обратноэмульсионный полимер и способ его применения

Формула изобретения

1. Обратноэмульсионный полимер, отличающийся тем, что включает: дисперсную фазу, содержащую водный раствор акрилового полимера;

диспергирующую фазу, состоящую из сложного эфира жирной кислоты и водорастворимого C₁-C₄ спирта;

растворимого в масле/водонерастворимого поверхностно-активного вещества;

эмульгатора, имеющего низким ГЛБ, равный от 1,5 до 7,5 и

эмульгатора, имеющего высокий ГЛБ, равный от 9 до 16,

где обратноэмульсионный полимер имеет приведенную удельную вязкость (RSV), равную, по крайней мере, 10 дл/г.

2. Эмульсионный полимер по п.1, отличающийся тем, что акриловый полимер образован из одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, состоящей из (мет)акриловой кислоты и ее солей, (мет)акрилатных сложных эфиров, (мет)акриламида, N-гидрокси(мет)акриламида и (мет)акриламидосалициловой кислоты и ее солей.

3. Эмульсионный полимер по п.1, отличающийся тем, что сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого C₁-C₄ спирта является выбранным из группы, состоящей из масел метилового эфира жирной кислоты, соевого масла, метилированного соевого масла, этилированного соевого масла, метилового эфира соевой кислоты, этилового эфира соевой кислоты, метил пальмитата, метил стеарата, метил олеата, метил линолата, метил линолената, масел, основанных на лаурате, касторового масла, льняного масла, масла кокосового ореха, кукурузного масла, хлопкового масла, копытного жира, оливкового масла, пальмового масла, арахисового масла, рапсового масла, сафлорового масла, кунжутного масла, спермацетового масла, подсолнечного масла, таллового масла, твердого животного жира и их комбинаций.

4. Эмульсионный полимер по п.1, отличающийся тем, что диспергирующая фаза целиком состоит из растительного масла.

5. Эмульсионный полимер по п.4, отличающийся тем, что растительное масло является выбранным из группы, состоящей из масла метилового сложного эфира жирной кислоты, соевого масла, метилированного соевого масла, этилированного соевого масла, метилового сложного эфира соевой кислоты, этилового сложного эфира соевой кислоты, метил пальмитата, метил стеарата, метил олеата, метил линолата, метил линолената, масла, основанного на лаурате, и их комбинаций.

6. Эмульсионный полимер по п.1, отличающийся тем, что сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого C₁-С₄ спирта выбран из метиловых и этиловых эфиров C₁₆-C₁₈ жирных кислот.

7. Эмульсионный полимер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поверхностно-активное вещество является выбранным из группы, состоящей из полиоксиалкилен-модифицированного блоксополимера, производного полиизобутилена с полиоксиалкеновыми концевыми группами и их комбинаций.

8. Эмульсионный полимер по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что эмульгатор с низким ГЛБ является выбранным из группы, состоящей из сложного эфира сорбита жирной кислоты, сложного эфира сорбита олеиновой кислоты и их комбинаций.

9. Эмульсионный полимер по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что эмульгатор с высоким ГЛБ является выбранным из группы, состоящей из лаурата полиоксиэтиленсорбита, пальмитата полиоксиэтиленсорбита, стеарата полиоксиэтиленсорбита, олеата полиоксиэтиленсорбита и их комбинаций.

10. Эмульсионный полимер по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что эмульсионный полимер имеет величину приведенной удельной вязкости (RSV) от 10 до 50 дл/г.

11. Эмульсионный полимер по п.1, отличающийся тем, что эмульсионный полимер имеет величину приведенной удельной вязкости (RSV) от 23 до 32 дл/г.

