NO822880L - Fjerning av hydrokarbonsammensetninger. - Google Patents

Description

Denne søknad er en continuation-in-part-søknad i USA av

U.S. Serial nr. 06/221.295, inngitt 30. desember 1980.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en teknikk for fjerning av hydrokarboner, inkludert substituerte hydrokarboner fra væske- eller gass- eller blandede væske-gass-strømmer, ved å bringe strømmene i fysisk kontakt med en elastomer som vil sorbere hydrokarbonene som søkes fjernet. Hydrokarboner kan selektivt fjernes fra hydrokarbonblandinger eller fra luft-hydrokarbon- eller vandig-hydrokarbon-blandinger.

Mange forskjellige metoder kan benyttes for separering av hydrokarbonsammensetninger fra blandinger av flere hydrokarboner eller vandige eller luft-blandinger inneholdende hydrokarboner. Eksempler på slike teknikker inkluderer oppløsningsmiddelekstraksjon, fraksjonert destillasjon, dampsplitting, biologisk nedbrytning og bruk av forskjellige additiver, f.eks. aktivert karbon. Det er kjent at hydrokarboner har evnen til å bli absorbert av gummi.

ASTM D471-72-testen for endring i egenskaper hos elastomere vulkanisater resulterende fra neddypping i væsker måler f.eks. forandringen i vekt eller volum hos den elastomere testprøve forårsaket ved neddykkingen i en væske. Testen er profetisk i natur og dens formål er å måle den skadelige effekt av en spesiell væske på en spesiell elastomer. Den erkjenner ikke det faktum at en elastomer er nyttig som et middel for fjerning av hydrokarbonsammensetninger fra hydrokarbonholdige væske- og gassblandinger.

En artikkel av L.B. Westover, J.J. Tou og J.H. Mark, betegnet "Novel Mass Spectrometics Sampling Device — Hollow Fiber Probe", 46 Analytical Chemistry 568 (april 1974), beskriver bruken av en sonde bestående av en hul fiber av silikongummi som tillater visse hydrokarboner å trenge gjennom til det indre av fiberen, hvor de kan detekteres spektrometrisk. En artikkel av Patrick R. Jones og Shen K. Yang, betegnet "A Liquid Chromatograph/Mass Spectrometer Interface", 47 Analytical Chemistry, 1000 (juni 1975), beskriver en lignende bruk av en silikongummi membran-separa-tor som tillater visse hydrokarboner å passere gjennom membranen. Disse angivelser angår ikke evnen til silikon-gummien å sorbere hydrokarboner, med snarere dets evne til å tillate hydrokarboner å passere derigjennom.

Foreliggende oppfinnelse bygger de selektive sorpsjons-fenomen av elastomerer for å gi adgang for fjerning av hydrokarboner fra andre hydrokarboner eller fra vandige blandinger eller blandinger med luft. "Hydrokarboner" som benyttet heri inkluderer alifatiske, og aromatiske hydrokarboner, mettede og olefiniske, og substituerte hydrokarboner inkludert halogenerte, sulfonerte, oksygenerte og nitrerte hydrokarboner. Substituenter kan være andre organiske radikaler, OH, karboksyl, nitril, sulfonat og andre. Hydrokarboner kan fjernes fra organiske oppløsninger hvori de er tilstede som oppløste, faste stoffer, fra vandig-organiske blandinger og fra organiske-organiske blandinger, i væskeformig, gassformig eller blandet væskeformig-gassformige tilstander slik som luft-damp-strømmer. Avhengig av egenskapene til den valgte elastomer kan hydrokarboner fremmes selektivt eller ikke-selektivt. Fremgangsmåten er konsentrasjon-gradient-drevet og krever . ikke tilstedeværelsen av varme (skjønt varme kan være nyttig for prosessen i noen tilfeller). Fremgangsmåten kan utføres ved omgivelsestrykk eller ved et hvilket som helst trykk som blandingen befinner seg ved. Fremgangsmåten gir dessuten adgang for utvinning av de fleste fjernede hydrokarbonsammensetninger.

Fremgangsmåten foretas ved å bringe blandingen i kontakt med en elastomer som sorberer hydrokarbonsammensetningene. Graden av fjerning av hydrokarbonene fra en blanding er avhengig primært av mengden og typen av elastomer, typen av hydrokarbon og kontakttiden mellom blandingen og elastomeren. Deretter kan hydrokarbonene, i de fleste tilfeller, fjernes ved å desorbere dem fra elastomeren. Desorpsjon kan oppnås ved hjelp av en mengde forskjellige metoder, f.eks. ved å utsette elastomeren for et vakuum eller ved å fortrenge hydrokarbonet fra elastomeren med et oppløsningsmiddel som lettere absorberes av elastomeren. Siden absorpsjon er konsentrasjon-gradient-drevet, vil blott det å bringe elastomeren i kontakt med en gassformig eller væskeformig strøm som mangler det absorberte molekyl vanligvis desorbere det. Oppvarming av et slikt splittemedium fremmer desorpsjon.

