Способ получения тонкодисперсных водных эмульсий
Изобретение относится к технологии приготовления жидких дисперсных систем и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и др. отраслях промышленности. Оно обеспечивает повышение эффективности эмульгирования при одновременном снижении затрат. Предлагаемый способ заключается в том, что компоненты эмульсии контактируют с гидратообразуюшим газом, например пропаном, изобутаном и др. При этом часть или весь водный компонент переводят в гидратное состояние. Гидратную массу диспергируют в компонентах эмульсии с последующим полным разложением гидратов: готовую эмульсию дегазируют, а выделяющийся гидратообразующий газ рециркулируют. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. е (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (Su4 В01 FЗ 00
» . t
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4082929/23-26 (22) 12.05.86 (46) 23.07.88. Бюл. № 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве, подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (72) А. M. Лисичкин, П. П. Чернов и M. М. Алексишвили (53) 66.063.61 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 428768, кл. В 01 F 3/08, 1970.
Авторское свидетельство СССР № 573177, кл. В 01 F 3/08, 1973.
Авторское свидетельство СССР № 659176, кл. В 01 Е 3/00, 1977.
Авторское свидетельство СССР № 904754, кл. В 01 F 3/00, 1980.
„„SU„„1411013 А 1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ TOHKO3,1 !ÑHEPCHbIX ВОДНЫХ ЭМУЛЬСИЙ (57) Изобретение относится к технологии приготовления жидких дисперсных систем и может быть использовано B химической, пищевой, фармацевтической и др. отраслях промышленности. Оно обеспечивает повышение эффективности эмульгирования при одновременном снижении затрат. Предлагаемый способ заключается в том, что компоненты эмульсии контактируют с гидратообразующим газом, например пропаном, изобутаном и др. При этом часть или весь водный компонент переводят в гидратное состояние. Гидратную массу диспергируют в компонентах эмульсии с последующим полным разложением гидратов: готовую эмульсию дегазируют, а выделяющийся гидратообразующий газ рециркулируют. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.!
4! !<)!
Изобретение относится к Tcxll
Цель изобретения — повып!с! Ис эффективности эмульгирования при одновремен«п м снижении затрат на ведение процесса.
На чертеже представлена схема установки, реализующей предлагаемый способ.
В термостатируемый контактный анпа-!
pa T 170 линии 2 подают водный компо-! нент, по линии 3 — неводные комгюнснты, 110 линии 4 — гидратообразующий газ.
В качестве гидратообразующего raaa uc 1!07ьзуют, например, метан, этан, этилен, iup гилен. пропан, пропилеи, изооутан> аргон, |(риптон, ксенон, азот, кислород, фреоны и
|любые смеси этих газов. При необходимости
)с(огут применяться такис газы, как сероводород. углекислый газ, хлор, диоксид серы и др.
Выбор газа определяется возможносТью реализации условий по темперагурс и давлению, при которых гидрать; устойчивы. !
1ределы существования гидратов для всех ! азов известны. Однако предпочтительны газы, гидраты которых образуются при низКих давлениях и температурах, близких к комнатной. дешевые и не ухуд!Нающие качество эмульсии, например пропан, изобу.Ган, пропан-бутановая смесь или криптон и ксенон. «1спользова!лие инертных газов— ксенона и криптона, или агрессивных гаЗов — сероводорода, хлора, диоксида серы, Оксида азота и других, требует осуществле1)ия рециркуляции газа после разложения
«!идратов.
Температуру и давление гидратообразук)@его газа на стадии контакта с компо«!ента<ми выбирают нз условия устойчивости существования гидратов при этих термодинамических !!Враметрах. При выбранной 4G температуре контакта Rаппарате 1,д.авление гидратообразу|ощего газа целесообразно подде!?жиВать н(.сколы(0 въ|ше минималыlого давления устойчивости гидратов, что г(озволяет ускорить процесс образования твердой гидратной фазы. Однако реакция образования гидратов экзотермична, и возможность отвода из реагирующей системы тепла ограничивает допустимое повышение скорости образования гидратов путем увеличения избытка давления гидратообразующего газа над минимальным, определяемым <стойчивостьк) гkf.«pa 1 0!3.
