DE3932707A1 - Superschweroel-emulsions-treibstoff - Google Patents
Superschweroel-emulsions-treibstoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Superschweröl-Emulsions-Treibstoff.
Unterirdische Lagerstätten von fossilen Treibstoff-Ressourcen,
wie z. B. Ölsand, Bitumen und Naturasphalt, die in Erdöl,
Kohle oder LNG enthalten sind, sind heute interessant, weil
sie in riesigen Mengen vorkommen. Außerdem kommen auch in
bezug auf Substanzen auf Erdölbasis Asphalt und andere wärmebehandelte
Rückstände, aus denen Öldestillate, wie z. B.
Naphtha, entfernt worden sind, ebenfalls in großen Mengen
vor. Diese Superschweröle sind ölige Substanzen, die etwa
60 bis 70% oder mehr einer schweren Fraktion mit einem
Siedebereich von 420 bis 450°C oder mehr enthalten, die
normalerweise das Produkt der Destillation unter vermindertem
Druck ist, und sie sind in dem Zustand, in dem sie vorliegen,
nicht fließfähig oder weisen eine hohe Viskosität von
mehreren 10 000 mPa · s oder mehr auf. Infolgedessen
treten dann, wenn sie als Treibstoff verwendet werden, Probleme
bezüglich der Handhabung und Zerstäubung auf, wenn sie
nicht auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Außerdem neigen
diese Treibstoffe auch dazu, Rohrleitungen und dgl. zu
blockieren, was ihre Verwendung sehr schwierig macht.
Es wurde nun gefunden, daß ein Superschweröl-Emulsions-Treibstoff,
d. h. ein Emulsions-Treibstoff vom Öltröpfchen-in-
Wasser-Typ (O/W-Typ), in dem Superschweröl (O) in Wasser (W)
emulgiert ist, hergestellt werden kann, wenn ein geeignetes
oberflächenaktives Agens, auch als Oberflächenaktivierungsagens
bezeichnet, verwendet wird. Dieser Emulsions-Treibstoff
weist eine Viskosität auf, die vergleichsweise nahe
bei derjenigen von Wasser liegt und eine ausreichende Zerstäubung
bei hohen Temperaturen von beispielsweise 40 bis
90°C erlaubt, so daß er extrem leicht zu handhaben ist.
Emulsions-Treibstoffe vom O/W-Typ sind um so vorteilhafter,
je niedriger ihr Gehalt an Wasser (W) ist, d. h. mit anderen
Worten, je höher ihr Gehalt an Öl (O) ist, da dann die Treibstoffverluste
geringer sind. Damit Emulsions-Treibstoffe
auf die gleiche Weise wie übliche flüssige Treibstofföle
gehandhabt werden können, müssen sie eine Langzeit-Stabilität
aufweisen, so daß der Treibstoff gegen Transport und
Lagerung beständig ist. Obgleich es bereits zahlreiche Berichte
über die Verwendung von Ölen mit einer zufriedenstellenden
Fließfähigkeit, wie z. B. Kerosin, Schweröl A, Schweröl
B und Schweröl C, durch Emulgieren derselben gibt, gibt es
kaum irgendwelche Berichte über das Emulgieren von Superschweröl,
das eine extrem große schwere Fraktion aufweist
und entweder nicht fließfähig ist oder eine Viskosität von
mehreren 10 000 Centipoise aufweist, und in denen über die
Verwendung desselben als Treibstoff berichtet wird.
Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß ein niedrig-viskoser
O/W-Typ-Superschweröl-Emulsions-Treibstoff hergestellt werden
kann durch Verwendung von 100 Teilen (bezogen auf das Gewicht,
das gilt auch für die nachstehenden Angaben) Superschweröl,
30 bis 80 Teilen, vorzugsweise 33 bis 50 Teilen,
Wasser und 0,01 bis 4 Teilen eines anionischen oberflächenaktiven
Agens, ausgewählt aus den nachstehend angegebenen
Gruppen (i) bis (vii) und eines nicht-ionischen oberflächenaktiven
Agens mit einem HLB-Wert (hydrophilen-lipophilen-
Gleichgewichts-Wert) von 9 bis 19, ausgewählt aus den nachstehend
angegebenen Gruppen (I) bis (VII) in einem Gewichtsverhältnis
von anionischen oberflächenaktivem Agens zu nichtionischem
oberflächenaktivem Agens von 1 : 99 bis 75 : 25, vorzugsweise
von 10 : 90 bis 40 : 60, durch Rühren unter Anwendung
der mechanischen Kraft eines Leitungsmischers und dgl.:
- i) Formalinkondensationsprodukte von Sulfonsäure oder Sulfonatsalzen cyclischer aromatischer Verbindungen, wie Naphthalin, Alkylnaphthalin, Alkylphenol oder Alkylbenzol, in denen der durchschnittliche Grad der Kondensation des Formalins 1,2 bis 100, vorzugsweise 2 bis 20, beträgt; wobei es sich bei den Salzen um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze, handelt;
- ii) Formalinkondensationsprodukte von Ligninsulfonsäure, Ligninsulfonatsalzen, seinen Derivaten und Ligninsulfonat und Sulfonaten von aromatischen Verbindungen, Naphthalin und Alkylnaphthalin, und ihre Salze, wobei es sich in jedem dieser obengenannten Fälle bei den Salzen handelt um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Calcium- und Magnesiumsalze; wobei der durchschnittliche Grad der Kondensation des Formalins 1,2 bis 50, vorzugsweise 2 bis 20, beträgt und wobei für das Lignin die Einführung beispielsweise einiger weniger Carboxylgruppen zu verbesserten Eigenschaften, insbesondere bei hohen Temperaturen, führt;
- iii) Copolymere und ihre Salze von Polystyrolsulfonsäure und ihren Salzen sowie Styrolsulfonsäure und anderen copolymerisierbaren Monomeren, in denen das Molekulargewicht 500 bis 500 000, vorzugsweise 2000 bis 100 000, beträgt; wobei es sich bei den Salzen handelt um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze, oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Calcium- und Magnesiumsalze; wobei zu typischen Beispielen für die copolymerisierbaren Monomeren gehören Acrylat, Methacrylat, Vinylacetat, Acrylsäureester, Olefine, Allylalkohole sowie ihre Ethylenoxidadditionsprodukte und AMPS;
- iv) Dicyclopentadiensulfonatpolymere und ihre Salze, in denen das Molekulargewicht des Polymeren 500 bis 500 000, vorzugsweise 2000 bis 100 000, beträgt; wobei es sich bei den Salzen handelt um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze, oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Calcium- und Magnesiumsalze;
- v) Copolymere und ihre Säuren und Salze von Maleinsäureanhydrid und/oder Itaconsäureanhydrid und anderen copolymerisierbaren Monomeren, in denen das Molekulargewicht 500 bis 500 000, vorzugsweise 1500 bis 100 000, beträgt; wobei es sich bei den Salzen handelt um die Ammoniumsalze sowie die Alkalimetallsalze, wie die Natrium- und Kaliumsalze; wobei zu Beispielen für copolymerisierbare Monomere gehören Olefine (wie Ethylen, Propylen, Butylen, Penten, Hexen, Hepten, Octen, Nonen, Decen, Undecen, Dodecen, Tridecen, Tetradecen, Pentadecen, Hexadecen), Styrol, Vinylacetat, Acrylsäureester, Methacrylat und Acrylat;