Mange, men ikke alle, elastomerer absorberer de mer aromatiske hydrokarbonene lettere enn de mindre aromatiske hydrokarbonene. En utførelse av oppfinnelsen omfatter fjerning av aromatiske hydrokarbonsammensetninger fra en blandet hydrokarbonstrøm som inneholder både alifatiske og aromatiske hydrokarbonsammensetninger. En annen utførelse innebærer reversert, dvs. fjerning av alifatiske hydrokarboner fra alifatisk-aromatiske blandinger under anvendelse av en elastomer valgt for dens høyere affinitet for alifatiske stoffer enn aromatiske stoffer. En tredje utførelse av oppfinnelsen omfatter fjerning eller selektiv fjerning av hydrokarbonsammensetninger fra vandige strømmer, f.eks. spillvann. En fjerde utførelse fjerner eller fjerner selektivt hydrokarboner fra luftstrømmer. En femte utførelse omfatter anvendelse av absorpsjonsevnen til en elastomer til å forandre de relative konsentrasjoner blant hydrokarboner som inneholdes i samme strøm.

Andre spesifikke utførelser er beskrevet heri og ytterligere anvendelser av foreliggende fremgangsmåte vil lett forstås av en fagmann.

Oppfinnelsen er spesielt nyttig for behandling av en rekke forskjellige industrielle prosess-strømmer. Den kan f.eks. anvendes for å fjerne, utvinne og konsentrere aromatiske hydrokarboner som har høye oktanverdier fra blandede hydrokarbon-raffineristrømmer. Forskjellige gasstrømmer inne holdende hydrokarboner, f.eks. hydrogengasstrømmer, kan renses under opprettholdelse av deres trykk ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte. Fremgangsmåten tillater fjerning av hydrokarboner, inkludert alifatiske, mettede og umettede hydrokarboner, og aromatiske og substituerte aromatiske hydrokarboner, f.eks. benzen, toluen, naftalen, antracen, fenoler, nitrofenoler og toksiske halogenerte hydrokarboner, inkludert halogenerte benzenoidstrukturer inkludert pesticider, insekticider, etc, fra spillvann uten nødvendigheten av oppvarming, aktivert trekull eller biologisk nedbrytning. De halogenerte former av mange hydrokarboner absorberes lettere enn deres ikke-halogenerte former.

Foreliggende oppfinnelse kan anvendes for fjerning og utvinning, om ønsket, av en rekke forskjellige hydrokarbonsammensetninger som er definert som hydrokarboner og hydrokarbonblandinger inkludert hydrokarboner som har blitt nitrert, sulfonert, oksygenert og/eller halogenert, og andre substituerte hydrokarboner. Aromatiske hydrokarbonsammensetninger sorberes lettere av mange elastomerer enn olefiniske sammensetninger. Eksempler på umettede hydro-karbonring-strukturer inkluderer de av benzenoidseriene, naftalen og antracen. Mettede og parafiniske hydrokarboner sorberes selektivt av noen elastomerer slik det vil fremgå

i de nedenstående eksempler.

Fjerningen av en hydrokarbonsammensetning oppnås ved dens sorpsjon på eller i en elastomer. For oppfinnelsens formål, med mindre annet er angitt, spiller det ingen rolle om elastomeren absorberer eller adsorberer hydrokarbonsammensetningen. Betegnelsen sorpsjon, absorpsjon og adsorpsjon anvendes for å betegne et opptak av en hydrokarbonsammensetning av elastomeren.'Enhver elastomer som kan sorbere hydrokarbonsammensetningen som søkes fjernet fra en blanding kan anvendes så lenge den tilfredsstiller den nødvendighet at den ikke lett oppløses eller på annen måte forringes av blandingen. Elastomeren kan være en poly- mer av naturlig, regener\ert, vulkanisert eller syntetisk gummi. Syntetiske elastomerer har den fordel at de vanligvis er mer kjemisk inerte overfor den blanding som behandles og hydrokarbonene som sorberes. Naturgummi har imidlertid en høy sorpsjonskapasitet. Regenerert gummi slik som fra dekk eller andre skrapkilder, foretrekkes ofte når store volumer av elastomer er nødvendig på grunn av de involverte økonomiske forhold. Mesteparten av regenerert gummi fra dekk er en blanding av både mettede og umettede syntetiske elastomerer og naturgummi.

I en utførelse av oppfinnelsen blir aromatiske hydrokarbonsammensetninger inkludert substituerte aromatiske hydrokarbonsammensetninger, fjernet fra hydrokarbonblandinger inneholdende både aromatiske og alifatiske hydrokarboner og fra vandige blandinger og luft- eller gasstrømmer inneholdende aromatiske sammensetninger og alifatiske hydrokarbonsammensetninger. Blandingene kan være i en gassformig fase, en væskefase eller en kombinasjon av gassformige og væskeformige faser, og kan inneholde oppløste hydrokarbon-faststoffer. Teknikken kan anvendes på enhver slik sorberbar blanding som ikke er korroderende på eller et oppløsningsmiddel for elastomeren som anvendes til å sorbere den aromatiske hydrokarbonsammensetningen.

Eksempler på nyttige klasser av syntetisk elastomer inkluderer styren-butadien-gummi, butyl-gummi, nitril-gummi, etylen-propylen-kopolymerer, fluor-elastomerer, polyakrylater osv. Eksempler på spesifikt egnede syntetiske elastomerer for den selektive sorpsjon av aromatiske stoffer inkluderer H-1262 (fremstilt av Mercer Rubber Co. i Trenton, N.J.),

som er en blanding av hycar-gummi (po-lyakryl-gummi) og styren-butadien-gummi; og JH-21 (fremstilt av Mercer Rubber Co.), en akrylonitrilelastomer. Når den aromatiske hydrokarbonsammensetning som søkes fjernet er benzen, er Neoprene (en polyklorbutadien) og Hypalon (en klorsulfonert poly-etylenelastomer) ikke så effektive som andre syntetiske

elastomerer for så vidt som de blir partielt oppløst av benzen.

