SU947052A1 - Ферромагнитна жидкость и способ ее получени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к ферромагнитным материалам, в частности к ферромагнитным жидкост мСФМЖ )и к технологии их получени .

Эти ферромагнитные жидкости могут найти применение в химической, газои нефтеперерабатывающей промышленности .

Известна ферромагнитна  жидкость, представл юща  собой дисперсию железо-(о содержащих частиц из FeCO- в кремнеорганической жидкости 1.

Такого типа ФМЖ нашли применение преимущественно в уплотн ющих устрой- 15 ствах.

Известны также ферромагнитные жидкости на углеводородной основе, получаемые дроблением частиц магнетита в шаровой мельнице в углеводородной дис-20 персионной среде в присутствии стабилизатора 2.

Такие жидкости обычно используют дл  очистки сточных вод от нефтепродуктов или дл  разделени  немагнитных материалов по плотности.

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  ферромагнитна  жидкость, состо ща  из высокодисперсного магнетита в качестве дисперсной фазы, дисперсионной среды - керосина и стабилизатора - олеиновой кислоты.

Данную ферромагнитную жидкость получают осаждением магнетита коллоидных размеров из раствора солей двухи трехвалентного железа, вз тых в. мольном отношении 1:2, щелочью NaOH. Полученный при этом осадок промывают сначала дистиллированной водой до достижени  рН промывного раствора 7, а затем последовательно ацетоном и толуолом.

После этого осадок смешивают со стабилизатором (олеиновой кислотой) при тщательном растирании осадка последней в ступе при 90-110 С, а затем полученную пасту подвергают пептизации в определенном количестве керосина при той же температуре и гомогени зации на вибромельнице в течение 6-12 ч. Полученна  при этом ферромагнитна жидкость в органическом растворителе имеет плотность до 1, г/см и намагниченность насыщени  Ig до 00 Гс З. Недостаток описанного способа состоит в том, что он непригоден дл  приготовлени  ФМЖ с использованием дисперсионных сред, в которых аминова  кислота, служаща  стабилизатором не раствор етс , например, гликолей. В то же врем  жидкости, полученные известным способом на керосине или каких-либо углеводородных фракци х , не обладают гигроскопическими свойствами и не могут быть использов ны в процессах, где способность поглощать влагу  вл етс  основным требованием , предъ вл емым к рабочей жи кости , Цель изобретени  - придание повышенной устойчивости в магнитном поле ферромагнитной жидкости при использо вании ее дл  осушки углеводородных газов. I Поставленна  цель достигаетс  тем что ферромагнитна  жидкость состоит из высокодисперсногОрМагнетита с раз мером частиц 50-300 А, органического растворител  - диэтиленгликол  и ста билизатора, - ацетата двухвалентной м ди при следующем соотношении компонентов , вес.: Высокодисперсный магнетит Ацетат двухвалент3-5 ной меди Остальное Диэтиленгликоль Способ получени  ферромагнитной жидкости заключаетс  в осаждении маг нетита из раствора солей двух- и трехвалентного железа щелочью, смеши вании его со стабилизатором, пептиза ции полученной смеси в органическом растворителе при нагревании при 120130С до рН и последующей ее гомогенизации на вибромельнице. Исходным сырьем дл  получени  ферромагнитной жидкости по изобретению  вл етс  высокодисперсный порошок магнетита, осажденный из раствора солей двух- и трехвалентного железа едким натром и промытый дистиллированной водой до достижени  рН раствора под осадком равного 7, ацетоном, а затем толуолом. Смесь полученного порошка смешивают при комнатной температуре с порошком ацетата меди. Смесь растирают, например, в фарфоровой ступе до образовани  однородной массы и прибавл ют по капл м безводный диэтиленгликоль. После ввода гликол  смесь нагревают при непрерывном растирании до 120130 С и продолжают растирать до получени  готовой жидкости. Обща  продол-; жительность процесса получени  ферромагнитной жидкости без учета стадии приготовлени  магнетита составл ет 20-25 ч. В процессе нагрева и растирани  происходит стабилизаци  ферромагнитных частиц с учетом молекул дисперсионной среды; ацетат меди как источник ионов меди играет роль, по существу , св зующего звена между магнетитом и диэтиленгликолем, т.е. частицы магнетита наиболее веро тно стабилизируютс  комплексами молекул диэтиленгликол , прочно сорбирующихс  на ионах меди, наход щихс  на поверхности магнетита. Уксусна  кислота  вл етс  побочным продуктом при взаимодействии ацетата меди с магнетитом. Поэтому дл  получени  устойчивой ферромагнитной жидкости ее удаление об зательно. Уксусна  кислота удал етс  при нагревании в процессе приготовлени  жидкости. Полнота ее удалени  достигаетс  контролем величины рН полученной жидкости в пределах 5-7. Интервал температур нагревани  при пептизации 120-130 С определ етс  тем. что снижение температуры получени  ферромагнитной жидкости приводит к получению продукта, неустойчивого в магнитном поле,а более высока  температура способствует загустеванию полученной жидкости, что затрудн ет ее использование в процессе осушки нефт ного газа .Ферромагнитна  жидкость по изобретению обладает повышенной устойчивостью в магнитном поле при намагниченности насыщени  IQ -0-470 Гс, ее удельный вес находитс  в пределах 1,15-1,80 г/см. Устойчивость жидкости при использовании в процессах осушки углеводородных газов находитс  в пределах 2- ч. Такой пдказатель устойчивости определ етс  по времени удерживани  жидкости в зазоре между полюсами маг нита до падени  первой капли. Устойчивость .ферромагнитных жидкостей на углеводородной основе не представл етс  возможным измерить ук занным путем ввиду их высокой летучести , привод щей к быстрому высыханию пробы ФМЖ в магнитном приборе. Это в свою очередь делает невозможным использование их в процессах осу Чки газов. Пример 1. Навеску свежеприготовленного магнетита в количестве k г помещают в фарфоровую ступу, куд добавл ют 0,5 г ацетата меди и растираЮт смесь при добавлении по капл м диэтиленгликол  (200 г). Затем смесь нагревают до 120-130 С, переме шивают в течение 16,5 ч. Периодически замер ют рН среды; После дости жени  рН среды равного 7 и получени  однородной жидкости ее охлаждают и обрабатывают на вибромельнице в течение 6 ч. Полученна  феррожидкость готова к использованию и имеет еледующие характеристики: плотность 1,16 г/см, намагниченность насыщени  3 Гс. Пример 2. Навеску свежеприг товленного магнетита (20 г) помещают в фарфоровую ступу. К ней добавл ют 2,25 г ацетата меди и тщательно растирают пестиком. Затем по капл м добавл ют диэтиленгликоль в количестве 15б г. Ступу со смесью помещают на электроплитку и постепенно нагревают ее до 120-130 С при непрерывном растирании в течение 18,0 ч. По достижении рН среды 6,3 жидкость охлаждают и подвергают обработ ке на вибромельнице в течение 5 ч. Готова  жидкость имеет следующие характеристики: плотность 1,2б г/см, намагниченность насыщени  85 Гс. Пример 3- Навеску магнетита (0 г) помещают в фарфоровую ступу и добавл ют 1,5 г ацетата меди. Смесь порошков тщательно растирают пестиком , затем по капл м к смеси добавл ют 50 г диэтиленгликол . Растира  смесь, довод т ее температуру до 120130 С и ввод т еще 3,0 ацетата меди. Перемешивание-растирание продолжают еще 12,5 ч. После охлаждени  получают ферромагнитный золь. Его плотность 1i79 г/см, намагниченность насыщени  около Гс. Положительные свойства ферромагнитного диэтиленгликол  не отличаютс  от свойств обычного диэтиленгликол  (ДЭГ) и практически не завис т от содержани  в нем магнетита, что следуet из данных гигроскопических свойств этих продуктов, приведенных в таблице . I Измерение этих свойств осуществл ют следующим образом. Абсорбент, состав которого указан в таблице, ввод т в контактор, термостатированный при . Влажный воздух направл ют по замкнутому циклу до установлени  равновеси . После достижени  равновеси  пробу воздуха отсекают краном-дозатором и направл ют в хроматограф дл  определени  влагосодержани .Ферромагнитный диэтиленгликоль отбирают из контактора и анализируют титраметрическим методом.

