltrimethyleen-, 2-methyltrimethyleen-, 1,1-dimethylethyleen-, l-mert±yltetraraethyleen-, 1-ethyltri-methyleen-, 2-metfcyltetramethyleen-, 1,1-dimethyltrimethyleen-, 2-prcpylethyleen en 2,2-dimethyltrimethyleengroepen. Zeer goede resultaten zijn verkregen met trimethyleengroepen. Volgens een 30 voorkeursuitvoeringsvorm stelt R* een 3-amincprcpyleengroep voor.

8400190 i ?.

- 6 - Eén waterstofatoom of beide waterstofatomen van de aitiino-groep of -groepen kan/kunnen worden gesubstitueerd, bijvoorbeeld door hydrocarbyIgroepen, zoals een alkylgroep? deze alkylgrcepen bevatten geschikt tot 5 koolstof atomen.

5 Volgens een met bijzondere voorkeur toegepaste uitvoerings- vorm van de onderhavige uitvinding bevat R ten minste twee al dan niet gesubstitueerde aminogroepen die van elkaar zijn gescheiden door middel van alkyleengroepen. Het is gebleken dat deze uitvoeringsvorm een aanzienlijk langer gebruik van het 10 vaste materiaal mogelijk maakt, omdat het bed niet verstopt wordt door uit de gedispergeerde vloeistof afkomstige vloeistof. Als alkyleengroepen tussen aminogroepen kan worden gebruik gemaakt van de hierboven genoemde voorbeelden van alkyleengroepen; zeer goede resultaten zijn verkregen met 15 etbyleengroepen. stelt bij voorkeur een N- (2-aminoethyl) -3-amincpropylgroep voor. De volgende structuur geeft een indruk van de manier waarop deze groep aan een silicium bevattend vast materiaal kan worden gebonden; OH® OH®

® CEL

o o

Si ^ 20 Het gearceerde gedeelte beneden het onderste siliciumatoom stelt het vaste materiaal voor. De uitvinding is echter geenszins beperkt door deze structuur die een oppervlaktegroep voorstelt.

3 4 R en R kunnen hydrocarby Igroepen voorstellen, bijvoorbeeld alkyl-, cycloalkyl-, of arylgroepen of alkyl-gesubsti- 3 4

25 tueerde aryl- of aryl-gesubstitueerde alkylgrcepen. R en R

2 3 stellen bij voorkeur hydrolyseerbare groepen voor. R , R en 4 R kunnen verschillen, doch ze zijn bij voorkeur dezelfde hydrolyseerbare groepen. Voorbeelden van hydrolyseerbare ataten 8400190 • ' ' τ % - 7 - zijn halogeenatcmen, i.e. fluor-, chloor-, broan- en jodium-atemen, en voorbeelden van bydrolyseerbare groepen zijn hydro-carbyloxygroepen. De laatstgenoemde groepen bevatten bij voorkeur niet meer dan 6 koolstofatanen en zijn geschikt alkoxy-, 5 araxy- of cycloalkaxygroepen. Geschikte groepen zijn methaxy-, ethoxy^-, fenaxy- en cyclahexaxygroepen; methaxy- en ethaxy-groepen hebben de voorkeur.

Het vaste materiaal dat actieve waterstofatomen in opper-vlaktegroepen bevat, kan anorganisch of organisch zijn of kan 10 een mengsel van anorganisch of organische materialen zijn.

Voorbeelden van anorganische materialen zijn silicaatglas, silica (bijvoorbeeld silicagel), alumina, titania, zirconia, sepioliet, anthraciet, asbest en zeolitische moleculaire zeven.

Een voorbeeld van een organisch materiaal is een polyamide. Van 15 de polyolefinen heeft polypropeen de voorkeur, in het bijzonder v polypropeen dat is gestabiliseerd met verbindingen die actieve waterstofatomen bevatten, bijvoorbeeld met fenolen.

Het vaste materiaal dat in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gebruikt, kan bijvoorbeeld uit deeltjes 20 bestaan of uit platen in een scheidingsinrichting met evenwijdige platen. De deeltjes hebben geschikt een klein specifiek oppervlak, bij voorkeur beneden 25 mVg en in het bijzonder beneden 5 mVg. De deeltjes kunnen bijvoorbeeld aanwezig zijn in de vorm van vezels, bolletjes, cilinders, 25 zadels, ringen of vlokken. Zeer goede resultaten zijn verkregen met vezels, in het bijzonder met glasvezels en polypropeenvezels.. Het vaste materiaal is bij voorkeur aanwezig in de vorm van een vast bed van deeltjes en in het bijzonder als een laag vezels. De deeltjes kunnen aanwezig zijn in één vast 30 bed of in twee of meer in serie opgestelde vaste bedden.

