PL121900B1

PL121900B1 - Method of filtration of liquefied coal suspensionennogo/ uglja

Info

Publication number: PL121900B1
Application number: PL1980224047A
Authority: PL
Inventors: Norman L Carr; Edgar L Mcginnis
Original assignee: Gulf Research Development Co
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1980-05-06
Publication date: 1982-06-30
Also published as: PL224047A1; US4252648A; ES8102829A1; ES491176A0; CA1134307A; ZA801837B; JPS56500456A; EP0019351A1; DD150433A5; IL59636A0; BR8008660A; WO1980002385A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób filtracji za¬ wiesiny uplynnionego wegla.Dotychczas opracowano kilka sposobów solwata- cji przy wytwarzaniu zarówno cieklych jak i sta¬ lych demineralizowanych paliw weglowodorowych z wegla. Jednym z takich sposobów jest sposób rafinacji wegla rozpuszczalnikami (SRC). Sposób ten polega na procesie solwatacji w celu wytwo¬ rzenia z wegla rozpuszczonych cieklych i stalych paliw weglowodorowych.W sposobie tym rozdrobniony, surowy wegiel przeprowadza sie w zawiesine z rozpuszczalnikiem, stanowiacym zawracana frakcje ciekla, zawieraja¬ ca zwiazki wodoroaromatyczne i przepuszcza wraz z wodorem przez strefe ogrzewania wstepnego w podwyzszonej temperaturze i przy podwyzszonym cisnieniu w celu rozpuszczenia paliwa weglowodo¬ rowego od mineralów zawartych w weglu i zapo¬ biezenia repolimeryzacji rozpuszczonych weglowo¬ dorów poprzez przejscie wodoru ze zwiazków roz¬ puszczalnika wodoroaromaitycznego do rozpuszczo¬ nej substancji weglowodorowej. Otrzymana zawie¬ sine wprowadza sie nastepnie do drugiej, egzoter¬ micznej strefy rozpuszczania, w której zachodza reakcje uwodorniania i hydrokrakingu.Zwiazki wodoroaromatyczne tworza sie w stre¬ fie rozpuszczania, a frakcje zawierajaca te zwiaz¬ ki odzyskuje sie z odcieku ze strefy rozpuszcza¬ nia w postaci zawiesiny, i zawraca do obiegu. Po¬ zostaly odciek ze strefy rozpuszczania w postaci 10 15 25 zawiesiny, zawiera czastki mineralów z wegla i wegiel nierozpuszczony, zawieszony w normalnie cieklym i normalnie stalym rozpuszczonym weglu, to znaczy rozpuszczonym weglu, który jest staly w temperaturze pokojowej.Zawieszone czastki sa bardzo male, niektóre ma¬ ja wielkosci submikronowe, przy czym najwiecej z nich lub prawie wszystkie maja srednice mniej¬ sza od 10 lub 20 mikronów.Z powodu ich malej wielkosci, czastki te jest bardzo trudno odfiltrowac lub w inny sposób usu¬ nac z rozpuszczonego wegla.W opisach patentowych Stanów Zjedn. Am. nr wr 4 102 774 d 4 124 485 ujawniono sposób obróbki odcieku w postaci zawiesiny w procesie uplynnia¬ nia wegla takim jak sposób SRiC za pomoca allko- holiu po to, aby skupic lub w iininy sposób spowodo¬ wac w zawierajacej zawieszony lufo rozdyspergowa- ny mineral siufositainicji sitalej podwyzszenie szybko¬ sci filitiracji zawiesimy.Obecnie stwierdzono, ze pewne polimery takie jak kopolimer metakrylanu alkilu lub polimetakry¬ lan alikilu, na przyklad kopolimer metakrylanu pro¬ pylenu z etylenem, kopolimer octanu winylu z etylenem i poliizobutylen zdolne sa do podwyz¬ szenia szybkosci filtracji zawiesin uplynnionego wegla.Wedlug wynalazku sposób filtracji zawiesiny u- plynnionego wegla, wytworzonej w procesie roz¬ puszczania paliw weglowodorowych z wegla za 121 900121 900 3 pomoca rozpuszczalnika, zawierajacej ciekly mate¬ rial weglowodorowy oraz zawieszone mineraly we¬ gla polega na tym, ze do zawiesiny dodaje sie ko¬ polimer metakrylanu alkilu w ilosci zwiekszaja¬ cej szybkosc filtracji, po czym zawiesine filtruje sie.W sposobie wedlug wynalazku mozna stosowac dowolny znany kopolimer metakrylanu alkilu. Ko¬ polimery takie sa latwo dostepne w handlu.Stosowanie izobutylenu wzglednie kopolimeru octanu winylu z etylenem jest przedmiotem zglo¬ szen równoleglych. Powyzsze spolimeryzowane sub¬ stancje skutecznie podwyzszaja szybkosc filtracji, gdy dodaje sie je bezposrednio do zawiesiny uplyn- go^ wegla *;r Jromogenicznie zdysperguje w niej w' stezeniu, które zwieksza nastepnie szybkosc filtracji. Korzystnie w celu zmniejszenia lepkosci polimer rozpuszcza sie ^najpierw w lekkim oleju.Ponadto, nieoczekiwanie stwierdzono, ze polime¬ ry te sa tak samo a nawet bardziej skuteczne, jesli sie je zdysperguje lub rozpusci w oleju po¬ chodzacym z ropy naftowej lub wegla, w których sa one rozpuszczalne, co zmniejsza ich lepkosc, a nastepnie jesli przepusci sie je przez placek wste¬ pnej powloki utworzonej z pomocniczego materia¬ lu filtracyjnego przed przefiltrowaniem przez nie¬ go zawiesiny uplynnionego wegla. Osiagniecie po¬ prawy szybkosci filtracji za pomoca obróbki po¬ wloki wstepnej jest szczególnie godne uwagi, po¬ niewaz stwierdzono, ze na skutek obróbki wstep¬ nej polimer nie absorbuje sie w sposób nieodwra¬ calny na pomocniczym materiale filtracyjnym.Osiaga sie zatem korzysci ze stosowania wynalaz¬ ku, polegajace na zasadniczo calkowitym odzysku polimeru wzglednie odzysku jego wiekszosci, przy¬ najmniej 70, 80 wzglednie 90%.Korzysc, jaka jest oszczednosc polimeru, wyste¬ puje tylko w przypadku obróbki przy uzyciu po¬ wloki wstepnej wedlug wynalazku, poniewaz do¬ danie polimeru do samej zawiesiny wegla powo¬ duje strate polimeru w przesaczu uplynnionego wegla.Jednakze ? strata pofllimeiiTU wskutek adhezji do pomocniczego materialu filtracyjnego jest nawet korzystna tam, gdzie nie przyczynilby sie do zwie¬ kszenia wartosci opalowej przesaczu weglowego.Fakt, ze polimery wywieraja istotny wplyw na wzrost szybkosci filtracji przez zwykle uzycie ich do przemywania placka wstepnej powloki filtra bez znacznej ilosci polimeru pozostajacego na plac¬ ku filtracyjnym wskazuje, ze polimery te oddzia¬ lywuja na powierzchnie czastek materialu powlo¬ ki wstepnej raczej w sposób fizyczny anizeli che¬ miczny.Chociaz sam polimer jest stosunkowo lepki, roz¬ puszcza sie go w lekkim oleju aby uzyskac dajacy sie przelewac roztwór zdolny do przeplywu przez stale czastki pomocniczego materialu filtracyjne¬ go.Olej pozostajacy na pomocniczym materiale fil¬ tracyjnym rozpusci sie nastepnie w uplynnionym weglu podczas filtracji. Nie jest wymagany czas na zestalenie pomiedzy etapem przemywania po¬ limerem a etapem filtracji lecz pewien przeciag czasu nie jest szkodliwy.Przemywanie polimerem nie wywiera widocz¬ nego skutku na placek powloki wstepnej i praw¬ dopodobnie podczas kolejnego etapu filtracji od¬ dzialywuje na granice faz miedzy osadzonym sta- s lym weglem i czastkami pomocniczego materialu filtracyjnego.Nie jest wykluczone, ze wstepna obróbka poli¬ merem likwiduje lub zmniejsza adhezje miedzy stalym weglem a powloka wstepna. Takie zjawis- 10 ko w wysokim stopniu wyróznia dzialanie skupia¬ jace alkoholi wsród widocznych zawieszonych cial stalych. Z powodu raczej fizycznej anizeli chemi¬ cznej natury zjawiska moze byc zastosowany w