12. Эмульсионный полимер по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что акриловый полимер является выбранным из группы, состоящей из поли(мет)акриловой кислоты, поли(мет)акриловой кислоты, содержащей боковые группы гидроксамовой кислоты, поли(мет)акриловой кислоты, содержащей боковые группы салициловой кислоты, поли(алкил(мет)акрилата), сополимеров (мет)акриловой кислоты/алкил(мет)акрилата, сополимеров (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида, сополимеров (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида, содержащих боковые группы гидроксамовой кислоты, сополимеров (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида, содержащих боковые группы салициловой кислоты, тройных сополимеров (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида/алкил(мет)акрилата и тройных сополимеров (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида/АМР8.

13. Способ обработки воды, отличающийся тем, что включает:

добавление обратноэмульсионного полимера по любому из пп.1-12 к системе промышленной воды и

гидролиз масла до жирной кислоты в системе промышленной воды.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что система промышленной воды имеет температуру от 20°С до 250°С.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что система промышленной воды является выбранной из группы, состоящей из системы добычи минерала и системы декантирования под давлением добычи минералов; и имеет рН от 9 до 14.

16. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно включает использование положительного давления в системе промышленной воды, где положительное давление составляет от 1 до 30 атм.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что дополнительно включает сбор конденсата из системы промышленной воды.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что дополнительно включает подачу конденсата во вторую систему промышленной воды, где вторая система промышленной воды является выбранной из группы, состоящей из бойлерной системы, системы обработки сточных вод и системы добычи минералов.

19. Способ получения обратноэмульсионного полимера по п.1, включающий добавление водного раствора одного или нескольких акриловых мономеров, выбранных из группы, состоящей из мономеров (мет)акриловой кислоты и ее солей, к масляной фазе, содержащей сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого C₁-C ₄ спирта, растворимое в масле/водонерастворимое поверхностно-активное вещество, эмульгатор, имеющий низкий ГЛБ, равный от 1,5 до 7,5 и эмульгатор, имеющий высокий ГЛБ, равный от 9 до 16, и инициирование полимеризации с образованием обратноэмульсионного полимера, где обратноэмульсионный полимер имеет приведенную удельную вязкость (RSV), равную, по крайней мере, 10 дл/г.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к обратноэмульсионному полимеру, имеющему дисперсную фазу, состоящую из водного раствора акрилового полимера, и диспергирующую фазу, состоящую из сложного эфира жирной кислоты и водорастворимого спирта, и, в частности, к способу обработки воды, включающему применение обратноэмульсионного полимера в системе промышленной воды и гидролиз диспергирующей фазы до соли жирной кислоты.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обратноэмульсионные полимеры обычно применяются как полимерные флокулянты для отделения фракции мелких макрочастиц, суспендированных в жидкости или суспензии, полученной во время добычи минералов. Обратноэмульсионные полимеры обычно представляют собой эмульсии вода-в-масле, полученные полимеризацией с образованием тонкодиспергированного водного раствора водорастворимого полимера, диспергированного в масле. Полимерные флокулянты отделяют суспендированные макрочастицы путем слипания тонкодисперсных включений с образованием агрегатов большего размера. Увеличенный размер агрегатов приводит к тому, что агрегаты осаждаются с приемлемой скоростью, осветляя таким образом жидкость. Очистка жидкости таким образом завершается способом седиментации, которая обычно проводится в больших емкостях (например, отстойниках или отстойниках), специально сконструированных для этой цели.

Традиционные полимерные флокулянты, основанные на углеводороде или основанные на парафине, имеют тенденцию оказывать повреждающее действие на жидкость так же, как и на системы, оборудование или процессы, следующие после процесса разделения. Углеводородная масляная фаза обогащает раствор увеличенными количествами органического вещества, которое мешает последующей обработке жидкости. Кроме того, применение полимерных углеводородных флокулянтов в жидкостях и/или водных системах при повышенной температуре и/или повышенном давлении ограничено летучестью углеводородной масляной фазы в таких условиях, вызывающей значительный риск взрыва и загрязнения водного конденсата, полученного во время процесса обработки минерала.