De afmetingen van de deeltjes en het stortgewicht en de hoogte van een uit deeltjes bestaand vast bed kunnen gemakkelijk worden vastgesteld door middel van routineproeven. De gemiddelde diameter van vezels ligt geschikt tussen 0,5 en 50 μια en het •84 0 0 1 9 0 - 8 - έ > stortgewicht van een laag vezels tussen 25 en 200 g/1 en de hoogte van een dergelijke laag tussen 0,5 en 15 cm. De dispersie wordt geschikt met een lineaire snelheid tussen 0,05 en 2 cm/s door een uit deeltjes bestaand vast bed geleid.

5 De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is bijzonder doelmatig voor het verwijderen van oliedruppeltjes uit zogenaamde "secundaire emulsies", i.e. emulsies waarin de gedispergeerde druppeltje een grootte beneden 10 ym hebben.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding heeft het 10 verdere voordeel dat daarbij ook een uitstekend samen- vloeiingseffect wordt verkregen in aanwezigheid van anionische oppervlakactieve middelen in een concentratie tot gewoonlijk 5 x -4 10 mol/1; bij concentraties boven deze waarde begint het nuttig effect af te nemen. Deze tolerantie ten opzichte van 15 anionische oppervlakactieve middelen is hoger dan die vertoond door het vaste materiaal dat wordt gébruikt in de werkwijze volgens het Britse octrooischrift 2.038.300. De concentratie van _4 5 x 10 mol/1 is hoger dan die welke wordt waargenomen in de meeste praktische waterige vloeistoffen die per ongeluk kunnen 20 worden verontreinigd. In aanwezigheid van een kationische oppervlakactieve stof - die de druppeltjes een positieve lading geeft - geeft daarentegen het polyolefine als zodanig (dat niet in aanwezigheid van water in aanraking is gebracht met een verbinding met de algemene formule (I) of het vaste materiaal 25 als zodanig, dat actieve waterstofatomen in de qppervlakte-groepen bevat, een hoger samenvloeiingseffect dan het polyolefine of het vaste materiaal dat in aanwezigheid van water in aanraking is gebracht met een verbinding met de algemene formule (I). Kationisch oppervlakactieve stoffen dienen derhalve afwezig 30 te zijn of in een zodanig lage concentratie aanwezig te zijn dat de gedispergeerde druppeltjes nog negatief geladen zijn.

De uitvinding verschaft eveneens een werkwijze voor de bereiding van een vast materiaal, zoals hierboven beschreven, welke werkwijze hierin bestaat dat een polyolefine of een vast 8400190 ν' "Ί - 9 - materiaal, dat actieve waterstofatomen in oppervlaktegroepen bevat, in aanwezigheid van water in aanraking wordt gebracht met een verbinding met de algemene formule (I) en dat het aldus verkregen materiaal bij een temperatuur tussen 50 en 150 °C 5 wordt gedroogd. Het woord "water" duidt op water in elke water bevattende vloeistof. Deze werkwijze kan eenvoudig worden uitgevoerd dear het desbetreffende vaste materiaal in een waterig mediima met een verbinding met de algemene formule (I) in aanraking te brengen bij een temperatuur tussen bijvoorbeeld 10 10 en 50 ®C en gedurende een periode van minder dan bijvoorbeeld 30 minuten. Gewocnlijk zijn omgevingstemperatuur en een tijd van niet meer dan 10 minuten voldoende. Het waterige medium bevat geschikt ten minste 0,0001 gew.% van de verbinding met de algemene formule (I). Zeer goede resultaten worden verkregen in 15 het gehele traject van 0,0001-2 gew.%. Dit is zeer voordelig, aangezien bij toepassing van verdunde oplossingen die bijvoorbeeld 0,0001-0,01 gew.% van de verbinding met de algemene formule (I) bevatten, het amineverfaruik zeer laag is. Nadat het vaste materiaal met het waterige medium in aanraking is ge-20 bracht, kan overmaat vloeistof worden verwijderd en wordt het vaste materiaal gedroogd, bijvoorbeeld gedurende een periode tussen 0,5 en 15 uur. Het is een voordeel dat bij deze temperatuur bij atmosferische druk kan worden gedroogd.