praktyce wedlug wynalazku dowolny staly han- 15 dlowy pomocniczy material filtracyjny. Do typo¬ wych pomocniczych materialów filtracyjnych na¬ leza ziemia okrzemkowa, celuloza, azbest, welna zuzlowa.Stwierdzono ponadto, ze w odniesieniu do szyb- 20 kosci filtracji osiaga sie efekt synergiczny poprzez uzycie wraz z polimerem wedlug wynalazku alko¬ holi stosowanych wedlug opisów patentowych Sta¬ nów Zjednoczonych Am. nr nr 4102 774 i 4 124 485.Aby otrzymac efekt synergiczny, mozna dodawac 25 polimer bezposrednio do zawiesiny uplynnionego wegla razem z alkoholem lub mozna polimer w roztworze olejowym stosowac do przemywania pla¬ cka powloki wstepnej tak, ze tylko alkohol dodaje sie bezposrednio do zawiesiny uplynnionego wegla.Odkrycie efektu synergicznego jest wazna wska¬ zówka, ze polimer i alkohol pelnia odmienne fun¬ kcje w ukladzie filtracyjnym.Polimer stosowany w sposobie wedlug wyna¬ lazku mozna dodawac do zawiesiny uplynnionego wegla w dowolnej ilosci, która spowoduje wzrost szybkosci filtracji zawiesiny. Na ogól skuteczna ilosc polimeru w zawiesinie uplynnionego wegla zawiera sie w granicach 0,01 lub 0,05 do 2ty* wa¬ gowych.Bardziej szczególowo, ilosc ta waha sie od 0,1 lub 0,25 do 1 lub 1,5% wagowych. Polimer w spo¬ sobie wedlug wynalazku wzglednie jego roztwór olejowy mozna dodawac do zawiesiny uplynnio- 45 nego wegla nawet wówczas, jesli olejowy roztwór polimeru uzywa sie równiez do przemywania pla¬ cka powloki wstepnej utworzonej z pomocniczego materialu filtracyjnego.Polimer moze byc dodawany do zawiesiny uplyn- 50 nionego wegla bezposrednio wzglednie dodawany jako roztwór w zasadniczo pozbawionym substan¬ cji stalych oleju pochodzacym od ropy naftowej lub wegla. Kiedy stosuje sie polimer do wstepnej obróbki placka filtracyjnego jego lepkosc musi byc 55 zmniejszona i dlatego przepuszcza sie go w roztwo¬ rze z olejem weglowodorowym przez placek po¬ wloki wstepnej. Roztwory polimeru w weglu lub naftowym oleju weglowodorowym beda zasadniczo zawierac od okolo 0,1 do 710/* wagowych polimeru, 60 a bardziej szczególowo od okolo 0,5 do 2,5*/o wa¬ gowych polimeru.W celu uzyskania wzmiankowanego poprzednio efektu synergicznego, mozna zastosowac pierwszo-, drugo- lub trzeciorzedowe alkohole alifatyczne, 65 za/wdeirajace 2—10 atomów wegla. Chociaz dluzsze 30 35 40121900 6 lancuchy alifatyczne moga byc skuteczne, sa one drozsze i niepotrzebnie wzrasta koszt operacji.Szczególnie skutecznymi w dzialaniu sa alko¬ hole takie jak izopropylowy oraz normalny, dru¬ go- i trzeciorzedowy butanol. Mozna zastosowac jeden lub wiecej alkoholi. Alkohol moze wystepo¬ wac w uplynnionym weglu w ilosci 0,05—15% wagowych. Skuteczne stezenia alkoholu leza w granicach 0,1—15% wagowych lub miedzy 0,5 wzglednie 1,0 a 6% wagowych. , Uzyty alkohol nie pelni znaczacej funkcji donora wodorowego lub solwatacji wegla. Na przyklad, podczas gdy butanol jest alkoholem korzystnym do celów filtracji, nie jest on równoczesnie sku¬ teczny przy solwatacji wegla. W przedstawionym sposobie, dodaje sie alkohpl w procesie uplynnia¬ nia wegla po zakonczeniu etapu rozpuszczania we¬ gla, (to jest po rozpuszczeniu co najmniej 85 lub 90!% wagowych wegla. Nie ma potrzeby dodawa¬ nia alkoholu do procesu, az dopiero po zakoncze¬ niu etapów rozpuszczania wegla i jego uwodornia¬ nia.Ponadto, alkohol nie wplywa w tym procesie na zadne znaczace podwyzszenie stosunku wodoru do wegla w uplynnionym weglu.W zwiazku z tym, wiekszosc alkoholi nie jest zu¬ zywana w przedstawionym procesie, ani nie za¬ chodzi, spowodowana przenoszeniem wodoru, zna¬ czaca konwersja do innej substancji, takiej jak np. keton. Aby zabezpieczyc alkohol przed funkcjo¬ nowaniem w charakterze donora wodorowego, uplynniony* wegiel, do którego dodaje sie alkohol, zawiera znaczna ilosc uprzednio dodanych, róz¬ nych substancji bedacych donorami wodoru, takich jak co najmniej 2, 3 lub 5% wagowych substancji hydroaromatycznych, takich jak na przyklad tetralina i jej homologi.Substancja hydroaromatyczna zabezpiecza alko¬ hol w takim stopniu, ze jego wieksza czesc moze byc zawrócona do obiegu bez koniecznosci obróbki wodorem. Poniewaz specyficznym celem alkoholu jest usuwanie substancji stalych, nie jest zatem wymagane zadne wczesniejsze usuniecie substan¬ cji stalych z wegla, a alkohol mozna dodawac do zawiesiny uplynnionego wegla zawierajacej na ogól co najmniej 3 lub 4% wagowych substancji mineralnych. ( Alkohol aby spelnic swa funkcje nie wymaga za¬ sady, która wzmagalaby jego dzialanie, gdyby spel¬ nial on funkcje donora wodorowego. Alkohol dzia¬ la takze w sposobie wedlug wynalazku w fazie cieklej i dlatego moze sluzyc do oddzielania cieczy od substancji stalej w temperaturze nizszej od jego temperatury krytycznej.Temperatura uplynnionego wegla powinna byc podwyzszona przed dodaniem alkoholu i powinna zawierac sie przewaznie w granicach 38—371°C, na ogól 66—316°C, a korzystnie w zakresie 204— —288°C. Po dodaniu, alkoholu mieszanine wegla nalezy mieszac w celu utworzenia homogenicznej mieszanki w fazie cieklej. Po dodaniu alkoholu a przed etapem usuniecia substancji stalych, roztwór weglowy mozna pozostawic do odstania w tempe¬ raturze mieszania na przeciag czasu na ogól od 30 sekund do 3 godzin, korzystnie od 1 minuty do 1 godziny, lub od 2 wzglednie 5 minut do 30 minut.Dodatkowy korzystny efekt mozna osiagnac, sto¬ sujac mieszanine alkoholu z olejem lekkim. Lekki 5 olej moze byc w rzeczywistosci wolna od stalych substancji lekka frakcja uplynnionego wegla, z której substancje stale usunieto przez filtracje lub innymi sposobami, takimi jak np. sposób z uzyciem frakcji lekkiego oleju, którego przedzial tempera- io tur wrzenia obejmuje temperaiture wrzenia alko¬ holu. Mieszanine mozna odzyskac z procesu jako pojedyncza frakcje, wzglednie lekki olej i alkohol mozna odbierac oddzielnie, a nastepnie zmieszac w dowolnym zadanym stosunku. 