Следовательно, существует необходимость в обратноэмульсионном полимере, который не наносит ущерба качеству или возврату последующего продукта из водной системы или раствора, к которому применяется эмульсионный полимер. Кроме того, существует необходимость в безопасном и эффективном обратноэмульсионном полимере для применения к водным системам или жидкостям при повышенной температуре и/или повышенном давлении.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При осуществлении настоящего изобретения получают обратноэмульсионный полимер, имеющий дисперсную фазу, состоящую из водного раствора акрилового полимера, и диспергирующую фазу, состоящую из сложного эфира жирной кислоты и водорастворимого спирта, поверхностно-активного вещества, эмульгатора с низким гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) и эмульгатора с высоким ГЛБ. Акриловый полимер может быть получен из одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, состоящей из (мет)акриловой кислоты и ее солей, (мет)акрилатных сложных эфиров, (мет)акриламида, N-гидрокси(мет)акриламида и (мет)акриламидосалициловой кислоты и ее солей. Неограничивающие примеры сложного эфира жирной кислоты и водорастворимого спирта включают масла метилового эфира жирной кислоты, соевое масло, метилированное соевое масло, этилированное соевое масло, метиловый эфир соевой кислоты, этиловый эфир соевой кислоты, метил пальмитат, метил стеарат, метил олеат, метил линолат, метил линоленат, масла, основанные на лаурате, касторовое масло, льняное масло, масло кокосового ореха, кукурузное масло, хлопковое масло, копытный жир, оливковое масло, пальмовое масло, арахисовое масло, рапсовое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, спермацетовое масло, подсолнечное масло, талловое масло, твердый животный жир и их комбинации.

В другом варианте осуществления настоящий обратноэмульсионный полимер применяли для осаждения хлопьев суспендированных частиц, присутствующих в системе добычи минералов, которая проводится при повышенной температуре и/или повышенном давлении и высоком pH. Применяемый здесь термин "высокий pH" обозначает pH по меньшей мере приблизительно 8 и обычно в диапазоне от приблизительно 12 до приблизительно 14. В этом варианте осуществления сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого спирта легко гидролизуется до соли жирной кислоты с образованием нелетучего побочного продукта, который по существу не сообщает давления системе. Кроме того, соли жирной кислоты разделяются с осажденными агломератами макрочастиц, приводя к осветленной жидкости, имеющей малое или по существу нулевое содержание органического вещества в нем. Преимущественно это способствует восстановлению последующего минерального осадка, который имеет более высокий уровень чистоты по сравнению с минеральными осадками, полученными из жидкостей, осветленных традиционными углеводородными флокулянтами.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения представлен способ получения обратноэмульсионного полимера. Способ включают добавление водного раствора одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, состоящей из (мет)акриловой кислоты и ее солей, (мет)акрилатных сложных эфиров, (мет)акриламида, N-гидрокси(мет)акриламида и (мет)акриламидосалициловой кислоты и ее солей, к масляной фазе, содержащей сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого спирта, эмульгатор с высоким ГЛБ, эмульгатор с низким ГЛБ и поверхностно-активное вещество; и инициирование полимеризации для получения обратноэмульсионного полимера.

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения описаны и будут очевидны из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение в основном относится к обратноэмульсионному полимеру, также обозначаемому как обращенная полимерная эмульсия вода-в-масле или латексный полимер. Обратноэмульсионный полимер по настоящему изобретению включает дисперсную водную фазу, состоящую из раствора акрилового полимера, и диспергирующую фазу, состоящую из сложного эфира жирной кислоты и водорастворимого спирта, эмульгатора с низким ГЛБ, эмульгатора с высоким ГЛБ и поверхностно-активного вещества. Дисперсная фаза диспергирована в виде частиц микронного размера в диспергирующей масляной фазе, как хорошо известно в технике.

Обратноэмульсионный полимер по настоящему изобретению может быть получен путем начального растворения одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, состоящей из (мет)акриловой кислоты и ее солей, (мет)акрилатных сложных эфиров, (мет)акриламида, N-гидрокси(мет)акриламида и (мет)акриламидосалициловой кислоты и ее солей, для образования водного раствора соответствующего мономера или мономеров.