Den spesielle syntetiske elastomer som anvendes i en fremgangsmåte vil være avhengig av den blanding som behandles og de hydrokarbonsammensetninger som fjernes. Forskjellige elastomerer kan utvise forskjeller i grad av absorpsjon blant spesielle hydrokarboner inkludert aromatiske hydrokarboner. Videre, sorpsjonsevnen til en elastomer er ofte mer selektiv mot noen hydrokarboner enn andre i den samme blanding. F.eks., når både olefiner og aromatiske stoffer er tilstede, vil noen elastomerer lettere sorbere aromatiske hydrokarboner sammenlignet med olefiniske hydrokarboner. Dessuten vil slike elastomerer lettere sorbere de aromatiske sammensetningene som er mer aromatiske i karakter. Dette er omtalt ovenfor.

Selv om elastomeren har evnen til å sorbere hydrokarboner ved atmosfæretrykk, kan fremgangsmåten også finne sted under negativt trykk eller ved positivt trykk. Trykket ved hvilket en spesiell fremgangsmåte utføres er avhengig av den blanding som behandles, f.eks. om det er en gass- eller en væskefase. Videre vil trykket være en funksjon av prosess-økonomien. Jo høyere trykket er, jo mer kostbar blir en prosess. Trykket for en spesiell sorpsjonsprosess kan være det samme trykk ved hvilket en slik prosess-strøm normalt operer av økonomiske grunner. En gassformig blanding kan lett behandles ved trykk som er noe større enn atmosfæretrykk til det maksimum oppnåelige. F.eks., en hydrogen-strøm satt under et trykk på 140,6 kg/cm kunne enkelt behandles på en måte for opprettholdelse åv gassens trykk-belastning. En væskeformig blanding behandles vanligvis under et trykk på mindre enn 42,18 kg/cm 2.

Temperaturen ved hvilken prosessen utføres er ikke kritisk og kan variere over et temmelig bredt område. For hensikts-messighetens skyld og av økonomiske grunner kan prosess-

strømmens normaltemperatur benyttes. Som nevnt tidligere

er absorpsjon konsentrasjon-gradient-drevet og så lenge som konsentrasjoirsgradienten fremmer elastomerens absorpsjon, har varme tilbøyelighet til å forbedre sorpsjonsprosessen. Lavkvalitets spillvarme kan ofte benyttes for å oppnå ønskede temperaturhevninger.

Graden og hastigheten med hvilken elastomeren tidligere har blitt impregnert med et hydrokarbon vil også influere på dens evne til å sorbere og desorbere dette eller et annet hydrokarbon. En elastomer som anvendes på nytt for å sorbere et hydrokarbon etter at hydrokarbonet har blitt desorbert derfra, vil ofte være mer effektivt med henblikk på

å sorbere hydrokarbonet enn når den var frisk. Videre en elastomer som har fått anledning til å sorbere mer av et hydrokarbon enn et annet, f.eks. fordi sorpsjonen har blitt utført ved en høyere temperatur, vil desorbere ved en hur-tigere hastighet enn den andre, selv om desorpsjon av begge elastomerer utføres ved samme temperatur. Temperaturer for både sorpsjon og desorpsjon opptil mellom ca. 150 og 260°C, og fortrinnsvis mellom ca. 150 og 205°C, for både sorpsjon og desorpsjon øker effektivt elastomerens effektivitet.

Elastomeren kan benyttes i form av ark, kuponger, strimler eller på annen hensiktsmessig måte. Vanligvis er granulær form foretrukket, idet størrelsen på kornene bestemmes på grunnlag av prosessparametere slik som godtagbart trykkfall i systemet og konsentrasjon.

Etter at det elastomere materialet har kommet i kontakt med blandingen og den har sorbert hydrokarbonforbindelsene, kan det elastomere materialet vanligvis regenereres for ytterligere anvendelse ved desorbering av hydrokarbonene fra dette. Deretter kan de desorberte hydrokarbonene vanligvis lett gjenvinnes. Enhver teknikk som gir adgang for desorpsjon av det elastomere materialet kan benyttes. F.eks. kan hydrokarbonene vanligvis desorberes ved å utsette det ela stomere materialet for et vakuum eller for en oppvarmet inert gass, luft og/eller damp, eller en oppvarmet bærergass eller vanndamp. Hydrokarbonsammensetningen som er desorbert fra det elastomere materialet kan behandles gjennom en konden-sator for oppnåelse av væskeformig produkt eller for oppnåelse av et mer konsentrert gassprodukt. Desorpsjonen kan også foregå ved bruk av et oppløsningsmiddel som vil fjerne hydrokarbonsammensetningene fra det elastomere materialet eller ved bruk av et fortrengningsmiddel som vil bli sorbert av det elastomere materialet for derved å fortrenge hydrokarbonsammensetningen som har blitt fjernet fra blandingen. Andre konvensjonelle teknikker kjent av fagmannen for desorpsjon av hydrokarbonsammensetningene fra det elastomere materialet kan også anvendes.