15 Mieszanina olejowo-alkoholowa wykazuje w przypadku oddzielania przez filtracje substancji stalych od uplynnionego wegla, bardziej korzy¬ stny efekt, anizeli sam alkohol. Podczas gdy ko¬ rzystny przypadek zwiazany z dodatkiem samego 2o alkoholu zanika, chociaz ilosc dodanego alkoholu wzrasta powyzej wartosci krytycznej, podwyzszo¬ ne ilosci alkoholu mozna zastosowac z korzyscia uzywajac mieszanine alkoholu z lekkim olejem.Poniewaz alkohol jest zawracany do obiegu, na- 25 stepuje niewielki dodatkowy koszt operacyjny, zwiazany z uzyciem zwiekszonej ilosci alkoholu.Fenol, który wystepuje w plynach weglowych, ma szkodliwy wplyw na oddzielanie substancji sta¬ lych, dzialajac wyraznie jako medium dyspergu- 30 jace. Aby uniknac zawracania fenolu do obiegu, frakcja lekkiego oleju powinna wrzec ponizej tem¬ peratury wrzenia fenolu, która wynosi 181°C.Mozna zastosowac na przyklad frakcje uplyn¬ nionego wegla, wrzaca w temperaturze nie wyzszej 35 niz 169°C. Przedzial temperatur wrzenia frakcji uplynnionego wegla nie wymaga pokrywania sie z przedzialem temperatur wrzenia rozpuszczalnika zawracanego do obiegu/ To górne ograniczenie tem¬ peratury nie ma zastosowania, jesli lekki olej nie 40 jest uplynnionym weglem i w zwiazku z tym nie zawiera fenoli. Jesli lekki olej jest frakcja nafto¬ wa, mozna stosowac, na przyklad, lekka, srednia lub ciezka nafte wrzaca w temperaturze nie wyz¬ szej anizeli 260°C. 45 Ilosc alkoholu obecnego we frakcji lekkiego ole¬ ju moze zawierac sie na ogól w granicach 1—75% wagowych, korzystnie w granicach 10—25% wago¬ wych. Ilosc womej od substancji stalych miesza¬ niny lekki olej — alkohol dodanej do zawiera- 50 jacego substancje stale uplynnionego wegla wy¬ nosi przewaznie 1—50% wagowych, na ogól 1—15% wagowych, korzystnie 2—5% wagowych.W jednym wykonaniu alkohol mozna dodawac do goracej, nieprzefiltrowanej zawiesiny rozpusz- 55 czoneigo wegla, po azyim mieszanine miesza siie i po¬ zostawia do sezonowania. Nastepnie przepuszcza sie ja przez filtr zawierajacy powloke wstepna z ziemi okrzemkowejf przemyta wczesniej roztwo¬ rem polimeru w lekkim oleju. oo Przesacz zawierajacy alkohol, pozbawiony za¬ sadniczo polimeru, frakcjonuje sie nastepnie aby odzyskac niskowrzaca frakcje zawierajaca co naj¬ mniej czesc alkoholu. Frakcje te zawraca sie na¬ stepnie do obiegu i miesza z zawiesina podawana w na filtr, razem z uzupelniajacym alkoholem, który7 moze byc potrzebny. Ten sposób postepowania po¬ woduje efekt synergiczny polimeru i alkoholu w odniesieniu do szybkosci filtracji, dajac jedno¬ czesnie maksimum oszczednosci w zuzyciu polime¬ ru i alkoholu.Dla zilustrowania wynalazku w przeprowadzo¬ nych próbach otrzymane dane zinterpretowano zgodnie z nastepujacym, dobrze znanym, matema¬ tycznym wzorem filtracji: i T/W = kW + C w *którym: T = czas filtracji, minuty W = ciezar przesaczu zebranego w cza¬ sie T, gramy k = opór placka filtracyjnego, minuty/ gramy2 C = opór powloki wstepnej, minuty/ gram T/W = (szybkosc)-1 W nizej omówionych próbach filtracji, ilosc uzy¬ skanego przesaczu W zapisywano automatycznie, jako funkcje czasu T. W i T reprezentuja podsta¬ wowe dane otrzymane w próbach. Nastepujace zmienne utrzymywano bez zmian na zadanym po¬ ziomie, gdziekolwiek bylo to konieczne do otrzy¬ mania wyników porównawczych: temperature, spa¬ dek cisnienia na filtrze, rodzaj powloki wstepnej i sposób stosowania, grubosc powloki wstepnej i powierzchnia przekroju poprzecznego filtra.Otrzymane dane W w funkcji T podane zgodnie z powyzszym wzorem matematycznym zilustrowa¬ no na rysunkach fig. 1 i 2. Kazdy z rysunków fig. 1 i 2 przedstawia cztery krzywe, przy czym kazda krzywa przedstawia oddzielne serie prób filtracji.Na osi pionowej kazdego rysunku zaznaczono ilo¬ raz T/W, który jest odwrotnoscia filtracji. Nachy¬ lenie kazdej krzywej oznacza k, a punkt przeciecia kazdej krzywej z osia pionowa oznacza C.Na figurze 1 krzywa 1 obrazuje wyniki doty¬ czace filtracji samej zawiesiny uplynnionego we¬ gla — bez obróbki wstepnej powloki, krzywa 2 przedstawia filtracje samej zawiesiny .uplynnio¬ nego wegla przez powloke wstepna traktowana kopolimerem metakrylanu w lekkim oleju pocho¬ dzacym od ropy naftowej. Krzywa 3 przedstawia filtracje samej zawiesiny uplynnionego wegla przez powloke wstepna traktowana kopolimerem meta¬ krylanu w lekkim oleju pochodzacym od wegla.Krzywa 4 obrazuje filtracje zawiesiny uplynnio¬ nego wegla zawierajacego dodatek oleju lekkiego i izopropanolu przez powloke wstepna traktowana kopolimerem metakrylanu.Na figurze 2 krzywa 1 obrazuje filtracje samej zawiesiny uplynnionego wegla bez obróbki wstep¬ nej powloki, krzywa 2 — filtracje zawiesiny uply¬ nnionego wegla zawierajacej dodatek taki jak olej lekki i izopropanol, krzywa 3 — filtracje zawiesiny plynnego wegla przez powloke wstepna traktowa¬ na poliizobutylenem, zas krzywa 4 — filtracje za¬ wiesiny plynnego wegla zawierajacej dodatek lek¬ ki olej — izopropanol przez powloke wstepna traktowana poliizobutylenem.Z analizy kazdej krzywej wynika, ze parametr C jest zasadniczo charakterystyczny dla wstepnej 1900 8 powloki, poniewaz jest on odwrotnoscia szybkosci filtracji na poczatku próby, zanim jiaikas zinacza- ca ilosc placka filtracyjnego osadzi sie na wierzchu powloki wstepnej. Z drugiej strony, nachylenie 5 k jest parametrem charakteryzujacym placek fil¬ tracyjny, który osadza sie na powloce wstepnej podczas filtracji, i dlatego jest to parametr re¬ prezentatywny dla samej filtracji z wylaczeniem powloki wstepnej. Stosunkowo niskie pochylenie 10 (niska wartosc k) reprezentuje korzystny niski opór placka przy filtracji.Innymi slowy stwierdzono, ze kazde zmniejsze¬ nie wartosci k oznacza znaczne zwiekszenie szyb¬ kosci filtracji. Rysunki fig. 1 i 2 pokazuja, ze li- 15 nie przedstawiajace próbe kontrolna i próbe z wy¬ korzystaniem tylko obróbki powloki wstepnej maja najwieksze pochylenie (najwyzsze k) podczas gdy linie przedstawiajace próby z dodatkiem alkoholu maja pochylenie najnizsze (najmniejsza wartosc k). 20 Pokazano zatem, ze chociaz kazda krzywa wska¬ zuje nizsza szybkosc filtracji (to znaczy wyzsza (szybkosc)-1) na koncu próby w porównaniu z jej poczatkiem, to niskie nachylenie" krzywej wska¬ zuje, ze szybkosc filtracji nie zmniejsza sie wiele 25 podczas próby.Rysunki figury 1 i 2 pokazuja, ze chociaz linie reprezentujace próby wykorzystujace tylko obróbke powloki wstepnej maja mniej wiecej takie samo nachylenie jak linia reprezentujaca odpowiednia 30 próbe kontrolna, to zmniejszony parametr C ozna¬ czajacy opór powloki wstepnej, w przypadku prób tylko z obróbka polimerem daje wieksza ilosc przesaczu po jednej minucie w porównaniu z Od¬ powiednia próba kontrolna. 35 Dlatego jest oczywiste, ze efekt synergiczny spo¬ wodowany zarówno obróbka powloki wstepnej jak i dodaniem alkoholu jest wynikiem zróznicowa¬ nych, polaczonych efektów zmniejszenia zarówno oporu placka filtracyjnego (parametr k) jak i opo- 40 ru powloki wstepnej (parametr C).Nalezy zauwazyc, ze kazda próba filtracji byla przeprowadzana bez przemywania placka filtra¬ cyjnego rozpuszczalnikiem. Poniewaz celem prze¬ mywania rozpuszczalnikiem jest poprawa wlas- 45 nosci placka filtracyjnego, poprawiloby ono takze wartosck. / Wiele przemyslowych filtrów pracujacych w ru¬ chu ciaglym jest typu obrotowego, w których cy¬ kle filtracji trwajace nie dluzej niz 1 minute sa 50 ciagle przedzielane etapami przemywania, w któ¬ rych • rozpuszczalnik myjacy wtryskuje sie przez placek filtracyjny w celu odmycia zaabsorbowa¬ nego, uplynnionego wegla".Dlatego, o ile nie zaznaczono inaczej, wszystkie 55 podane w tablicy szybkosci filtracji w przeprowa¬ dzonych próbach, w nastepujacych przykladach przedstawiaja operacje