Применяемый здесь термин "(мет)акриловая кислота" означает акриловую кислоту или метакриловую кислоту, "(мет)акриламид" означает акриламид или метакриламид, "гидрокси(мет)акриламид" означает гидроксиакриламид или гидроксиметакриламид, "(мет)акрилатные сложные эфиры" означает алкиловые и ариловые сложные эфиры (мет)акриловой кислоты и "(мет)акриламидосалициловая кислота" означает акриламидосалициловую кислоту или метакриламидосалициловую кислоту. "AMPS" означает 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту. Соли включают соли натрия, калия и аммония.

В варианте осуществления в водный раствор может быть добавлен хелатирующий агент. Эмульгатор с низким ГЛБ, эмульгатор с высоким ГЛБ и поверхностно-активное вещество могут затем быть растворены в растительном масле. Затем к масляной фазе для образования эмульсии может быть добавлен водный раствор.

Полимеризацию можно инициировать с образованием акрилового полимера путем свободнорадикальной или окислительно-восстановительной полимеризации, как хорошо известно в данной области техники. В варианте осуществления один или несколько таких образующих свободный радикал инициаторов, как бензоилпероксид, лауроил пероксид, Vazo® 64 (2,2'-азобисизобутиронитрил), Vazo® 52 (2,2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрил), персульфат калия и подобные, могут добавляться в эмульсию для полимеризации одного или нескольких мономеров для образования акрилового полимера. В варианте осуществления в качестве свободнорадикальных инициаторов применяли Vazo® 64 и Vazo® 52. Акриловый полимер может быть получен путем полимеризации соответствующих мономеров при температуре от приблизительно 30°C до приблизительно 85°C в течение от приблизительно 1 часа до приблизительно 24 часов. В варианте осуществления полимеризация имеет место при температуре от приблизительно 40°C до приблизительно 70°C в течение от приблизительно 3 до приблизительно 6 часов. Стабилизатор может также быть добавлен к эмульсии для стабилизации полимера. В варианте осуществления стабилизатор может быть выбран из группы, состоящей из производного полиизобутилена с полиоксиалкиленовыми концевыми группами, тиоцианата аммония и их комбинаций.

Дисперсная фаза обратноэмульсионного полимера может являться водным раствором акрилового полимера. В варианте осуществления акриловый полимер может представлять собой гомополимер или сополимер, состоящий из одного или нескольких мономеров, выбранных из (мет)акриловой кислоты и ее солей, (мет)акрилатных сложных эфиров, (мет)акриламида, N-гидрокси(мет)акриламида и (мет)акриламидосалициловой кислоты и ее солей. В другом варианте осуществления акриловый полимер может быть выбран из группы, состоящей из поли(мет)акриловой кислоты, поли(мет)акриловой кислоты, содержащей боковые группы гидроксамовой кислоты, поли(мет)акриловой кислоты, содержащей боковые группы салициловой кислоты, поли(алкил(мет)акрилата), сополимеров (мет)акриловой кислоты/алкил(мет)акрилата, сополимеров (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида, сополимеров (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида, содержащих боковые группы гидроксамовой кислоты, сополимеры (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида, содержащие боковые группы салициловой кислоты, тройных сополимеров (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида/алкил(мет)акрилата и тройных сополимеров (мет)акриловой кислоты/(мет)акриламида/AMPS. Так, специалист в данной области высоко оценит, что акриловый полимер может содержать любую комбинацию, количество и тип мономера акриламида, акриловой кислоты и/или акрилата.

