SU1411013A1 - Способ получени тонкодисперсных водных эмульсий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии приготовлени  жидких дисперсных систем и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и др. отрасл х промышленности. Оно обеспечивает повышение эффективности эмульгировани  при одновременном снижении затрат. Предлагаемый способ заключаетс  в том, что компоненты эмульсии контактируют с гидратооб- разуюшим газом, например пропаном, изо- бутаном и др. При этом часть или весь водный компонент перевод т в гидратное состо ние. Гидратную массу диспергируют в компонентах эмульсии с последующим полным разложением гидратов: готовую эмульсию дегазируют, а выдел ющийс  гид- ратообразующий газ рециркулируют. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. е (Л

Description

М; обретеиие относитс  к технологии iio.iv- чО и  водных эмульсий адсорбционным и ;v зодннамическим диспергированием и может быть иснользовано при бурении газовых, нефт ных и иных скважин, в нищеас й. .)- мацевтической промышленности, а также в химической технологии.

Цель изобретени  - HOBbiHiOiiiic эффективности эмульгировани  при одрювременном снижении затрат на ведение процесса. : На чертеже представлена схема установ- |ки, реализующей пред,лагаемый способ, i В термостатируемый контактный аппарат по линии 2 подают водный комно- |нент, но линии 3 - неводные компоненты, ijio линии 4 - гидратообразуюший газ. I В качестве гидратообразующего газа ис- Ьользуют, например, метан, этак, этилен, аце- гилен, пропап, пронилен, изобутап, аргон, Нринтон, ксенон, азот, кислород, фреоны и (любые смеси этих газов. При необходимости |могут примен тьс  такие газы, как сероводо- од, углекислый газ, хлор, диоксид серы и др.

i Выбор газа определ етс  возможнос- ью реализации условий по температуре и 11авлению, при которых гидраты устойчивы. |1ределы существовани  гидратов дл  всех {азов известны. Однако нредпочтительны азы, гидрать которых образуютс  при низ- ijcHX давлени х и температурах, близких к омнатной, дешевые и не ухудшающие ка- jjecTBO эмульсии , например пропан, изобу- tan, пропан-бутанова  смесь или криптон и ксенон. Использование инертных газов - iiCceHOHB и криптона, или агрессивных га- :Ъв - сероводорода, хлора, диоксида серы, фксида азота и других, требует осуществле- и  рециркул ции газа после разложени  }идратов.

Температуру и давление гидратообразую- 1|цего газа на стадии контакта с компо- р|ентами выбирают пз услови  устойчивости с уществовани  гидратов при этих тер.мо- динамических параметрах. При выбранной температуре контакта в аппарате 1 давление гидратообразующего газа целесообразно поддерживать несколько выше л инимально- го дав.пени  устойчивости гидратов, что позвол ет ускорить процесс образовани  твердой гидратной фазы. Однако реакци  образовани  гидратов экзотермична, и возможность отвода из peaгиpyюнJ.eй системы тепла ограничивает допусти.мое повьцпение скорости образовани  гидратов путем увели- оени  избытка давлени  гидратообразующе- го газа над минимальным, определ емым устойчивостью гидратов.

В качестве водного компонента эму;1ь- сии могут использоватьс  вода, водные растворы , коллоидные растворы, водные эмульсии , водные суспензии высокодиснерсных nopoHiKOB.

В качестве неводного или )дных компонентов могут примен тьс  органические

0 - 0

0 д

5

0

л.1ЛК1-о зещес ГБа, oi г)а п;ченно или практи- ;; Ki; нг)чсгворимы;- м иолно л компоненте .i;.:, ;bc;;;, /кил.кке К Орга ;-1ческ;; BCiuecTBa. :и растворимые а воле, н том чис.:|с мета л., например рту1 ь.

В контактный аппараг подаю весь н:п ; олько часть водного компонента. Одноире- с ни.ч в аппарат I может подаватьс  часть ил  весь } еводный компонент (масло), - еакци  наработки гидратной массы ускор етс  при энергачном пере.ме- шивании жидких сЬаз с газовой. При этом могут примен тьс  ;побые известные способы ускореп 1  гидратообразовани , например энергичный барботаж, получение гидратной массы в двухфазном потоке мелкодисперсной жидкой ф азы и -аза и т.д. В присутствии нефтепродуктов, например керос ;- на, получаема  гидратнг.  масса  вл етс  мелкодисперспой. Така  форма гидратной массы |редг 0чтитель,ча, поскольку это облегчает перевод ее в следуюпдую ступе)-:ь, а также получение суспенз:1Н гидратов.

В|)еми пребывани  ком|()не1пч;в в контактном аппарате устанавливаетс  из усло- наработки необходимой rviacc(.ii гилра- тов, определ ющей дисперспость конечного про.аукта - эмульсии. Л ассова  дол  св зываемой в гидратное состо ние воды от полного ее содержани  в целевой э.yльcии зависит от типа эмульсии (пр мой или обратной ), соотношени  масс дисперсной или дисперспых фаз и дисперсионной среды и природы компопентов, образующих дисперсную систему. Благодар  адгезионному растеканию неводного комнонеггга по развитой поверхности гидратов, обуславливающему до.- полнительное диспергирование системы, одинакова  по сравнению с известным способом дисперсность достигаетс  при более низком газосодержании гидратов, чем в растворенном состо нии.