filtrowania w ciagu pierw¬ szej minuty filtracji.W wykonaniu prób filtracji wedlug przykladów go sito o liczbie 90 mesh umieszczone w obrebie ele¬ mentu filtra, wstepnie powleczono ziemia okrzem¬ kowa do grubosci 1,27 cm.Element filtra mial srednice wewnetrzna 1,9 cm przy wysokosci 3,5 cm, co dawalo pole powierzchni «5 2,84 cm2. Sito bylo podtrzymywane przez solidna9 krate w celu ochrony przed deformacja. Operacje wstepnego pokrywania przeprowadzono przez prze¬ puszczenie pod cisnieniem 5°/o wagowo zawiesiny substancji powloki wstepnej w lekkim oleju pro¬ cesowym przez sito, przy uzyciu azotu pod cisnie¬ niem 275 kPa.Operacje sporzadzenia powloki wstepnej wyko¬ nano w temperaturze bliskiej tej, jaka panowala nastepnie podczas operacji filtrowania. Otrzymana porowata warstwa substancji powloki wstepnej wa¬ zyla okolo 1,2 grama. Po osadzeniu sie materialu powloki wstepnej, w ciagu 1—2 sekund przedmu¬ chiwano filtr azotem pod cisnieniem okolo 34,3 kPa, aby usunac slady lekkiego oleju. Lekki olej przeplywal do pojemnika umieszczonego na wadze automatycznej. Lekki olej wazono, aby upewnic sie, ze nastapilo osadzenie sie zadanej ilosci mate¬ rialu powloki wstepnej. Po tej operacji lekki olej odrzucano. Waga byla polaczona z rejestratorem, uzywanym pózniej do uzyskania ciaglego (w okre¬ sach 5 sekundowych) wydruku zapisu zebranego przesaczu w funkcji czasu. 750 gramowa próbke niefiltrowanego oleju bez jakiegokolwiek dodatku wprowadzono nastepnie do oddzielnego autoklawu dzialajacego jako zbior¬ nik. Niefiltrowany olej utrzymywano w tempera¬ turze 38—54°C iw sposób ciagly mieszano. Miesza¬ nie uzyskiwano stosujac dwie 5 cm turbiny. Pred¬ kosc walu wynosila 2000 obrotów na minute. Fil¬ tracje rozpoczynano przy podaniu do autoklawu wybranego cisnienia azotu 275—550 kPa. Wyply¬ wajacy z autoklawu niefiltrowany olej przepu¬ szczano przez wezownice ogrzewania wstepnego, w której czas przebywania kontrolowano zaworami i która byla zaopatrzona na wlocie i wylocie w termopary w tym celu, azeby dochodzacy do filtra niefiltrowany olej utrzymac w równomiernej tem¬ peraturze.Niefiltrowany olej opuszczajacy podgrzewacz wstepny kierowano na filtr, gdze tworzyl sie staly placek i otrzymywano przesacz.Element filtracyjny i podgrzewacz filtra byly takze wyposazone w termopary. Jak wyzej wska¬ zano, uzyskany przesacz kierowano na wage, reje¬ strujac automatycznie jego ciezar, co 5 sekund.Przesacz zbierano do czystego pojemnika.Próby porównawcze w celu okreslenia wplywu dodatków wykonywano, zasilajac taka sama partia niefiltrowanego oleju, dla której zebrano wczes¬ niej dane na temat filtracji. Najpierw, system ru¬ rek oraz filtr, przemyto niefiltrowanym olejem, stosujac azot pod cisnieniem okolo 685 pPa. Sub¬ stancje dodatkowa przepompowano do zbiornika autoklawu, zawierajacego niefiltrowany olej.Zamontowano oddzielny element filtracyjny i po¬ wleczono wstepnie w sposób taki sam jak wyzej opisano, a nastepnie przeprowadzono próby z uzy¬ ciem dodatku w niefiltrowanym oleju w taki sam sposób, jak próby wykonane bez dodatku.Nastepnie po kazdej filtracji, pozostalosc na ma¬ teriale powloki wstepnej filtra oczyszczono azo¬ tem i przemyto odpowiednia ciecza w celu usu¬ niecia mieszaniny niefiltrowanego oleju z doda¬ tkiem.Ponizej podano analize uzytej do prób typo- 900 io wej, nieprzefiltrowanej, zawiesiny uplynnionego wegla, bedacej surówka w procesie SRC. Chociaz lekki olej odparowywano rzutowo z zawiesiny uplynnionego wegla w etapie obnizania cisnienia 5 i moznaby ewentualnie sporzadzic mieszanki z po¬ limerem i alkoholem, to z oleju sluzacego do za¬ silania filtra nie usuwano zadnych stalych sklad¬ ników przed filtracja.Ciezar wlasciwy w temperaturze 15,6°C 1,15 0 lepkosc kinematyczna w temperaturze 98,9°C 0,24 cm2/s Gestosc w temperaturze 15,6°C 1,092 Popiól 4,49% wagowo Nierozpuszczalne pochodne pirydyny, 6,34*/© wa- 5 gowo Destylacja, ASTM D1160 Procent 5 10 20 30 40 50 60 70 71— odzysk nastepuje Temperatura °C przy 98 kPa 270 285 297 317 341 1 368 409 487 wszystkich destylatów w temperaturze 496°C | W ponizszych próbach do przygotowania mie¬ szanki z alkoholem lub polimerem wykorzystano lekki olej o nastepujacych danych.Ciezar wlasciwy w temperaturze 15,6°C 0,830 Gestosc w temperaturze 15,6°C 0,829 Lepkosc kinetyczna w temperaturze 37,8°C 0,0086 cm2/s Destylacja, ASTM D-86 przy cisnieniu = 101,7 kPa !% 5 95 EP Temperatura °C 72 228 256 | Przyklad I. Wykonano próby w celu zilu¬ strowania wplywu na szybkosc filtracji, wywie¬ ranego dodatkiem pewnych polimerów do zawiesi- 55 ny uplynnionego wegla, a nastepnie filtracje za¬ wiesiny w temperaturze 127°C przy spadku cisnie¬ nia 550 kPa na filtrze posiadajacym pomocniczy material filtracyjny w postaci placka powloki wstepnej z ziemi okrzemkowej, podobnym do fil- 60 tra w systemie prób, opisanym wyzej.Zbadano polimery takie jak kopolimer metakry- lanu propylenu z etylenem, kopolimer octanu wi¬ nylu z etylenem i poliizobutylenu o niskiej oraz o wysokiej lepkosci. Kazdy przebadany polimer 65 rozpuszczano w lekkim oleju w celu utworzenia121 900 11 12 Tablica 1 Wplyw dodatku podimerów nia filtracje zawiesiny wegla Dodatek do zawiesiny Próbd kontrolna2 (brak polimerów) Kopolimer metaikrylanu propylenu z etylenem Kopolimer metakrylanu propylenu z etylenem Kopolimer octanu winylu z etylenem Kopolimer octanu winylu ,z etylenem Poliizobutylen3 | Poliizobutylens I Poliizobutylen4 Poliizobutylen4 Stezenie w czesciach na milion 0 2400 10000 2500 10000 2500 10000 2500 10000 k (min/g 2) 0,0271 0,0232 0,0139 0,0220 0,0142 0,0155 0,0172 0,0203 0,0181 C (mdin/g) 0,23 0,16 0,08 0,10 0,13 0,12 0,23 0,26 0,12 Szybkosc1 (g/min) 1 3,2 3,8 3,2 <8 5,0 5,8 i 3,5 3,1 5,4 1 Dla ptieawszej mfimoity filtracji 2 Próba kontroikua wykonana pirizy uzyciu zawdfesliny Mplyirmionego wegila zawierajacego 5P/o lekkiego oleju.Kazdy poMtmieir byl dodany w posltaai roztworu w postaci roztworu w takiej samej ilosci tekMego oleju 8 Lepkosc w teimperiaitiirize 100°C 24 cimYs 4 Lepkosc w tampieiiiaituirze 100°C 6,8 cmtf/s roztworu z lekkim olejem, który miesza sie z za¬ wiesina uplynnionego wegla i jest zdolny do utwo- 2 rzenia homogenicznej dyspersji. Wyniki tych prób podano w tablicy 1.Kazdy z dodawanych polimerów, przedstawio¬ nych w tablicy 1, powoduje wzrost szybkosci fil¬ tracji uplynnionego wegla, w porównaniu z próba 3 kontrolna. W przypadku zastosowania kopolimeru metakrylanu propylenu z etylenem kopolimeru octanu winylu z etylenem i poliizobutylenu po¬ siadajacego lepkosc 6,8 cmVs w temperaturze 100°C, szybkosc filtracji poprawila sie wraz ze 85 wzrostem ilosci dodanego polimeru.Jednak w przypadku % zastosowania izobutylenu posiadajacego lepkosc 24,74 cm 2/s w temperaturze 100°C, mniejsza ilosc polimeru wystarczala do wiekszej poprawy szybkosci filtracji. W