- vi) Reaktionsprodukte von Maleinsäure und ihren Salzen mit flüssigem Polybutadien, in denen das Molekulargewicht des flüssigen Polybutadiens 500 bis 200 000, vorzugsweise 1000 bis 50 000, beträgt; wobei das Copolymere vorzugsweise einen so hohen Gehalt an Maleinsäureanhydrideinheiten, daß es in Wasser löslich ist, insbesondere von 40 bis 70% aufweist; wobei die Salze umfassen die Ammoniumsalze sowie die Alkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium- und Kaliumsalze;
- vii) die nachstehend angegebenen anionischen oberflächenaktiven
Agentien mit 1 oder 2 hydrophilen Gruppen im gleichen
Molekül:
- a) Schwefelsäureestersalze von Alkoholen mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei es sich bei den Salzen handelt um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- oder Triethylaminsalze oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumsalze; wobei zu typischen Beispielen gehören Natriumdodecylsulfat und Natriumoctylsulfat;
- b) Alkan-, Alken- und/oder Alkylarylsulfonate oder ihre Salze mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei es sich bei den Salzen handelt um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze; wobei zu typischen Beispielen dafür gehören Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumbutylnaphthalinsulfonat und Natriumdodecansulfonat;
- c) Sulfat- oder Phosphatester und ihre Salze der Alkylenoxid- Additions-Produkte von Verbindungen mit 1 oder mehr aktiven Wasserstoffatomen innerhalb des gleichen Moleküls; wobei zu Beispielen für die Salze gehören die Ammonium-, Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze; wobei zu typischen Beispielen dafür gehören das Natriumschwefelsäureestersalz von Polyoxyethylen (3 Mol)- nonylphenyläther und das Natriumphosphorsäureestersalz von Polyoxyethylen (3 Mol)-dodecyläther;
- d) Sulfosuccinatsalze, bei denen es sich um Ester von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen handelt, wobei die Salze die Ammonium-, Natrium- oder Kaliumsalze sind; wobei zu typischen Beispielen dafür gehören Natrium- der Ammoniumdioctylsulfosuccinat und Natriumdibutylsulfosuccinat;
- e) Alkyldiphenylätherdisulfonate und ihre Salze, in denen die Alkylgruppen 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen und es sich bei den Salzen handelt um die Ammonium-, Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze;
- f) Harzsäuren (Rosinsäuren) und ihre Salze, wobei es sich bei den Salzen handelt um die Ammonium-, Natrium- und Kaliumsalze; wobei eine Tallöl- und Säuremischung, bei der es sich um eine Säuremischung aus Harzsäure (Rosinsäure) und höheren Fettsäuren handelt, und ihre Salze ebenfalls dazu gehören;
- g) Alkan- oder Alkenfettsäuren mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen und ihre Salze, wobei es sich bei den Salzen handelt um die Ammonium-, Kalium- und Natriumsalze;
- I) Alkylenoxid-Additions-Produkte von Verbindungen mit phenolischen Hydroxylgruppen, wie Phenol, Kresol, Butylphenol, Nonylphenol, Dinonylphenol, Dodecylphenol, p-Cumylphenol und Bisphenol A, in denen das Alkylenoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid ist;
- II) Alkylenoxid-Additions-Produkte der Formalin-Kondensations- Produkte von Verbindungen mit phenolischen Hydroxylgruppen, wie Alkylphenol, Phenol, m-Kresol, styryliertem Phenol und benzyliertem Phenol, in denen der Kondensationsgrad 1,2 bis 100, vorzugsweise 2 bis 20 beträgt; wobei das Alkylenoxid das Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid ist;
- III) Alkylenoxid-Additions-Produkte von monovalenten aliphatischen Alkoholen und/oder aliphatischen Aminen mit 2 bis 50 Kohlenstoffatomen, in denen das Alkylenoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid ist;
- IV) Block- oder Random-Additions-Polymere von Ethylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid und Styroloxid;
- V) Alkylenoxid-Additions-Produkte von polyvalenten Alkoholen, wie Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose, Polyglycerin, Ethylenglycol, Polyethylenglycol, Propylenglycol und Polypropylenglycol oder die Ester aus diesen polyvalenten Alkoholen und Fettsäuren mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen; wobei das Alkylenoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid ist;
- VI) Alkylenoxid-Additions-Produkte von polyvalenten Aminen mit einer Vielzahl von aktiven Wasserstoffatomen, wie Ethylendiamin, Tetraethylendiamin und Polyethylenimin (Molekulargewicht 600 bis 1 000 000); wobei das Alkylenoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid ist;
- VII) Reaktionsprodukte, die resultieren aus der Addition eines Alkylenoxids an ein Gemisch aus 1 Mol eines Öls vom Triglycerid-Typ und 1 oder 2 oder mehr Typen von polyvalenten Alkoholen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose, Ethylenglycol, Polyethylenglycol mit einem Molekulargewicht von 1000 oder weniger, Propylenglycol und Polypropylenglycol mit einem Molekulargewicht von 1000 oder weniger und/oder 0,1 bis 5 Mol Wasser; wobei das Alkylenoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid ist.
Unter den obengenannten anionischen oberflächenaktiven Agentien,
ausgewählt aus den obengenannten Gruppen (i) bis (vii),
haben sich die Formalinkondensationsprodukte von Ligninsulfonsäure
und Ligninsulfonat mit Naphthalinsulfonat und
ihre Salze sowie die Formalinkondensationsprodukte von
Naphthalinsulfonat in bezug auf ihre Gesamteigenschaften
als besonders überlegen erwiesen. Die Wirkung der anionischen
oberflächenaktiven Agentien umfaßt die Adsorption an der
Grenzfläche der Teilchen des Superschweröls, wodurch die
Teilchen elektrisch aufgeladen werden, während sie gleichzeitig
die Herabsetzung der Größe der Teilchen unterstützen,
was zu einer Verhinderung der Aggregation der Teilchen führt.
