PT87398B - Processo para reduzir a viscosidade de lamas de hidroxido de magnesio - Google Patents
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Description
Na produção de magnésio a partir da água do mar, uma das fases de processamento produz uma lama com um teor ce hidróxido de magnésio de 50 % em peso ou superior. Estas lamas tem resistência pastosa e sao muito difíceis de bombear ou de fazer fluir através de tubos, devido à sua alta viscosidade. Esta tecnologia geral está descrita em Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technoloqy , \ 35 Edição, volume 14, John Wiley A Sons, Inc. (1981).
A presente invenção é derivada da descoberta de que pequenas quantidades de alguns polímeros de acrilamida sulfometiladas são capazes de reduzir a viscosidade de lamas de hidróxido de magnésio aquosas a 50 em peso ou superior, de medo a torná-las facilmente bombeáveis através de tubagens.
A invenção
A invenção consiste numa lama aquosa de hidróxido de magnésio com 50 % de peso ou superior, tendo uma viscosidade Broakfield reduzida, que contém desde 0,1 a 5 % em peso, com base no peso da referida lama, de uma poliacrilamida sulfometila da tendo 2 a 30 % molar de grupos sulfometilo e tendo um peso molecular desde 5000 até 30000.
Embora a dosagem do polímero sulfometilsdo possa variar entre 0,1 até 5 % em peso, uma dosagem preferida está geralmente compreendida no intervalo de cerca de 0,5 a 3 % em peso.
Os polímeros de açrilamida sulfometilados
A reacção de poliacrilamidas com formaldeído e com bisulfitos de modo a produzir a amida sulfometilada é de considerável importância devido às muitas aplicações industriais que têm sido propostas para sulfonatos polimáricos de baixo custo, tais como agentes de tratamento de águas, dispersantes e floculantes em campo de perfurações. Tem sido proposta uma grande variedade de reacçoes como tomando parte no sistema químico acima referido, mas não há evidência concludente, até ao presente, que confirme a afirmação de que ocorre a sulfometilação da amida nas condições geralmente admitidas para a produção deste aducto. 5abe-se agora que os principais produtos formados a um valor de pH 12 e a temperaturas da ordem de 75S£ são poliacrilamidas parciplmente hidrolisadas e as mono-, bis- e tris-sulfometilamina. Ver The Reaction of Polyacrylamide, Formaldehyde, and Sodium Bisulfite por D. P. Bakalik e D. J. Kowalski\ \ Journal of Polymer Science: parte As Polymer Chemistry, vol. 25, 433-436 (1987) John Wiley &. 5ons, Inc.
Sabe-se também que os polímeros contendo sulfometilamidas são preparados a partir de polímeros contendo acrilamida com formaldeído e bisulfito de sódio, durante cerca de 1/4 de hora até cerca de 8 h, a temperaturas de pelo menos cerca de 1002C e com um pH inferior a 12, preferivelmente a temperaturas superiores a 1009C e com um pH de 3 até 8. Nestas condições de reacção a sulfometilamida forma-se rapidamente com elevada taxa de conversão, com base no formaldeído e bisulfito de sódio introduzidos.
A fim de descrever a preparação destes polímeros são apresentados os seguintes exemplos concretos, sem no entanto se limitar a invenção aos pormenores e condiçoes aqui concretamente descritos, excepto nos termos requeridos pelas reivindicações anexas.
Exemplo 1
Uma solução de poli(acrilamida /”75 % Mj^-ácido acrílico) (150 g, 27,5 % em água) e mistura de formaldeído-bisulfito de sódio (15,5 g) pH 4,3, foi aquecida a 1509C e mantida a esta temperatura durante 4 h num reactor de Parr de 300 ml, que estava equipado com um agitador mecânico e um termopar. 0 produto resultante foi arrefecido até ã temperatura ambiente. 0 pH da solução do polímero resultante era de 5,9. Os resultados da análise em C-3 NMR mostrou que o polímero continha cerca de 20 % de sulfometilamida e cerca de 30 % de carboxilato»
Exemplo 2
Uma solução de poli(acrilamida /”75% M^7-ácido acrílico) (150 g, 27,5 % em água) e mistura formaldeído-bisulfito de sódio (15,5 g) pH 4,3, foi aquecida e mantida a 120sC durante 4 h num reactor de Parr de 300 ml, que estava equipado
com um agitador mecânico e um termopar. 0 produto resultante foi arrefecido até à temperatura ambiente. 0 pH da solução de polímero resultante era de 5,6. A análise por C-13 NMR do produto resultante mostrou que o polímero continha cerca de 15 % de sulfometilamida e cerca de 40 % de carboxilato.
Exemplo 3 (a) Uma solução de poliacrilamida (100 g, 28,5 %) e mistura formaldeído-bissulfito de sódio (16,1 g) pH ajustado a 13 com 50 % de NaOH, foi aquecida a 50eC durante 3 horas. 0 resultado da análise do produto por C-13 NMR mostrou que não houve formação de sulfometilamida.