oparciu * o te dane, korzystnie stosuje sie polimer izobuty¬ lenu o takim ciezarze czasteczkowym, zeby jego lepkosc w temperaturze 99°C wynosila 6,04—6,90 cm 2/s.Przyklad II. Przeprowadzono próby w celu okreslenia, czy polimery, które poprawiaja szyb¬ kosc filtracji, sa zatrzymywane przez placek fil¬ tracyjny, tworzacy sie podczas filtracji wolnej od polimeru zawiesiny uplynnionego wegla czy tez przez placek powloki wstepnej utworzony z sub¬ stancji takiej jak handlowa ziemia okrzemkowa, w przypadku stosowania przemywania roztworem polimeru w lekkim oleju wolnym od substancji stalych, przed kontaktem z zawiesina uplynnionego wegla.W tych próbach, indywidualna próbke, zawiera¬ jaca polimer rozpuszczony w lekkim oleju prze¬ puszczono przez wolny od polimeru placek utwo¬ rzony z substancji mineralnych wegla i takze przez pozbawiony polimeru placek utworzony z ziemi okrzemkowej.Wyniki tych prób przedstawiono w tablicy 2.Tablica 2 pokazuje, ze w spodziewanych gra¬ nicach bledu doswiadczenia zadna znaczaca ilosc ani poliizobutylenu ani tez kopolimeru metakry- Tablica 2 Stezenie polimeru w lekkim oleju •/• wagowy 45 50 Poliizobutylen w lekkim oleju Kópoflriimeir meta¬ krylanu propylenu z etylenem w lek¬ kim oleju Poczat¬ kowo 0,70 0,70 W na¬ step¬ stwie konta¬ ktu z plackiem utworzo¬ nym z substan¬ cji mine¬ ralnych wegla 0,70 0,68 • W na¬ step¬ stwie konta¬ ktu z plackiem powloki wstepnej ' ' 0/64 0,70 lanu propylenu z etylenem nie byla zatrzymywa¬ na ani przez wolny od polimeru placek filtracyj¬ ny utworzony z substancji mineralnych wegla ani przez wolny od polimeru placek powloki wstepnej utworzony z ziemi okrzemkowej, przy przemy¬ waniu kazdego z nich olejowym roztworem po¬ limeru.Dlatego, korzystna szybkosc filtracji, przedsta¬ wiona nizej w przykladzie III, otrzymana przez przemywanie placka powloki wstepnej filtra, utwo¬ rzonego z ziemi okrzemkowej olejowym roztwo¬ rem polimeru, jest wynikiem zwilzania placka po¬ limerem bez znaczacego zatrzymywania polimeru na placku.Widocznie, zwilzanie takie odzialywuje na gra¬ nice faz miedzy czastkami stalymi powloki wstep¬ nej i czastkami stalymi wegla, kiedy te dwie sub¬ stancje stykaja sie ze soba wzajemnie, podczas nastepnego etapu filtracji.121 900 13 14 P Wedlug jednej z teoirdd, wisteprua obróbka powloki wstepnej za pomoca polimeru chroni czastki stale wegla przed adhezja na czastkach stalych powloki wstepnej.Efekt, taki jest ostrym przeciwienstwem aglo¬ meracji czastek, która jest prawdopodobna wów¬ czas, gdy dodatek taki jak alkohol poprawia szyb¬ kosc filtracji.Próby z tablicy 2 wskazuja, ze wynalazek moz¬ na korzystni^ stosowac, uzyskujac zasadniczo pel- iy odzysk polimeru. Ta korzysc przewaza tylko! przypadku przemywania powloki wstepnej spo sobem wedlug wynalazku, poniewaz dodanie poli meru do zawiesiny uplynnionego wegla powoduje1 strate polimeru w przesaczu uplynnionego wegla.1 Przyklad III. Przeprowadzono próby w celu pokazania wplywu na szybkosc filtracji, jaki wy¬ wiera przemywanie pomocniczego materialu filtra¬ cyjnego, to znaczy placka powloki wstepnej, utwo¬ rzonego z ziemi okrzemkowej albo roztworem ko¬ polimeru octanu winylu z etylenem w lekkim ole¬ ju albo roztworem poliizobutylenu w lekkim oleju.Uzyto poliizobutylen o lepkosci nizszej niz ta, któ¬ ra mial poliizobutylen o niskiej lepkosci, stosowany w próbach wedlug tablicy 1. Próby filtracji, wy¬ korzystujace roztwór kopolimeru octanu winylu z etylenem w lekkim oleju przeprowadzono w tem¬ peraturze 232°C, przy spadku cisnienia na filtrze 550 kPa. 10 15 20 Próby filtracji wykorzystujace roztwór poliizo¬ butylenu o niskiej lepkosci w lekteim oleju prze¬ prowadzono w temperaturze 188°C, przy spadku cisnienia 550 kPa. Material powloki wstepnej, w próbie zasadniczej wzglednie po przemyciu 25 g wskazanego roztworu polimeru w lekkim oleju, byl nastepnie stosowany do filtracji zawiesiny uplynnionego wegla.W niektórych próbach zawiesina uplynnionego wegla nie zawierala zadnego dodatku, a w innych próbach zawiesina uplynnionego wegla zawierala dodatek taki jak np. mieszanina izopropanolu z lekkim olejem we wskazanej ilosci na zawiesine uplynnionego wegla. Olej lekki, uzyty do sporza¬ dzania mieszaniny z izopropanolem byl lekkimi ole¬ jem naftowym.Olej lekki uzyty do sporzadzania roztworów po¬ limeru byl albo lekkim olejem naftowym albo lek¬ ka frakcja uplynnionego wegla. Wyniki tych prób przedstawiono w tablicy 3.Z porównania danych w tablicy 3 z danymi w ta¬ blicy 1 wynika, ze poprawa szybkosci filtracji uzy¬ skana sposobem polegajacym na przemywaniu po¬ limerem powloki wstepnej jest wieksza nawet, niz poprawa szybkosci filtracji, uzyskana w drodze dodawania polimeru do zawiesiny wegla.To jest szczególnie godne uwagi, poniewaz spo¬ sób polegajacy na przemywaniu powloki wstepnej, przedstawiony wyzej, pozwolil odzyskac cala lub Tablica 3 Wplyw obróbki powloki wstepnej Zawiesina uplynnionego wegla i dodatek, jesli jest obecny Tylko zawiesina uplynnionego wegla Tylko zawiesina uplynnionego wegla Zawiesina uplynnio¬ nego wegla zawie¬ rajaca 5°/o lekkiego oleju i 2% izopropa¬ nolu Tylko zawiesina uplynnionego wegla Tylko zawiesina uplynnionego wegla Zawiesina uplynnio¬ nego wegla zawie¬ rajaca 5fyo lekkiego oleju i 2% izopropa¬ nolu Zawiesina uplynnio¬ nego wegla zawie¬ rajaca 5tyo lekkiego oleju i 2% izopropa¬ nolu Uzycie placka powloki wstepnej brak 2% roztwór kopoli¬ meru octanu winylu- -etylenu w lekkim oleju weglowym 2% roztwór kopoli¬ meru octanu winylu- -etylenu w lekkim oleju weglowym brak 7% roztwór poliizobu¬ tylenu 0 niskiej lepko¬ sci w lekkim oleju brak 7% roztwór poliizobu¬ tylenu 0 niskiej lepko¬ sci w lekkim oleju polimerem k (min/g 2) 0,0247 0,0293 0,0162 0,0558 0,0438 0,0359 0,0252 , na szybkosc C (min/g) 0,42 0,08 0,05 0,30 0,05 0,23 0,05 filtracji Szybkosc filtracji 1 po pierw¬ szej minucie (g/min) 2,1 4,6 7,5 2,2 4,3 3,0 6,3 Poprawa w stosunku do próby za- sadniazej . — 119 257 — 95 36 186 1121900 15 16 zasadniczo cala ilosc polimeru uzytego do obróbki wstepnej, podczas gdy polimer dodany do zawie¬ siny wegla nie dal sie odzyskac lecz bezpowrotnie zuzywal sie jako paliwo wraz z uplynnionym we¬ glem- r Dane z tablicy 3 wskazuja, ze wstepne przemy¬ wanie powloki wstepnej roztworem poliizobutyle¬ nu w lekkim oleju zwiekszylo szybkosc filtracji o 95%. Dane z tablicy 3 pokazuja dalej, ze przy braku wstepnego przemywania powloki wstepnej polimerem wzglednie dodania polimeru do zawie¬ siny uplynnionego wegla, dodanie roztworu izo¬ propanolu do uplynnionego wegla powoduje 36% wzrost szybkosci filtracji, przy uzyciu próbki tego samego uplynnionego wegla, który byl uzyty w próbie z poliizobutylenem.Zsumowanie 95% zwiekszenia szybkosci, spowo¬ dowanego przemywaniem powloki wstepnej za po¬ moca poliizobutylenu i 36% zwiekszenia