Массова  дол  гидратов в отход щем но- токе из апнарата 1 лимитируетс  лип. ь текучестью гидратного HJлaмa н.;1и газотвер- дного потока.

По линии 5 гидратосодержащую систему направл ют в эмульгатор 6. Одновре- .менно в него подают остаток водного и неводного компонентов. В эмульгаторе 6 осунтествл ют диспергирование гидратной массы в .жидких компонен.тах эг1 ульсии и разложение газогидратов, в резу.гьтате чего взвесь или суспензи  гидратов переходит в эмульсию. Выдел емый при распаде гидратов газ отводитс  по липии 7. Поскольку процесс разложени  к;1атратных соединений эндотермичен, нредусмотрен подвод тепла к э.мульгатору.

3HeprH4f oe смеп1ение гидратной массы с жидкими компонентами достигг етс  любым известны.м способом, например механическим переме ниванием, в том числе в коллоидной мельнице, гидродинамически смешением при истечении затопленных двухфазных струй (жидкость -f- твердое вещество и газ -4- твердое вещество) в жидкость и т.д.

Разложение гидратов провод т любым из- вестным способом - повышением температуры или понижением давлени  до значений , при которых гидраты пеустойчивы, или введением ингибиторов гидратообразо- вани . Возможно любое сочетание этих способов . Возможные ингибиторы гидратообра- зовани  хорощо известны в технике. При применении ингибиторов должна быть предусмотрена лини  8 ввода. Регулирование скорости распада гидратов достигаетс  применением систем термостатированного обог- рева эмульгатора, регулировани  давлени  и скорости подачи ингибитора.

Из эмульгатора насыщенную газом эмульсию при необходи.мости направл ют по лг:- нии 9 в приемник 10, в котором осуществл ют полную дегазацию эмульсии. Выдел ющийс  этом газ отвод т по линии 7 и, если необходимо, после компре- мировапи  насосом 1 1 возвращают в цикл. По линии 12 отвод т готовый продукт - тонкодисперсную эмульсию.

При периодическом осуществлении процесса все стадии могут осуществл тьс  в одном сосуде. Сначала привод т в контакт с гидратообразующим газом часть или всю массу исходных компонентов эмульсии в услови х интенсивного перемешивани  и выдерживают в контакте в течение времени , достаточном дл  образовани  гидратов , в результате чего получают взвесь, суспензию или щлам гидратов. Затем понижают давление, при необходимости повы- щают температуру системы (или добавл ют ингибитор гидратов) и выдерживают ее при этих услови х до полного разложени  гидратов и дегазации эмульсии.

Пример 1. В сосуд высокого давлени  объемом 1 л, снабженный рубашкой дл  термостатировани , механической мешалкой и кварцевыми окнами дл  наблюдени , заливают 270 .мл воды и 30 .мл индустриального масла, так что жидка  фаза закрывает 3/4 высоты кварцевых окон. Жид- кую фазу охлаждают до 278,1 К и через нее

энергично барботнруют пропан при одновременном перемешивании механической мешалкой . Давление в сосуде поддерживают равным 600 кПа. Пос.1е св зывани  5 мас.%, воды в гидратное состо ние tопредел ют по убыли пропана) сбрасывают давление до атмосферного и повышают те.мпературу дисперсной системы до комнатной.

Дисперсность эмульсии, определенна  методами микроскопии и ультрамикроскопии, выше 0,1 мкм.

Пример 2. В термостати руемую стекл нную трубку диаметром 10 мм и длиной 200 мм с одного конца ввод т воду и масло при объемном соотношении 3:1. Объемный расход жидкой фазы через трубку 16 мл/мин. Через систему боковых жиклеров (5 шт.), расположенных на равных рассто ни х по д.лине трубки, ввод т ксенон. Температура в трубке 283 К, дав. 1енпе 600 к Па.

Гидратный шлам через сопло, установленное на втором конце трубки, подают в стек.  ниую ко.лбу об ьемом 500 мл, термоста- тируемую при 293 К. Одновременно в колбу подают воду с объемным расходом 100 мл/мин. Получаемую эмульсию отвод т самотеко.м но трубке из донной части колбы и направл ют в приемник объемом 2 л.

Дисперсность эмульсии, определенна  методами микроскопии и у.чьтрамикроскопии. выше 0,1 мкм.

Claims (2)

1.Способ по.:|учени  тонкодиснерсных водных эмульсий путем контактировани  компонентов с газом и дегазации получаемой эмульсии, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности эмульгировани  при одновременном снижении затрат на ведение процесса, в качестве газа используют гидратообразующий газ, часть или весь водный компонент перевод т в гидратное состо ние, гидратную массу диспергируют в компонентах эмульсии и полностью разлагают гидраты.

2.Способ по и. 1, отличающийс  тем, что при дегазации эмульсии осуществл ют рециркул цию гидратообразующего газа.

6

J

Ю

11

12