I tilfeller der hydrokarbonet ikke lett desorberes eller der det ikke er noe økonomisk incitament til å gjøre dette, kan den anrikede elastomer brennes for å gjenvinne dens oppvar-mingsverdi eller ganske enkelt innkapsles ved hjelp av hen-siktsmessige anordninger og graves ned. Der sterkt toksiske hydrokarboner er blitt sorbert, kan det være at desorpsjon ikke er ønsket.

Ikke bare er foreliggende fremgangsmåte nyttig for fjerning av hydrokarboner fra hydrokarbonstrømmer eller -blandinger, den er også nyttig for fjerning av slike sammensetninger fra luft-, gass-, damp- eller vandige strømmer. Spillvann fra industrielle prosesser inneholdende hydrokarboner inkludert substituerte hydrokarboner og slik som utviser vann-oppløselighet, kan renses ved å bringe spillvannet i kontakt med en elastomer. Prosessen er nyttig for fjerning av aromatiske stoffer slik som benzen, toluen og antracener fra spillvann og for å fjerne fenoler, klorerte benzener, nitrofenoler, pesticider, insekticider, andre toksiske stoffer slik som PCB, og en lang rekke andre hydrokarbontyper. Prosessen kan også benyttes for å rense luftstrømmer og avgasser fra industrielle prosesser.

En elastomer kan også benyttes for å endre de relative konsentrasjoner for hydrokarboner i en hydrokarbonstrøm eller -blanding. Mange elastomerer sorberer lettere aromatiske hydrokarboner som har en større aromatisk karakter sammenlignet med de med mindre aromatisk karakter, idet andre parametere slik som substituenter holdes konstant. Således, ved å gi en aromatisk hydrokarbonblanding adgang til å komme i fysisk kontakt med en slik elastomer i et meget kort tidsrom, jo mer aromatisk hydrokarboner kan selektivt sorberes. For denne diskusjons formål ansees benzen for å ha den mest aromatiske karakter. Aromatisiteten til et aromatisk hydrokarbon avtar ettersom antall ringer øker; således er naften mindre aromatisk i karakter enn benzen, men mer aromatisk enn antracen. Jo nærmere en hydrokarbonsammensetning er i sin struktur og egenskaper til benzen, jo mer aromatisk er dens karakter. Vanligvis avtar også aromatisiteten med alkylering. Således er toluen mindre aromatisk enn benzen og xylen er mindre aromatisk enn toluen. Det skal naturligvis forstås at dette kun er generelle prinsipper og at preliminær testing for bestemmelse av sorpsjonskapasiteten til den spesielle elastomer som skal anvendes for den spesielle hydrokarbonsammensetning som skal fjernes under varierende betingelser for tid, trykk, temperatur og andre parametere, bør foretas før foreliggende fremgangsmåte får spesifikke anvendelser, og en slik testing kan åpenbare unnta-gelser med henblikk på de ovennevnte generelle prinsipper. Eksempler på slike preliminære testmetoder er de som er beskrevet i søkerens samtidige søknad U.S. Serial nr. 06/054.690 rettet mot "Measuring The Aromatic Reactivity Of A Hydro-carbon Composition". Mange hydrokarbonsammensetninger blir lettere sorbert enn benzen, inkludert blant andre flere halogenerte hydrokarboner, flere mono-ketoner, etere, aminer, aldehyder, amider, nitroforbindelser og nitrogen- og svovel-heterocykliske stoffer. Så sikkert som eksemplene heri illustrerer kan det foretas visse generaliseringer idet man korrelerer forskjellige egenskaper til hydrokarboner med sorberbarhet. F.eks., i hver hydrokarbonklasse korrelerer molekylvekt generelt med vektøkning på omvendt måte for væsker og på direkte måte for gasser. Der slike generaliseringer gjelder, kan prosessparametere for spesifikke anvendelser beregnes. Ellers bør preliminær testing for bestemmelse av sorpsjonskapasiteten til den spesielle elastomer for det spesielle hydrokarbon foretas før foreliggende fremgangsmåte benyttes for spesifikke anvendelser.

Når den benyttede elastomer har en større evne til å sorbere mettede eller olefiniske, alifatiske forbindelser kan den naturligvis benyttes for selektiv fjerning av disse forbindelser fra blandinger som også inneholder aromatiske stoffer og derved øke blandingens relative aromatiske innhold. Silikongummi utviser f.eks. en høyere affinitet for alifatiske mettede forbindelser enn for aromatiske stoffer.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan utføres som en satsoperasjon eller kontinuerlig operasjon. Kontakttiden mellom blandingen som behandles og elastomeren er avhengig av en rekke parametere inkludert elastomerens over-flateareal, det tillatelige systemtrykkfall, volumet, kon-sentrasjons- og behandlingshastighet for blandingen som behandles, de spesielle aromatiske hydrokarboner og/eller alifatiske hydrokarboner som fjernes, elastomerens sorber-ingsevne for det aromatiske eller alifatiske hydrokarbon som fjernes, den spesielle blanding som behandles, inkludert tilstedeværelsen av oppløsningsmidlet som kan fremme et spesielt hydrokarbons evne til å bli sorbert av en spesiell elastomer, og prosessen økonomi. Alle disse parametere er forbundet med en spesifikk prosesskonstruksjon.