Диспергирующая фаза включает сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого спирта. Сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого спирта может быть получен из животного или растительного источника или может являться синтетическим. В варианте осуществления сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого спирта представляет собой эфир жирной кислоты, полученный из одной или нескольких C₁₂-C₂₀ жирных кислот и одного или нескольких водорастворимых гидроксильных соединений; гидроксильное соединение представляет собой моногидроксильное соединение (например, одноосновный спирт) или полигидроксильное соединение (например, глицерин). Предпочтительные водорастворимые спирты представляют собой C₁-C₄ гидроксильные соединения. Понятно, что сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого спирта может представлять собой смесь алкилов различной длины цепи и различных степеней насыщенности или ненасыщенности, в зависимости от источника.

Неограничивающие примеры подходящих масел сложного эфира жирной кислоты могут включать масла метилового эфира жирной кислоты, соевое масло, метилированное соевое масло, этилированное соевое масло, метиловый эфир соевой кислоты, этиловый эфир соевой кислоты, метил пальмитат, метил стеарат, метил олеат, метил линолат, метил линоленат, масла, основанные на лаурате, касторовое масло, льняное масло, масло кокосового ореха, кукурузное масло, хлопковое масло, копытный жир, оливковое масло, пальмовое масло, арахисовое масло, рапсовое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, спермацетовое масло, подсолнечное масло, талловое масло, твердый животный жир и их комбинации. В варианте осуществления диспергирующая фаза целиком состоит из сложного эфира жирной кислоты и водорастворимого спирта. В еще одном варианте осуществления сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого спирта представляет собой метиловый эфир соевой кислоты.

В варианте осуществления диспергирующая фаза целиком состоит из растительного масла.

В другом варианте осуществления растительное масло является выбранным из группы, состоящей из масла метилового сложного эфира жирной кислоты, соевого масла, метилированного соевого масла, этилированного соевого масла, метилового сложного эфира соевой кислоты, этилового сложного эфира соевой кислоты, метил пальмитата, метил стеарата, метил олеата, метил линолата, метил линолената, масел, основанных на лаурате, и их комбинаций.

В другом варианте осуществления сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого спирта является выбранным из метиловых и этиловых эфиров C ₁₆-C₁₈ жирных кислот.

Эмульгатор с низким ГЛБ может иметь величину гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) в диапазоне от приблизительно 1,5 до 7,5. В варианте осуществления величина ГЛБ эмульгатора с низким ГЛБ может составлять от приблизительно 2 до приблизительно 6. Подходящие эмульгаторы с низким ГЛБ могут включают сложный эфир сорбита и жирной кислоты, этоксилированные сложные эфиры сорбита и жирных кислот и подобные или их смеси. В варианте осуществления эмульгатор с низким ГЛБ может представлять собой моноолеат сорбита, моностеарат полиоксиэтиленсорбита или их комбинацию.

Эмульгатор с высоким ГЛБ может иметь величину ГЛБ от приблизительно 9 до приблизительно 16. Подходящие эмульгаторы с высоким ГЛБ могут включать сложные эфиры полиоксиалкенсорбита и жирной кислоты, как хорошо известно в технике. В варианте осуществления эмульгатор с высоким ГЛБ может представлять собой лаурат полиоксиэтиленсорбита, пальмитат полиоксиэтиленсорбита, стеарат полиоксиэтиленсорбита, олеат полиоксиэтиленсорбита и их комбинации.

Поверхностно-активное вещество настоящего обратноэмульсионного полимера может быть составлено из полиоксиалкилен-модифицированного блоксополимера, как это обычно известно в технике. В варианте осуществления поверхностно-активное вещество может являться маслорастворимым/водонерастворимым и иметь гидрофобную группу полигидроксизамещенной жирной кислоты, связанную с полиэтиленовой гидрофильной группой. В следующем варианте осуществления поверхностно-активное вещество может представлять собой производное полиизобутилена с полиоксиалкиленовыми концевыми группами, пригодными для стабилизации полимера в эмульсии.

