JPS5948642B2 - Novel liquid film formulations and their uses - Google Patents
Novel liquid film formulations and their usesInfo
- Publication number
- JPS5948642B2 JPS5948642B2 JP50070693A JP7069375A JPS5948642B2 JP S5948642 B2 JPS5948642 B2 JP S5948642B2 JP 50070693 A JP50070693 A JP 50070693A JP 7069375 A JP7069375 A JP 7069375A JP S5948642 B2 JPS5948642 B2 JP S5948642B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emulsion
- sulfonated
- liquid film
- ppm
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/09—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in organic liquids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/38—Liquid-membrane separation
- B01D61/40—Liquid-membrane separation using emulsion-type membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は油相がたとえば10モル%以下の芳香族のよう
に実質上非芳香族である主鎖を有するスルホン化重合体
からなつている油中水彩乳濁液である新規な液膜処方物
および高温液膜法におけるその使用に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a water-in-oil emulsion in which the oil phase consists of a sulfonated polymer having a main chain that is substantially non-aromatic, such as up to 10 mole percent aromatic. This invention relates to certain novel liquid film formulations and their use in high temperature liquid film processes.
本乳濁液は液膜水処理法、特に高温で行なうことが望ま
しい水処理法に有用である。最も好ましい具体化では、
この組成物を液膜サワー(sour)水処理法に使う。
この場合、アンモニアが乳濁液の外相を通して酸性内相
に透過してそこで非透過形、たとえばアンモニウムイオ
ンに変えられ、一方H2Sは水蒸気のような不活性ガス
によつて廃水溶液から連続的にストリツピングで除かれ
る条件で、硫化アンモニウム含有廃水流を液膜乳濁液、
すなわち本発明の乳濁液と接触させる。この種の方法は
80℃以上の高温で最も効果的に実施され、上記温度で
本発明の乳濁液は極度に安定である。1975年2月6
田こ公表されたドイツ特許公告第2、434、590号
には、ここで引用文献とする米国特許第3、410、7
94号、第3、617、546号、第3、779、90
7号に明らかにされている液膜技術による溶液から弱酸
および弱塩基の塩の除去法が記載されている。The present emulsion is useful in liquid film water treatment processes, particularly in water treatment processes where it is desirable to carry out the process at high temperatures. In the most preferred embodiment,
This composition is used in a liquid film sour water treatment process.
In this case, ammonia permeates through the external phase of the emulsion into the acidic internal phase where it is converted into non-permeable form, e.g. ammonium ions, while H2S is continuously stripped from the waste solution by an inert gas such as water vapor. The ammonium sulfide-containing wastewater stream is converted into a liquid film emulsion, under conditions where it is removed with
That is, it is brought into contact with the emulsion of the present invention. This type of process is most effectively carried out at high temperatures above 80° C., at which temperatures the emulsions of the invention are extremely stable. February 6, 1975
German Patent Publication No. 2,434,590 published by Tako includes U.S. Patent No. 3,410,7, which is cited here.
No. 94, No. 3, 617, 546, No. 3, 779, 90
7 describes a method for removing salts of weak acids and bases from solutions by liquid film technology.
DOS第2、434、590号に記載の方法は、溶液か
ら弱酸または弱塩基またはその加水分解生成物を除去す
るため、液膜乳濁液の外相を通して透過させ内相におい
て非透過形に変えることによる液膜技術を利用している
。不活性ガスによつてまたは系を減圧にすることによつ
て、溶液から同時に弱酸または弱塩基またはその加水分
解生成物をストリツピングできる。この方法は高温、た
とえば80℃で行なうとき最も効果があることがわかつ
ている。しかし、この範囲の温度では、多くの液膜処方
物すなわち油中水形乳濁液は不安定である。本発明の方
法では、100℃までの温度で安定なことが分かつた新
規な処方物によつて上記問題が解決される。本発明は油
相が実質上非芳香族である主鎖を有するスルホン化重合
体からなる油中水形乳濁液である新規な液膜処方物に関
する。The method described in DOS No. 2,434,590 involves permeating through the external phase of a liquid film emulsion and converting it into an impermeable form in the internal phase in order to remove weak acids or weak bases or their hydrolysis products from solutions. It uses liquid film technology. The weak acids or bases or their hydrolysis products can be simultaneously stripped from the solution by means of an inert gas or by applying vacuum to the system. This method has been found to be most effective when carried out at high temperatures, for example 80°C. However, in this temperature range, many liquid film formulations or water-in-oil emulsions are unstable. In the method of the present invention, the above problem is solved by a new formulation that has been found to be stable at temperatures up to 100°C. The present invention relates to novel liquid film formulations in which the oil phase is a water-in-oil emulsion consisting of a sulfonated polymer having a backbone that is substantially non-aromatic.
この新処方物はまた水と混ざらない上記スルホン化重合
体の溶剤を含んでおり、また必要ではないが油溶性界面
活性剤も処方物に使用できる。この乳濁液の水性内相は
塩基または酸からなることができる。本発明の乳濁液は
水溶液を高温で液膜処方物で処理する液膜法で使うのに
特に適している。更に、この乳濁液をサワ一水の好まし
い処理法で利用しているときは、本乳濁液はふつうは強
酸または再生可能な酸からなる。本発明の組成物の形成
に使われる再生可能な酸はDOS第2,434,590
号に詳しく記載されている。一般に、本発明の組成物と
方法に有用なスルホン化重合体は、ここで引用文献とす
る米国特許第3,642,728号に記載され、クレー
ムされている。The new formulation also includes a water-immiscible solvent for the sulfonated polymer and, although not required, an oil-soluble surfactant can also be used in the formulation. The internal aqueous phase of the emulsion can consist of a base or an acid. The emulsions of the invention are particularly suitable for use in liquid film processes in which aqueous solutions are treated with liquid film formulations at elevated temperatures. Furthermore, when this emulsion is utilized in the preferred treatment of sour water, the emulsion usually consists of a strong acid or a renewable acid. The renewable acids used in forming the compositions of the present invention are DOS No. 2,434,590.
Details are given in the issue. In general, sulfonated polymers useful in the compositions and methods of the present invention are described and claimed in US Pat. No. 3,642,728, which is incorporated herein by reference.
本発明に於て「実質上非芳香族性」の用語は、その主鎖
が25モル%以下の、好ましくは10モル%以下の芳香
族基からなつていることを意味する。In the present invention, the term "substantially non-aromatic" means that the main chain consists of 25 mol% or less, preferably 10 mol% or less of aromatic groups.
これは必要な制限である。芳香族含有スルホン化重合体
は、ある種の高温液膜法たとえば液膜サワ一水処理で利
用される溶剤系とは安定な乳濁液を形成しないことが予
想外にも見出されたためである。本発明の好ましいスル
ホン化重合体は、スルホン化ブチル重合体およびスルホ
ン化エチレン−プロピレン共重合体からなる群から選ば
れる。This is a necessary restriction. This is due to the unexpected discovery that aromatic-containing sulfonated polymers do not form stable emulsions with the solvent systems utilized in certain high-temperature liquid film processes, such as liquid film Sawa-Isui processing. be. Preferred sulfonated polymers of the present invention are selected from the group consisting of sulfonated butyl polymers and sulfonated ethylene-propylene copolymers.
最も好ましくは、本発明の組成物はスルホン化ブチル重
合体からなる。イソブチレンとイソプレンと選択的には
第3の単量体、たとえばシクロペンタジエンとを共重合
させることによつて、このブチル重合体をつくる。本発
明の好ましいスルホブチル重合体は0.25〜10モル
%のスルホン酸基を、更に好ましくは約0、5〜5モル
?のスルホン酸基を含む。この共重合体は米国特許第3
,642,728号に記載の方法により合成できる。本
発明の好ましいスルホブチル重合体は少なくとも1,0
00の、好ましくは5,000〜50,000の数平均
分子量を有する。本発明の組成物をつくるために有用な
他のスルホン化重合体は、イソブチレンとピペリレンの
、イソブチレンとシクロペンタジエンの、イソブチレン
とメチルシクロペンタジエンの、イソブチレンとβ−ピ
ネンのスルホン化共重合体からなる群から選ぶことがで
きる。Most preferably, the composition of the invention comprises a sulfonated butyl polymer. The butyl polymer is made by copolymerizing isobutylene, isoprene, and optionally a third monomer, such as cyclopentadiene. Preferred sulfobutyl polymers of the present invention contain 0.25 to 10 mol% of sulfonic acid groups, more preferably about 0.5 to 5 mol%. Contains sulfonic acid groups. This copolymer is covered by U.S. Patent No.
, 642,728. Preferred sulfobutyl polymers of the invention have at least 1,0
00, preferably from 5,000 to 50,000. Other sulfonated polymers useful for making the compositions of the invention consist of sulfonated copolymers of isobutylene and piperylene, isobutylene and cyclopentadiene, isobutylene and methylcyclopentadiene, isobutylene and β-pinene. You can choose from a group.