szybkosci w wyniku niezaleznego dodania do zawiesiny u- plynnionego wegla roztworu izopropanolu wskaza¬ loby na laczny efekt, stanowiacy 131% wzrost szyb¬ kosci.Jednakze, jesli dodanie roztworu izopropanolu do zawiesiny uplynnionego wegla polaczone zosta¬ nie z wstepnym przemywaniem powloki wstepnej polimeru takim jak poliizobutylen, uzyska sie 186% wzrost szybkosci filtracji, co dowodzi rze¬ czywistego efektu synergicznego.Dane tablicy 3 pokazuja, ze wstepne przemy¬ wanie placka powloki wstepnej, która stanowi ziemia oikrzemkowa, za pomoca roztworu kopoli¬ meru octanu winylu z etylenem w lekkim oleju bez fe^tóedniego dodania kopolimeru do uplyn¬ nionego w^gla zwieksza szybkosc filtracji o 119%, w porównaniu z próba kontrolna. Wzrost ten ma wielkosc podobna, jak dla porównywanej podob¬ nej próby z wykorzystaniem poliizobutylenu.Jednakze, jezeli dodanie roztworu izopropanolu do uplynnionego wegla polaczone zostanie z prze¬ mywaniem powloki wstepnej olejowym roztworem kopolimeru octanu winylu z etylenem, obserwuje sie 257% wzrost, spowodowany dzialaniem pola¬ czonym, który to wzrost jest wiekszy nawet, ani¬ zeli wzrost dla podobnej próby z wykorzystaniem poliizobutylenu.Dlatego, godny uwagi efekt synergiczny uzysku¬ je sie takze wówczas, gdy roztwór kopolimeru oc¬ tanu winylu z etylenem w lekkim oleju stosuje sie do przemywania powloki wstepnej i kiedy przemywanie powloki wstepnej polaczy sie z uzy¬ ciem w zawiesinie wegla dodatku takiego jak izo- propanól.Przyklad IV. Przeprowadzono próby w ce¬ lu okreslenia wplywu stezenia polimeru w lekkim oleju, zuzytego do wstepnego przemywania mate¬ rialu powloki wstepnej. W próbach tych, przeba¬ dano kilka róznych stezen poliizobutylenu w lek¬ kim oleju, do przemywania placka powloki wstep¬ nej, utworzonego z ziemi okrzemkowej, przed ope¬ racja filtracji zawiesiny uplynnionego wegla, prze¬ prowadzona w temperaturze 204°C i przy spadku cisnienia okolo 620 kPa. Opór placka filtracyjne¬ go i szybkosc filtracji dla pierwszej minuty fil¬ tracji przedstawiono w tafodicy 4.W próbach, roztwór o wskazanym stezeniu po¬ liizobutylenu uzyto do zwilzenia materialu po¬ wloki wstepnej przed filtracja zawiesiny wegla, która sama nie zawierala zadnych dodatków po- 5 lepszajacych filtracje.Tablica 4 Wplyw przemywania powloki wstepnej roztworami poliizobutylenu w lekkim oleju 10 15 'stezenie poliizobutylenu w lekkim oleju % wagowe 0 2 3,5 1 7 c (min/g) 0,33 0,14 0,10 0,07 Szybkosc ' filtracji 1 (g/min) | 2,5 ' 4,4 5,0 5,4 | 20 Tablica 4 pokazuje, ze stopniowy wzrost steze¬ nia polimeru w lekkim oleju powoduje stopniowy wzrost szybkosci filtracji. Jednakze, wystepuje ostry spadek efektu spowodowanego wzrostem stezenia polimeru przy poziomach powyzej 2 lub 25 3% wagowych.Z tablicy 4 wynika, ze szybkosc filtracji podwa¬ ja sie, kiedy stezenie uzytego do przemywania po¬ wloki wstepnej polimeru wynosi 3,5%, lecz po¬ dwojenie tego stezenia do 7% powoduje stosunko- 30 wo mala, dodatkowa poprawe szybkosci filtracji.Przyklad V. Na fig. 1 przedstawiono grafi¬ cznie wplyw na szybkosc filtracji wstepnego zwil¬ zania powloki wstepnej roztworem kopolimeru metakrylanu propylenu z etylenem w lekkim oie- 35 ju, podczas gdy fig. 2 przedstawia graficznie wplyw na szybkosc filtracji wstepnego zwilzania powloki wstepnej roztworem poliizobutylenu w lekkim oleju. Na kazdej figurze pokazano wplyw na szybkosc nastepnej filtracji uplynnionego we- 40 gla zarówno bez jak i z dodatkiem do zawiesiny uplynnionego wegla, zawierajacym 2% wagowych izopropanolu i 5% wagowych lekkiego oleju, li¬ czac na zawiesine uplynnionego wegla.Zarówno figura 1 jak i 2 pokazuja próbke kon- 45 trolna bez zadnego dodatku w uplynnionym weglu i bez zadnej wstepnej obróbki powloki wstepnej.Figura 1 pokazuje, ze oddzielne próby z wyko¬ rzystaniem wstepnej obróbki powloki wstepnej przeprowadzono przy uzyciu kopolimeru metakry- 50 lanu, i ze w jednej z nich kopolimer rozpuszczono w lekkim oleju naftowym wrzacym w zakresie 162—340°C, a w drugiej natomiast rozpuszczono kopolimer w lekkim oleju weglowym, wrzacym w zakresie temperatur 361—463°C. Figura 1 i 2 55 pokazuja szybkosci filtracji po okresach czasu wy¬ noszacych 0,5, 1, 2, 3 i 4 minuty.Próby z figury 1 wykonano w temperaturze 230°C, przy spadku cisnienia 550 kPa. Próby z fig. 2 wykonano w temperaturze 188°C, przy spadku 60 cisnienia 620 kPa.Pierwsza minuta filtracji byla szczególnie isto¬ tna w systemach filtracyjnych bebnów obrotowych, w których zewnetrzna powierzchnia placka fil¬ tracyjnego jest zeskrobywana podczas kazdego ob- 65 rotu bebna za pomoca ostrza noza, a filtr obraca121 900 17 18 sie na ogól w ciagu mniej niz 1 minuty, zanim nowo osadzony placek filtracyjny osiagnie ostrze noza.W ten sposób,. zapobiega sie dlugo trwajacej akumulacji pozostalosci na filtrze i nie rozwija sie staly lub statyczny system filtracji. Przy ze- skrobywaniu powierzchni obrotowego filtra za po¬ moca ostrza noza w przedzialach czasu krótszych niz 1, 2 lub 3 minuty, utrzymuje sie ciagle sto¬ sunkowo swiezy system filtracyjny. Ciecie o gru¬ bosci 0,0024 cm na jeden obrót jest na ogól wy¬ starczajace.Figura 2 graficznie przedstawia dane z tablicy 3, w której pokazano, ze przy filtracji trwajacej 1 minute, efekt dodania do uplynnionego wegla roztworu izopropanolu w lekkim oleju sam obja¬ wia sie 36% wzrostem szybkosci filtracji podczas gdy efekt dzialania polimeru na powloke wstep¬ na sam objawia sie 95% wzrostem szybkosci fil¬ tracji.Podczas gdy arytmetyczne sumowanie tych in¬ dywidualnych efektów wynosi 131%, empiryczny efekt polaczony, pokazany w tablicy 3 wynosi 186%, co dowodzi efektu wspóldzialania, towarzy¬ szacego przedstawieniu tych dwóch cech filtra¬ cji.Dane te wyraznie pokazuja, ze kazdy z tych efektów jest funkcjonalnie rózny, a mianowicie alkohol wplywa prawdopodobnie skupiajaco na czastki mineralne wegla w zawiesinie wegla, pod¬ czas gdy polimer wywiera bezposrednio wplyw na granice faz pomiedzy osadzonymi czastkami sta¬ lymi wegla, a czastkami pomocniczego materialu filtracyjnego.Figura 1 pokazuje, ze po trwajacej 1 minute filtracji, przemywanie powloki wstepnej roztwo¬ rem kopolimeru metakrylanu propylenu z etyle¬ nem w lekkim oleju powoduje 90% lub 119% wzrost szybkosci filtracji w zaleznosci od tego, jaki olej uzywa sie jako rozpuszczalnik dla poli¬ meru.Jednakze, polaczony efekt wstepnego przemy¬ wania powloki wstepnej i dodania do zawiesiny uplynnionego wegla izopropanolu byl godny uwa¬ gi, dajac 257% wzrost, co znowu wskazuje na sy- nergizm i jest mocnym dowodem na to, ze rózne funkcje sa pelnione przez izopropanol w zawiesi¬ nie uplynnionego wegla oraz przez polimer w eta¬ pie zwilzania powloki wstepnej.Przyklad VI. Przeprowadzono próby selek¬ cji, w których do zawiesiny uplynnionego wegla dodano handlowe polimery