Приведенная специфическая вязкость (RSV) является показателем длины цепи полимера и средней молекулярной массы. RSV измеряют при определенной концентрации полимера и температуре, как это хорошо известно в технике. Величина RSV для акрилового полимера по настоящему изобретению составляет по меньшей мере приблизительно 10 дл/г, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 20 дл/г. В варианте осуществления RSV акрилового полимера составляет от приблизительно 23 дл/г до приблизительно 32 дл/г.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ обработки воды может дополнительно включать добавление настоящего обратноэмульсионного полимера к системе промышленной воды и извлечение (или, иначе, собирание) конденсата из системы промышленной воды. Конденсат обычно представляет собой водный раствор. В следующем варианте осуществления сбор конденсата может иметь место, когда обратноэмульсионный полимер добавляют в качестве флокулянта в течение стадии осаждения, например, в таком способе добычи минералов, как способ Байера.

Как известно в области добычи минералов, конденсат может быть возвращен обратно в процесс экстракции. Альтернативно, конденсат может быть доставлен во вторую систему промышленной воды. Неограничивающие примеры подходящих систем промышленной воды, в которые конденсат может быть доставлен, включают бойлерную систему, систему обработки сточных вод и систему добычи минералов. В варианте осуществления второй системы промышленной воды используется бойлерная система. В этой ситуации повышенная температура конденсата может применяться для нагрева и/или силового питания других систем и/или оборудования.

Низкокипящие углеводороды, присутствующие в масляной фазе традиционных обратноэмульсионных полимеров, основанных на углеводородах, имеют тенденцию собираться в конденсате, как это обычно известно в технике. Это является проблемой, так как эти углеводороды могут иметь повреждающее действие на любую вторую систему промышленной воды, которая получает конденсат. Компоненты углеводородного масла, которые перегоняются в конденсат, могут покрывать трубопровод и другие внутренние поверхности, вызывая сужение потока и другие проблемы, например, в такой второй системе промышленной воды, как бойлерная система.

Еще одно преимущество применения настоящего обратноэмульсионного полимера в системе добычи минералов, в которой собирается конденсат, состоит в том, что гидролиз растительного масла до жирной кислоты в исходной промышленной воде по существу гарантирует, что по существу никакого масла, жирной кислоты или компонентов масла не переносится в конденсат. Так, в течение сбора конденсата, по существу вся жирная кислота остается в исходной системе промышленной воды, приводя к конденсату, по существу свободному от любых компонентов масла и/или компонентов жирной кислоты. Было найдено, что спирт, полученный гидролизом масла, может переходить в или, иначе, аккумулироваться в конденсате. Это обычно имеет небольшое повреждающее действие или совсем никакого, например, на такую вторую систему промышленной воды, как бойлерная система, так как спирт легко растворяется в конденсате.

Например, в способе Байера размельченная бокситная руда поступает в миксер для суспензии, где образуется щелочная суспензия. Раствор каустической соды растворяет оксиды алюминия. Суспензию бокситной руды разбавляют и пропускают через автоклав или серию автоклавов, где при высоких давлении и температуре высокое процентное содержание от общего доступного оксида алюминия высвобождается из руды в виде щелочнорастворимого алюмината натрия. После дигерирования суспензия проходит через несколько емкостей мгновенного испарения, где уменьшаются температура и давление созревшей суспензии.

Суспензия алюмината после мгновенного испарения, обычно называемая сырьем первичного отстойника, обычно содержит от приблизительно 1 до 20 массовых процентов щелочнонерастворимых компонентов твердого вещества бокситной руды (обозначается как "красный шлам"), который состоит из нерастворимого остатка, который остается после или осаждается во время дигерирования. Более чистые твердые вещества в основном выделяли из раствора сначала осаждением под действием силы тяжести или осаждением, вызываемым флокулянтом, и затем, если необходимо, фильтрацией. Отделенный один раз тригидрат оксида алюминия осаждали из водного гидроксида натрия и собирали в качестве продукта.