В Ka÷ññòÂÐ 130днОГО компон(1!ITa )Mу;1ьСНН могу г HC >0.!haOB27 I> H l30.12, f3(), «!Ыс раСТВ 0 P Ы, К О, 1.! О И Д H Ы P P ?1 С Т В 0 Р Ы, H О,Д I 1 Ы Е Э М У Л Ьсии, водные суспензии высокодис!|ерсных порошков.
В качестве неводного или неводных компонентов могут применяться с>ргak«lvecKHp
I3ÑI .. <. TB2, (;<;)апн:!С Нl!O ИЛИ I!P2KTH-!
;: <<11 il(!Р .i I ОРH ..,1 <>i . З Н« i,:.!>) > I(0)lн
I I,.1л I>1, и 2 н 1)! М(. P !ÓÃ >,"! ü.
8 K;)IITaKT!II>lkl аппаР?1 Г l!().12!0 Весь и.!и го.ль«со часть 130JIIOãî комl!О!>С|;т|l. Одноврсм illklÎ с ним н пипар? т Может подаl3d! ÜE Я ЧВСТЬ H;Ill ВССЬ НЕВО Ный К(? liO!
IE ilT (масло). Реакция нарабогки гидратной масс ы ускоряется при энергичном псремешивании жидких ))a, с газовой. 110 l э|<>м могут применяться любыс известные спос0бы ускорения Гидратообразования., напр|лм(р -)1<ерги I;I!>IH барботаж, получение гидратной массы в двухфазнох! потоке мелкодисперс ной жидкой фазы и: Iad и т.д. 3 приc !"Гс свин нефтеиI)o> lукто|3, папp«131(iр Kpp)ocli—
На ВОЛ j >Ча(IÌ d Я Г(lдpaTH;I k! 31 2СC2 я!(ЛЯE. TC Я мелкодисперснои. акая форм":гндратной массь! Нредпочтителы!2, носко.(ьк3 это облсч<|ас! Нерсвоп ее „ сле, (у(ощую ступс!!ь, 2
Т«|кж< НО 7 >>ЧСНИ С3 СНЕI 3 <И ГИ 7Рa "013, Время I!ðñáa!Baèfia K<)jv!f()?I(II? >B В контактном аппарате,ста:açëH!3apòcÿ из уг,!О«3ия наработки необходимой массы ги; ратОВ, Оп|?еделяющей дисГ!сосность K(!ilE чнОГО продуKT2 — — эмульсии. У«ассовая доля связываемой в гидратное состояние воды от и Ол и 0 Г 0 PE (. 0, I с P «K a H f l H В ц е1 е В 0 Й э м Ул ь с и и зависит от типа эмульси|1 (прямой и. и об-!
?2ТНОй i, СOOTНОШЕНИЯ МВСС ДИСПС PC!fOH И. IИ дисперсных фаз и дHcl)ppcHoii Ho!! среды и природы компонент )B, образуощих дисперсную систему. Благодаря адгезионнс|му растеканик! неводного компопе!|та по развитой поверхности гидратов, обуславлHBaioi fpму до полнительное диспергирование системы, одиНаКОВая ПО СраВНЕНИЮ С ИЗВЕСтпь!М СПОСОбом дисперсность достигается при более низком газосодержании гидратов, чем в раствопен«!Ом состоянии.! (<(ассовая доля гH3paIOB 8 отходящем !!ОТоКр из аппарата,: лимитируется лип|ь текучестью гидратно:-о шлама !!г!и газотвердного потока.
По линии 5 гидратосодер)ка !цую систему направляют в эмулыатор 6. Одновременно в него подают остаток водного и неводного компонентов. В эмульгаторс 6 осуществляют диспергирование гидратной массы в .Жидких компонентах а. IóëüñHH и разложение газогидратов, B результате чего взвесь или суспензия Г«!д!?атов I.pðpxîäHT в эмульсию. Выделяемый при pac!;aдс гидра0ТВО JH7 Ся IIO .I H HH13 7. 110CKO;! 1>K) процесс разложения клатратных соединений эндотер!3<ичеil, пред>,смо?рен подвод тепла к эмулы атору.