これら重合体のジエン含量は0.5〜30モル?、好ま
しくは1〜25モル%の範囲であることができる。種々
のスルホン化ターポリマ一も本発明の組成物をつくるの
に有用である。たとえば、米国特許第3,642,72
8号の教えによつてイソブチレンを上記共役ジエンの2
種と共重合させ、生成共重合体をスルホン化して、本発
明に有用なスルホン化重合体を得ることができる。本発
明に好ましさが少し劣るが有用な他の共重合体は、エチ
レンおよびプロピレンをジエンたとえばシンクロペンタ
ジエン、エチリデンノルボルネン、または1,6−ヘキ
サジエンと共重合させ上記のようにこの共重合体をスル
ホン化することによつてつくられる。Is the diene content of these polymers 0.5 to 30 moles? , preferably in the range of 1 to 25 mol%. Various sulfonated terpolymers are also useful in making the compositions of this invention. For example, U.S. Patent No. 3,642,72
According to the teaching of No. 8, isobutylene is converted into two of the above conjugated dienes.
The sulfonated polymers useful in the present invention can be obtained by copolymerizing with a species and sulfonating the resulting copolymer. Other copolymers that are less preferred but useful in the present invention include copolymerizing ethylene and propylene with dienes such as synchropentadiene, ethylidene norbornene, or 1,6-hexadiene and preparing the copolymers as described above. Produced by sulfonation.
このターポリマ一はスルホン化前に0.2〜10モル%
の、一層好ましくは0.5〜7モル%の不飽和度をもつ
ことができる。最後に、本発明の組成物をつくるのに高
不飽和非芳香族重合体をスルホン化し使用できる。たと
えばポリブタジエンおよびポリイソプレンホモポリマー
を利用できる。上記重合体は一般には0.25〜20モ
ル%の、好ましくは0.5〜5モル%のスルホン酸基を
含み、少なくとも1,000の、好ましくは5,000
〜50,000の数平均分子量を有する。This terpolymer is 0.2 to 10 mol% before sulfonation.
The degree of unsaturation is more preferably 0.5 to 7 mol %. Finally, highly unsaturated non-aromatic polymers can be sulfonated and used in making the compositions of the invention. For example, polybutadiene and polyisoprene homopolymers can be utilized. The polymers generally contain from 0.25 to 20 mol%, preferably from 0.5 to 5 mol%, of sulfonic acid groups, with at least 1,000, preferably 5,000 sulfonic acid groups.
It has a number average molecular weight of ~50,000.
スルホン化重合体からつくつた乳濁液の使用はサワ一水
処理に限定されない。The use of emulsions made from sulfonated polymers is not limited to sawa water treatment.
これらは他の液膜法に非常に広い利用性をもつ。強酸お
よび(または)強塩基を含む系では、上記の当該スルホ
ン化重合体は乳化剤として働らき、また多くの界面活性
剤と異なり使用条件下で加水分解する傾向がないから、
上記乳濁液は特に有利である。高温および強酸または強
塩基を使う場合には、スルホン化重合体の溶剤を判断よ
く選ぶことが重要である。These have very wide applicability to other liquid film methods. In systems containing strong acids and/or strong bases, the sulfonated polymers described above act as emulsifiers and, unlike many surfactants, do not tend to hydrolyze under the conditions of use.
The emulsions mentioned above are particularly advantageous. When using high temperatures and strong acids or bases, it is important to use good judgment in choosing the solvent for the sulfonated polymer.
そこで、容易に加水分解できるエステルのような溶剤を
使つてはならない。別の制限は溶剤の揮発度である。そ
こで、80℃で揮発性のまたは水蒸気蒸留できる炭化水
素および他の溶剤は使用できない。水処理法で溶剤選択
の別の基準は毒性である。水中に毒性残留物を残す溶剤
は避ける必要がある。この方法で使う溶剤は操作条件で
液体で液膜を与えるべきであり、また使用中固化する傾
向をもつべきではないことも重要である。フイードから
乳濁液を容易に分舗できるように、処方した乳濁液の比
重が上記乳濁液を接触させようとするフイード流の比重
と少なくとも0.025異なるように溶剤を選ぶべきで
ある。そこで、フィード流と乳濁液の比重の差が小さす
ぎると、その分離は時間がかかる。他の考察については
当業者には明らかである。Therefore, solvents such as esters that can be easily hydrolyzed should not be used. Another limitation is the volatility of the solvent. Therefore, hydrocarbons and other solvents that are volatile or steam distillable at 80° C. cannot be used. Another criterion for solvent selection in water treatment processes is toxicity. Solvents that leave toxic residues in the water should be avoided. It is also important that the solvent used in this process should be liquid at the operating conditions and give a film, and should not have a tendency to solidify during use. To facilitate separation of the emulsion from the feed, the solvent should be chosen such that the specific gravity of the formulated emulsion differs by at least 0.025 from the specific gravity of the feed stream with which the emulsion is to be contacted. . Therefore, if the difference in specific gravity between the feed stream and the emulsion is too small, their separation will take a long time. Other considerations will be apparent to those skilled in the art.
上記理由から、好ましい溶剤は次の群から選ばれる。2
00’C以上の沸点を有する石油留出物。For the above reasons, preferred solvents are selected from the following group: 2
Petroleum distillates with boiling points above 00'C.
融点を下げるために他の溶剤と混合するのでなければ、
70℃またはそれ以上の融点をもつ高沸点n−パラフイ
ンを使つてはならない。塩素のようなハロゲンまたはベ
ンゼン環またはシクロアルキル環で軽く、すなわち10
モル%以下置換されていることができるパラフイン溶剤
。Unless mixed with other solvents to lower the melting point,
High boiling n-paraffins with melting points of 70° C. or higher must not be used. A halogen such as chlorine or a benzene ring or a cycloalkyl ring, i.e. 10
Paraffinic solvents that can be substituted by mole % or less.
好ましい溶剤は約10〜約100の、最も好ましくは3
0〜75の平均炭素数を有するイソパラフインとして知
られている石油留出物を含む。この型の溶剤の例はエク
ソン・ケミカル社から入手できるソルベント・ニユート
ラル型として知られた精製イソパラフインである。これ
らのほとんどすべて、たとえばソルベント・ニユートラ
ル100、ソルベント・ニユートラル150)ソルベン
ト゜ニユートラル600、および種々の中間的等級のも
のが本発明に適している(数字は100FでのSUS粘
度を示す)。ブラィトストック、コレ一(COray)
90などのような他の石油留分も適している。これらは
、100Fで夫々479.4,412.2センチストー
クスの粘度を有する石油潤滑油である。多くの応用には
、たとえばソルベント・ニユートラル100とソルベン
ト・ニユートラル600の組合せのような混合溶剤を使
うことが望ましいこともある。本発明の組成物をつくる
のに使うスルホン化重合体の最も好ましい形はその遊離
酸であるが、中和剤として長鎖アミンまたはポリアミン
を使用できる。Preferred solvents have a molecular weight of about 10 to about 100, most preferably 3
Contains petroleum distillates known as isoparaffins having an average carbon number of 0 to 75. An example of this type of solvent is purified isoparaffin, known as Solvent Neutral, available from Exxon Chemical Company. Almost all of these, such as Solvent Neutral 100, Solvent Neutral 150), Solvent Neutral 600, and various intermediate grades are suitable for the present invention (numbers indicate SUS viscosity at 100F). Brightstock, COray
Other petroleum fractions such as 90 and the like are also suitable. These are petroleum lubricants having viscosities of 479.4 and 412.2 centistokes at 100F, respectively. For many applications, it may be desirable to use mixed solvents, such as a combination of Solvent Neutral 100 and Solvent Neutral 600. Although the most preferred form of the sulfonated polymer used to make the compositions of this invention is its free acid, long chain amines or polyamines can be used as neutralizing agents.
中和剤として有用なアミンは、たとえばC6〜Cl6ヒ
ドロカルビル基を含むトリアミン、たとえぱトリオクチ
ルアミン;たとえばC8〜Cl6のヒドロカルビル基を
含むジアミン、たとえばジドデシルアミンを含む。この
アミンは水中に溶解性のないことで選ばれる。これらの
アミンまたはその塩が水にかなりの溶解度をもつときは
、強酸および強塩基と内相に利用する場合損失し易い。
後で述べるように、アンモニウム、カリウム、ナトリウ
ムなどのようなこれらスルホン酸の塩は使う溶剤系に溶
解性がないために本応用においては熱に有用ではない。
たとえばイソブチレン−イソプレン共重合体のような共
重合体をまずスルホン化し、ついで塩化メチレン、揮発
性炭化水素およびメタノール、クエンチ剤のようなその
合成に使つた溶剤を当該乳濁液処方に望ましい溶剤たと
えばソルベント・ニユートラル100またはソルベント
・ニユートラル600で置換することによつて、遊離ス
ルホン酸基を含む重合体をつくる。Amines useful as neutralizing agents include, for example, triamines containing C6-Cl6 hydrocarbyl groups, such as trioctylamine; diamines containing, for example, C8-Cl6 hydrocarbyl groups, such as didodecylamine. This amine is chosen for its lack of solubility in water. When these amines or their salts have significant solubility in water, they are susceptible to loss when utilized in the internal phase with strong acids and bases.