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting 25 voor het scheiden van negatief geladen druppeltjes van een waterige vloeistof, welke druppeltjes een dispersie in de waterige vloeistof vormen, welke inrichting een toevoer voor waterige vloeistof, een laag materiaal dat volgens de onderhavige uitvinding is bereid en een af voer voor waterige vloei-30 stof bevat. Wanneer de waterige vloeistof door de laag stroant, kunnen de epeningen tussen de vezels geleidelijk kleiner worden, doordat eventueel in de vloeistof aanwezige vaste verontreinigingen in de epeningen tussen de vezels achterblijven. In het bijzonder worden negatief geladen deeltjes gemakkelijk aange- '8.4 üO 190 - 10 -

J

* trokken door de quatemaire ammoniumgroepen die op de vezels aanwezig zijn. Dit betekent dat de laag vezels geleidelijk wordt verstopt door vaste deeltjes, waardoor het nuttig vermogen van de vezellagen wordt verminderd. Als gevolg daarvan moet de laag 5 vezels worden vervangen, hetgeen tijdverlies en extra kosten met zich brengt* De laag materiaal die samenvloeiing van de negatief geladen druppeltjes bevordert, is derhalve geschikt een laag vezels die door van openingen voorziene wanden onder druk wordt gehouden, van welke wanden ten minste twee ten opzichte van 10 elkaar verplaatsbaar zijn, terwijl de vezeleinden zodanig aan een verplaatsbare wand zijn bevestigd dat de vezels kunnen uitrekken wanneer de wanden verder van elkaar worden geplaatst. Met deze inrichting kan de laag vezels op een eenvoudige manier worden gereinigd, zodat de laag vezels niet meer behoeft te 15 worden vervangen;

De uitvinding wordt in de volgende voorbeelden nader toegelicht.

De in vergelijkende proeven A-P en voorbeelden 1-10 beschreven proeven werden uitgevoerd met een samenvloeiingsbed 20 bestaande uit glasvezels. De vezels waren vooraf- een uur verhit in lucht tot een temperatuur van 500 °C ter verwijdering van de door de fabrikant toegepaste harsbindmiddelen. Vervolgens werden ze 2 uur in chrocrozuur gereinigd en daarna met gedestilleerd water gespoeld. De aldus verkregen glasvezels hadden opper-25 vlaktehydroxylgroepen en worden hieronder aangeduid als "schone vezels". Het samenvloeiingsbed was rond-cilindrisch en had een hoogte van 1 cm (tenzij anders vermeld), en een breedte van 3 cm. Het bed was aan de onderzijde voorzien van een vaste wand (diam. 3 cm) en aan de bovenzijde van een verplaatsbare wand (diam.

30 3 cm). De vaste wand en de verplaatsbare wand waren voorzien van een ronde inlaat en een ronde uitlaat voor waterige vloeistof, die beide een diameter van 2 cm hadden en beide concentrisch met de hartlijn van het samenvloeiingsbed waren aangébracht. De glasvezels hadden een diameter van 7,5 ym (specifiek oppervlak 8400190 * *.

- 11 - 2 0/205 m /g) en het samenvloeiingsbed had een stortgewicht van 109/5 g/1 (porositeit 95,8 %), tenzij anders vermeld.

De proeven werden uitgevoerd met een dispersie van kerosine in gedestilleerd water. VÖór het emulgeren werden oppervlak-5 actieve middelen uit de kerosine verwijderd door tweemaal door alumina/silicapoeder te perooleren. Het aantal en de maat van de in het water gedispergeerde druppeltjes werden gemeten met een Coulter-telIer, waardoor analyse van een dispersie mogelijk was over de maten 2-40 ym in een monsterfauis en 0/6-12 ym in de 10 andere monsterfauis. Cp deze manier werden volume/druppel-diameter-verdfilingen verkregen. Alle dispersies waarvan was uitgegaan hadden scherpe begrenzingen aan het boveneinde van de druppelmaatverdeling in het gebied van 12-15 ym, terwijl er geen waarneembaar aantal druppeltjes boven deze maat was. Ongeveer 15 5 % van het volume van de kerosine was aanwezig in druppeltjes van minder dan 2 ym. Het maximum in elke verdeling ligt in het traject van 7-9 ym (tenzij anders vermeld).

De dispersies werden in opwaartse richting door het samen- 3 vloeiingsbed geleid met een snelheid van 25 cm /min (tenzij 20 anders vermeld), welke snelheid overeenkomt met een lineaire snelheid van 0,14 cm/s door de 2 cm-inlaat. De samengevloeide kerosine die in de vorm van druppels naar het oppervlak van het samenvloeiingsbed was gestegen, werd van de waterige vloeistof gescheiden en de aldus verkregen waterige vloeistof werf ge-25 analyseert! met de Coulter-teller, zoals hierboven beschreven.

De resultaten zijn uitgedrukt als het samenvlceiingseffect dat werf gemeten na een bedrijf periode van 30 minuten.