Obgleich nicht-ionische oberflächenaktive Agentien sehr
empfindlich gegenüber Temperatureinflüssen sind, werden dann,
wenn anionische oberflächenaktive Agentien zugegeben werden,
die Temperatureinflüsse geschwächt, was zu einer verbesserten
Lagerungsbeständigkeit der Emulsion führt.
Die Wirkung der obengenannten nicht-ionischen oberflächenaktiven
Agentien umfaßt die Adsorption an der Grenzfläche der
Teilchen des Superschweröls und die Verhinderung der Aggregation
der Teilchen als Ergebnis der Schutzwirkung, während sie
gleichzeitig die Verringerung der Größe der Teilchen fördern.
Im Falle der alleinigen Verwendung eines anionischen oberflächenaktiven
Agens ist die Lagerbeständigkeit unzureichend.
Entsprechend kann im Falle der alleinigen Verwendung eines
nicht-ionischen oberflächenaktiven Agens ein stabiler Emulsions-
Treibstoff nicht erhalten werden, da diese Agentien sehr
empfindlich gegenüber Temperatureinflüssen sind. Durch Zugabe
eines anionischen oberflächenaktiven Agens zu einem nichtionischen
oberflächenaktiven Agens zur Verminderung ihrer
Temperaturabhängigkeit ist es möglich, einen stabilen Emulsions-
Treibstoff herzustellen.
Die Menge des anionischen oberflächenaktiven Agens, die dem
erfindungsgemäßen Emulsions-Treibstoff zugesetzt wird, beträgt
0,005 bis 2,2, vorzugsweise 0,06 bis 0,61 Gew.-%. Es
kann auch ein Gemisch aus zwei oder mehr Typen von anionischen
oberflächenaktiven Agentien bzw. nicht-ionischen oberflächenaktiven
Agentien verwendet werden. Außerdem können das anionische
oberflächenaktive Agens und das nicht-ionische
oberflächenaktive Agens getrennt zugegeben werden oder sie
können in Form einer vorher hergestellten Mischung zugegeben
werden.
Obgleich der optimale HLB-Wert des nicht-ionischen oberflächenaktiven
Agens variiert in Abhängigkeit von der Temperatur
zum Zeitpunkt der Herstellung der Emulsion, ist ein
Wert von 9 bis 19 bevorzugt, wobei ein Wert von 12 bis 17
besonders bevorzugt ist. Unter den obengenannten nicht-ionischen
oberflächenaktiven Agentien ist das oben angegebene
oberflächenaktive Agens der Gruppe (VII) am besten geeignet,
gefolgt von solchen der Gruppe (II) und (III), die ebenfalls
verbesserte Eigenschaften ergeben.
Außerdem wurde gefunden, daß eine Zusammensetzung, bestehend
aus der Zugabe von 100 Teilen Superschweröl, 30 bis 80,
vorzugsweise 33 bis 50 Teilen Wasser, 0,05 bis 4 Teilen eines
nicht-ionischen oberflächenaktiven Agens mit einem HLB-Wert
von 9 bis 19, vorzugsweise von 12 bis 17, das ausgewählt wird
aus den oben angegebenen Gruppen (I) bis (VII), und 0,003 bis
1 Teil, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Teil, von in der Natur vorkommenden
hydrophilen polymeren Substanzen, ausgewählt aus
den nachstehend angegebenen Gruppen (A) bis (D), und/oder
0,01 bis 1 Teil der wäßrigen synthetischen Polymeren, ausgewählt
aus den nachstehend angegebenen Gruppen (a) bis (f), zu
einer stabilen Superschweröl-Emulsion vom O/W-Typ mit einer
niedrigen Viskosität führt. Es ist zweckmäßig, wirksame
mechanische Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzung
anzuwenden.
- A) aus Mikroorganismen stammende hydrophile Polymersubstanzen
(Polysaccharide)
- a) Xanthangummi
- b) Bluran
- c) Dextran
- B) aus Pflanzen stammende hydrophile Polymersubstanzen (Polysaccharide)
- a) als Algen stammende Substanzen
- 1) Agar
- 2) Galaginan
- 3) Phaseleran
- 4) Alginat und seine Salze (Na, K, NH₄, Ca, Mg)
- b) aus Samen stammende Substanzen
- 1) Johannisbrotgummi
- 2) Gua-Gummi
- 3) Fatsia-Gummi
- 4) Tamarinden-Gummi
- c) aus Bäumen stammende Substanzen (Sap)
- 1) Gummiarabicum
- 2) Karaya-Gummi
- 3) Traganth-Gummi
- d) aus Früchten stammende Substanzen
- 1) Pectin
- a) als Algen stammende Substanzen
- C) aus Tieren stammende hydrophile Polymersubstanzen (Proteine)
- 1) Gelatine
- 2) Casein
- D) natürliche Polymerderivate
- 1) Cellulosederivate (wie Carboxymethylcellulose)
- 2) behandelte Stärke
Die nachstehend beschriebenen wäßrigen synthetischen Polymeren
mit einer hohen Viskosität:
- a) Homopolymere von Acrylat und seinen Derivaten sowie Copolymere
von anderen Monomeren:
worin bedeuten:
R H, Methyl, Ethyl
M H, Na, K, Li, NH₄ und Monomere, die copolymerisieren können mit diesen Monomeren und ihre Salze (NH₄, Na, K, Li), wobei zu Beispielen gehören Maleinsäure (Maleinsäureanhydrid), Itaconsäure (Itaconsäureanhydrid), α-Olefine, Acrylamid, Vinylsulfonat, Allylsulfonat, Methallylsulfonat, Acrylamid-methylpropylsulfonat und seine Salze (NH₄, Na, K) und Dialkyl(methyl oder ethyl)ethylaminomethacrylat und seine Salze (Chlorid, Diethylsulfat, Dimethylsulfat), und
n 50-100 000; - b) Copolymere von Acrylamid und anderen Monomeren, die mit
seinen Derivaten copolymerisieren können
worin bedeuten:
R H, CH₂CH₂OH und Monomere, die mit diesem Monomeren polymerisieren können, und ihre Salze (NH₄, Na, K, Li); wobei zu Beispielen dafür gehören Vinylsulfonat, Allylsulfonat, Methallylsulfonat, Acrylamidmethylpropylsulfonat, Dialkyl(methyl oder ethyl)ethylaminomethacrylat, α-Olefine- (C₂-C₁₈) und Vinylallylalkohole, und
n 50-100 000; - c) Salze von Copolymeren von Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid
und anderen Monomeren, die damit copolymerisieren
können, wobei die Salze umfassen die Ammonium-,
Kalium- und Natriumsalze
worin bedeuten:
M Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid
Z α-Olefine (Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen, Octen, Decen, Dodecen und dgl.), Styrol
n 50-100 000; - d) Homopolymere und Copolymere von Vinylalkohol
worin bedeuten:
Z Vinylacetat, Styrol
n 30-100 000; - e) Homopolymere und Copolymere von Vinylpyrrolidon
worin bedeuten:
Z Monomere, die mit Vinylpyrrolidon copolymerisieren können, und ihre Salze (NH₄, Na, K, Li);
wobei zu Beispielen gehören Acrylamid, Vinylsulfonat, Methallylsulfonat, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Styrol und α-Olefine-(C₂-C₁₈), und
n 50-100 000; - f) Polyethylenoxid (PEO) mit einem Molekulargewicht von 10 000 bis 3 000 000, vorzugsweise von 20 000 bis 1 000 000.
