NO861561L

NO861561L - STABILIZER FOR Aqueous Suspensions, Particularly Coke Suspensions.

Info

Publication number: NO861561L
Application number: NO861561A
Authority: NO
Inventors: Vincenzo Lagana; Carlo Piccinini; Elio Donati
Original assignee: Snam Progetti
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1986-04-21
Publication date: 1986-10-24
Also published as: IT8520456A0; GR860933B; JPS61247794A; EP0200074A3; ES8802578A1; EP0200074A2; BR8601992A; ZA862533B; DE3668908D1; IN167190B; FI861554A0; EP0200074B1; ES554668A0; AU5599086A; AU587610B2; FI861554A; JPH068420B2; DD244561A5; IT1187660B; SU1731065A3

Abstract

Vandige suspensjoner av petroleumskoks stabiliseres ved hjelp av tilsetning av bentonitt i en prosentandel i området fra 0,2 til 3 vekt* i forhold til vekten av suspensjonen.Aqueous suspensions of petroleum coke are stabilized by the addition of bentonite in a percentage in the range from 0.2 to 3% by weight * relative to the weight of the suspension.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et stabiliseringsmiddel for vandige suspensjoner og vedrører mer spesielt et stabiliser-ingsiddel for vandige suspensjoner av petroleumskoks. The present invention relates to a stabilizing agent for aqueous suspensions and more particularly relates to a stabilizing agent for aqueous suspensions of petroleum coke.

I den foreliggende fremstilling skal det i kokssammenheng refereres til petroleumskoks som er av særlig interesse, men det er klart at stabiliseringsmiddelet i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan anvendes for en lang rekke av suspensjoner av faststoffer i vann. In the present preparation, in the context of coke, reference must be made to petroleum coke, which is of particular interest, but it is clear that the stabilizer according to the present invention can be used for a wide range of suspensions of solids in water.

Petroleumskoks er et produkt med høy varmeverdi med lavt askeinnhold og det foreligger følgelig en stor interesse av å omdanne petroleumskoks til et fluid produkt ved dispergering i væsker, spesielt i vann. Petroleum coke is a product with a high calorific value with a low ash content and there is consequently a great interest in converting petroleum coke into a fluid product by dispersing it in liquids, especially water.

Det problem som møtes med petroleumskoks er at den gir anled-ning til fullstendig ustabile suspensjoner i vann. The problem encountered with petroleum coke is that it gives rise to completely unstable suspensions in water.

Etter en kort tid i ro vil en vandig suspensjon av petroleumskoks separarere til et nedre lag av sterkt sammenpakket petroleumskoks og et øvre lag av vann. After a short time at rest, an aqueous suspension of petroleum coke will separate into a lower layer of strongly packed petroleum coke and an upper layer of water.

Fornyet homogenisering av de to faser viser seg meget vanske-lig. Renewed homogenization of the two phases proves to be very difficult.

Anvendelse av tradisjonelle stabiliseringsmidler av polysakka-ridtypen (xantangummi) viser seg ikke særlig effektiv for et stabilitetssynspunkt og vil på den annen side medføre vesent-lige økninger i viskositeten. The use of traditional stabilizers of the polysaccharide type (xanthan gum) does not prove to be particularly effective from a stability point of view and, on the other hand, will lead to significant increases in viscosity.

Det er overraskende funnet, og dette er formålet for den foreliggende oppfinnelse, at de vandige suspensjoner av petroleumskoks kan stabiliseres ved tilsetning av bentonitt i mengder på fra 0,2 til 3 vekt% i forhold til vekten av suspensjonen . It has surprisingly been found, and this is the purpose of the present invention, that the aqueous suspensions of petroleum coke can be stabilized by adding bentonite in amounts of from 0.2 to 3% by weight in relation to the weight of the suspension.

Med hensyn til konsentrasjonen av petroleumskoks i vann er With regard to the concentration of petroleum coke in water is

denne vanligvis i området fra 50 til 80 vekt%.this usually in the range from 50 to 80% by weight.

Suspensjonen inneholder videre vanlige fluidiserende midler, spesielt dem som oppnås ved sulfonering og saltdannelse av kulltjære, og eventuell kondensering med formaldehyd, eller de anioniske polyelektrolytter av ikke-overflateaktiv type, spesielt dem som har alkylsubstituerte flerkjernede aromatiske grupper og en molekylvekt over 300 og foretrukket i området fra 500 til 3000. The suspension further contains common fluidizing agents, especially those obtained by sulfonation and salt formation of coal tar, and possible condensation with formaldehyde, or the anionic polyelectrolytes of non-surfactant type, especially those having alkyl-substituted polynuclear aromatic groups and a molecular weight above 300 and preferred in the range from 500 to 3000.