inne niz te, które prze¬ badano w przykladach poprzednich, w celu okre¬ slenia ich wplywu na szybkosc filtracji. Te próby selekcji przeprowadzono w temperaturze 250°C, przy spadku cisnienia na filtrze wynoszacym 103 kPa w systemie filtracyjnym z wykorzysta¬ niem powloki wstepnej utworzonej z ziemi o- krzemkowej i podobnym do badanego systemu, wykorzystanego w przykladach poprzednich.Szybkosc filtracji dla kazdego z tych dodatków po badanym okresie wynoszacym 12 minut przed¬ stawiono w tablicy 5. Dlugi czas filtracji wyko¬ rzystano dlatego, poniewaz próby selekcji byly 10 20 30 próbami wykonanymi w celu eliminacji oczywis¬ cie nieefektywnych dodatków. , Tabl Dodatek Brak Kopolimer akrylanu Handlowy anionowy rozpuszczalny w wo¬ dzie polimer Chlorowany polietylen o niskim ciezarze cza¬ steczkowym Kopolimer polioctanu winylu Handlowy kationowy •razipiusizcizailny w wo¬ dzie polimer ica 5 Stezenie w zawiesi¬ nie uplyn¬ nionego wegla % wagowy 0 2 2 1 1 2 Szybkosc przeplywu gramy/min 0,88 0,71 0,88 0,85 0,47 0,72 Dane z tablicy 5 pokazuja, ze pewne polimery nie sa zdolne do zwiekszania szybkosci filtracji nsawet jesli sa one pochodnymi monomerów tyl¬ ko nieznacznie rózniacych sie od monomerów uzy¬ tych do wytworzenia polimeru zwiekszajacego ¦/ szybkosc filtracji, na przyklad podczas gdy kopo¬ limer metakrylanu pokazany wyzej poprawial szybkosc filtracji uplynnionych wegli, kopolimer 35 akrylanu nie wykazywal takiego dzialania.Równiez, podczas gdy kopolimer octanu winy¬ lu—etylen pokazany wyzej poprawial szybkosc filtracji uplynnionych wegli, ani kopolimer pocho¬ dzacy od polioctanu winylu i monomeru innego 40 niz etylen, ani schlorowany o niskim ciezarze czasteczkowym polietylen nie byly zdolne popra¬ wic szybkosci filtracji uplynnionego wegla, któ¬ ry byl zasadniczo wolna od wody zawiesina.Te rozpuszczalne w wodzie polimery róznia sie 46 od przebadanych wyzej nierozpuszczalnych ^w wo¬ dzie polimerów takich jak poliizobutylen, kopo¬ limer metakrylanu propylenu z etylenem i kopo¬ limer octanu winylu z etylenem, z których kazdy jest zdolny do homogenicznej dyspersji w uplyn- 50 nionym, zawierajacym weglowodory weglu, albo sam albo w roztworze z rozpuszczajacym olejem, takim jak olej pochodzacy z uplynnionego we¬ gla.Przyklad VII. Przeprowadzono dalsze próby 55 z selekcjonowaniem, w których do zawiesin uplyn¬ nionego wegla dodano dodatkowe handlowe poli¬ mery, aby okreslic ich wplyw na szybkosc fil¬ tracji. Te próby filtracji przeprowadzono w tem¬ peraturze 550°C, przy spadku cisnienia na filtrze 60 wynoszacym 151 kPa, w systemie filtracyjnym wykorzystujacym powloke wstepna w postaci zie¬ mi oikrzemkowej i podobnym do systemu bada¬ nego w poprzednich przykladach.Poniewaz te próby byly próbami selekcji, szyb- 65 kosc filltcnacji mierzona po okrasie badamia wyino-19 szacym 12 minut. Dla celów porównawczych dwa dodatki rx)limerowe, bedace promotorami szybko¬ sci filtracji, a mianowicie poliizobutylen oraz ko¬ polimer octanu winylu z etylenem przebadano w podobnym zakresie. Wyniki tych prób przedstawio¬ no w tablicy 6.Tablica 6 Dodatek Brak Handlowy, kationowy rozpuszczalny w wo¬ dzie polimer Zywica bedaca pola¬ czeniem nasyconych zwiazków cyklicznych i alkilowych Handlowa, kationowa rozpuszczalna w wo¬ dzie mieszanina poli¬ meru zawierajaca zy¬ wice poliamidowe Poliizobutylen Kopolimer octanu | winylu-etylen Stezenie w zawiesi¬ nie uplyn¬ nionego wegla °/o wagowe 0 1 2 1 1 2 Szybkosc przeplywu gram/min 1,88 1,11 1,90 1,39 2,90 1 3,64 Z danych w tablicy 6 wynika, ze ani handlowe, rozpui&zc&ailinie w wodizie polimery, ianl zywica skla¬ dajaioa sie z niasyconycih zwiazków cyMdczmyclh i alkilowych nie wywieraja znaczacego wplywu na poprawe szybkosci Migracji, w filtrowanej za¬ sadniczo wolnej od wody zawiesinie uplynnione¬ go wegla, która jest filtrowana. Przeciwnie, kaz¬ dy z nierozpuszczalnych w wodzie polimerów, ta¬ kich jak poliizobutylen i kopolimer octanu winy¬ lu-etylen, wywieral zasadniczy wplyw na popra¬ we szybkosci filtracji, w tych dwunastominuto- wych próbach selekcjonowania dodatku.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób filtracji zawiesiny uplynnionego we¬ gla, wytworzonej w procesie rozpuszczania paliw weglowodorowych z wegla za pomoca rozpuszczal- niika, zawierajacej ciekly material weglowodoro- 20 wy oraz zawieszone mineraly wegla, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie kopolimer meta¬ krylanu alkilu w ilosci zwiekszajacej jej szybkosc filtracji, po czym zawiesine filtruje sie. 5 2. Spoisób wedlug zaistiriz. 1, znamienny tym, ze do (zawiesimy dodaje sie roizlttwótr kopottiimeiriu metatarylain/u alkiOju w oLejjw weglowodorowym. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie roztwór okolo 0,1—Wo 10 wagowych kopolimeru metakrylanu alkilu w ole¬ ju weglowodorowym. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie kopolimer polimetakrylan aUkiliu. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 16 ze stosuje sie kopolimer metiakrylLainiu propylenu z etylenem. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie okolo 0,01—2% wago¬ wych kopolimeru metakrylanu alkilu. 20 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie okolo 0,05—1,5% wa¬ gowych kopolimeru metakrylanu alkilu. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie kopolimer nierozpuszczalny w wo- 25 dzie. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w przypadku zwiekszania szybkosci filtracji pnzez Mtr zawiesimy uplynnionego weglay na ele¬ mencie filtra osadza sie nastepna powloke placka 30 filtracyjnego z materialu wspomagajacego, prze¬ puszcza sie przez utworzony placek powloki wste¬ pnej roztwór kopolimeru metakrylanu alkilu w oleju weglowodorowym i nastepnie przez placek powloki wstepnej filtruje sie zawiesine. 35 10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze jako material wspomagajacy stosuje sie ziemie okrzemkowa. 11. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze jako kopolimer stosuje sie polimetakrylan al- 40 kilu. 12. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze jako kopolimer stosuje sie kopolimer metakry¬ lanu propylenu z etylenem. 13. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, 45 ze stosuje sie kopolimer nierozpuszczalny w wo¬ dzie. 14. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze przez placek powloki wstepnej przepuszcza sie co najmniej 70% kopolimeru. 50 15. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze caly kopolimer przepuszcza sie przez placek powloki wstepnej.121 900 FIG. I Czas filtracji/w (szybkosc)'1 0.6n 0.5-1 4mCn Zmin^^ -/ 2 min ^«- 1 min * 0.5nocn m^^ 0.4 4 0.3-1 0.2 \ 0.H IAI ,cj pr2esa,C2u121 900 FIG. 2 czas fUtracji/hi (szybkosc)'1 °-7-- Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 389/83 Cena 100 zl PL PL PL PL PL