Vorzugsweise werden in der Natur vorkommende hydrophile Polymersubstanzen
verwendet, so daß 0,003 bis 1 Teil, vorzugsweise
0,01 bis 0,1 Teil in 100 Teilen Superschweröl enthalten
sind, und es werden vorzugsweise wäßrige synthetische Polymere
verwendet, so daß 0,01 bis 1 Teil, in 100 Teilen Superschweröl
enthalten sind. Da die Viskosität des Systems zu hoch wird
und da dies auch wirtschaftlich nachteilig ist, wenn die zugegebene
Menge übermäßig hoch ist, ist es erwünscht, eine
Wirksamkeit mit einer möglichst geringen Menge zu erzielen.
Unter den obengenannten hydrophilen Polymersubstanzen ist
Xanthangummi besonders gut geeignet, da diese überlegenen
Eigenschaften unter Zugabe einer geringen Menge erzielt
werden.
Wenn dem System aus dem nicht-ionischen oberflächenaktiven
Agens, der hydrophilen Polymersubstanz und/oder einem wäßrigen
synthetischen Polymeren ferner ein anionisches oberflächenaktives
Agens zugesetzt wird, erhält man einen Superschweröl-
Emulsions-Treibstoff mit einer noch besseren
Langzeitstabilität. Die in den obengenannten Gruppen (i) bis
(vii) genannten anionischen oberflächenaktiven Agentien
sind typische Beispiele für das erfindungsgemäß verwendbare
anionische oberflächenaktive Agens.
Unter den obengenannten anionischen oberflächenaktiven
Agentien ergeben diejenigen der Gruppen (i) und (ii) überlegene
Gesamteigenschaften.
Wenn die starke Schutzwirkung der hydrophilen Polymersubstanz
der Wirkung der anionischen und nicht-ionischen oberflächenaktiven
Agentien zugefügt wird, ergibt der Superschweröl-
Emulsions-Treibstoff ein stabiles System mit einer
niedrigen Viskosität über einen längeren Zeitraum hinweg.
Für Systeme, in denen ein anionisches oberflächenaktives
Agens, ein nicht-ionisches oberflächenaktives Agens und eine
hydrophile Polymersubstanz verwendet werden, sowie für
Systeme, in denen ein nicht-ionisches oberflächenaktives
Agens und eine hydrophile Polymersubstanz verwendet werden,
können diese entweder verwendet werden durch vorheriges
Mischen derselben oder sie können getrennt verwendet werden.
Obgleich sie entweder dem Wasser oder dem Öl zugesetzt werden
können, führt außerdem die Zugabe zu Wasser zu einer leichteren
Handhabung.
Bezüglich der mechanischen Verfahren zur Herstellung des
Emulsions-Treibstoffes ist jedes beliebige Verfahren dieses
Typs zufriedenstellend, so lange eine wirksame Rührmethode
angewendet wird, und es können auch zwei oder mehr Verfahren
miteinander kombiniert werden. Rühreinrichtungen mit einer
hohen Scherwirkung sind besonders erwünscht. Zu Beispielen
dafür gehören Leitungsmischer, Pfeilklingen-Turbinenschaufelmischer,
Propellermischer, Schaufelmischer vom vollen
Rand-Typ und Paddelmischer. Die hohe Scherwirkung bezieht
sich auf eine Scherrate von 1100/s oder mehr, vorzugsweise
in dem Bereich von 4000 bis 30 000/s.
Die Wirkung der anionischen oberflächenaktiven Agentien umfaßt
die Adsorption an der Grenzfläche der Teilchen des
Superschweröls, wodurch die Teilchen elektrisch geladen
werden, während sie gleichzeitig die Herabsetzung der Größe
der Teilchen fördern, was zu einer Verhinderung der Aggregation
der Teilchen führt. Obgleich nicht-ionische oberflächenaktive
Agentien sehr empfindlich sind gegenüber den Einflüssen
der Temperatur, werden dann, wenn anionische oberflächenaktive
Agentien zugegeben werden, die Einflüsse der Temperaturen
geringer, was zu einer verbesserten Lagerbeständigkeit
der Emulsion führt. Außerdem wird die Lagerbeständigkeit
weiter verbessert durch Addition der Wirkung einer hydrophilen
Polymersubstanz.
Im Falle der alleinigen Verwendung eines anionischen oberflächenaktiven
Agens wird, obgleich die Viskosität des Systems
abnimmt, die Lagerbeständigkeit schlechter. Im Falle der
alleinigen Verwendung eines nicht-ionischen oberflächenaktiven
Agens kann, obgleich die Viskosität mit der Zeit zunimmt,
da diese Agentien den Einflüssen der Temperatur stark ausgesetzt
sind, ein Emulsions-Treibstoff, der über einen längeren
Zeitraum hinweg stabil ist, nicht hergestellt werden. Wenn
jedoch anionische oberflächenaktive Agentien und nicht-ionische
oberflächenaktive Agentien in Kombination verwendet
werden, kann ein stabiler Emulsions-Treibstoff erhalten werden.
Das Gewichtsverhältnis von anionischem oberflächenaktivem
Agens zu nicht-ionischem oberflächenaktivem Agens (anionisches
oberflächenaktives Agens/nicht-ionisches oberflächenaktives
Agens), das verbesserte Eigenschaften ergibt, beträgt 1 : 99
bis 75 : 25, vorzugsweise 10 : 90 bis 40 : 60. Eine Zugabemenge des
anionischen oberflächenaktiven Agens von 0,005 bis 2,2 Teilen
auf 100 Teile Emulsions-Treibstoff ist bevorzugt und eine
Zugabemenge von 0,06 bis 0,61 Teilen ist besonders bevorzugt.