Vergelijkende Proef A

Er werden schone vezels gebruikt. De aan het samen-30 vloeiingsbed toegevoerde dispersie bevatte 107 vdpm gedisper-geerfe kerosine. Het samenvlceiingseffect was slechts 51,2 %. Het maximum in de volume/druppeldiameter-verfeling 8400190 r v - 12 - van de produktdispersie werd naar kleinere druppelgrootten, namelijk 3-5 ym, verplaatst en er bleef slechts zeer weinig kerosine achter in druppeltjes die groter dan 8 ym waren. Er had geen waarneembare samenvloeiing van druppeltjes kleiner dan 5 ongeveer 3 ym plaatsgehad.

Vergelijkende Proef B

Er werd gébruik gemaakt van schone vezels die in aanraking werden gébracht met dimethyldichloosilaan. Hiertoe werden de schone vezels 2 minuten bij omgevingstemperatuur gedompeld in 10 een oplossing van dimethyldichloorsilaan in 1,1,1-trichloor-ethaan (1 g/100 ml). Vervolgens werden de vezels gedurende 0,5 minuut langzaam in een luchtstroom uit de oplossing getrokken, gespoeld met gedestileerd water en in lucht gedroogd. De aan het samenvlceiingsvat toegevoerde dispersie bevatte 125 vdpm ge-15 dispergeerde kerosine. Het samenvloeiingseffect was slechts 59,2 %. De volume/druppeldiameter-verdeling van de produktdispersie was ongeveer hetzelfde als die van de vergelijkende proef A. Vergelijkende Proef C

Er werd gebruik gemaakt van schone vezels die in aanraking 20 werden gebracht met 3- {heptafluorisopropoxy) propyltrichloor-silaan. Dit silaan werd op dezelfde manier met de vezels in aanraking gebracht als in vergelijkende proef B beschreven voor dimethyldichloorsilaan. De aan het samenvloeiingsvat toegevoerde dispersie bevatte 98 vdpm gedispergeerde kerosine. Het samen-25 vloeiingseffect was slechts 55,9 %. De volume/druppeldiameter-verdeling van de produktdispersie was ongeveer hetzelfde als die van vergelijkende proef A.

Vergelijkende Proef D

Er werd gebruik gemaakt van schone vezels die in aanraking 30 werden gebracht met (3-mercatopropyl) trimethaxysilaan. Er werd voldoende ijsazijnzuur toegevoegd aan 150 ml gedestilleerd water cm de pH op 4,5 te brengen. Vervolgens werd het silaan (2 ml) toegevoegd. De oplossing werd 30 minuten bij cmgevingstempera- 8400190 <*· ' - 13 - tuur geroerd met een magnetische roerder, terwijl de methoxy-groepen van het silaan hydrolyseerden en de oplossing homogeen helder werd. De glasvezels werden een uur ondergedcnpeld en toen zij uit de oplossing werden verwijderd, vertoonden zij een 5 vochtige film. Ten slotte werden de vezels een uur bij 120 °C gedroogd. De aan het samenvloeiingsvat toegevoerde dispersie bevatte 100 vdpoa gedispergeerde kerosine. Het samenvloeiings-effect was slechts 51,0 %. De volume/dn^peldiameter-verdeling van de produktdispersie was ongeveer hetzelfde als die van de 10 vergelijkende proef A.

VOORBEELD 1

Er werd gebruik genaakt van schone vezels die in aanraking werden gebracht met. 3-amincpropyltriethaxysilaan. Schijven schone vezels werden op glasfilterpapier (Wattman θ’/A) in een 15 BQchner^trechter (binnendiam. 10 cm) geplaatst die voorzien was νέοι een glassinter waarvan de porositeit 1 was. De trechter weird in een Böchner-kolf bevestigd die verbonden was met een met water gedreven ejecteur. Een oplossing (1 vol.%) van 3-amino-propyltriethoorpsilaan in gedestilleerd water werd aan de 20 trechter toegevoegd (zonder onderdruk toe te passen) zodat de dunne secties vezelglasmat gedurende 2 minuten bij omgevingstemperatuur waren ondergedcmpeld. Daarna werd onderdruk toegepast, zodat overbodige vloeistof vrijwel geheel van de schijven werd verwijderd. De schijven werden uit de trechter verwijderd 25 en een uur bij een tenperatuur van 120 eC gedroogd.

De aan het samenvloeiingsvat toegevoerde dispersie bevatte 78 vdpm gedispergeerde kerosine. Het samenvloeiingseffect was 89,8 %, gemeten 20 minuten na de start. Het maximum in de volume/druppeldiameter-verdeling van de produktdispersie werd 30 verlaagd tot ongeveer 2,5 ym en er waren praktisch geen kerosinedruppels met een diameter tussen 4 en 8 ym aanwezig. De proef moest na 170 uur continu bedrijf worden gestept wegens een zeer snelle stijging van de tegendruk. Pas na 70 uur continu bedrijf werd afscheiding van samengevloeide oliedruppeltjes 35 waargenomen.