Аналогичные результаты получены при осушке нефт ного газа, имеющего следующий примерный состав., sec.Z:

С 73,96; С 6,56; С 9,9; С 2,88; .St; Nsj COj. остальное.

Claims (3)

1. Данные, полученные при проведении экспериментов по осушке газа ферромагнитным диэтиленгликолем, показывают, что потери осуШител  уменьшаютс  в 10 раз по сравнению с процессом осушки с использованием обычного диэтиленгликол . Это позвол ет повысить экономичность процесса осушки за счё интенсификации процесса, снижени  ко личества циркулирующего абсорбента, уменьшени  капитальных и эксплуатаци онных расходов. Формула изобретени  1. Ферромагнитна  жидкость, включающа  высокодисперсный магнетит, ор ганический растворитель и стабилизатор , отли чающа с  тем, что, с целью придани  ей повышенной уЬтойчивости в магнитном поле при ис пользовании дл  осушки углеводородных газов, она содержит в качестве органического растворител  диэтиленгликоль , а в качестве стабилизатора двухвалентной меди при сл ацетат дующем соотношении компонентов. весД: Высокодисперсный магнетит Ацетат двухвалентной меди3-5 ДиэтилеигликольОстальное 2.Ферромагнитна  жидкость по п. 1, отличающа с  тем, что она содержит магнетит с размером частиц 50-300 А. 3.Способ получени  ферромагнитной жидкости по пп. 1 и 2, включающий осаждение магнетита из раствора солей двух- и трехвалентного железа щелочью, смешивание его со стабилизатором, пептизацию полученной смеси в органическом растворителе при нагревании и последующую ее гомогенизацию на вибромельнице , отличающийс  тем, что пептизацию смеси провод т при 120-130 С до рН 5-7. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 516861, кл. F 16: , 29.01.75.
2. 2.Патент США № 3215372, кл. 1«9-2, опублик. 1965
3. 3. Авторское свидетельство СССР № 457666, кл. С 01 G , 1972.