Når visse elastomerer har mindre affinitet for en spesiell type hydrokarbonforbindelse enn en annen, slik som de med mest affinitet for aromatiske forbindelser, en mindre affinitet for olefiniske forbindelser og minst affinitet for mettede forbindelser, kan hydrokarboner fjernes fra den samme blanding ved hjelp av mer elastomer og et lengre tidsrom for prosessen enn benyttet for fjerning av bare aroma-

f- "i

tiske hydrokarboner. I slike tilfeller er det foretrukket med en fremgangsmåte som bringer blandingen i kontakt med frisk elastomer mer enn en gang. En slik fremgangsmåte har evnen til å fjerne de aromatiske hydrokarbonene først under anvendelse av mer enn en syklus etter behov. Deretter kan de olefiniske hydrokarbonene likeledes fjernes og mettede forbindelser kan etterlates i blandingen eller fjernes til slutt avhengig av den valgte elastomer.

Siden visse elastomerer selektivt fjerner visse typer av hydrokarboner, vil mange prosesskombinasjoner være åpenbare for fagmannen for anvendelse av forskjellige elastomerer for i rekkefølge å fjerne forskjellige hydrokarbontyper, og dermed selektivt utvinne slike hydrokarboner eller endre de relative mengdeforhold av hydrokarboner i den gjenværende blanding.

Visse oppløsningsmidler fremmer hydrokarboners evne til å bli sorbert av spesielle elastomerer. Evnen til faste hydrokarboner til å bli sorbert er spesielt avhengig av det opp-løsningsmiddel hvori det faste hydrokarbon er oppløst. Videre, visse kombinasjoner av hydrokarboner er lettere sorberbare enn hvert hydrokarbon alene. F.eks. benzen-aceton-blandinger sorberes lettere enn hvert hydrokarbon alene, og etanol sorberes lettere som en 75 volum-% oppløs-ning i benzen enn alene eller i mindre konsentrasjoner i benzenen. Slike synergistiske effekter kan når de oppdages ved testing lett inkorporeres i foreliggende fremgangsmåte for å øke prosessens effektivitet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes for å forbedre de økonomiske betingelser ved vann-alkohol-separering som et alternativ til destillasjon. I tillegg til den synergistiske effekten for benzen ved etanolfjerning, er det oppdaget at visse elastomerer slik som kopolymerer av viny-lidenfluorid og heksafluorpropylen er effektive for selektiv fjerning av metanol. Andre eksempler på alkoholfjerning er vist i eksemplene heri.

En annen utførelse av foreliggende oppfinnelse innebærer dens anvendelse for fjerning av hydrokarboner fra oljeskifer-retorteprosesser, spesielt den modifiserte in situ prosess. Noen av hydrokarbonene som er tilstede i slikt prosessvann

er meget vanskelige å fjerne på annen måte, men sorberes lett med visse elastomerer.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er nyttig for utvinning

og regenerering av verdifulle hydrokarboner som ellers ville kunne unnslippe til omgivelsene. F.eks., ved fylling av tanker med flytende hydrokarboner, blir damper som er tilstede i den tomme tanken skjøvet ut. Visse damper kan sorberes med elastomerer slik som skrapgummi, og etter hvert som væskenivået i tanken synker på grunn av fjerning av væsken, vil dampene desorberes. På denne måten kan tap av verdifulle hydrokarboner hindres.

Følgende eksempler illustrerer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og vil foreslå andre spesifikke anvendelser for fagmannen.

Eksempel 1

Gummi-kuponger ble fremstilt fra prøver, av H-1262 syntetisk elastomer hvilke hadde en tykkelse mellom 0,635 og 3,175 mm og delt i strimler med en bredde på 12,7 mm og en lengde slik at hver kupong hadde en vekt mellom 0,7 og 1,0 g. Nøyaktig 2 5 ml av hver væske som skulle testes ble anbragt

i separate, nummererte 250 ml Erlenmeyer-kolber. Numrene på kolbene tilsvarer numrene gitt til kupongene. Til hver kolbe ble det tilsatt tilsvarende elastomer-kupong, en kork ble på tett måte anordnet og kolben ble'lett dreiet rundt og satt til side i et tidsrom på 2 timer ved en temperatur på 18,33-23,89°C og ved omgivelsestrykk. Ved nøyaktig to timer for hver prøve og i løpet av 3 0 sekunder ble korken fjernet, væsken ble kassert, kupongen ble rystet ut på et papirhåndkle, tørket og vekten av kupongen ble oppnådd til nærmeste 0,1 mg. Vektøkningen for hver kupong ble beregnet som en prosentvis økning fra den opprinnelige vekt. De

testede væsker var 100% n-dekan, 100% benzen og varierende blandinger av disse to væsker. Sorpsjonsevnen til H-1262-elastomeren ble målt ved mengden av vektøkning av hver elastomer-kupong. Resultatene er angitt i tabell 1.

Eksempel 2

De samme teknikker som i eksempel 1 ble benyttet med unntagelse av at de testede væsker var iso-oktan, benzen og blandinger av disse to væsker. De benyttede elastomer-kuponger var av JH-21 syntetisk gummi. Dataene er angitt i tabell 2.