As discussed below, salts of these sulfonic acids, such as ammonium, potassium, sodium, etc., are not thermally useful in this application due to their lack of solubility in the solvent system used.
The copolymer, e.g. isobutylene-isoprene copolymer, is first sulfonated and then the solvent used for its synthesis, such as methylene chloride, volatile hydrocarbons and methanol, quenching agent, is mixed with the desired solvent for the emulsion formulation, e.g. By substitution with Solvent Neutral 100 or Solvent Neutral 600, polymers containing free sulfonic acid groups are made.
この方法は溶媒置換として当該技術分野で公知である。
別法はこれらスルホン酸重合体の塩を硫酸のような酸で
中和し、重合体を望む溶剤で抽出することである。この
重合体溶液はこはく色のびんに貯蔵するとき無期限に安
定である。本発明の組成物をつくるのに使うスルホン酸
重合体の濃度は、溶剤中0.05〜 40重量%と、好
ましくは0.1〜 30重量%と変化できる。サワー水
処理のような多くの液膜法では、アンモニアの内相への
移動速度と水蒸気のような不活性ガスによるまたは減圧
によるH2Sの除去を最大にすることが望ましい。This method is known in the art as solvent displacement.
An alternative method is to neutralize these sulfonic acid polymer salts with an acid such as sulfuric acid and extract the polymer with the desired solvent. This polymer solution is stable indefinitely when stored in an amber bottle. The concentration of the sulfonic acid polymer used to make the compositions of the invention can vary from 0.05 to 40% by weight, preferably from 0.1 to 30% by weight in the solvent. In many liquid film processes, such as sour water treatment, it is desirable to maximize the rate of transfer of ammonia to the internal phase and the removal of H2S by an inert gas such as water vapor or by reduced pressure.
H2Sの蒸気圧が実質上増加し、その水中への溶解度が
減る常温よりも高温で実施することによつて上記を遂行
できる。H2Sの水への溶解度は25℃では0.34%
であり、90゜Cでは0.04%である。本法を常圧で
行なうときは、80〜85℃の温度が非常に実際的であ
ることは明らかである。上記のスルホン酸重合体を使う
場合のすぐれた利点の1つは、乳濁液を安定化するため
更に界面活性剤を必要としないことである。This can be accomplished by operating at higher temperatures than ambient temperature, where the vapor pressure of H2S increases substantially and its solubility in water decreases. The solubility of H2S in water is 0.34% at 25℃
and 0.04% at 90°C. It is clear that when carrying out the process at normal pressure, temperatures of 80 DEG to 85 DEG C. are very practical. One of the significant advantages of using the sulfonic acid polymers described above is that no additional surfactants are required to stabilize the emulsion.
そこで、高い ・操作温度での加水分解および(または
)分解の危険が避けられる。本スルホン化重合体は液膜
法に必要な添加剤性と界面活性剤性の両者を与える。ま
た、本スルホン酸重合体は操作温度で、たとえば80〜
100℃で適当な親水性一親油性の均衡を有する。上記
操作温度でふつう使われる多くの他の添加剤、たとえば
ポリイソブチルコハク酸無水物−テトラエチレンペンタ
ミンと異なり、本スルホン酸重合体は液膜法において硫
化水素の浸食に不活性であることがわかつた。.すべて
の上記因子が、上記スルホン酸重合体を高温液膜法、特
に液膜サワ一水処理法に有用な乳濁液形成に特に適した
ものにする。The risk of hydrolysis and/or decomposition at high operating temperatures is thus avoided. The present sulfonated polymers provide both additive and surfactant properties necessary for liquid film processes. Moreover, the present sulfonic acid polymer has an operating temperature of, for example, 80 to
It has a suitable hydrophilic-lipophilic balance at 100°C. Unlike many other additives commonly used at the above operating temperatures, such as polyisobutylsuccinic anhydride-tetraethylenepentamine, the present sulfonic acid polymers are shown to be inert to hydrogen sulfide attack in the liquid film process. I understand. .. All of the above factors make the sulfonic acid polymers particularly suitable for forming emulsions useful in high temperature liquid film processes, especially liquid film sour water treatment processes.
上記の成分、すなわち界面活性剤と共にまたは界面活性
剤なしでスルホン化重合体と溶剤とは、その相互作用を
考慮して高温で、特に強酸および強塩基の存在で安定な
乳濁液を形成するように選ばれる。The above components, i.e. sulfonated polymers with or without surfactants and solvents, take into account their interaction to form stable emulsions at high temperatures, especially in the presence of strong acids and strong bases. are selected as such.
特別の組合せの選択は本記載の教えにより乳濁液技術の
分野の当業者には明らかである。一般に、本発明の乳濁
液は当該技術で既知の方法でつくられる。たとえば、ス
ルホン化重合体を溶剤に溶かし、ついで界面活性剤を添
加し溶かすことができる。しかし、当該成分をどの順序
でも混合できる。ついで安定乳濁液をつくるため当該技
術で既知の装置でかきまぜながら、水性内相を油相に添
加できる。たとえば、高速で動くことのできるかきまぜ
機をもつたパドルを使つて成分を乳化できる。利用でき
る他の公知の乳濁液形成技術は強いせん断力によつて大
滴をくだけるコロイドミルの使用を含む。The selection of particular combinations will be apparent to those skilled in the emulsion art with the teachings of this description. Generally, emulsions of the invention are made by methods known in the art. For example, the sulfonated polymer can be dissolved in a solvent and then the surfactant can be added and dissolved. However, the components can be mixed in any order. The aqueous internal phase can then be added to the oil phase while stirring with equipment known in the art to create a stable emulsion. For example, ingredients can be emulsified using a paddle with an agitator that can move at high speed. Other known emulsion forming techniques that may be used include the use of colloid mills that break large droplets with high shear forces.
混合容器、コロイドミル、または他の装置で予備乳化後
、ホモジナイザーを使用することもできる。この型の操
作では、粗い乳濁液を高速でじやの目弁の口を通しポン
プで送る。一部分は単なる「ふるい作用」によつて、一
部分はじやの目口ではじまる強いせん断力によつて、液
滴が粉砕される。上記強力型に似た他の乳化装置は、た
とえば特種混合ポンプ、遠心乳化器、超音波発生器、み
ぞ付ミキサ、超音波振動が起るものを含めて混合ジニッ
ト、粗い乳濁液を乱流の臨界速度よりも速い速度で管に
沿つて流す乱流装置である。一般に、本発明の組成物は
10〜90重量?の、好ましくは30〜60重量%の油
相からなり、残りは水性内相である。この内相は強酸ま
たは強塩基または米国特許第3,779,907号に記
載の何れかの他の試剤からなることができる。A homogenizer can also be used after pre-emulsification in a mixing vessel, colloid mill, or other equipment. In this type of operation, a coarse emulsion is pumped at high speed through the mouth of a Jiyanome valve. The droplets are crushed partly by the simple "sieving action" and partly by the strong shearing force that starts at the eye orifice of the sieve. Other emulsifying devices similar to the above-mentioned high-power types include, for example, special mixing pumps, centrifugal emulsifiers, ultrasonic generators, grooved mixers, and those that generate ultrasonic vibrations, such as mixing dinits, which produce turbulent coarse emulsions. A turbulent flow device that causes flow along a tube at a velocity faster than the critical velocity of the flow. Generally, the compositions of the present invention are 10-90% by weight. of the oil phase, preferably 30 to 60% by weight, with the remainder being an aqueous internal phase. This internal phase can consist of a strong acid or base or any other agent described in US Pat. No. 3,779,907.
しかし、上述のように、これら乳濁液はDOS第2,4
34,590号に記載の方法に特に有用である。そこで
、本発明の組成物においては、好ましくは内相は上記特
許に記載のものである。最も好ましくは内相は酸(強酸
または再生可能な酸)または強塩基からなる。乳濁液を
経済的に使用できるように、乳濁液の内相中の酸または
塩基の濃度を調節する。一般に、乳濁液の安定性を考慮
し、上記濃度はできるだけ高く、飽和濃度まででさえよ
く、たとえば1〜30重量%の濃度を使用できる。本発
明はさらに新規な液膜処方物、すなわち水性内相と水と
混ざらない外相とからなつており、上記の水と混ざらな
い外相がエチレン一酢酸ビニル共重合体とこの重合体に
対する上記型の溶剤とからなつている乳濁液に関するも
のである。However, as mentioned above, these emulsions are
34,590. Therefore, in the composition of the present invention, preferably the internal phase is that described in the above-mentioned patent. Most preferably the internal phase consists of an acid (a strong acid or a renewable acid) or a strong base. The concentration of acid or base in the internal phase of the emulsion is adjusted so that the emulsion can be used economically. Generally, considering the stability of the emulsion, the above concentration may be as high as possible, even up to saturation concentration, for example concentrations of 1 to 30% by weight can be used. The present invention further provides a novel liquid film formulation comprising an aqueous inner phase and a water-immiscible outer phase, said water-immiscible outer phase comprising an ethylene monovinyl acetate copolymer and a type of ethylene monoacetate copolymer for said polymer. It concerns an emulsion consisting of a solvent.