8400190 - 14 - VOORBEELD 2

Er werd gebruik gemaakt van schone vezels die in aanraking werden gébracht met N- (2-aminoethyl) -3 -anujxpropy Itriirethoxy-silaan. Dit silaan werd met de vezels in aanraking gebracht op 5 dezelfde manier als in voorbeeld 1 beschreven voor 3-amino-propyltriethoxysilaan. De aan het samenvloeiingsvat toegevoerde dispersie bevatte 80 vdpm gedispergeerde kerosine. Het samen-vloeiingseffect was 97,8 %.

VOORBEET DEN 3-5 10 Voorbeeld 2 werd geheel herhaald, doch thans had het samenvloeiingsbed een hoogte van 2 cm en een stortgewicht van 141,5 kg/m3 (porositeit 94,6 %). De aan het samenvloeiingsbed toegevoerde dispersies bevatten 80 vdpm gedispergeerde kerosine. De drie toegepaste verschillende lineaire snelheden en het 15 waargenomen samenvloeiingseffect zijn in Tabel 1 vermeld.

TABEL 1

Voorbeeld lineaire Sairenvloeiings- stroansnelheid effect cm/s % 3 0,14 97,8 4 0,56 96,3 5 0,84 95,3

Er waren praktisch geen druppels met een diameter groter dan 8 ym aanwezig in. de produktdispersie die aan het bed werd onttrokken. Er werden achtereenvolgens vier ladingen van 2 1 dispersie door het bed geleid roet een lineaire stroomsnelheid 20 van 0,84 cm/s zonder dat de zuiverheid en de helderheid van het produkt verminderd en, zoals visueel werd vastgesteld.

8400190 1 S' - 15 - VOORBEELD 6

Voorbeeld 5 werd geheel herhaald, doch thans had het samenvloeiingsbed een hoogte van 1 cm. Het samenvloeiingseffect was binnen de proefmarge hetzelfde.

5 Vergelijkende proeven B-H

Vergelijkende proef E werd uitgevoerd zonder en vergelijkende proeven F, G en H werden elk uitgevoerd met een verschillende concentratie aan natriumdodecylsulfaat (SDS) in de diversie. Deze vier proeven waren herhalingen van vergelijkende 10 proef A, behalve dat de glasvezels een gemiddelde diameter van 1,5 m hadden (specifiek oppervlak 1,026 mVg) en dat het samenvloeiingsbed een stortgewicht van 23 ,8 g/1 (porositeit 99,2 %) had. De concentratie aan SDS, de dri^ppeldiameter (maximum in de volume/druppeldiameter-verdeling) en de in de 15 voeding gedispergeerde hoeveelheid kerosine zijn in Tabel 2 vermeld. Tabel 2 vermeldt eveneens het nuttig effect.

TABEL 2

Vergelijkende Concen- Gemiddelde Gedispergeerde Samenproef tratie druppel kerosine in vloei- aan diameter voeding ings- SDS, in voeding, vdpm effect mol/1 μπι E O 7,5 80 94,9 F 10”6'5 7,5 400 78 G 10”5'0 5,0 350 50 H 10“2'5 3,5 310 33 VOORBEELDEN 7-10 vergelijkende voorbeelden E, F, G en H werden geheel herhaald, doch thans waren de glasvezels op de in voorbeeld 2 20 beschreven manier in aanraking gébracht met N- (2-aminoefchyl) - 3-aoDMLnoprcpyltrirnei±mysilaan. De desbetreffende gegevens zijn in Tabel 3 vermeld.

8400190 - 16 - TABEL 3

Voorbeeld Concert- Gemiddelde Gedispergeerde Samen- tratie druppel kerosine in vloei- aan diameter voeding ings- SDS, in voeding, vdpm effect mol/1 ym 7 0 7,5 80 meer dan 99 8 10“6'5 7,5 400 neer dan 99 9 10 5,0 350 meer dan 99 10 10"2'5 3 310 36

Het samenvloeiingseffect in de druppelgrootte van 2,63-3,23 ym in deze vier voorbeelden was ongeveer hetzelfde als het totale nuttig effect genoemd in Tabel 3.

Vergelijkende proeven I-L

5 Er werden vier proeven uitgevoerd, namelijk vergelijkende proef I zonder en elk van de andere drie met een verschillende concentratie aan cel^ltrimethylairnDniumbranide (CTAB). Deze proeven waren herhalingen van proeven E, F, G en H, met uitzondering van de oppervlakactieve stof. De desbetreffende 10 gegevens zijn in Tabel 4 vermeld.