Eksempel 3

Under anvendelse av teknikken i eksempel 1 ble evnen til H-1262 elastomer til å sorbere forskjellige hydrokarboner målt. Resultatene er gitt nedenfor i. tabell 3.

Eksempel 4

Under anvendelse av teknikken i eksempel 1 ble silikongummi-kuponger med en tykkelse pa 1,60 mm, fra Dupont i Chicago, Illinois (No. SS-5550, 50 duro), testet for sin evne til å sorbere benzen og iso-oktan og forskjellige blandinger derav. Resultatene er angitt i tabell 4.

Eksempel 5

Under anvendelse av teknikken fra eksempel 1 ble forskjellige syntetiske og naturlige elastomerer testet for sin evne til å sorbere seks væsker. For sammenligning ble hver elastomer også testet for prosent vektøkning under anvendelse av vann. Resultater er angitt i tabell 5.

Eksempel 6

Under anvendelse av teknikken i eksempel 1 ble forskjellige halogensubstituerte aromatiske, olefiniske og alifatiske hydrokarboner testet for deres evne til å bli sorbert av JH-21. Resultater er angitt i tabell 6.

Eksempel 7

Under anvendelse av teknikken i eksempel 1 med unntagelse av at eksponeringstiden av elastomeren ble variert som angitt, ble sorpsjonskapasiteten til JH-21 for benzen testet. Resultatene er angitt i tabell 7.

Eksempel 8

To kolber ble preparert, hver inneholdende 100 ml 5,0 volum-% benzen i iso-oktan. • Omtrent 5 g JH-21-kuponger ble anbragt i kolbe 1, og omtrent 10 g JH-21-kuponger ble anbragt i kolbe j¥ 2. Mengden av absorbert benzen ble kontrollert etter forskjellige intervaller av forløpt tid. Resultater er angitt i tabell 8.

Eksempel 9

Under anvendelse av teknikken i eksempel 1 med unntagelse av at elastomerens eksponeringstid ble variert som angitt, forskjellige navngitte "blandingskomponenter" ("cutters") ble testet for deres evne til å bli sorbert av H-1262. "Blandingskomponenter" er prosess-destillasjonsfraksjoner i et visst kokeområde, som selges som oppløsningsmiddel.

Eksempel 10

Under anvendelse av teknikken i eksempel 1 ble sorpsjonskapasiteten til JH-21 for dekan og iso-oktan testet. Resultater er angitt i tabell 10.

Ekse mpe l 11

To kuponger av JH-21 ble eksponert for 100% benzen i 2 timer, kupong 7# . 1 ved 21°C og kupong ?¥ 2 ved 48,9°C. Ved slutten av to timer viste kupong t¥ 1 en vektøkning på 120,60% og kupong # 2 viste en vektøkning på 13 6,8 0% over deres opprinnelige vekter. Kupong t¥ 1 ble deretter desorbert ved 48,9°C og kupong # 2 ble desorbert ved 21°C, og prosent vektøkning eller -tap over de opprinnelige kupongvekter ble kontrollert ved varierende intervaller. Resultater er angitt i tabell 11.

Eksempel 12

Avionisert vann ble mettet med benzen ved å la like deler

av vannet og benzenen stå i kontakt med hverandre i 30

dager, med daglig blanding, inntil den beregnede oppløsnings-konsentrasjon for benzen var 0,0858 g pr. 50 ml (1948 ppmv). Kupong # 1, en JH-21-kupong, som veide 0,9830 g, ble eksponert for den mettede benzenoppløsningen i varierende tidsrom, og kupong # 2, en JH-21-kupong som veide 0,9797 g ble eksponert for bare avionisert vann i tilsvarende tidsrom ved den samme temperatur (21°C). Ved slutten av omtrent 312 dager, ble kupongene j¥ 1 og # 2 erstattet med kupongert# 3, som veide 1,1398 g g, og kupong # 4 som veide 1,1283 g, i benzen og rent vannoppløsninger respektivt for å teste for fullstendig fjerning av benzen fra vannet. Resultater er angitt i tabell 12.

Eksempel 13

For å teste en elastomers kapasitet for voksende benzen-sorpsjon ble kuponger 1 til # 5, bestående av JH-21, først anledning til å sorbere benzen fra oppløsninger av varierende benzenkonsentrasjoner. Hver kupong ble deretter anbragt uten desorpsjon, i kontakt med en 100% benzenoppløsning i to timer, hvoretter benzen ble desorbert fra hver kupong ved eksponering til luften i 3 6 timer. Resultater er angitt i tabell 13.

Eksempel 14

Sorpsjons- og desorpsjonskapasitetene for JH-21 og H-1262 med hensyn til benzen ble testet ved hjelp av kuponger av hver elastomer overfor oppløsninger av varierende benzen-konsehtrasjoner ved omgivelsestemperatur, og testing av prosent vektøkning for hver etter varierende tidsperioder. To kuponger av hver elastomer ble benyttet for hver benzen-konsentrasjon. Kupongparene ble deretter separat desorbert ved eksponering for luften ved 21°C og 60°C respektivt, i 2 timer. Resultater er angitt i tabell 14.