この組成物は、乳濁液安定化のために、好ましくは更に
水不溶性界面活性剤を含む。好ましい具体化では、水性
内相は強酸、たとえば1〜30重量?の、好ましくは約
1〜約10重量%の硫酸からなる。この乳濁液は水溶液
から溶解成分の分離のための液膜法に有用である。本発
明の乳濁液は水溶液と接触させるとき、特に高温でごく
低い膨潤を示すことを特徴としており、そこで液膜技術
によるサワ一水フイード流の処理に使うのに特に有効で
ある。液膜法では、絶えずかきまぜた条件で乳濁液(液
膜)の外相を通し内相へ透過させることによつて除去し
ようとする溶解物質を含んでいる水性フィード流と乳濁
液とを接触させる。The composition preferably further comprises a water-insoluble surfactant for emulsion stabilization. In a preferred embodiment, the aqueous internal phase is a strong acid, e.g. 1 to 30% by weight. of sulfuric acid, preferably from about 1 to about 10% by weight. This emulsion is useful in liquid film methods for the separation of dissolved components from aqueous solutions. The emulsions of the invention are characterized by a very low swelling when brought into contact with aqueous solutions, especially at high temperatures, and are therefore particularly useful for the treatment of sour water feed streams by liquid film technology. In the liquid film process, the emulsion is brought into contact with an aqueous feed stream containing the dissolved substances to be removed by permeation through the external phase of the emulsion (liquid film) into the internal phase under constantly agitated conditions. let
ついでかきまぜを止め乳濁液を沈降させることによつて
乳濁液を分離する。水処理法に有用な乳濁液は油中水型
乳濁液を特徴としており、乳濁液の外相に油溶性界面活
性剤を合体することによつて安定化できる。The emulsion is then separated by stopping stirring and allowing the emulsion to settle. Emulsions useful in water treatment processes are characterized as water-in-oil emulsions and can be stabilized by incorporating oil-soluble surfactants into the external phase of the emulsion.
界面活性剤の親水性および親油性によつて、水性フイー
ド流との接触後乳濁液の迅速な沈降はかならずしも得ら
れない。更に、特に高温、たとえば80℃で水性フイー
ド流と接触させるとき、乳濁液は膨潤することが知られ
ており、ある場合には全塊が、すなわちフィード流と乳
濁液とがゲル化した。Due to the hydrophilic and lipophilic nature of surfactants, rapid settling of the emulsion after contact with an aqueous feed stream is not always obtained. Furthermore, emulsions are known to swell when brought into contact with aqueous feed streams, especially at high temperatures, e.g. 80°C, and in some cases the entire mass, i.e. feed stream and emulsion, gels. .
最後に、ある種の液膜法では、乳濁液の大部分の沈降後
、乳濁液の大部分と共に沈降しないごく小さな乳濁粒子
の生成によつて生成フイード流はかすんで残ることが認
められた。液膜法を水汚染排除に利用するときは、処理
水中に残るかすみは完全に許容されない。本発明の組成
物は、上記の問題のすべてを解決するために液膜水処理
法に使用できる。Finally, it has been observed that in some liquid film processes, after settling of a large portion of the emulsion, the product feed stream remains hazy due to the formation of very small emulsion particles that do not settle with the majority of the emulsion. It was done. When using the liquid film method for water pollution removal, residual haze in the treated water is completely unacceptable. The composition of the present invention can be used in liquid film water treatment methods to solve all of the above problems.
本発明の組成物形成に使われるエチレンー酢酸ビニル共
重合体は、約500〜約100,000の、好ましくは
約500〜10,000の分子量を有することを特徴と
している。これらの重合体は、エチレンと酢酸ビニルと
を高温、高圧で遊離基法によつて共重合させることによ
つて合成できる。The ethylene-vinyl acetate copolymers used to form the compositions of the present invention are characterized as having a molecular weight of about 500 to about 100,000, preferably about 500 to 10,000. These polymers can be synthesized by copolymerizing ethylene and vinyl acetate at high temperature and pressure using a free radical method.
この重合体はここで引用文献とする米国特許第3,’6
38,349号、ドイツ特許第1,914,756号に
記載の方法によつて合成できる。この共重合体中の酢酸
ビニルのパーセントは1〜75重量%と変化できるが、
好ましくは5〜40重量%である。上記重合において、
酢酸ビニルの代りに、エステルのアルカノアート部分に
1〜20個の炭素原子を含むビニルアルコールの他のエ
ステルを使用できる。This polymer is described in U.S. Pat. No. 3, '6, incorporated herein by reference.
38,349 and German Patent No. 1,914,756. The percentage of vinyl acetate in this copolymer can vary from 1 to 75% by weight;
Preferably it is 5 to 40% by weight. In the above polymerization,
Instead of vinyl acetate, other esters of vinyl alcohol containing 1 to 20 carbon atoms in the alkanoate portion of the ester can be used.
上記単量体の例はギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ネ
オペンタン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、2−エチルヘ
キサン酸ビ千ル、デカン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、
ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニ
ル、チオール酢酸ビニル、ピバル酸ビニル、ネオデカン
酸ビニルなどを含む。同様に、上記ビニルエステルの代
りにまたは組合せて、アクリル酸およびメタクリル酸の
エステルをエチレンと共重合できる。上記単量体の例は
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸Tert−ブチル、アクリル酸ドデシル
、メタクリル酸ドデシル、2−エチルヘキシルメタクリ
ラート、メタクリル酸メチルなどを含む。この場合、上
記のアクリル酸およびメタクリル酸のエステルの代りに
または組合せて、アクリル酸およびメタクリル酸も使用
できる。多くの他のビニル単量体をエチレンと共重合で
き、当業者には明らかである。酢酸アリルおよびイタコ
ン酸のような非ビニル単量体も使用できる。1種以上の
単量体を共重合させて得られる物質も本用途に適したタ
ーポリマ一を生じる。Examples of the above monomers include vinyl formate, vinyl propionate, vinyl neopentanoate, vinyl hexanoate, vinyl 2-ethylhexanoate, vinyl decanoate, vinyl laurate,
Contains vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl salicylate, thiol vinyl acetate, vinyl pivalate, vinyl neodecanoate, etc. Similarly, esters of acrylic acid and methacrylic acid can be copolymerized with ethylene instead of or in combination with the vinyl esters mentioned above. Examples of the above monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, tert-butyl acrylate, dodecyl acrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, methyl methacrylate, and the like. In this case, acrylic acid and methacrylic acid can also be used instead of or in combination with the above-mentioned esters of acrylic acid and methacrylic acid. Many other vinyl monomers can be copolymerized with ethylene and will be apparent to those skilled in the art. Non-vinyl monomers such as allyl acetate and itaconic acid can also be used. Materials obtained by copolymerizing one or more monomers also yield terpolymers suitable for this application.
たとえば酢酸ビニルとメタクリル酸と、プロピオン酸ビ
ニルとメタクリル酸と、酢酸ビニルとフマル酸ジブチル
と、酢酸ビニルとマレイン酸モノオクチルと組合せたエ
チレンは本発明に有用な共重合体を与える。上記重合体
の唯一の制限事項は、重合体が共重合性の極性単量体と
組合せて少なくとも25重量%の、好ましくは25〜7
5重量%のエチレンを含むことである。For example, ethylene in combination with vinyl acetate and methacrylic acid, vinyl propionate and methacrylic acid, vinyl acetate and dibutyl fumarate, and vinyl acetate and monooctyl maleate provide copolymers useful in this invention. The only limitation on the above polymers is that they contain at least 25% by weight, preferably 25 to 7% by weight in combination with the copolymerizable polar monomers.
It contains 5% by weight of ethylene.
この極性単量体は上記共重合体に適当な親水性−親油性
比を達成するために必要である。使用できる油溶性界面
活性剤は陰イオン、陽イオン、または非イオン界面活性
剤を含む。This polar monomer is necessary to achieve a suitable hydrophilic-lipophilic ratio in the copolymer. Oil-soluble surfactants that can be used include anionic, cationic, or nonionic surfactants.