TABEL 4

Vergelijkende Concen- Gemiddelde Gedispergeerde Samen- proef tratie druppel kerosine in vlcei- aan diameter . voeding ings- SDS, in voeding, vdpm effect mol/1 ym I 0 7,5 80 94,9 J 10"6'5 7,5 340 96 K 10“5'0 6,0 320 96 L 10“3,5. 4,0 320 33 8400190 ' · 'ff - 17 -

Vergelijkende proeven M-0

Vergelijkende proeven I-L warden geheel herhaald, behalve dat de glasvezels op de in voorbeeld 2 beschreven manier in aanraking waren gebracht met N- (2-aminoethyl) -3-aitiinoprcpyl-5 trimethaxysilaan, De desbetreffende gegevens zijn in Tabel 5 vermeld.

TABEL 5

Voorbeeld Ccncen- Gemiddelde Gedispergeerde Samen-tratie druppel kerosine in vloei- aan diameter voeding ings- SDS, in voeding, vdpm effect mol/1 ym

Voorbeeld 7 0 7,5 80 meer dan 99 tP 10“6,5 7,5 340 92 jjl) „-δ,0 6,0 320 66 01} ΙΟ-3'5 4,0 320 24 1) Vergelijkende proef VOORBEEU? 11

Eten proef werd uitgevoerd met een samenvloeiingsbed bestaande uit een laag polypropeenvezels die cp de in voorbeeld 2 10 beschreven manier in aanraking werden gebracht met N- (2-aminoethyl) -3-amincprcpyltriirethcixysilaan. Het samenvloeiingsbed wasrcnd-cilindrisch en had een hoogte van 10,1 cm en een breedte van 9 cm. De vezellaag werd met twee wanden ander druk gehouden, waarbij elke wand van een aantal openingen was 15 voorzien. De bovenste wand was ten opzichte van de onderste wand verplaatsbaar en de vezeleinden waren zodanig aan de onderste wand bevestigd dat de vezels konden uitrekken wanneer de bovenste wand verder van de onderste wand werd verwijderd. De vezels hadden een diameter van 30 ym (specifiek oppervlak 0,148 8400190 V N.

- 18 - ma/g). De laag had een stortgewicht van 126 g/1 (porositeit 86 %).

De aan het samenvloeiingsbed toegevoerde dispersie bevatte 300 vdpm gedispergeerde, lichte ruwe minerale olie. Deze voeding 5 vertoonde een brede volume/druppeldiameter-verdeling in het traject 2-48 ym met een maximum in het traject 8-10 ym. De dispersie werd gedurende 80 uur door het samenvloeiingsbed geleid met een lineaire snelheid van 0/75 απ/s. Het samen-vloeiingseffect lag gedurende 80 uur tussen 90 en 100 %.

10 Vergelijkende Proef P

Voorbeeld 11 werd geheel herhaald, doch de vezels waren niet met silaan behandeld. Het samenvloeiingseffeet lag tussen 50 en 80 %.

Vergelijkende Proef Q

15 Vergelijkende proef A werd geheel herhaald ter bepaling van de mate waarin het samenvloeiingseffect van tijd afhankelijk is? een iets groter deel van de druppels in de voeding had een grootte beneden 7 ym. De resultaten zijn in Tabel 6 vermeld.

2 TABEL 6

Proeftijd Gedispergeerde Samenvloeiings- h kerosine in effect voeding, vdpm 0,3 72,3 26,4 52 115,4 42,6 166 48,2 60,0 192 161,4 76,4 217 184,2 80,4

Na een bedri j f speriode van 197 uur was de volume/druppeldia-20 meter-verdeling van de produktdispersie ongeveer hetzelfde als die waargenomen in vergelijkende proef A, waardoor een voortdurende troebelheid ontstond.

8400190 © - 19 - VOORBEELD 12

Vbortjeeld 2 werd geheel herhaald, doch de met amine behandelde vezels werden gedroogd bij een tenperatuur van 60 °C gedurende 12 uur in plaats van bij 120 °C gedurende 1 uur, 5 terwijl een groter deel van de druppeltjes een grootte beneden 7 urn had ten te bepalen de mate waarin het samen-vloeiingseffect van tijd afhankelijk is. De resultaten zijn in Tabel 7 vermeld.

TABEL 7

Proeftijd Gedivergeerde Samenvloeiings- h kerosine in effect voeding, vdpm 0,3 22,8 95,2 66 95,0 95 114 96,8 99,7 146 162,0 97,5 198 93,5 94,8 245 16,0 ' 97,5

Na een bedrijf speriode van 198 uur vertoonde de volume/druppel-10 diameter-verdeling van de produdctdiversie geen maximum en was hij ongeveer een rechte lijn die in het traject 2,0-12,0 ym evenwijdig met en zeer dicht bij de abscis liep, waaruit blijkt dat in dit gehele traject, inclusief de grootten tussen 2,0 en 6,0 μη, een zeer doelmatige verwijdering (meer dan 95 %) van 15 kerosinedrippeltjes had plaatsgevonden. De produktdispersie was helder. Gedurende een continue bedrij fsperiode van 245 uur bleef de tegendruk laag in tegenstelling tot de proef van voorbeeld 1.