Eksempel 15

Kapasiteten til skrapgummi for bruk på nytt i suksessive sorpsjon-desorpsjonssykler ble testet under anvendelse av malt skrapmateriale fra en dekk-banepåleggingsoperasjon. Denne gummien har et høyt styren-butadien-innhold. Partikler med en størrelse på +4 mesh (US standard sikt) og partikler med en størrelse fra 4 til +10 mesh ble testet separat. 1 g av hver størrelse ble gjennombløtet i benzen i en korket kolbe i 2 timer og absorpsjonen bestemt ved veiing på nytt. Desorpsjon ble utført ved eksponering for luften og ble styrt ved varierende intervaller. Materialet ble deretter lufttørket i 24 timer før neste sykel ble startet. Resultater er angitt i tabell 15.

Eksempel 16

En kupong av H-1262 syntetisk elastomer ble testet for sin evne for bruk på nytt i suksessive sorpsjon-desorpsjonssykler. Metoden i eksempel 15 ble fulgt, med unntagelse av at en kupong istedenfor malte og siktede partikler av elastomeren ble benyttet. Resultater er angitt i tabell 16.

Eksempel 17

En kupong av JH-21 syntetisk elastomer ble testet ved å følge metoden i eksempel 16. Resultater er angitt i tabell 17.

Eksempel 18

En kupong av Dupont SS-5550, silikon syntetisk elastomer ble testet ved å følge metoden i eksempel 16. Resultater er angitt i tabell 18.

Eksempel 19

En kupong av Kirkhill 250B280 Neoprene syntetisk elastomer ble testet ved å følge metoden i eksempel 16. Resultater er angitt i tabell 19.

Eksempel 20

En kupong av Kirkhill 550C1958, styren-butadien-gummi syntetisk elastomer ble testet ved å følge metoden i eksempel 16. Resultater er angitt i tabell 20.

Eksempel 21

En kupong av Kirkhill 560C2935 styren-butadien-gummi syntetisk elastomer ble testet ved å følge metoden i eksempel 16. Resultater er angitt i tabell 21.

Eksempel 22

Betingelser hvorunder polyklorerte bifenyler (PCB<1>er) sorberes, ble testet under anvendelse av kuponger av JH-21. Pyranol, en PCB av askarel-typen, fremstilt av General Electric Company, ble kontaktet som en 100% oppløsning

og som en 50/50 pyranol-benzen-blanding ved varierende temperaturer i 2 timer, deretter desorbert ved eksponering for luft. Etter 26 timers desorpsjon i test 3, ble temperaturen senket fra 110°C til 24°C. Resultater er angitt i tabell 22.

Eksempel 23

Retortevann fra en modifisert in situ oljeskifer-retorte ble filtrert og deretter kjørt gjennom en absorpsjonskolonne med en diameter på 2,54 cm inneholdende 10 mesh (US stan-dardsikt) malt dekkskrapgummi til en dypde av 68,58 cm, idet gummien hadde en totalvekt på 103,5 g. Overflate-hastigheten gjennom kolonnen var omtrent 7,11 cm pr. minutt. Den benzen-aromatiske ekvivalenttest (BAE) (ifølge fremgangsmåten i US serial nr. 06/273.850) og en metode 502A gravimetrisk freon-ekstraksjon ble foretatt på til-før selsvann etter filtrering og på produktvannet. Resultater er angitt i tabell 23.

Eksempel 24

Effekten av forskjellige oppløsningsmidler på sorberbarheten av flere faste kjemikalier oppløst deri, målt ved hjelp av den benzen-aromatiske ekvivalent (BAE) for hver blanding, ble testet ved å blande de faste kjemikaliene og oppløs-ningsmidlene i de i tabell 24 viste mengdeforhold. Resultater er angitt i tabell 24.

Eksempel 2 5

Effekten av forskjellige oppløsningsmidler på sorberbarheten av en væske (Dalton-blandingskomponent), blander dermed, som målt ved hjelp av den benzen-aromatiske ekvivalent (BAE) for hver blanding, ble testet ved blanding av Dalton-blan-dingskomponenten med oppløsningsmidlene i de i tabell 25 angitte mengdeforhold. Resultater er angitt i tabell 25.

Eksempel 26

Visse kombinasjoner av kjemikalier gir opphav til synergistiske effekter på sorberbarhet. Flere kombinasjoner ble testet ved å følge metoden i eksempel 25. Resultater, uttrykt som prosent vektøkning og BAE, er angitt i tabell 26.

Eksempel 27

For å teste evnen til forskjellige elastomerer med henblikk på sorpsjon av hydrokarboner i den gassformige fase, ble kuponger.av forskjellige elastomerer suspendert i en korket Erlenmeyer-kolbe.Hydrokarbongass ble pumpet inn i kolben gjennom et rør som passerte gjennom et inntak i korken og strakk seg til bunnen av kolben. Et utløp i korken tillot utlufting av gass til utsiden. Kupongene ble fjernet og veiet ved intervaller som angitt i tabell 27. Testmetoden ble variert i tilfelle for pentan. I dette tilfellet ble kupongen suspendert i damprommet over overflaten til 25 ml væskeformig pentan. Pentandampen var i likevekt med luft ved 21°C og barometrisk trykk 628,52 mm Hg. For sammenligning ble kuponger også nedsenket i væskeformig pentan. Resultater er angitt i tabell 27.