本発明の方法に有用な陰イオン界面活性剤は次のものを
含む。Anionic surfactants useful in the method of the invention include:
脂肪酸を含めカルボン酸、ロジン酸、トール油酸、枝分
れアルカン酸など。アルキルベンゼンスルホン酸塩、ア
ルキルナフタレンスルホン酸塩などを含めアルカンおよ
びアルキルアリールスルホン酸のアルカリ金属塩等であ
る。本発明の組成物をつくるのに有用な陽イオン界面活
性剤は、第四級アミン塩を含む。本発明の組成物をつく
るのに好ましい界面活性剤の型である非イオン界面活性
剤は、アルキルフエノール、アルキルメルカプタン、ソ
ルビトール、ペンタエリトリトールなどのアルコールの
ポリエチレンオキシ−エーテル誘導体を含む。Carboxylic acids, including fatty acids, rosin acids, tall oil acids, and branched alkanoic acids. These include alkali metal salts of alkanes and alkylarylsulfonic acids, including alkylbenzenesulfonates, alkylnaphthalenesulfonates, and the like. Cationic surfactants useful in making the compositions of the invention include quaternary amine salts. Nonionic surfactants, which are a preferred type of surfactant for making the compositions of this invention, include polyethyleneoxy-ether derivatives of alcohols such as alkylphenols, alkylmercaptans, sorbitol, pentaerythritol, and the like.
本発明で使うのに特に好ましい非イオン界面活性剤は次
の一般構造式(ただしR1oはC8Hl7,C9Hl9
、またはClOH2lであることができ、mは1.5〜
8の整数である)を有する化合物を含む。Particularly preferred nonionic surfactants for use in the present invention have the following general structural formula (where R1o is C8Hl7, C9Hl9
, or ClOH2l, where m is 1.5 to
is an integer of 8).
最も好ましい非イオン界面活性剤は、アトラス・ケミカ
ル社製のスパン80、すなわち無水ソルビトールの脂肪
酸エステルである。The most preferred nonionic surfactant is Atlas Chemical's Span 80, a fatty acid ester of anhydrous sorbitol.
界面活性剤の数は極端に多いから、多数の例で本出願に
荷をおわせる意図はない。Since the number of surfactants is extremely large, there is no intention to burden this application with numerous examples.
次の公表物をその上の例として引用できる。ロイド(
LlOyd)1.オシポ一(0sip0w)、「界面化
学」、ラインホールド・パブリツシング社、ニユーヨー
ク(1962年)、8章およびモイリエ(MOilli
et)ら、「界面化学」、バン・ノストランド社、(1
961年)第部。The following publications may be cited as examples thereof: Lloyd (
LlOyd)1. Osip0w, "Surface Chemistry", Reinhold Publishing Co., New York (1962), Chapter 8 and MOillier.
et) et al., “Interface Chemistry”, Van Nostrand, (1
961) Part.
一般に、水性内相は上記乳濁液の10〜80容量%、好
ましくは20〜60容量%を構成する。Generally, the aqueous internal phase constitutes 10-80% by volume of the emulsion, preferably 20-60% by volume.
界面活性剤を乳濁液の外相に0.01〜20重量%で、
好ましくは1〜5重量?で合体できる。共重合体を上記
外相に1〜40重量%で、好ましくは3〜30重量%で
合体する。以下は本発明の特別の具体例を示す。A surfactant is added to the external phase of the emulsion at 0.01 to 20% by weight,
Preferably 1 to 5 weight? It can be combined with The copolymer is incorporated into the external phase in an amount of 1 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight. The following provides specific embodiments of the invention.
実施例 1
2%水準までスルホン化したブチルゴム13.69のソ
ルベント・ニユートラル100の186.59中のはげ
しくかきまぜた(1,000〜2,000RPM)溶液
に85℃で、10%硫酸水溶液186dを滴下した。Example 1 To a vigorously stirred (1,000-2,000 RPM) solution of butyl rubber 13.69 sulfonated to the 2% level in Solvent Neutral 100 186.59 at 85°C is added dropwise 186d of a 10% aqueous sulfuric acid solution. did.
こうしてつくつた乳濁液1809をかきまぜて(150
〜250RPM)、水酸化アンモニウムとしてNH4+
1,720ppm<15H2Sとして硫化物2,800
ppmを含む水740m1に添加した。乳濁液に沈降さ
せ、下の水層の試料を採取することによつて、ピペツト
で1分、5分、15分、30分、60分、90分間隔で
水溶液試料をとつた。Stir the emulsion 1809 thus created (150
~250 RPM), NH4+ as ammonium hydroxide
Sulfide 2,800 as 1,720ppm<15H2S
It was added to 740 ml of water containing ppm. Aqueous samples were taken with a pipette at 1 minute, 5 minute, 15 minute, 30 minute, 60 minute, and 90 minute intervals by settling into the emulsion and taking samples of the lower aqueous layer.
実験中は温度を80〜85℃に維持した。アンモニウム
濃度は従々に30分で42ppmに減少し、乳濁液は全
実験時間(90分)にわたり安定であつた。実施例 2
実施例1の実験をくり返した。The temperature was maintained at 80-85°C during the experiment. The ammonium concentration accordingly decreased to 42 ppm in 30 minutes and the emulsion remained stable for the entire experimental period (90 minutes). Example 2 The experiment of Example 1 was repeated.
NH4+およびS−の濃度は夫々1,700ppm,2
,240ppmであつた。この実験では、かきまぜた混
合物に850Cで水蒸気を通した。アンモニウムイオン
濃度は30分で34ppmに、硫化物イオン濃度は20
ppn1以下に減少した。全実験時間(90分)にわた
り乳濁物は安定であつた。実施例 3
油相にスルホン化ブチルゴム2,5重量%を使つて、実
施例1に示した実験をくり返した。The concentrations of NH4+ and S- were 1,700 ppm and 2, respectively.
, 240 ppm. In this experiment, steam was passed through the stirred mixture at 850C. The ammonium ion concentration was 34 ppm in 30 minutes, and the sulfide ion concentration was 20 ppm.
It decreased to less than ppn1. The emulsion remained stable for the entire experimental time (90 minutes). Example 3 The experiment described in Example 1 was repeated using 2.5% by weight of sulfonated butyl rubber in the oil phase.
内相は硫酸2.13重量%を含んでいた。乳濁液をフイ
ードと5分接触させた。NH4+の濃度を実験のはじめ
と終りに測定した。この時間後、フイードを除去し、同
じ乳濁液を新しいフイードと5分接触させた。この工程
を更に2回くり返した。全実験時間温度を85℃に保つ
た。4つのフイード中のNH4+濃度は118,137
,143,186ppmで、夫々1,1,1.75,2
ppmに減少した。The internal phase contained 2.13% by weight of sulfuric acid. The emulsion was left in contact with the feed for 5 minutes. The concentration of NH4+ was measured at the beginning and end of the experiment. After this time, the feed was removed and the same emulsion was contacted with fresh feed for 5 minutes. This process was repeated two more times. The temperature was kept at 85° C. for the entire experimental time. The NH4+ concentration in the four feeds is 118,137
, 143, 186 ppm, respectively 1, 1, 1.75, 2
ppm.
これは1つの乳濁液を反覆使用できることを示している
。比較例 1
実施例1に記載の処方物でスルホン化ブチルゴムの代り
に12%ルブリゾール(LubrizOl)3702(
ルブリゾール社の製品)を使つて、実施例1の実験をく
り返した。This shows that one emulsion can be used multiple times. Comparative Example 1 In the formulation described in Example 1, 12% LubrizOl 3702 (
The experiment of Example 1 was repeated using Lubrizol (product of Lubrizol).
アンモニウムイオン濃度は2,040ppm1硫化物イ
オン濃度は1,970ppmであつた。実験開始15分
以内に、全塊はゲル化し、アンモニウム分析のため試料
を採取できなかつた。比較例 2
4%PIBSA−TEPA、すなわちポリイソブチレン
−コハク酸無水物とテトラエチレンペンタミンの反応生
成物と1%スパン(SPAN)80を使つて、実施例1
の実験をくり返した。The ammonium ion concentration was 2,040 ppm and the sulfide ion concentration was 1,970 ppm. Within 15 minutes of the start of the experiment, the entire mass gelled and no sample could be taken for ammonium analysis. Comparative Example 2 Using 4% PIBSA-TEPA, the reaction product of polyisobutylene-succinic anhydride and tetraethylenepentamine, and 1% SPAN 80, Example 1
The experiment was repeated.
15分以内に全反応混合物はゲル化し、アンモニウム分
析のため試料を採取できなかつた。Within 15 minutes, the entire reaction mixture gelled and no sample could be taken for ammonium analysis.
実施例 4
NH4+初濃度1,900ppmで、しかしH2Sなし
で、実施例1の実験をくり返した。Example 4 The experiment of Example 1 was repeated with an initial NH4+ concentration of 1,900 ppm, but without H2S.
30分以内にNH4+濃度は3ppmに減少した。Within 30 minutes the NH4+ concentration decreased to 3 ppm.
