201794. lajstromszámú szabadalom • Magnézium-oxid tartalmú olajos diszpergens szuszpenziók
HU 201794 A A találmány tárgya magnézium-oxid tartalmú olajos szuszpenziók elsősorban tüzelőberendezések kezelésére a szuszpenzió komponenseinek előnyös egymást kiegészítő hatásai miatt az ülepedéssel szemben nagy stabilitással és kedvező folyási tulajdonságokkal bír. Ismeretes, hogy az ilyen szuszpenziók előnyösen alkalmazhatók a tüzelőberendezések belső felületein (csövek, falazat stb.) a fűtőolaj és széntüzelésnél jelentkező korrozív lerakódások csökkentésére, a hőhasznosító részek korróziójának, valamint a savas korom és NOxemisszió mennyiségének korlátozására (Radway, J.E. Chem. Eng. 1980.87 (14) 155-160). Fűtő-, illetve tüzelőanyag adalékként általában 10-60 tömeg% koncentrációban, 1-50 p,m szemcseméretű magnézium-oxidot, vagy magnéziumhidroxidot tartalmazó olajos, vagy vizes szuszpenziókat alkalmaznak, melyeket a fűtőberendezések különböző helyein porlasztanak az égési térbe. Felhasználhatóságuk lényeges feltétele, hogy szivatytyúzhatók, porlaszthatók, állandó szemcseméretű és ülepedéstől mentes stabil diszperziók legyenek. A magnézium-oxid, mint fő komponens mellett a diszperzióba esetenként más kiegészítő hatású, főleg szervetlen eredetű sókat is keverhetnek. Az olajban és vízben gyakorlatilag nem oldódó magnéziumvegyületek diszpergálására általában a kész szuszpenzióra számított 1-10 tömeg% koncentrációban nemionos és anionaktív diszpergenseket alkalmaznak. így pl. enmionos diszpergensként szójaolajból nyert zsírsav metil- vagy etilészterét, szerves savak polietilénglikol-észterét, anionos diszpergensként pedig pl. olajsav, vagy nafténsavak magnéziumsóit (JP 74 04, 043, Fr. 1,497,004, US 4,229,309) alkalmazzák. Előnyös diszpergáló hatást értek el különböző adalékok elegyeivel is. így pl. sikerrel alkalmazták a magnézium-oxid (MgO) és alumínium-oxid (AI2O3.H2) olajban való diszpergálására az olajsavnak, valamint olajsav etanolamidjának és benzolszulfonsav dietanolamidjának kombinációját, valamint egyéb kereskedelmi diszpergensek elegyek is (US 4,354,872, Can. 1,128,751, JP 82,92,518). A magnézium-oxid tartalmú olajos, vagy vizes szuszpenziók gyártására ismert jelenlegi megoldások fő hátrányát a korlátozott ideig történő tárolhatóság jelenti. Az eddig gyártott szuszpenzió típusoknál a diszpergált MgO részecskék esetében már néhány nap múlva megfigyelhető a lassú ülepedés, és ezért 1-2 hónapos tárolás is csak a leülepedett részek rendszeres felkeverésével biztosítható, amihez viszont keverő-keringető rendszer kiépítése szükséges. Mivel az eddigi legjobb adalékokkal (US4,354,872) is csak mintegy 3-4 hónapos stabilitás érhető el, így keverés nélkül több hónapig tárolt szuszpenziókban a szemcsék erős aggregálódása miatt az üledék már többé nem diszpergálható és a termék felhasználhatatlanná válik. Mivel a tüzelőberendezések működtetése időjárástól is függ, és gyakran szakaszos, így a fűtőanyag adalékok esetenkénti többhónapos tárolása elkerülhetetlen veszteségeket okozhat. Ennek a hátránynak a megszüntetésére lehetőséget nyújt a diszpergensek hatékonyságának növelése. A különböző típusú tenzidek és kombinációk1 nak a magnézium-oxid-olaj szuszpenziók stabilitására gyakorolt hatásait vizsgálva arra a meglepő eredményre jutottunk, hogy bizonyos diszpergensek és kiegészítő stabilizátor meghatározott tömegarányú elegyeivel az ülepedéssel szemben az ismereteknél lényegesen nagyobb stabilitású, kedvező folyási tulajdonságokkal rendelkező diszperziók állíthatók elő. Úgy találtuk, hogy a kedvező tulajdonságok a szuszpenziót alkotó, megfelelő minőségű fő komponensek (MgO és ásványolajtermék) csak bizonyos határok közötti tömegarányainál és az előnyösen kiválasztott diszpergens típusokból álló kompozíció szűk összetétel-tartományában biztosíthatók. A különleges tulajdonságokai rendelkező szuszpenziók előállítására a következő adaléktípusokat (”A”, „B” és „C”) találtuk alkalmasnak. Nemionos diszpergens (”A” komponens), amely egy 10-24 szénatomszámú telített és/vagy telítetlen zsírsav, vagy azok elegyének 100-1000 átlagmolekulatömegű zsírsav, vagy azok elegyének 100-1000 átlagmolekulatömegű polietilénglikollal képzett észtere és/vagy ilyen észterek elegye, anionaktív emulgeátor (”B” komponens), amely egy 8-24 szénatomszámú telített és/vagy telítetlen zsírsav vagy előnyösen ilyen zsírsavak elegyének etanol-aminokkal, előnyösen trietanol-aminnal és/vagy nátrium-hidroxiddal képzett sója. Kiegészítő, stabilizátor hatású adalék (”C” komponens), amely polialkohol, mint pl. glicerin, szorbit, pentaeritrit stb. lehet. Találmányunk szerint a felsorolt komponensekkel akkor lehet megfelelő tulajdonságokkal rendelkező magnézium-oxid tartalmú olajos szuszpenziókat előállítani, hogyha az megfelelő ásványolajtermékből, célszerűen mély dermedéspontú (-10 °C alatti) gázolajból 30-50 tömeg%-ot, minimum 85 tömeg% tisztaságú, maximum 50 pm szemcseméretű magnézium-oxidból 50-70 tömeg%-ot és a diszpergens elegyből 0,5-10 tömeg%-ot, előnyösen 1-5 tömeg%-ot tartalmaz. Ezen kívül a diszpergens elegy akkor képes a legnagyobb stabilizáló hatás kifejtésére, ha az abban levő fő komponensek koncentrációja a következő tartományokba esik: „A” komponens: 55-75 tömeg%; „B” komponens: 20-45 tömeg%; „C” komponens: 1-6 tömeg%. Úgy találtuk, hogy ha az előbb említett diszpergenseket (”A” és „B” komponensek) és a kiegészítő stabilizátort (”C” komponens) a komponensarányokra megadott koncentrációhatárok mellett alkalmazzuk, akkor olyan speciális, feltehetően gélszerkezet ldalakulásának feltételeit alakítottuk ki, amelynél az ismereteknél nagyobb ülepedéssel szembeni stabilitású, nem-Newtoni folyási tulajdonságú, szerkezeti viszkozitással rendelkező, nyírásra híguló és a szivattyúzhatóság szempontjából megfelelő viszkozitású magnézium-oxid-olaj) szuszpenziók állíthatók elő. Találmányunk előnyeit az alábbi kiviteli példákkal kívánjuk alátámasztani. Az 1-5. számú példákban a találmány szerinti koncentráció-tartományokat alkalmaztuk. A kedvezőnek talált paraméterintervallumokon kívül eső kísérletek eredményeit a 6-9. ellenpéldákon keresztül mutatjuk be. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