Claims

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób filtracji zawiesiny uplynnionego we¬ gla, wytworzonej w procesie rozpuszczania paliw weglowodorowych z wegla za pomoca rozpuszczal- niika, zawierajacej ciekly material weglowodoro- 20 wy oraz zawieszone mineraly wegla, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie kopolimer meta¬ krylanu alkilu w ilosci zwiekszajacej jej szybkosc filtracji, po czym zawiesine filtruje sie. 5

2. Spoisób wedlug zaistiriz. 1, znamienny tym, ze do (zawiesimy dodaje sie roizlttwótr kopottiimeiriu metatarylain/u alkiOju w oLejjw weglowodorowym.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie roztwór okolo 0,1—Wo 10 wagowych kopolimeru metakrylanu alkilu w ole¬ ju weglowodorowym.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie kopolimer polimetakrylan aUkiliu.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 16 ze stosuje sie kopolimer metiakrylLainiu propylenu z etylenem.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie okolo 0,01—2% wago¬ wych kopolimeru metakrylanu alkilu. 20

7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze do zawiesiny dodaje sie okolo 0,05—1,5% wa¬ gowych kopolimeru metakrylanu alkilu.

8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie kopolimer nierozpuszczalny w wo- 25 dzie.

9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w przypadku zwiekszania szybkosci filtracji pnzez Mtr zawiesimy uplynnionego weglay na ele¬ mencie filtra osadza sie nastepna powloke placka 30 filtracyjnego z materialu wspomagajacego, prze¬ puszcza sie przez utworzony placek powloki wste¬ pnej roztwór kopolimeru metakrylanu alkilu w oleju weglowodorowym i nastepnie przez placek powloki wstepnej filtruje sie zawiesine. 35

10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze jako material wspomagajacy stosuje sie ziemie okrzemkowa.

11. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze jako kopolimer stosuje sie polimetakrylan al- 40 kilu.

12. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze jako kopolimer stosuje sie kopolimer metakry¬ lanu propylenu z etylenem.

13. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, 45 ze stosuje sie kopolimer nierozpuszczalny w wo¬ dzie.

14. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze przez placek powloki wstepnej przepuszcza sie co najmniej 70% kopolimeru. 50

15. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze caly kopolimer przepuszcza sie przez placek powloki wstepnej.121 900 FIG. I Czas filtracji/w (szybkosc)'1 0.6n 0.5-1 4mCn Zmin^^ -/ 2 min ^«- 1 min * 0.5nocn m^^ 0.4 4 0.3-1 0.2 \ 0.H IAI ,cj pr2esa,C2u121 900 FIG. 2 czas fUtracji/hi (szybkosc)'1 °-7-- Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 389/83 Cena 100 zl PL PL PL PL PL