異なる水準にスルホン化した重合体の効果の比較。Comparison of the effectiveness of polymers sulfonated to different levels.
実施例 5
末スルホン化重合体
ソルベント・ニユートラル100の182.49中のブ
チルゴム(5モル%のイソプレンとイソブチレンの共重
合体、スルホン化重合体の製造に使つたものと同一)1
3,69と界面活性剤スパン80の49のはげしくかき
まぜた溶液に、10%硫酸溶液1669を滴下した。Example 5 Butyl rubber (5 mole % copolymer of isoprene and isobutylene, the same as that used to make the sulfonated polymer) in 182.49 of Solvent Neutral 100 1
A 10% sulfuric acid solution 1669 was added dropwise to a vigorously stirred solution of No. 3,69 and Surfactant Span 80 No. 49.
室温で正常にみえる生成乳濁液を、サワ一水処理のため
85℃に加熱した。加熱中、乳濁液はこわれはじめ、温
度が80℃に達したとき有機層は完全に水層から分離し
た。これは外からの界面活性剤を存在させてさえも乳濁
液が操作条件下で少しも安定性をもたないことを示して
いる。実施例 6
1モル?水準にスルホン化した重合体
1モル%水準にスルホン化したブチルゴムの同一濃度を
使つて実施例1の実験をくり返した。The resulting emulsion, which appeared normal at room temperature, was heated to 85° C. for Sawa Issui treatment. During heating, the emulsion began to break down and the organic layer completely separated from the aqueous layer when the temperature reached 80°C. This shows that the emulsion has no stability under the operating conditions even in the presence of external surfactants. Example 6 1 mole? The experiment of Example 1 was repeated using the same concentration of butyl rubber sulfonated to the 1 mole percent level.
NH4+初濃度1,960ppmは30分以内に4pp
mに減少し、乳濁液は実験時間(40分)にわたり安定
であつた。実施例 7
4モル?水準までスルホン化した重合体
4モル%水準にスルホン化したブチルゴムの同一濃度を
使つて、実施例1の実験をくり返した。The initial concentration of NH4+ is 1,960 ppm, which increases to 4 ppm within 30 minutes.
m, and the emulsion remained stable over the experimental period (40 minutes). Example 7 4 moles? The experiment of Example 1 was repeated using the same concentration of butyl rubber sulfonated to the 4 mole percent level.
生成乳濁液は非常に濃厚であつた。フイード中のNH4
+初濃度は2,040ppmであつた。15分以内に全
塊はゲル化し、更に実験を行なうことができなかつた。The resulting emulsion was very thick. NH4 in feed
+ The initial concentration was 2,040 ppm. Within 15 minutes the entire mass gelled and further experiments could not be performed.
上記実験は、本発明の組成物をつくるのに使われるスル
ホン酸重合体においては約1モル%のスルホン化が望ま
しいことを示している。The experiments described above indicate that about 1 mole percent sulfonation is desirable in the sulfonic acid polymers used to make the compositions of the present invention.
約4%以上の水準は1%水準程度には有効でない。実施
例7,8,9の実験は、膜の安定性に対する4%水準に
スルホン化した重合体一層少量の効果を決めるためにも
くろまれた。A level of about 4% or higher is not as effective as a 1% level. The experiments of Examples 7, 8, and 9 were designed to determine the effect of lower amounts of sulfonated polymer at the 4% level on membrane stability.
実施例 8
4モル%水準にスルホン化した重合体
85℃で198.59のソルベント・ニユートラル10
0中の4%水準にスルホン化したブチルゴム1.59の
溶液に10%硫酸溶液1869をカプセルすることによ
つて乳濁液をつくつた。Example 8 Polymer Sulfonated to 4 Mol% Level Solvent Neutral 10 of 198.59 at 85°C
An emulsion was made by encapsulating a 10% sulfuric acid solution 1869 in a solution of 1.59 butyl rubber sulfonated to a 4% level in 0.0.
この乳濁液1/2を通常の方法で水酸化アンモニウム1
,960ppmを含むフイード溶液と接触させた。乳濁
液は反応容器の側に余りに多く粘着する傾向があり、フ
イード水からの分離性が著しく劣つていた。事実上、乳
濁液のかなりの部分をフィード溶液に接触させるように
つくれなかつた。乳濁液を作用できるようにするために
は、乳濁液を小液滴形に容易に分散できて、汚染物を有
効に迅速に除去するよう非常に大きい表面積を与えるこ
とである。この場合、NH4+濃度は30分で80pp
mに減少したが、60分で100ppmに増加し、膜の
弱さを示している。実施例 9
4モル弊水準にスルホン化した重合体
前の実施例で示した4%水準にスルホン化したブチルゴ
ムを1.59の代りに3.09を使つて、実施例7の実
験をくり返した。Add 1/2 of this emulsion to 1 part of ammonium hydroxide in the usual way.
, 960 ppm. The emulsion tended to stick too much to the side of the reaction vessel and had significantly poor separation from the feed water. In effect, no significant portion of the emulsion could be made to come into contact with the feed solution. What makes an emulsion workable is that it can be easily dispersed into small droplet form, providing a very large surface area for efficient and rapid removal of contaminants. In this case, the NH4+ concentration is 80pp in 30 minutes.
m, but increased to 100 ppm in 60 minutes, indicating the weakness of the membrane. Example 9 Polymer sulfonated to 4 mole level The experiment of Example 7 was repeated using butyl rubber sulfonated to the 4% level shown in the previous example, using 3.09 instead of 1.59. .
フィード中のNH4+濃度は2,160ppmであつた
。この濃度は30分で90ppmに減少した。しかし乳
濁液は55分で完全にゲル化した。これらの実験から、
外相では少なくとも1重量%のスルホン化重合体の水準
が望ましいことが分かる。異なる分子量を有するスルホ
ン化重合体の効果の比較。The NH4+ concentration in the feed was 2,160 ppm. This concentration decreased to 90 ppm in 30 minutes. However, the emulsion completely gelled in 55 minutes. From these experiments,
A level of at least 1% by weight sulfonated polymer in the external phase is found to be desirable. Comparison of the effects of sulfonated polymers with different molecular weights.
サワー水処理における膜の強度と効率に対する分子量の
効果を決めるために、実施例10〜12の実験をもくろ
んだ。The experiments of Examples 10-12 were designed to determine the effect of molecular weight on membrane strength and efficiency in sour water treatment.
3〜6%の範囲の重合体濃度では乳濁液は非常に濃厚な
ペーストであつて取扱いができず、一方スルホン化高分
子量重合体をごく低濃度を含む乳濁液は次元安定性に欠
け容易にゲル化する傾向をもつた。At polymer concentrations in the range of 3-6%, emulsions are very thick pastes that cannot be handled, whereas emulsions containing very low concentrations of sulfonated high molecular weight polymers lack dimensional stability. It had a tendency to gel easily.
実施例 10
1モル%水準にスルホン化した分子量150,000(
数平均)のイソブチレン−イソプレン共重合体6.8%
低分子量スルホブチル(数平均15,000XI)代り
に高分子量スルホブチル(数平均150,000)0.
85%を使つて、実施例1の操作によつて乳濁液をつく
つた。Example 10 Molecular weight 150,000 (sulfonated to 1 mol % level)
6.8% isobutylene-isoprene copolymer (number average)
High molecular weight sulfobutyl (number average 150,000) instead of low molecular weight sulfobutyl (number average 15,000XI) 0.
An emulsion was made by the procedure of Example 1 using 85%.
これをNH4+ 2,400ppmを含むフイード溶液
と接触させた。NH。十濃度は30分で21ppmに減
少したが、この時間後すぐに全塊はゲル化した。実施例
11
0.40%の高分子量スルホブチルを使つて、実施例9
の実験をくり返した。This was contacted with a feed solution containing 2,400 ppm NH4+. N.H. The ten concentration decreased to 21 ppm in 30 minutes, but the entire mass gelled soon after this time. Example 11 Example 9 using 0.40% high molecular weight sulfobutyl
The experiment was repeated.
これをNH4+2,080ppmを含むフィード溶液と
接触させた。NH。+濃度は15分で145ppmに減
少した。しかし、全塊は25〜30分でゲル化した。実
施例 12
1重量%のスルホEPT(数平均分子勧0,000)1
モル%水準までエチレン−プロピレン−エチリデンノル
ボルネンをスルホン化してつくつた)を使つて、実施例
9の実験をくり返した。This was contacted with a feed solution containing 2,080 ppm NH4+. N.H. +Concentration decreased to 145 ppm in 15 minutes. However, the entire mass gelled in 25-30 minutes. Example 12 1% by weight sulfo-EPT (number average molecular weight 0,000) 1
The experiment of Example 9 was repeated using ethylene-propylene-ethylidene norbornene (produced by sulfonation to the mole % level).