?«!СрГи<п(0(сi i(.Н1еl!H(Гидра ?Iой массы с жидкими кс «пон(>нтами достиГастся лк)бым известным способом, Iiàfl!)и мер:, ехаIiИЧЕСКИМ ПЕ!?Е,"">(С<1!И В2Н НЕМ, В ТОМ 411013 шением при истечении затопленных дзуxфазных струй (жидкость + твердое вещество и газ + твердое вещество) в жидкость и т.д. Разложение гидратов проводят любым известным способом — — повышением температуры или понижением давления до значений, при которых гидраты неустойчивы, или введением ингибиторов гидратообразования. Возможно любое сочетание этих способов. Возможные ингибиторы гидратообразования хорошо известны в технике. При применении ингибиторов должна быть предусмотрена линия 8 ввода. Регулирование скорости распада гидратов достигается применением систем термостатированного обогрева эмульгатора, регулирования давления и скорости подачи ингибитора. Из эмульгатора насыщенную газом эмуль сию при необходимости направляют по линии 9 в приемник 10, в котором осуществляют полную дегазацию эмульсии. >О Выделяющийся при этом газ отводят по линии 7 и, если необходимо, после компремирования насосом 11 возвращают в цикл. По линии 12 отводят готовый продукт тонкодисперсную =,ìóëüñèþ. 25 При периодическом осуществлении процесса все стадии могут осуществляться в одном сосуде. Сначала приводят в контакт с гидратообразующим газом часть или всю массу исходных компонентов эмульсии в условиях интенсивного перемешивания 30 и выдерживают в контакте в течение времени, достаточном для образования гидратов, в результате чего получают взвесь, суспензию или шлам гидратов. Затем понижают давление, при необходимости повышают температуру системы (или добавляют ингибитор гидратов) и выдерживают ее при этих условиях до полного разложения гидратов и дегазации эмульсии. Пример 1. В сосуд высокого давления объемом 1 л, снабженный рубашкой для 4 термостатирования, механической мешалкой и кварцевыми окнами для наблюдения, заливают 270 мл воды и 30 мл индустриального масла, так что жидкая фаза закрывает 3/4 высоты кварцевых окон. Жид- 4> кую фазу охлаждают до 278,1 К и через нее энергично барботнруют пропан при одноврем е и и о м и е р е м е ш и в л i i н и M p х а и и ч c с к О и м е ш d. 1 кой..1авление в сосуде поддерживакп равны;1 800 кПа. !1осле связывания 5 мас.%, воды в гидратное состояние (определяют по убыли пропана) сбрасыван)т давление до атмосферного и повышают температуру диспсрсной системы до комнатной. "l,èñïåðñíîñTü эмульсии, определенная методами микроскопии и ультрамикроскопии, выше 0,1 мкм. П ример 2. В термостати руемую стеклянную трубку диаметром 10 мм и длиной 200 мм с одного конца вводят 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 расстояниях по длине трубки, вводят ксенон. Температура в трубке 285 К, давление 600 к1!а. Гидратный иглам через сопло, \ становленное на втором конце трубки, подают в стеклянную колбу обьемом 500 мл, термостатируемую при 293 К. Одновременно в колбу подают воду с обьемным расходом 100 мл/м и н. (1ол учаемую эмульсию отводят самотеком по трубке из донной пасти колбы и направляют в приемник объемом 2 л. ji:сперсность эмульсии, определенная методами микроскопии и ультрамикроскопии. выше 0,1 мкм. Форлуяа изобретения 1. Способ получения тонкодисперсных водных эмульсий путем контактирования компонентов с газом и дегазации получаемой эмульсии, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности эмульгирования при одновременном снижении затрат на ведение процесса, в качестве газа используют гидратообразующий газ, часть или весь водный компонент переводят в гидратное состояние, гидратную массу диспергируют в компонентах эмульсии и полностью разлагают гидраты. 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что при дегазации эмульсии осуществляют рециркуляцию гидратообразующего газа. Составитель Т. Круглова Редактор И. Лербак Техред И. Верес Корректор Л. Патай Заказ 3503!8 Тираж 564 Г1одписное ВНИИ!1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 3035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 415 (!рои нн>дст ненни-»илиграфическос предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