Традиционные обратноэмульсионные углеводородные полимеры, применяемые в качестве флокулянтов для отделения красного шлама из раствора, являются неблагоприятными по нескольким причинам. Традиционные углеводородные флокулянты содержат существенное количество масла в качестве носителя, приводя к тому, что раствор, из которого выделяется оксид алюминия, становится обогащенным повышенными количествами органического вещества. Эти органические вещества в растворе могут ингибировать осаждение оксида алюминия. Кроме того, остаточные углеводородные масла традиционных эмульсий становятся летучими в течение процессов расширения или упаривания раствора, повышая риск взрыва и загрязнения конденсата.

Подобным образом, созревшую суспензию обычно выгружают из емкостей мгновенного испарения при повышенных температурах. Питание первичного отстойника в основном не охлаждали далее до загрузки в стадии первичного осаждения. Так, раствор в течение процесса осаждения может находиться при повышенной температуре (например, температура выше комнатной температуры) и может находится при температуре от приблизительно 80°C до приблизительно 120°C. Эти повышенные температуры увеличивают давление пара традиционных углеводородных эмульсий, что приводит к загрязнению конденсата углеводородным маслом.

В следующем варианте осуществления обратноэмульсионный полимер может применяться для осаждения в виде хлопьев суспендированных частиц на стадии осаждения по способу Байера. Осаждающееся в виде хлопьев вещество может являться раствором неоднородного водного акрилового полимера, как обсуждалось ранее. Настоящее изобретение имеет несколько преимуществ по сравнению с традиционными углеводородными флокулянтами, применяемыми в промышленности для извлечения оксида алюминия. Как обсуждалось ранее, суспензия Байера является щелочной (например, pH от приблизительно 9 до приблизительно 14) и обычно находится при повышенной температуре от приблизительно 80°C до 120°C, когда для осветления раствора применяется флокулянт. Добавление настоящего обратноэмульсионного полимера к суспензии Байера в этих условиях легко гидролизует сложный эфир жирной кислоты и водорастворимого спирта до соли жирной кислоты и, например, такого спирта, как метанол, и оба компонента являются способными к растворению или, иначе, растворимыми в растворе. Гидролиз сложного эфира приводит к растворимой нелетучей соли жирной кислоты, что по существу не меняет давление. Настоящий обратноэмульсионный полимер, таким образом, представляет безопасный и эффективный флокулянт путем уменьшения давления на систему и по существу удаления риска взрыва и загрязнения конденсата.

Следующее преимущество настоящего изобретения состоит в том, что соли жирной кислоты не накапливаются в качестве органического вещества в растворе, как это имеет место с традиционными углеводородными флокулянтами. Точнее, соли жирной кислоты удаляются из раствора со шламом во время осаждения.

В другом варианте осуществления способ обработки воды включает: 1) добавление обратноэмульсионного полимера по настоящему изобретению к системе добычи минералов декантированием высокого давления и 2) осаждение суспендированных частиц с дисперсной фазой.

Декантирование высокого давления (HPD), также обозначаемое как двойной гидролиз, является технологией осветления, применяемой в промышленности извлечения оксида алюминия, которая привлекла недавнее внимание в качестве улучшенного способа для рекуперации оксида алюминия. HPD преодолевает многочисленные препятствия такой традиционной экстракции оксида алюминия, как восстановление бемита, коррозию кремнезема и щелочные потери. HPD обходит эти проблемы использованием разделения шлама под давлением, достаточного при температуре гидролиза.

В HPD боксит подводят в первый автоклав для экстрагирования основной части тригидрата оксида алюминия, уходящего после примесей, который могут содержать другие компоненты, несущие оксид алюминия. Суспензия далее направляется в декантатор под давлением. Разделение суспензии осуществляли в достаточных условиях гидролиза. Обратноэмульсионный полимер по настоящему изобретению может затем быть добавлен к суспензии в декантатор под давлением для осажедения суспендированных частиц. Температура суспензии в декантаторе под давлением может составлять от приблизительно 120°C до приблизительно 250°C. Давление в декантаторе может составлять от приблизительно 1 атмосферы до приблизительно 30 атмосфер.