NH。十濃度は15分で2,040ppmから12pp
mに減少した。しかし、60分後全塊は乳化し、NH。
十濃度は25.4ppmに増した。これらの実験から、
本発明の組成物をつくるには、たとえば5,000〜
50,000の分子量の低分子量スルホン酸重合体が望
ましいことが分かる。N.H. The concentration ranges from 2,040ppm to 12pp in 15 minutes.
decreased to m. However, after 60 minutes, the entire mass became emulsified and NH.
The concentration increased to 25.4 ppm. From these experiments,
To make the composition of the present invention, for example, 5,000 to
It can be seen that low molecular weight sulfonic acid polymers with a molecular weight of 50,000 are desirable.
スルホン化重合体の塩。液膜への添加剤としての効率を
しらべるために、低分子量(数平均分子量15,000
)イソブチレン−イソプレン共重合体の1%および2%
水準までスルホン化したものを相当する塩基で中和する
ことによつてナトリウム、アンモニウム、カリウム塩を
つくつた。Salts of sulfonated polymers. In order to examine the efficiency as an additive to liquid films, we used low molecular weight (number average molecular weight 15,000
) 1% and 2% of isobutylene-isoprene copolymer
The sodium, ammonium, and potassium salts were prepared by neutralizing the sulfonated compounds with the corresponding bases.
ソルベント・ニユートラル100中のこれらの塩の5%
溶液をつくろうと試みた。これら塩すべては250℃,
80℃で不溶であつた。このうち、2%水準にスルホン
化した重合体のカリウム塩が最もよい溶解度挙動を示し
た。液膜へのその使用を実施例13に記載する。実施例
13
ソルベント・ニユートラル100中で、850℃に加熱
しアトラス・ケミカル社、ウイルミントン、デラウエア
のBryj3Oを0.5CC添加することによつてスル
ホブチルカリウム塩(スルホナート基2モル%を含む)
の5%溶液をつくつた。5% of these salts in Solvent Neutral 100
I tried to make a solution. All these salts are at 250℃,
It was insoluble at 80°C. Among these, the potassium salt of the sulfonated polymer at the 2% level showed the best solubility behavior. Its use in liquid films is described in Example 13. Example 13 Sulfobutyl potassium salt (containing 2 mole percent sulfonate groups) by heating to 850° C. in Solvent Neutral 100 and adding 0.5 CC of Bryj3O from Atlas Chemical Co., Wilmington, Delaware.
A 5% solution of
この溶液から1%硫酸溶液839をカプセルすることに
よつて乳濁液をつくつた。この乳濁液をNH4+109
ppmを含むフイードと接触させた。60分でNH4+
濃度は46ppmに減少した。An emulsion was made from this solution by encapsulating 1% sulfuric acid solution 839. This emulsion is NH4+109
It was contacted with a feed containing ppm. NH4+ in 60 minutes
The concentration was reduced to 46 ppm.
しかし、フイードはひどく濁つていた。このことはこれ
らの塩がサワ一水処理の膜添加剤としては限界に近い利
用性をもつことを示している。サワ一水処理に硫酸以外
の酸の使用。However, the feed was extremely cloudy. This indicates that these salts have near-limit utility as membrane additives for Sawa water treatment. Use of acids other than sulfuric acid for Sawa water treatment.
実施例 14
油相としてソルベント・ニユートラル100中のスルホ
ニルブチル6.89の溶液1009と、内相として16
.9%ポリアクリル酸(数平均分子量50,000、ポ
リサイエンセズ社、ウオリントン、ペンシルバニアの製
品)839とから乳濁液をつくつた。Example 14 A solution of sulfonylbutyl 6.89 in Solvent Neutral 100 as the oil phase and 1009 as the internal phase.
.. An emulsion was made from 9% polyacrylic acid (number average molecular weight 50,000, a product of Polysciences, Warrington, Pa.) 839.
この乳濁液を85℃でNH4+2,400ppmを含む
水性フイード7409と接触させた。30分以内にNH
4+濃度は37.5ppmに減少し、乳濁液は全実験時
間(90分)にわたり安定であつた。This emulsion was contacted at 85° C. with aqueous feed 7409 containing 2,400 ppm NH4+. NH within 30 minutes
The 4+ concentration decreased to 37.5 ppm and the emulsion remained stable for the entire experimental time (90 minutes).
実施例 15内部試薬として28%水性ダルタル酸を使
つて、実施例14、の実験をくり返した。Example 15 The experiment of Example 14 was repeated using 28% aqueous daltaric acid as the internal reagent.
操作温度は85℃で、フイードはNH4+2,020p
pmとH2Sl,O4Oppmを含んでいた。29分後
NH4+濃度は78ppmに、H2Sは20ppm以下
に減少した。The operating temperature is 85℃ and the feed is NH4+2,020p.
It contained pm, H2Sl, and O4Oppm. After 29 minutes, the NH4+ concentration decreased to 78 ppm, and the H2S decreased to below 20 ppm.
上記実験でリン酸またはコハク酸を使うとき、類似の結
果が得られた。実施例 16
膜相として低分子量スルホブチル6重量?、トリオクチ
ルホスフインオキシド4重量?、トリオクチルアミン゛
0.1重量%、ソルベント・ニユートラル100を90
重量?を、水性内相として4.2重量%水酸化ナトリウ
ムを用い乳濁液をつくつた。Similar results were obtained when using phosphoric acid or succinic acid in the above experiments. Example 16 Low molecular weight sulfobutyl 6 weight as membrane phase? , trioctylphosphine oxide 4 weight? , trioctylamine 0.1% by weight, 90% solvent neutral 100
weight? An emulsion was prepared using 4.2% by weight sodium hydroxide as the aqueous internal phase.
外相対内相の重量比は1対1であつた。この乳濁液19
09をかきまぜてPHl.6の重クロム酸ナトリウムと
してクロムJモVPpmを含むフイード800m1と接触
させた。5分以内に、フイード中のクロム濃度は0.5
ppm以下に減少した。The weight ratio of external to internal phase was 1:1. This emulsion 19
Stir 09 and add PHL. 6 was contacted with 800 ml of feed containing Chromium JMoVPpm as sodium dichromate. Within 5 minutes, the chromium concentration in the feed was 0.5
It decreased to below ppm.
次の実施例は、スルホン化ポリスチレンすなわち芳香族
スルホナートを使う試みにおいて遭遇する困難性を示す
。The following example illustrates the difficulties encountered in attempting to use sulfonated polystyrene, an aromatic sulfonate.
これら重合体は使うことの望ましい溶剤系に溶けず、適
当な溶剤に溶かしても望む溶剤の添加で沈殿することが
明らかである。実施例 17100m1のソルベント・
ニユートラル100に、0.81モル?の水準までスル
ホン化したポリスチレン29を加えた。It is clear that these polymers are not soluble in the desired solvent system used and, even when dissolved in a suitable solvent, will precipitate on addition of the desired solvent. Example 17100m1 of solvent
0.81 mole in neutral 100? Polystyrene 29, which had been sulfonated to a level of .
混合物を24時間電磁かきまぜし、ついで済過した。残
留物をイソプロパノールで洗つた。これをベンゼンに溶
かし、プロパノールを添加して沈殿させた。沈殿固体を
集め、乾かした。回収重合体の重量は2.09で定量的
に回収された。実施例 18
0.81モル%水準にスルホン化したポリスチレン1.
5gをキシレン100m1に溶かして溶液をつくつた。The mixture was stirred magnetically for 24 hours and then discharged. The residue was washed with isopropanol. This was dissolved in benzene and propanol was added to precipitate it. The precipitated solid was collected and dried. The weight of the recovered polymer was 2.09, which was quantitatively recovered. Example 18 Polystyrene sulfonated to a level of 0.81 mole %1.
A solution was prepared by dissolving 5 g in 100 ml of xylene.
この溶液に100r1L1のソルベント・ニユートラル
100を加えた。重合体は油として析出した。上澄液を
デカンテーシヨンした。重合体をベンゼン50m1に溶
かし、イソプロピルアルコールにあけて再沈殿させ、集
め、乾かした。回収重合体の重量は1.1gであつた。
実施例 19
この実施例では、乳濁液処方物の効果を比較するために
、サワ一水処理のための液膜法に種々の乳濁液を利用す
る。To this solution was added 100r1L1 of Solvent Neutral 100. The polymer precipitated out as an oil. The supernatant was decanted. The polymer was dissolved in 50 ml of benzene, reprecipitated in isopropyl alcohol, collected and dried. The weight of the recovered polymer was 1.1 g.
Example 19 In this example, various emulsions are utilized in a liquid film process for Sawa water treatment in order to compare the effectiveness of emulsion formulations.