Na een continue bedrijf speriode van 15 uur werd afscheiding van samengevloeide oliedruppeltjes waargenomen. Er ontstond geen 20 noemenswaardige verzameling olie op de vezels of in de ruimte tussen de vezels.

84 0 0 1 5 0 - 20 -

Vergelijkende proef R

Vergelijkende proef A werd geheel herhaald, doch de kerosine werd door 80 vdpm van de lichte, ruwe, minerale olie van voorbeeld 11 vervangen. Het samenvloeiingseffect was slechts 5 43 %, gemeten na een bedrij fsperiode van 20 minuten.

VOORBEELD 13

Voorbeeld 2 werd geheel herhaald, doch de kerosine werd vervangen zoals beschreven in de vergelijkende proef R. De voeding bevatte 80 vdpn van deze olie. Het samenvloeiingseffect 10 was meer dan 95 %, gemeten na een bedrijf speriode van 20 minuten.

Vergelijkende proef S

Vergelijkende proef A werd geheel herhaald, doch de kerosine werd vervangen zoals beschreven in vergelijkende proef 15 R en de glasvezels door polypropeenvezels met een diameter van 30 ym (stortgewicht 141,5 g/1, porositeit 0,843). Het samenvloeiingseffect was slechts 10 %.

VOORBEELD 14

Vergelijkende proef S werd geheel herhaald, doch de poly-20 propeenvezels waren behandeld met N- (2-aminoethyl) -3-amino-prqpyltrimethoxysilaan, zoals beschreven in voorbeeld 11. Het samenvloeiingseffect was meer dan 99 %.

Vergelijkende proef T

De in deze proef gebruikte vezels werden bereid zoals 25 beschreven in voorbeeld 1 van de Britse octrooiaanvrage 2.038.300.

Schone glasvezels (10 g) werden ondergedcmpeld in tolueen (1 1) en 3-chloorpropyltrimethoxysilaan (100 g) werd tcegevoegd. Het mengsel werd 3 uur aan een terugvloeikoeler gekookt (tempera-30 tuur ongeveer 114 °C). Eventueel vrijgekomen water en methanol werden afgedestilleerd en opgevangen in een Dean-en-Stark-apparaat dat periodiek werd geledigd. Na koeling werden de vezels naar een Soxhlet-apparaat overgebracht, 24 uur geëxtraheerd met methanol en gedroogd bij een druk van 0,02 bar.

8400190 - 21 -

De verkregen vezels werden toegevoegd aan een oplossing van QDQA 1200 (280 gi "QDQA 1200" is een handelsmerk voor een polyiscixttenylsucx:iniinide, verkrijgbaar bij Orobis Ltd.) σρ-gelost in undecaan (800 ml). Het mengsel werd gedurende 20 uur 5 aan een terugvloeikoeler gekookt (tarperatuur 180-185 °C). Na koeling tot cmgevingstenperatuur werd de bovendrijvende vloeistof gedecanteerd en werden vezels gewassen met n-heptaan. De vezels werden achtereenvolgens in een Soxhlet-apparaat 24 uur met n-heptaan geëxtraheerd en 24 uur met tolueen en ten slotte 10 gedroogd cmder een druk van 0,02 bar.

De dispersie die werd toegevoerd aan het samenvloeiingsvat, dat met de aldus verkregen vezels was geladen, bevatte 80 vdpm gedispergeerde kerosine. Het samenvloeiingseffect, gemeten na 20 minuten, wes 98 %, hetgeen wordt toegeschreven aan de positief 15 geladen cppervlakken die op de vezels voorkwamen. Na een ociitinne bedrijfsperiode van 123 uur moest met de proef worden opgehouden, aangezien het bed met olie was geblokkeerd, waardoor een hoge tegendruk ontstond.

Vergelijkende Proef ü 20 De vezels die waren bereid zoals beschreven in verge lijkende proef T, werden gébruikt in een proef zoals beschreven in voorbeelden 7-10, onder toepassing van een SDS-cancentratie -4 5 van 10 ' mol/ι. Het samenvloeiingseffect was 86,5 %, hetgeen aanzienlijk minder is dan in voorbeeld 9 werd waargenomen voor 25 een overeenkomende SDS-concentratie.

Vergelijkende Proef V

Er werd gebruik gemaakt van nylcnvezels ("Nylon" is een handelsnaam voor een polyamide). Deze vezels hadden een diameter tussen 40 en 60 m en werden gebruikt in een bed dat een gewicht 30 van 1 g had. De aan het bed toegevoerde dispersie bevatte 80 vdpra gedispergeerde kerosine. Het samenvloeiingseffect was 13 %.