Суспензия из декантатора под давлением может подаваться в другой автоклав, функционирующий при высокой температуре, обычно между приблизительно 165°C и приблизительно 200°C, для экстракции остаточного количества оксида алюминия.

В следующем варианте осуществления обратноэмульсионный полимер может быть добавлен для отделения шлама, полученного из второго автоклава.

В качестве примера и не для ограничения будут даны примеры настоящего изобретения.

ПРИМЕРЫ

Формула обратноэмульсионного полимера
	Мас.% (формула)	Масса (г) (1000 г)
Фаза мономера
Вода	12,124	121,2395
67% акрилат аммония	58,854	588,5375
ЭДТА	0,008	0,0790
Масляная фаза
Soygold 1100	25,426	254,2590
Span 85	1,400	14,0000
Tween 81	0,100	1,0000
Hypermer B-210	0,500	5,0000

Инициатор
Vazo 64	0,041	0,4100
Vazo 52	0,003	0,0250
Гипофосфит натрия	0,038	0,3800
Вода	0,057	0,5700
Добавки
55% тиоцианат аммония	1,450	14,5000
Общее содержание	100,000	1000,0000

Композиция масляной фазы	Связующее	Процент от композиции	Процент O 2
Метил пальмитат	С-16	10,0	11,8
Метил стеарат	С-18	04,0	10,7
% насыщенных кислот		14,0
Метил олеат	С-18=1	25,0	10,8
Метил линолеат	С-18=2	53,0	10,9
Метил линоленат	С-18=3	08,0	10,9
% ненасыщенных кислот		86,0
Общее среднее число O2			11,0

39,8% латекс акрилата аммония в диспергирующей фазе метилового сложного эфира соевой кислоты получали следующим образом. В 2000-мл реакционной колбе, снабженной механической мешалкой, RTD, трубкой подвода азота, ловушкой и устройством нагрева и охлаждения, приготавливали раствор А путем добавления 254,2590 грамма Soygold 1100, 14,0 грамма Span 85, 1 грамма Tween 81 и 0,5 грамма Hypermer B-210. Смесь нагревали до 60°C для диспергирования всех компонентов. В отдельной емкости (1000-мл колба) приготавливали раствор B путем добавления 121,2395 грамма воды и 588,5375 грамма 67,00% раствора мономера акрилата аммония, предварительно приготовленного из аммиака и акриловой кислоты, и 0,0790 грамма ЭДТА. pH раствора был доведен до 7,2.

Затем эмульсию двух фаз приготавливали путем медленного добавления, при перемешивании, раствора B к раствору А. Предварительно полученную эмульсию затем эмульгировали в течение 60 секунд путем такого высокоскоростного "гомогенизатора", как IKA T25, снабженного генератором среднего уровня. Температуру этой эмульсии доводили до 42°C.

Затем добавляли инициаторы Vazo® 64 и Vazo® 52. Начинали пропускать ток азота и контролировали реакционную смесь при 42°C в течение 5 часов и конверсию завершали по плотности. При 90-95% конверсии добавляли раствор натрий гипосульфита. Реакционную смесь нагревали до 50°C и выдерживали при 50°C в течение двух часов. Затем реакционную смесь охлаждали и продукт фильтровали через сито 100. Продукт представлял собой равномерную эмульсию с метиловым сложным эфиром соевой кислоты в качестве диспергирующей фазы. RSV этого продукта измеряли при 0,040% полимера в 2 М NaNO ₃, продукт имел RSV, равное 30,67.

Должно быть понятно, что специалистам в данной области будут очевидны различные изменения и модификации для описанных здесь предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления. Такие изменения и модификации могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения и без уменьшения его сопутствующих преимуществ. Следовательно, предполагается, что такие изменения и модификации покрываются прилагаемой формулой изобретения.