Das Öl, das erfindungsgemäß als Superschweröl bezeichnet
wird, umfaßt die nachstehend angegebenen Öle, die bei Raumtemperatur
eine hohe Viskosität haben und erst beim Erhitzen
auf hohe Temperaturen fließfähig werden:
- 1) Asphalte auf Erdöl-Basis sowie Mischungen davon;
- 2) verschiedene Typen von behandelten Asphalten auf Erdöl- Basis, ihre Zwischenprodukte, Rückstände und Ölgemische;
- 3) Öle mit einem hohen Fließpunkt oder Rohöle, die bei Raumtemperatur nicht fließfähig sind;
- 4) Teerpech auf Erdöl-Basis sowie Mischungen davon; und
- 5) Bitumen, Ölsand und Naturasphalt.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
beiliegende Zeichnung (Fig. 1) näher erläutert, ohne jedoch
darauf beschränkt zu sein.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines zur
Bewertung des Dispersionszustandes nach ungestörtem Stehenlassen
verwendeten Zentrifugenrohrs. Es bedeuten:
die Ziffer 1 eine Oberflächenschicht
die Ziffer 2 eine Zwischenschicht
die Ziffer 3 eine Sedimentationsschicht
die Ziffer 2 eine Zwischenschicht
die Ziffer 3 eine Sedimentationsschicht
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen anhand bevorzugter
Ausführungsformen näher erläutert, ohne jedoch
darauf beschränkt zu sein.
Eine spezifische Menge eines Asphalts vom Mittleren Osten-Typ
(Erweichungstemperatur 50°C) oder Asabaska-Bitumen (Erweichungstemperatur
12,5°C), Wasser und ein oberflächenaktives
Agens wurden so abgewogen, daß sie eine Gesamtmenge von
300 g ergaben. Dann wurde diese Mischung in ein 800-ml-
Zentrifugenrohr eingeführt und auf 75°C erhitzt. Nach dem
Erreichen einer konstanten Temperatur wurde die Mischung
mit einem TK-Homomixer (hergestellt von der Firma Tokushu
Kikako Ltd., ausgestattet mit Rührblättern für eine niedrige
Viskosität) gerührt zur Herstellung des Emulsions-Treibstoffes.
Dieser wurde dann bei einer Temperatur von 60°C gehalten.
Nach dem Erreichen einer konstanten Temperatur wurde die
Viskosität gemessen. Ein Teil des Emulsions-Treibstoffes
wurde bei einer Temperatur von 50°C gehalten und nach 1
Tag, 7 Tagen, 21 Tagen, 1 Monat und 3 Monaten beobachtet.
Ein Teil wurde entfernt und die Menge, die ein Sieb mit einer
lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) passierte, wurde
bestimmt.
Die Viskositätsmessungen wurden durchgeführt unter Verwendung
eines Vismetrons Modell VS-AI Nor. 2 (Shibaura Systems Co.,
Ltd.) mit einer Rotorgeschwindigkeit von 60 UpM und die
Menge, die das Sieb passierte, wurde bestimmt durch
Aufbringen von etwa 10 g der Probe auf ein Sieb aus
rostfreiem Stahl mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm
(100 mesh) und einem Durchmesser von 70 mm in einer Atmosphäre
von 50°C und Errechnen der Menge, die nach 10 Minuten in
dem Sieb zurückblieb. Die erzielten Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle I angegeben.
Außerdem wurde eine Gesamtbeurteilung durchgeführt durch
umfassende Bewertung der Viskosität der Emulsion, der
Menge, die das Sieb passiert hatte, und visuelle Betrachtung
des Dispersionszustandes, nachdem die Emulsion stehengelassen
worden war. Die Bewertung wurde durchgeführt unter Verwendung
der Symbole < ┤ < ∆ < ×, wobei die Bewertung ∆ oder besser
als Mindestwert angesehen wurde, der einen gewissen
Grad der Wirksamkeit anzeigte.
Im Falle des Dispersionszustandes nach dem Stehenlassen wurde
die Bewertung jedoch durchgeführt durch Betrachten der drei
Schichten, bestehend aus der Oberflächenschicht 1, der
Zwischenschicht 2 und der Sedimentationsschicht 3, wie in
Fig. 1 dargestellt, und getrenntes Bewerten jeweils der
Oberflächenschicht, der Zwischenschicht und der Sedimentationsschicht.
In der Oberflächenschicht 1 wurde die Größe der Öltröpfchen
auf der Oberfläche beobachtet sowie die Größe des Ölfilms,
der sich bildete, wenn diese groß waren. Der Dispersionszustand
wurde bewertet in der Reihenfolge keine Öltröpfchen <
einige Öltröpfchen < kleiner Ölfilm < großer Ölfilm, wobei
die Bewertung "keine Öltröpfchen" die beste Bewertung darstellt.
In der Zwischenschicht 2 wurde die Qualität des Emulsionszustandes
beobachtet. Die Bewertung wurde vorgenommen in der
Reihenfolge gute Emulgierung < leicht cremeartig < cremeartig < getrennt <
überwiegend getrennt < vollständig getrennt, wobei die Bewertung
"gute Emulgierung" die beste Bewertung darstellt.
In der Sedimentationsschicht 3 wurde die Bewertung in der
Reihenfolge kein Sediment < weiches Sediment < hartes Sediment
vorgenommen, wobei die Bewertung "kein Sediment" die beste
Bewertung darstellt. Die Bewertung "weiches Sediment" bezieht
sich auf ein Sediment, das weich ist und leicht wieder
dispergiert werden kann. Die Bewertung "hartes Sediment"
bezieht sich auf ein Sediment, das hart ist und bei dem die
erneute Dispergierung schwierig ist.
Eine spezifische Menge von Asabaska-Bitumen (Erweichungstemperatur
12,5°C, Kanada), Wasser und jedes der in der folgenden
Tabelle II angegebenen oberflächenaktiven Agentien
wurde abgewogen zur Erzielung einer Gesamtmenge von 300 g.
Diese Mischung wurde dann in ein 800-ml-Zentrifugenrohr
eingeführt und auf 45°C erhitzt. Nach dem Erreichen einer
konstanten Temperatur wurde die Mischung mit einem TK-Homomixer,
der mit Rührschaufeln für niedrige Viskosität ausgestattet
war, gerührt zur Herstellung des Emulsions-Treibstoffes.