Blant de sistnevnte kan nevnes saltene av enverdige kationer av polymeriserte alkyl-naftalensulfonsyrer, og blant disse de forbindelser som er kjent under handelsbetegnelsene DAXAD 15 (W.R. Grace), DAXAD 19 (W.R. Grace), og Reoplast 203 (Fratelli Lamberti). Among the latter can be mentioned the salts of monovalent cations of polymerized alkyl-naphthalenesulfonic acids, and among these the compounds known under the trade names DAXAD 15 (W.R. Grace), DAXAD 19 (W.R. Grace), and Reoplast 203 (Fratelli Lamberti).

Med hensyn til kornstørrelsen av petroleumskoksen i den vandige suspensjon skal denne ha partikler med størrelse under 300 mikrometer, og suspensjonen tildannes foretrukket av to grupper av partikler med forskjellig midlere størrelse, idet den første gruppe av partikler har en midlere størrelse mellom 210 og 60 mikrometer, mens partiklene i den annen gruppe har en midlere størrelse mellom 1/6 og 1/20 av den midlere størrelse av partiklene i den første gruppe. With regard to the grain size of the petroleum coke in the aqueous suspension, this must have particles with a size below 300 micrometres, and the suspension is preferably formed from two groups of particles with different average sizes, the first group of particles having an average size between 210 and 60 micrometres, while the particles in the second group have an average size between 1/6 and 1/20 of the average size of the particles in the first group.

Partiklene i den første gruppe utgjør minst 50 og opp til 80 vekt% av den totale mengde partikler. The particles in the first group make up at least 50 and up to 80% by weight of the total amount of particles.

Med hensyn til fremstillingen av suspensjonen av petroleumskoks inneholdende stabiliseringsmiddelet i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan det følges to fremstillingsmåter, henholdsvis en tørrprosess og en våtprosess. With regard to the production of the suspension of petroleum coke containing the stabilizer according to the present invention, two production methods can be followed, respectively a dry process and a wet process.

Ved tørrprosessen tilsettes bentonitten til den fluidiserings-middelholdige petroleumskoks i trinnet med malingen av petroleumskoksen eller i trinnet med å blande denne med vann og tilsetningsmidler. In the dry process, the bentonite is added to the fluidizing agent-containing petroleum coke in the step of grinding the petroleum coke or in the step of mixing it with water and additives.

I våtprosessen, i tilfellet av en kornstørrelsesfordeling av kontinuerlig type for partiklene i petroleumskoksen gjennom-føres prosessen som beskrevet i det foregående, med unn-tagelse av det forhold at malingen gjennomføres under våte og ikke tørre betingelser. In the wet process, in the case of a grain size distribution of a continuous type for the particles in the petroleum coke, the process is carried out as described above, with the exception of the fact that the painting is carried out under wet and not dry conditions.

I motsatt tilfelle, hvis det anvendes blandinger av petroleumskoks med to forskjellige kornstørrelsesfraksjoner, som foretrukket, kan bentonitten tilsettes enten under det våtmal-ingstrinn hvor de grovere fraksjoner fremstilles, eller foretrukket under våtmalingen hvorunder den finere (mikroniserte) fraksjon dannes. In the opposite case, if mixtures of petroleum coke with two different grain size fractions are used, as preferred, the bentonite can be added either during the wet grinding step where the coarser fractions are produced, or preferably during the wet grinding during which the finer (micronized) fraction is formed.

For å oppnå den grove fraksjon anvendes vanligvis en stav-mølle mens det for å oppnå den fine fraksjon anvendes en kule-mikroniseringsmølle. A rod mill is usually used to obtain the coarse fraction, while a ball micronizing mill is used to obtain the fine fraction.

De endelige partikkelstørrelser av de to petroleumskoksfrak-sjoner er som nevnt i det foregående. The final particle sizes of the two petroleum coke fractions are as mentioned above.

De to fraksjoner blandet med hverandre utgjør de vandige suspensjoner av petroleumskoks. The two fractions mixed together form aqueous suspensions of petroleum coke.

Våtmalingen for oppnåelse av den grovere fraksjon gjennomføres foretrukket ved å blande den rå petroleumskoks som skal males med den våtmikroniserte fraksjon, malingen fortsettes inntil denønskede størrelse for den grove fraksjon oppnås. Dette er den maleprosess som er anvendt i eksemplene 2 og 3. The wet grinding to obtain the coarser fraction is preferably carried out by mixing the raw petroleum coke to be ground with the wet micronized fraction, the grinding is continued until the desired size for the coarse fraction is achieved. This is the grinding process used in examples 2 and 3.