Eksempel 28

Effektene av forutvasking på en elastomers evne til å sorbere forskjellige hydrokarbontyper ble testet ved forutvasking av visse elastomerer med forskjellige oppløsnings-midler, og prosent kapasitetsøkning ble beregnet. Resultater er angitt i tabell 28.

Eksempel 29

Potensialet for forutvasking med visse oppløsningsmidler for å øke sorpsjons- og desorpsjonskapasiteten til JH-21 for forskjellige hydrokarbontyper ble testet som vist i tabell 29. Oppløsningsmidler som viser luftdesorpsjons-vekttap fra original ble ansett for å ha høye potensialer. Resultater er angitt i tabell 29.

Eksempel 30

For å teste evnen til forskjellige elastomerer når det gjelder å sorbere og desorbere bensindamper fortrengt fra lagrings- eller brennstofftanker ved fylling, ble 1,0 g kuponger av forskjellige elastomerer som hadde blitt for-utvasket med pentan, eksponert for damper fra en blytilsatt regulær bensin av sommerkvalitet som hadde vært lagret i en atmosfærisk luftet Jerry-kanne i 6 måneder. For sammenligning ble kuponger av hver elastomer også eksponert for den væskeformige bensin. Resultater er angitt i tabell 30. Fra det ovenstående fremgår det klart at fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse for fjerning av hydrokarboner kan benyttes i et stort antall spesifikke anvendelser, inkludert rensing av prosess-strømmer, separering av hydrokarboner, endring av relative hydrokarbonkonsentrasjoner, gjenvinning av hydrokarboner som ellers vil gå tapt til omgivelsene; sikker avhending av toksiske hydrokarboner, og andre anvendelser som vil fremgå for fagmannen.

Claims (22)

1. Fremgangsmåte for fjerning av minst en hydrokarbonsammensetning fra en blanding inneholdende nevnte hydrokarbonsammensetning, karakterisert ved at man bringer blandingen i kontakt med minst en elastomer i det minste en gang under betingelser som bevirker at elastomeren sorberer i det minste en del av hydrokarbonsammensetningen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den benyttede elastomer velges fra gruppen bestående av naturgummi, skrapgummi og syntetiske elastomerer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hydrokarbonsammensetningen desorberes fra elastomeren.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hydrokarbonsammensetningen ikke desorberes.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at elastomeren anvendes på nytt i minst to sukessive sorpsjon-desorpsjonssykler.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den desorberte hydrokarbonsammensetning utvinnes.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vesentlig alt av minst en hydrokarbonsammensetning fjernes fra blandingen, hvilket resulterer i en blanding som har blitt renset for hydrokarbonsammensetningen (e) .

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakter i- sert ved at den relative konsentrasjon av forskjellige hydrokarboner i en blanding inneholdende nevnte hydrokarboner endres ved å bringe blandingen i kontakt med en elastomer under betingelser som bevirker at elastomeren selektivt sorberer i det minste en del av minst en av hydrokarbonene som er tilstede i blandingen, og den resulterende, endrede blanding utvinnes.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved ^t hydrokarbonblandingen omfatter minst to forskjellige hydrokarbonsammensetninger valgt fra gruppen bestående av aromatiske hydrokarboner, alifatiske hydrokarboner, olefiniske hydrokarboner, og mettede hydrokarboner, og at minst en del av en av nevnte hydrokarbonsammensetninger fjernes.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hydrokarbonsammensetningen som fjernes er en substituert hydrokarbonsammensetning.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 6, karakterisert ved at hydrokarbonsammensetningen som fjernes er en alkohol.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 7, karakterisert ved at hydrokarbonsammensetningen som fjernes er et toksisk stoff.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at blandingen som inneholder hydrokarbonsammensetningen (é) er i den væskeformige fase.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at blandingen som inneholder hydrokarbonsammensetningen (e ) er i den gassformige fase.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakter i- sert ved at minst en hydrokarbonsammensetning er et fast stoff, og at blandingen inneholder et oppløs-ningsmiddel for nevnte faste stoff.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at et valgt oppløsningsmiddel i en valgt mengde tilsettes til hydrokarbonblandingen for å maksimere hydrokarbonsammensetningens evne til å bli sorbert av elastomeren.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at blandingen som inneholder hydrokarbonsammensetningene er avløpsvann fra en oljeskifer-retorte-prosess.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at sammensetningen til en annen hydrokarbonblanding endres ved selektivt å utvinne ønskede hydrokarboner fra den første hydrokarbonblandingen og tilsette nevnte utvunnede hydrokarboner til nevnte andre hydrokarbonblanding for å endre dens sammensetning.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at oktantallet til den andre hydrokarbonblandingen økes ved selektivt å utvinne aromatiske hydrokarboner fra den første hydrokarbonblandingen og tilsette nevnte aromatiske hydrokarboner til nevnte andre hydrokarbonblanding for å øke dens oktantall.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hydrokarbonsammensetningen omfatter damper som er fortrengt fra en tank under fylling av tanken med et væskeformig hydrokarbon.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at elastomeren forutvaskes med minst et oppløsningsmiddel valgt for å øke dens kapasitet til å sor bere minst en hydrokarbonsammensetning før den anvendes for denne.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 21, karakterisert ved at sorpsjonen og/eller desorpsjonen utføres ved en temperatur mellom ca. 150°C og ca. 260°C for å øke sorpsjons- og/eller desorpsjonshastig-heten.