Dieser wurde dann in ein Bad mit einer konstanten
Temperatur von 40°C gestellt. Nach dem Erreichen einer konstanten
Temperatur wurde die Viskosität gemessen. Ein Teil
des Emulsions-Treibstoffes wurde bei einer Temperatur von
40°C gehalten und es wurde sein Zustand nach 1 Tag, 3 Tagen
und 7 Tagen beobachtet. Ein Teil wurde entnommen und die
Menge wurde durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite
von 0,15 mm (100 mesh) passiert. Die Viskositätsmessungen
wurden durchgeführt unter Verwendung eines Vismetrons
Modell VS-AI Nr. 2 (Shibaura Systems Co., Ltd.) mit einer
Rotorgeschwindigkeit von 60 UpM und die Menge, die das Sieb
passierte, wurde bestimmt durch Aufbringen von etwa 10 g der
Probe auf ein rostfreies Stahlsieb mit einer lichten Maschenweite
von 0,15 mm (100 mesh) und mit einem Durchmesser von
70 mm in einer Atmosphäre von 40°C und Errechnen der Menge,
die auf dem Sieb nach 10 Minuten zurückblieb. Die erzielten
Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Außerdem wurden eine Gesamtbewertung und die Beobachtung des
Dispersionszustandes durchgeführt unter Anwendung der gleichen
Verfahren wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
Eine spezifische Menge eines Asphalts vom Mittleren Osten-
Typ (Erweichungstemperatur 50°C), Wasser, eines oberflächenaktiven
Agens, einer hydrophilen Polymersubstanz und/oder
einer wäßrigen synthetischen Polymersubstanz wurden so abgewogen,
daß eine Gesamtmenge von 300 g erhalten wurde. Diese
Mischung wurde dann in ein 800-ml-Zentrifugenrohr eingeführt
und auf 75°C erhitzt. Nachdem eine konstante Temperatur
erreicht worden war, wurde die Mischung mit einem TK-Homomixer
(Tokushu Kikako Ltd., ausgestattet mit Rührschaufeln
für eine niedrige Viskosität) gerührt zur Herstellung des
Emulsions-Treibstoffes. Dieser wurde dann bei einer Temperatur
von 60°C gehalten. Nach dem Erreichen einer konstanten
Temperatur wurde die Viskosität gemessen. Ein Teil des
Emulsions-Treibstoffes wurde bei einer Temperatur von 50°C
gehalten und nach 1 Tag, nach 7 Tagen, nach 21 Tagen,
nach 1 Monat und nach 3 Monaten beobachtet. Ein Teil wurde
entnommen und die Menge, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite
von 0,15 mm (100 mesh) passierte, wurde bestimmt.
Die Viskositätsmessungen wurden durchgeführt unter Verwendung
eines Vismetrons Modell VS-AI Nr. 2 (Shibaura Systems Co.,
Ltd.) bei einer Rotorgeschwindigkeit von 60 UpM und die Menge,
die das Sieb passiert hatte, wurde bestimmt durch Aufbringen
von etwa 10 g der Probe auf ein rostfreies Stahlsieb mit einem
Durchmesser von 70 mm in einer Atmosphäre von 50°C und Errechnen
der Menge, die nach 10 Minuten in dem Sieb zurückblieb.
Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III
angegeben. Außerdem wurden eine Gesamtbewertung und die Beobachtung
des Dispersionszustandes unter Anwendung der gleichen
Verfahren wie in dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Eine spezifische Menge Asabaska-Bitumen (Erweichungstemperatur
12,5°C, Kanada), Wasser, eines oberflächenaktiven Agens,
einer hydrophilen Polymersubstanz und/oder einer wäßrigen
synthetischen Polymersubstanz wurden abgewogen, so daß ein
Gesamtgewicht von 300 g erhalten wurde. Diese Mischung wurde
dann in ein 800-ml-Zentrifugenrohr eingeführt und auf 40°C
erhitzt. Nach dem Erreichen einer konstanten Temperatur wurde
die Mischung mit einem TK-Homomixer (Tokushu Kikako Ltd.)
gerührt zur Herstellung des Emulsions-Treibstoffes. Dieser
wurde dann in ein Bad mit einer konstanten Temperatur von
40°C gestellt. Nach dem Erreichen einer konstanten Temperatur
wurde die Viskosität gemessen. Ein Teil des Emulsions-
Treibstoffes wurde bei einer Temperatur von 40°C gehalten
und er wurde nach 1 Tag, nach 7 Tagen, nach 21 Tagen,
nach einem Monat und nach 3 Monaten beobachtet. Ein Teil
wurde entnommen und die Menge die ein Sieb mit einer lichten
Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) passiert hatte, wurde
bestimmt. Die Viskositätsmessungen wurden unter Verwendung
eines Vismetrons Modell VS-AI Nr. 2 (Shibaura Systems Co.,
Ltd.) mit einer Rotorgeschwindigkeit von 60 UpM durchgeführt
und die Menge, die das Sieb passiert hatte, wurde bestimmt,
indem man etwa 10 g der Probe auf ein rostfreies Stahlsieb
mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) und mit
einem Durchmesser von 70 mm in einer Atmosphäre von 40°C
aufbrachte und die Menge, die in dem Sieb nach 10 Minuten
zurückblieb, berechnete. Die erzielten Ergebnisse sind in
der folgenden Tabelle IV angegeben. Außerdem wurden die
Gesamtbewertung und die Beobachtung des Dispersionszustandes
unter Anwendung der gleichen Verfahren durchgeführt,
wie sie in dem Ausführungsbeispiel 3 beschrieben sind.