Noen eksempler skal nå gis for bedre illustrering av opp-finnelsen . Some examples will now be given to better illustrate the invention.

Eksempel 1.Example 1.

Tørrprosess: Tilsetning av bentonitt i, blandetrinnet. Dry process: Addition of bentonite in the mixing stage.

Petroleumskoks med følgende egenskaper ble anvendt:Petroleum coke with the following properties was used:

En slurry ble fremstilt med den grove fraksjon og den rnikro-niserte fraksjon i vektforholdet 65/35 med en konsentrasjon av petroleumskoks på 72,0 vekt%, og med en mengde DAXAD 15 på A slurry was prepared with the coarse fraction and the chronized fraction in the weight ratio 65/35 with a concentration of petroleum coke of 72.0% by weight, and with an amount of DAXAD 15 of

0. 5 %. 0.5%.

Bentonitt ble tilsatt slurryen i mengder på henholdsvis 0,Bentonite was added to the slurry in amounts of 0,

1, 1,5, 2 og 2,5 %. 1, 1.5, 2 and 2.5%.

Prøvene lagret i lukkede beholdere har vist en god stabilitet allerede ved bentonittkonsentrasjon 1 %, men den optimale konsentrasjonsverdi viste seg å være 1,5 %. The samples stored in closed containers have already shown good stability at a bentonite concentration of 1%, but the optimal concentration value turned out to be 1.5%.

Større mengder bentonitt gir en for pseudoplastisk karakter til produktet. Larger amounts of bentonite give the product a too pseudoplastic character.

Stabilitetsverdiene, som prosent etter 48 timer, for de fem prøver, er henholdsvis 91, 96, 98,5, 99 og 99,5. The stability values, as a percentage after 48 hours, for the five samples are 91, 96, 98.5, 99 and 99.5 respectively.

De oppnådde reologiske egenskaper er de følgende:The achieved rheological properties are the following:

hvori Y) (P) er viskositeten i poise beregnet som skjærkraft/ skjærtakt regresjonslinje mellom 70 og 130 s~^~ skjærtakt, idet K og n er knyttet til hverandre ved forholdet where Y) (P) is the viscosity in poise calculated as shear force/shear stroke regression line between 70 and 130 s~^~ shear stroke, K and n being related to each other by the ratio

hvori " X er skjærkraften, y- er skjærtakten, K er konsistens- where " X is the shear force, y is the shear rate, K is consistency

indeksen og n er indeksen som beskriver den newtonaktige karakter av suspensjonen. the index and n is the index describing the Newtonian nature of the suspension.

Bestemmelse av statisk stabilitet.Determination of static stability.

Bestemmelsen av den statiske stabilitet gjennomføres ved å helle kullsuspensjonen inn i en 170 x 24 mm sylinder av pleksiglass og holde den i ro i en bestemt tid ved konstant temperatur. The determination of the static stability is carried out by pouring the coal suspension into a 170 x 24 mm plexiglass cylinder and keeping it still for a certain time at a constant temperature.

Etter denne tid innføres sylinderen i en dypfryser for å bringe suspensjonen til å størkne. After this time, the cylinder is introduced into a deep freezer to solidify the suspension.

Den 150 mm høye kjerne trekkes så ut fra sylinderen og fra dens to ender kuttes det av to prøver med omtrent 15 mm høyde. The 150 mm high core is then pulled out from the cylinder and from its two ends two samples of approximately 15 mm height are cut.

De to prøver analyseres så for bestemmelse av faststoffinn-holdet. The two samples are then analyzed to determine the solids content.

Prosentvis forhold av faststoffinnhold funnet i topprøven i forhold til bunnprøven tillater beregning av stabiliteten. The percentage ratio of solids content found in the top sample in relation to the bottom sample allows calculation of the stability.

Den statiske stabilitet uttrykkes ved et tall mellom 0 og 100. The static stability is expressed by a number between 0 and 100.

Eksempel 2.Example 2.

Våtprosess: Tilsetning av bentonitt under det endelige stav-matningstrinn. Wet process: Addition of bentonite during the final rod-feeding step.