(b) A mistura reactiva foi novamente aquecida a 902C durante 3 horas. 0 resultado da análise do produto por 0-13 NMR mostrou que não houve formação de sulfometilamida.
(c) A mistura reactiva foi depois aquecida num reactor de Parr a 1502C durante 4 horas. 0 pH da solução final do polímero era de 9,8. Q resultado da análise do produto por 0-13 NMR mostrou que o polímero resultante continha cerca de % de sulfometilamida.
A partir dos exemplos anteriores á evidente que a sulfometilpoliacrilamida foi produzida a temperaturas de pelo menos cerca de 10Q2C e com valores de pH inferiores a cerca de 12.
A quantidade do grupo sulfometilamida incorporada nos copolímeros pode ser determinada por titulação coloidal fotométrica a 2 valores de pH. 0 princípio deste método baseia-se no facto de o formaldeído-bissulfito não ser detectado por este método. A um valor de pH de 2-3 a funcionalidade do ácido
carboxílico é ionizada em quantidade desprezível e, por conseguinte, apenas □ grupo sulfonato forte, incorporado na estrutura, será determinado pela titulação. A um valor de pH de 10, uma vez que o ácido carboxílico está completamente ionizado, serão titulados tanto aquele como o grupo sulfonato. A quantidade de incorporação de sulfometilamida determinada por este mátodo está em boa concordância com a determinada pelo método de C-13 NMR.
termo nsulfometilpaliacrilamida”, é aqui usado de modo a abranger homopolímeros de acrilamida sulfometilados ou os seus homólogos, e os copolímeros sulfometilados, incluindo terpolímeros, da acrilamida ou dos seus homólogos, com ácido acrílico ou os seus homólogos, sendo a característica essencial da parte poliacrilamida a presença de um grupo amida primário.
Para tratar as lamas de hidróxido de magnésio é preferível usar polímeros sulfometilados do tipo descrito acima que contenham 2 a 30 $ molar de grupos sulfometilados e, preferivelmente, os que contem estes grupos em 2 a 20 % molar.
peso molecular dos polímeros sulfometilados deverá estar num intervalo desde 5.000 até 30.000, sendo a gama de pesos moleculares preferida de 5.000 a 20.000.
Para melhor ilustrar a invenção apresenta-se a seguir o Quadro I:
QUADRO I
Viscosidades Brookfield de lamas de Mg(OH)2 a
% em peso
| Aditivos | P.M.1 | Dose de tivo (% húmido) lama 3.0 | adi- em na • | Viscosidade Brookfield na lama, CPS |
| Branco | - | - | 248,000 | |
| Poli(ácido acrílico Z~83 % molarJZ-êicrilato de metilo) | 5,800 | 0.46 | 120,000 | |
| Poli(ácido acrílico Ζ7Θ5 % molar_7-acrilato de etilo) | 3,300 | 0.46 | 68,000 | |
| Polifácido acrílico C50 % molar _7-acrilamida) | 16,000 | 0.46 | 66,000 | |
| Poli(ácido acrílico ΖΓ 90 % molar_7-acrilamida) | 17,000 | 0.46 | 84,000 | |
| Poli(ácido acrílica Z56 % molar _7_acrilamida Z 40 % molar _7_sulfometilacrilamida £ 4% molar _7) | 5,500 | 0.46 | 48,000 | |
| Poli(ácido acrílico ΖΓ 57 % molar Q7~acrilamida Z 27 % molar jT-sulfometilacrilamida Z~ 17 % molarí7) | 18,000 | 0.46 | 2,400 |
Os pesos moleculares dos polímeros foram determinados por GPC utilizando padrões de ácido poliestirenossulfónico.
Claims (1)
- REIVINDICAÇÕES- 13 Processo para reduzir a viscosidade de lamas de hidróxido de magnésio, com teores de 50 / em peso ou superiores, caracterizado pelo facto de se incorporar um polímero de acrilamida sulfometilada numa quantidade de 0,1 a 5/ em peso, possuindo a referida poliacrilamida 2 a 30/ molar de grupos sulfometilo e tendo um peso molecular compreendido de 5.000 até 30.000._ 2? Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo facto de a quantidade de grupos sulfometilo presentes na poliacrilamida incorporada estar compreendida entre 2 e 20 / molar e de o respectivo peso molecular estar compreendido entre 5.000 e 20.000.Foram inventores Dodd W. Fong, residente em 1275 Leverenz Road, Haperville, Illinois 60565, Estados Unidos da América e Daniel V. Diep, residente em 1780 Magaret Lane, Aurora Illinois 60505, Estados Unidos da América.A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi apresentado nos Estados Unidos da América, em 15 de Maio de 1987, sob o número de série 49,891.-r 7 “
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| FG3A | Patent granted, date of granting |
Effective date: 19920304 |
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| MM3A | Annulment or lapse |
Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES Effective date: 19930930 |