添加剤を表1に示した重量で溶かした。本実施例では、
外相が55容量?の乳濁液からなり内相が1%重量の硫
酸水溶液からなる乳濁液1839を、種々の量のアンモ
ニアおよびアンモニウムイオンを含む水性フイード流と
接触させた。乳濁液とフイード流を1対4の容量比で接
触させた。この接触はかきまぜ条件(200RPM)下
85℃でおこなわれた。表1の結果から分かるように、
全乳濁液がアンモニアの除去に有効であつた。これらの
特別の乳濁液処方物は、液膜すなわち乳濁液の外相を通
し内相に移動させるアンモニア除去に最も有効な処方物
であることが分かつた。エチレンー酢酸ビニル共重合体
を使つた乳濁液は非常に迅速に沈降した。Additives were dissolved in the weights shown in Table 1. In this example,
The foreign minister has a capacity of 55? Emulsion 1839, the internal phase of which consisted of a 1% by weight aqueous sulfuric acid solution, was contacted with an aqueous feed stream containing varying amounts of ammonia and ammonium ions. The emulsion and feed streams were contacted at a volume ratio of 1:4. The contact was carried out at 85° C. under agitation conditions (200 RPM). As can be seen from the results in Table 1,
The whole emulsion was effective in removing ammonia. These particular emulsion formulations have been found to be the most effective formulations for ammonia removal through the liquid film, the external phase of the emulsion, and into the internal phase. Emulsions with ethylene-vinyl acetate copolymers settled very quickly.
そこで、かきまぜ機をとめると、油相と水性フイードと
は瞬間的に分離し、フイード中の油のごく細かい液滴の
懸濁によつて生じるかすみを少しも残さなかつた。他の
添加剤では、透明なフイードを与えるのに長い沈降時間
を要した。実施例 20
本実験では、10%硫酸内相を使つた以外は実施例19
で試験したものと類似の乳濁液を使つて膨潤率を比較し
た。When the agitator was then turned off, the oil phase and aqueous feed separated instantaneously, leaving behind no haze caused by the suspension of very fine droplets of oil in the feed. Other additives required long settling times to give a clear feed. Example 20 In this experiment, Example 19 was used except that a 10% sulfuric acid internal phase was used.
Swelling rates were compared using emulsions similar to those tested.
アンモニア中和のための乳濁液の能力が重要である液膜
サワー水処理法で商業上意義がある硫酸のこの高濃度で
は、エチレン一酢酸ビニル共重合体がすぐれていた。ス
ルホン化ブチルゴムをベースとした次にすぐれていた組
成物は約3倍多い膨潤を示し、一方ルブリゾール370
2をベースとした試料は5分でゲル化したので完全に無
効であつた。本実施例では、乳濁液をアンモニア含有フ
イード流と実施例19に類似の方式で接触させることに
よつて膨潤を測定した。At this high concentration of sulfuric acid, which has commercial significance in liquid membrane sour water treatment processes where the ability of the emulsion to neutralize ammonia is important, ethylene monovinyl acetate copolymer was superior. The next best composition based on sulfonated butyl rubber showed about three times more swelling, while Lubrizol 370
The sample based on 2 gelled in 5 minutes and was completely ineffective. In this example, swelling was measured by contacting the emulsion with an ammonia-containing feed stream in a manner similar to Example 19.
Claims (1)
が20モル%をこえないスルホン化重合体、または少く
とも25重量%のエチレンを含むエチレン共重合体、お
よび(b)上記スルホン化重合体または上記エチレン・
共重合体の溶剤、を含む油中水型乳濁液。[Scope of Claims] 1. As the oil phase of the emulsion: (a) a sulfonated polymer having a main chain that is substantially non-aromatic and having a sulfonic acid content of not more than 20% by mole, or at least 25% by weight; and (b) the above sulfonated polymer or the above ethylene copolymer.
A water-in-oil emulsion containing a copolymer solvent.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US48259274A | 1974-06-24 | 1974-06-24 | |
| US05/492,616 US3959173A (en) | 1974-07-29 | 1974-07-29 | Novel liquid membrane formulations and uses thereof |
| US492616 | 1974-07-29 | ||
| US482592 | 1995-06-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5123533A JPS5123533A (en) | 1976-02-25 |
| JPS5948642B2 true JPS5948642B2 (en) | 1984-11-28 |
Family
ID=27047337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50070693A Expired JPS5948642B2 (en) | 1974-06-24 | 1975-06-10 | Novel liquid film formulations and their uses |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948642B2 (en) |
| CA (1) | CA1056531A (en) |
| DE (1) | DE2526717A1 (en) |
| FR (1) | FR2276082A1 (en) |
| GB (1) | GB1502157A (en) |
| IT (1) | IT1038955B (en) |
| NL (1) | NL7507386A (en) |
| SE (1) | SE7507182L (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1596410A (en) * | 1976-12-27 | 1981-08-26 | Exxon Research Engineering Co | Liquid membranes and process for uranium recovery therewith |
| JPS61238861A (en) * | 1985-04-17 | 1986-10-24 | Sakuta Seiji | Production of paint capable of directly applying to hygroscopic structural material and said paint |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3638349A (en) * | 1968-04-01 | 1972-02-01 | Exxon Research Engineering Co | Oil compositions containing copolymers of ethylene and vinyl esters of c{11 to c{11 monocarboxylic acid ethylenically unsaturated |
| US3642728A (en) * | 1968-10-07 | 1972-02-15 | Exxon Research Engineering Co | Sulfonated polymers |
| US3779907A (en) * | 1970-04-13 | 1973-12-18 | Exxon Research Engineering Co | Liquid membrane process for the separation of aqueous mixtures |
-
1975
- 1975-05-30 GB GB23623/75A patent/GB1502157A/en not_active Expired
- 1975-06-10 JP JP50070693A patent/JPS5948642B2/en not_active Expired
- 1975-06-11 IT IT24277/75A patent/IT1038955B/en active
- 1975-06-14 DE DE19752526717 patent/DE2526717A1/en not_active Ceased
- 1975-06-20 NL NL7507386A patent/NL7507386A/en not_active Application Discontinuation
- 1975-06-23 SE SE7507182A patent/SE7507182L/en unknown
- 1975-06-23 CA CA229,960A patent/CA1056531A/en not_active Expired
- 1975-06-23 FR FR7519558A patent/FR2276082A1/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU8171975A (en) | 1976-12-02 |
| DE2526717A1 (en) | 1976-01-15 |
| FR2276082B1 (en) | 1980-06-20 |
| SE7507182L (en) | 1975-12-29 |
| FR2276082A1 (en) | 1976-01-23 |
| JPS5123533A (en) | 1976-02-25 |
| IT1038955B (en) | 1979-11-30 |
| GB1502157A (en) | 1978-02-22 |
| NL7507386A (en) | 1975-12-30 |
| CA1056531A (en) | 1979-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU600102B2 (en) | Dispersions and emulsions | |
| US4212312A (en) | Fragmented polymers as friction reducers in pipeline transportation of products | |
| JP5767369B2 (en) | Emulsifier for emulsion polymerization and emulsion polymerization method using the same | |
| KR940006213B1 (en) | Water in oil type emulsion and its production process | |
| JPS5844694B2 (en) | Suibun Sunsage | |
| JPH0617375B2 (en) | Water-in-oil emulsion polymerization method and water-in-oil emulsion produced therefrom | |
| US5418278A (en) | Aqueous emulsion copolymers, more especially in water-and oil-dilutable form, for improving the flow properties and pour point depression of crude oils and petroleum fractions and their use | |
| EP0137728B1 (en) | Water-in-oil emulsions having improved low temperature properties | |
| US4014785A (en) | Novel liquid membrane formulations and uses thereof | |
| US3969265A (en) | Novel liquid membrane formulations and use thereof | |
| JPS5948642B2 (en) | Novel liquid film formulations and their uses | |
| CN1052869A (en) | Water-in-Oil Emulsions of Cationic Polymers | |
| US4064040A (en) | Sour water treating process utilizing liquid membranes having a sulfonated polymer exterior oil phase | |
| US5461104A (en) | Process for making water-based latexes of block copolymers | |
| JPS59117511A (en) | Butadiene non-aqueous dispersion polymerization | |
| JPS6335281B2 (en) | ||
| CN105440193B (en) | Suspension polymerisation prepares drag reduction agent for oil product through pipelines | |
| JP4029922B2 (en) | Stabilized water-in-oil (W / O) emulsion polymer | |
| CA1056532A (en) | Water-in-oil ethylene-vinyl alkanoate polymer liquid membrane formulation | |
| KR910004092B1 (en) | Dispersion of fine particles of modified polyethylene and process for preparation thereof | |
| EP0074661A2 (en) | Process for producing a polymer water-in-oil emulsion | |
| EP0034087A2 (en) | Polymerization method utilizing a three-phase emulsion system | |
| EP0074660A2 (en) | High molecular weight water soluble polymers | |
| JPS5928217B2 (en) | Manufacturing method of polyolefin aqueous dispersion | |
| JPH0578420A (en) | Production of w/o type emulsion polymer excellent in storage stability |