Petroleumskoksen var den samme som ble anvendt i eksempel 1. Våtmikroniseringen ble gjennomført ved en konsentrasjon av 50 % tørrstoff med en mengde DAXAD 15 tilsvarende konsentrasjonen 0,5 %, referert til den endelige stavmaling. The petroleum coke was the same as that used in example 1. The wet micronization was carried out at a concentration of 50% dry matter with an amount of DAXAD 15 corresponding to the concentration 0.5%, referred to the final stick paint.

Forholdet grov/fin ved den endelige stavmaling var 65/35.The ratio coarse/fine in the final rod painting was 65/35.

Ved begynnelsen av den våte stavmaling ble de respektive At the beginning of the wet stick painting, they became respective

mengder av bentonitt tilsatt:amounts of bentonite added:

0 %, 0,2 % 0,4 %, 0,5 %, 0,6 %. 0%, 0.2% 0.4%, 0.5%, 0.6%.

Den endelige konsentrasjon av petroleumskoks var 71 vekt%. The final concentration of petroleum coke was 71% by weight.

De oppnådde resultater er gjengitt i den følgende tabell. The results obtained are reproduced in the following table.

Eksempel 3. Example 3.

Våtprosess: Tilsetning av bentonitt under mikroniseringstrinnet. Wet process: Addition of bentonite during the micronization step.

Det ble anvendt den samme petroleumskoks som i eksempel 1. The same petroleum coke as in example 1 was used.

Våtmikroniseringen ble gjennomført ved en konsentrasjon påThe wet micronization was carried out at a concentration of

50 % faststoff, med tilsetning av henholdsvis 0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 0,7 og 0,9 % bentonitt, referert til den totale mikroniserte substans. 50% solids, with the addition of respectively 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.7 and 0.9% bentonite, referred to the total micronized substance.

Hele mengden av fluidiseringstilsetningsmiddelet DAXAD 15 ble tilsatt i mikroniseringstrinnet, slik at det i den endelige stavmaling ble oppnådd en konsentrasjon på 0,5 %. The entire amount of the fluidizing additive DAXAD 15 was added in the micronization step, so that a concentration of 0.5% was achieved in the final rod paint.

Under anvendelse av et forhold grov/fin på 65/35 ved den endelige stavmaling tilsvarer de ovenfor angitte bentonitt-mengder henholdsvis 0, 0,05, 0,10, 0,15, 0,25, 0,35, 0,45 % i sluttproduktet. Using a coarse/fine ratio of 65/35 in the final rod grinding, the bentonite amounts indicated above correspond to 0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.25, 0.35, 0.45% respectively in the final product.

Konsentrasjonen av petroleumskoks i sluttproduktet ble omtrent 71 %. The concentration of petroleum coke in the final product was approximately 71%.

I de etterfølgende tabeller gjengis de reologiske egenskaper av produktet fra mikroniseringstrinnet, og av produktet fra stavmaletrinnet, og stabiliteten derav. The following tables show the rheological properties of the product from the micronization step, and of the product from the rod grinding step, and the stability thereof.

Mikronisering.Micronization.

Endelig stavmaling. Final stick painting.

Fra de oppnådde resultater kan det iakttas hvorledes bruken av bentonitt i mikroniseringstrinnet for nedsettelse av de kon-sentrasjoner av bentonitt som skal tilsettes, er mer fordel-aktig. Den optimale konsentrasjon av bentonitt som tilsettes er 0,2 til 0,4 referert til den endelige stavmaling. From the results obtained, it can be seen how the use of bentonite in the micronization step to reduce the concentrations of bentonite to be added is more advantageous. The optimum concentration of bentonite added is 0.2 to 0.4 referred to the final stick paint.

I figuren er stabilitet (ordinat, som %) oppnådd ved tilsetning av bentonitt (abscisse, som %) ved stavmaletrinnet (hvite sirkler), og i mikroniseringstrinnet (sorte sirkler) vist sammenligningsvis. In the figure, stability (ordinate, as %) achieved by adding bentonite (abscissa, as %) at the rod grinding step (white circles) and in the micronization step (black circles) is shown for comparison.

Det sees at bedre stabiliteter oppnås ved lavere konsentra-sjoner ved tilsetning av bentonitt i mikroniseringstrinnet. It can be seen that better stabilities are achieved at lower concentrations when bentonite is added in the micronisation step.

Claims

1. Stabilizer for aqueous suspensions of petroleum coke, characterized in that the stabilizer is bentonite.

2. Stabilizer as specified in claim 1, characterized in that the bentonite is added in a percentage amount in the range from 0.2 to 3% by weight in relation to the weight of the suspension.

3. Stabilizer as stated in claim 1 or 2, characterized in that it is added to the petroleum coke during its dry or wet grinding treatment.