VJQpfflram 15

Er werd gebruik gemaakt van nylcnvezels volgens de vergelijkende proef V die in aanraking werden gebracht met 8400190 - 22 - N- (2-aminoethyl) -3-andnopropyltrinet]x>xysilaan. Dit silaan werd op de in voorbeeld 2 beschreven manier met de vezels in aanraking gebracht. Het samenvloeiingseffect was 34 %.

8400190

Claims (20)

1. Werkwijze voor het scheiden van twee vloeistoffen door een dispersie van negatief geladen druppeltjes van een vloeistof in een waterige vloeistof langs het oppervlak van een vast materiaal te leiden, waardoor een samengevloeide, gedispergeerde 5 vloeistof ontstaat en door de samengevloeide, gedispergeerde vloeistof van de waterige vloeistof te scheiden nadat de waterige vloeistof het vaste materiaal heeft verlaten, met het kenmerk, dat het vaste materiaal is vervaardigd door een vast materiaal dat actieve waterstofatomen in cppervlaktegroepen 10 bevat of een polyolefine in aanwezigheid van water in aanraking te brengen met een verbinding met de algemene formule (I): R2 R-—Si—R4 (I) waarin R^ een alifatische of cycloalifatische groep voorstelt die ten minste één gesubstitueerde of ongesubstitueerde amino- o 3 groep bevat, R een bydrolyseerbare greep en elke R en 4 15. een bydrolyseerbare of niet-bydrolyseerbare organische groep of een hydrolyseerbaar atoom voorstelt.

2. Wërkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een alifatische groep voorstelt die niet meer dan vijf gesubstitueerde of ongesubstitueerde aminogroepen bevat. 20

3. Wërkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat R* 1-15 koolsfeofatcmsn bevat.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de groep aanwezig in R* tussen het silidumatocm en het eerste stikstofatoom een alkyleengrcep is die 1-5 koolstofatcmen bevat. 25

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat R* een 3-aminq?rcpylgroep voorstelt. 8400190 Cé- «w - 24 -

6. Werkwijze volgens êen der conclusies 1-4, waarin R^ ten minste twee gesubstitueerde of ongesubstitueerde aminogroepen bevat die van elkaar zijn gescheiden door middel van alkyleen-groepen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de aminogroepen van elkaar zijn gescheiden door middel van ethyleengroepen.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat een N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylgroep voorstelt.

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het 3 4 kenmerk, dat R en R hydrolyseerbare groepen voorstellen. 2

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat R , 3 4 R en R met meer dan 6 koolstof atomen bevatten en alkoxy-, araxy- of cycloalkoxygroepen voorstellen. 2

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat R , 3 4 R en R raethoxy-, ethoxy-, fenoxy- of cyclohexoxygroepen voorstellen.

12. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vaste materiaal een anorganische vaste stof is. 20

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de anorganische vaste stof silicaatglas, silica, alumina, titania, zirconia, sepioliet of een zeolitische moleculaire zeef is.

14. Werkwijze volgens één der conclusies 1-11, met het kenmerk, dat het vaste materiaal polypropeen is.

15. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vaste materiaal in de vorm van een uit deeltjes bestaand vast bed aanwezig is.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het vaste bed een laag vezels is.

17. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de waterige vloeistof één of meer anionische -4 oppervlakactieve middelen in een concentratie tot 5 x 10 mol/1 bevat. 8400190 ·»------- - 25 -

18. Werkwijze voor de bereiding van een vast materiaal dat geschikt is voor een werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, welke werkwijze hierin bestaat dat een polyolefine of een vast materiaal, dat actieve waterstofatomen in opper- 5 vlaktegroepen bevat, in aanwezigheid van water in aanraking wordt gebracht met een verbinding met de algemene formule (I) volgens conclusie 1 en dat het aldus verkregen materiaal bij een temperatuur tussen 50 en 150 °C wordt gedroogd.

19. Inrichting voor het scheiden van negatief geladen 10 druppeltjes van een waterige vloeistof, welke druppeltjes een dispersie in de waterige vloeistof vormen, welke inrichting een toevoer voor waterige vloeistof, een laag vast materiaal bereid volgens conclusie 18 en een af voer voor waterige vloeistof bevat.

20. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de laag materiaal een laag vezels is die door van openingen voorziene wanden onder druk wordt gehouden, van welke wanden ten minste twee ten opzichte van elkaar verplaatsbaar zijn, terwijl de vezeleinden zodanig aan een verplaatsbare wand zijn bevestigd 20 dat de vezels kunnen uitrekken wanneer de wanden verder van elkaar worden geplaatst. OORH04/CS 8400190