Claims (13)
1. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff, dadurch
gekennzeichnet, daß er erhältlich ist durch
Emulgieren unter Verwendung von 100 Gew.-Teilen Superschweröl,
30 bis 80 Gew.-Teilen Wasser, 0,01 bis 4 Gew.-Teilen
eines anionischen unter (i) bis (vii) aufgezählten Gruppen, und
eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Agens mit einem
HLB-Wert (hydrophilen-lipophilen-Gleichgewichts-Wert) von
9 bis 19, ausgewählt unter den nachstehend aufgezählten
Gruppen (I) bis (VII), in einem Gewichtsverhältnis von anionischem
oberflächenaktivem Agens zu nicht-ionischem oberflächenaktivem
Agens von 1 : 99 bis 75 : 25:
anionische oberflächenaktive Agentien
- i) Formalinkondensationsprodukte von Sulfonsäure oder Sulfonatsalzen cyclischer aromatischer Verbindungen, wie Naphthalin, Alkylnaphthalin, Alkylphenol oder Alkylbenzol, in denen der durchschnittliche Grad der Kondensation des Formalins 1,2 bis 100 beträgt; bei den Salzen handelt es sich um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze, oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze;
- ii) Formalinkondensationsprodukte von Lignosulfonat, Lignosulfonatsalzen, ihren Derivaten und Lignosulfonat und Sulfonaten aromatischer Verbindungen, wie Naphthalin und Alkylnaphthalin, und ihre Salze; in jedem dieser Fälle handelt es sich bei den Salzen um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Calcium- und Magnesiumsalze; der durchschnittliche Kondensationsgrad des Formalins beträgt 1,2 bis 50;
- iii) Copolymere und ihre Salze von Polystyrolsulfonsäure und ihren Salzen sowie Styrolsulfonsäure und anderen copolymerisierbaren Monomeren, in denen das Molekulargewicht 500 bis 500 000 beträgt; bei den Salzen handelt es sich um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze, oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Calcium- und Magnesiumsalze;
- iv) Dicyclopentadiensulfonatpolymere und ihre Salze, in denen das Molekulargewicht des Polymeren 500 bis 500 000 beträgt; bei den Salzen handelt es sich um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze, oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Calcium- und Magnesiumsalze;
- v) Copolymere und ihre Säuren und Salze von Maleinsäureanhydrid und/oder Itaconsäureanhydrid und anderen copolymerisierbaren Monomeren, in denen das Molekulargewicht 500 bis 500 000 beträgt; bei den Salzen handelt es sich um die Ammoniumsalze sowie die Alkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium- und Kaliumsalze;
- vi) Reaktionsprodukte von Maleinsäure und ihren Salzen und flüssigem Polybutadien, in denen das Molekulargewicht des flüssigen Polybutadiens 500 bis 200 000 beträgt; bei den Salzen handelt es sich um die Ammoniumsalze sowie die Alkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium- und Kaliumsalze;
- vii) anionische oberflächenaktive Agentien mit 1 oder 2
hydrophilen Gruppen innerhalb des gleichen Moleküls,
ausgewählt aus den folgenden Gruppen:
- a) Schwefelsäureestersalze von Alkoholen mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei es sich bei den Salzen handelt um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- oder Triethylaminsalze oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumsalze;
- b) Alkan-, Alken- und/oder Alkylarylsulfonate oder ihre Salze mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei es sich bei den Salzen handelt um die niederen Aminsalze, wie z. B. die Ammonium-, Monoethanolamin-, Diethanolamin-, Triethanolamin- und Triethylaminsalze oder die Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze, wie z. B. die Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze; wobei zu typischen Beispielen gehören Natriumdodecylbenzylsulfonat, Natriumbutylnaphthalinsulfonat und Natriumdodecansulfonat;
- c) Sulfat- oder Phosphatester und ihre Salze der Alkylenoxid- Additionsprodukte der Verbindungen mit 1 oder mehr aktiven Wasserstoffatomen innerhalb des gleichen Moleküls, wobei zu Beispielen für die Salze gehören die Ammonium-, Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze;
- d) Sulfosuccinatsalze, bei denen es sich handelt um Ester von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei die Salze darstellen die Ammonium-, Natrium- oder Kaliumsalze;
- e) Alkyldiphenylätherdisulfonate und ihre Salze, in denen die Alkylgruppen 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen und wobei es sich bei den Salzen handelt um die Ammonium-, Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze;
- f) Harzsäuren (Rosinsäuren) und ihre Salze, wobei es sich bei den Salzen handelt um die Ammonium-, Natrium- und Kaliumsalze; Tallöl und Säure-Mischung, bei der es sich handelt um ein Säuregemisch aus Harzsäure (Rosinsäure) und höheren Fettsäuren, und ihre Salze;
- g) Alkan- oder Alkenfettsäuren mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen und ihre Salze, wobei es sich bei den Salzen handelt um die Ammonium-, Kalium- und Natriumsalze;
- I) Alkylenoxid-Additionsprodukte von Verbindungen mit phenolischen Hydroxylgruppen, wie Phenol, Kresol, Butylphenol, Nonylphenol, Dinonylphenol, Dodecylphenol, p-Cumylphenol und Bisphenol A, in denen das Alkylenoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid ist;
- II) Alkylenoxid-Additionsprodukte der Formalinkondensationsprodukte von Verbindungen mit phenolischen Hydroxylgruppen, wie Alkylphenol, Phenol, m-Kresol, styryliertes Phenol und benzyliertes Phenol, in denen der Kondensationsgrad 1,2 bis 100 beträgt; bei dem Alkylenoxid handelt es sich um Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid;
- III) Alkylenoxid-Additionsprodukte von monovalenten aliphatischen Alkoholen und/oder aliphatischen Aminen mit 2 bis 50 Kohlenstoffatomen, in denen es sich bei dem Alkylenoxid um Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid handelt;
- IV) Block- oder Random-Additionspolymere von Ethylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid und Styroloxid;
- V) Alkylenoxid-Additionsprodukte von polyvalenten Alkoholen, wie Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose, Polyglycerin, Ethylenglycol, Polyethylenglycol, Propylenglycol und Polypropylenglycol oder die Ester aus diesen polyvalenten Alkoholen und Fettsäuren mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen; bei dem Alkylenoxid handelt es sich um Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid;
- VI) Alkylenoxid-Additionsprodukte von polyvalenten Aminen mit einer Vielzahl von aktiven Wasserstoffatomen, wie Ethylendiamin, Tetraethylendiamin und Polyethylenimin (Molekulargewicht 600 bis 1 000 000); bei dem Alkylenoxid handelt es sich um Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid;
- VII) Reaktionsprodukte, die resultieren aus der Addition eines Alkylenoxids an ein Gemisch aus 1 Mol eines Öls vom Triglycerid-Typ und 1 oder 2 oder mehr Typen von polyvalenten Alkoholen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose, Ethylenglycol, Polyethylenglycol mit einem Molekulargewicht von 1000 oder weniger, Propylenglycol und Polypropylenglycol mit einem Molekulargewicht von 1000 oder weniger und/oder 0,1 bis 5 Mol Wasser; bei dem Alkylenoxid handelt es sich um Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid.
2. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff, dadurch gekennzeichnet,
daß er besteht aus
100 Gew.-Teilen Superschweröl,
30 bis 80 Gew.-Teilen Wasser,
0,05 bis 4 Gew.-Teilen eines nicht-ionischen oberflächenaktiven
Agens aus den Gruppen (I) bis (VII) gemäß Anspruch 1,
und
0,003 bis 1 Gew.-Teil der nachstehend unter (a) bis (d) angegebenen
hydrophilen Polymersubstanzen und/oder
0,01 bis 1 Gew.-Teil der nachstehend unter (a) bis (f) angegebenen
synthetischen Polymeren:
In der Natur vorkommende hydrophile Polymersubstanzen
- A) aus Mikroorganismen stammende hydrophile Polymersubstanzen
(Polysaccharide)
- a) Xanthangummi
- b) Bluran
- c) Dextran
- B) aus Pflanzen stammende hydrophile Polymersubstanzen (Polysaccharide)
- a) aus Tang stammend
- 1) Agar
- 2) Galaginan
- 3) Phaseleran
- 4) Alginat und seine Salze (Na, K, NH₄, Ca, Mg)
- b) aus Samenkörnern stammend
- 1) Johannisbrotgummi
- 2) Guagummi
- 3) Fatsia-Gummi
- 4) Tamarind-Gummi
- c) aus Bäumen stammend (Sap)
- 1) Gummiarabicum
- 2) Karaya-Gummi
- 3) Traganth-Gummi
- d) aus Früchten stammend
- 1) Pectin
- a) aus Tang stammend
- C) aus Tieren stammende hydrophile Polymersubstanzen (Proteine)
- 1) Gelatine
- 2) Casein
- D) natürliche Polymerderivate
- 1) Cellulosederivate (wie Carboxymethylcellulose)
- 2) behandelte Stärke
die nachstehend angegebenen wäßrigen synthetischen Polymeren
mit einer hohen Viskosität:
- a) Homopolymere von Acrylat und seinen Derivaten sowie
Copolymere mit anderen Monomeren:
worin bedeuten:
R H, Methyl, Ethyl
M H, Na, K, Li, NH₄ und Monomere, die mit diesen Monomeren copolymerisiert werden können, und ihre Salze (NH₄, Na, K, Li);
wobei zu Beispielen gehören Maleinsäure (Maleinsäureanhydrid), Itaconsäure (Itaconsäureanhydrid), α-Olefine, Acrylamid, Vinylsulfonat, Allylsulfonat, Methallylsulfonat, Acrylamid, Methylpropylsulfonat und seine Salze (NH₄, Na, K) und Dialkyl(methyl oder ethyl)ethylaminomethacrylat und seine Salze (Chlorid-, Diethylsulfat-, Dimethylsulfatsalze), und
n = 50-100 000; - b) Copolymere von Acrylamid sowie anderen Monomeren, die
mit ihren Derivaten copolymerisiert werden können
worin bedeuten:
R H, CH₂CH₂OH und Monomere, die mit diesem Monomeren polymerisieren können, und ihre Salze (NH₄, Na, K, Li), wobei zu Beispielen dafür gehören Vinylsulfonat, Allylsulfonat, Methallylsulfonat, Acrylamid-methylpropylsulfonat, Dialkyl(methyl oder ethyl)ethylaminomethacrylat, α-Olefine- (C₂-C₁₈) und Vinylallylalkohole, und
n = 50-100 000; - c) Salze von Copolymeren von Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid
und anderen Monomeren, die copolymerisiert
werden können; wobei die Salze umfassen die Ammonium-,
Kalium- und Natriumsalze:
worin bedeuten:
M: Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid
Z: α-Olefine (Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen, Octen, Decen, Dodecen und dgl.), Styrol und
n = 50-100 000; - d) Homopolymere und Copolymere von Vinylalkohol:
worin bedeuten:
Z: Vinylacetat, Styrol
n = 30-100 000; - e) Homopolymere und Copolymere von Vinylpyrrolidon:
worin bedeuten:
Z: Monomere, die mit Vinylpyrrolidon copolymerisiert werden können, und ihre Salze (NH₄, Na, K, Li);
wobei zu Beispielen dafür gehören Acrylamid, Vinylsulfonat, Methallylsulfonat, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Styrol und α-Olefine-(C₂-C₁₈); und
n = 50-100 000; - f) Polyethylenoxid (PEO) mit einem Molekulargewicht von 10 000 bis 3 000 000.
3. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß er erhältlich bzw. hergestellt
ist durch Zugabe von 0,005 bis 4 Gew.-Teilen des in Anspruch
1 beschriebenen anionischen oberflächenaktiven Agens zu
100 Gew.-Teilen Superschweröl zusätzlich zu den nicht-ionischen
oberflächenaktiven Agentien, den hydrophilen Polymersubstanzen
und/oder wäßrigen synthetischen Polymeren, wie sie
in Anspruch 2 beschrieben sind.
4. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach den Ansprüchen
2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der hydrophilen
Polymersubstanz um Xanthangummi handelt, das in einer
Menge von 0,01 bis 0,1 Teilen auf 100 Gew.-Teile des Superschweröls
zugegeben wird.
5. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach den Ansprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der HLB-Wert des nichtionischen
oberflächenaktiven Agens 12 bis 17 beträgt.
6. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach den Ansprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Superschweröl einen
vergleichsweise niedrigen Erweichungspunkt (50°C oder darunter)
aufweist.
7. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach den Ansprüchen
1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis
zwischen dem anionischen oberflächenaktiven Agens und dem
nicht-ionischen oberflächenaktiven Agens 10 : 90 bis 40 : 60
beträgt.
8. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach den Ansprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem nichtionischen
oberflächenaktiven Agens um ein solches aus der
Gruppe (VII) gemäß Anspruch 1 handelt.
9. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach den Ansprüchen
1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem anionischen
oberflächenaktiven Agens um ein solches aus der Gruppe
(i) und/oder (ii) gemäß Anspruch 1 handelt.
10. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach den Ansprüchen
1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem anionischen
oberflächenaktiven Agens um ein solches aus der
Gruppe (i) und/oder (ii) gemäß Anspruch 1 handelt und daß
es sich bei dem nicht-ionischen oberflächenaktiven Agens
um ein solches aus der Gruppe (VII) nach Anspruch 1 handelt.
11. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach den Ansprüchen
2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem nichtionischen
oberflächenaktiven Agens um ein solches aus der
Gruppe (VII) oder (II) oder (III) nach Anspruch 1 handelt
und daß es sich bei der hydrophilen Polymersubstanz um
Xanthangummi handelt, wie es im Anspruch 2 beschrieben ist.
12. Superschweröl-Emulsions-Treibstoff nach den Ansprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des zugegebenen
Wassers 33 bis 50 Teile, bezogen auf 100 Teile
des Superschweröls, beträgt.
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