CS232390B1 - Odpenovač - Google Patents

Abstract

Predmetom přihlášky vynálezu je odpenovač pozostávajúci zo 60 až 99 % uhlovodikov a/alebo oligomérov alkénov Cg až Cg a 1 až 40 % kyslíkatých organických zlúčenin o molekulovej hmotnosti 150 až 850, připadne polyolefínov (ataktický polypropylén) o molekulovej hmotnosti 1 000 až 32 000. Aplikačně možnosti sú hlavně v celulozárensko-papierenskom a v potravinárskom priemysle.

Description

i 232 390

Vynález sa týká odpeňovača hlavně na báze lahko dostup-ných petrochemických, ako aj prirodnýoh surovin, ktoré satechnicky 1’ahko formulujú a přitom sú vysoko účinné ako od-peňovacle prostriedky na pěny, vytvořené pósobením tenzldov,zvlášť nelonovýoh a aniónových přísad vo Vodných a neVodnýohprostrediach.

Teoretioké základy vzniku pěny a jej potláčania sú všeobeone známe. Z prlpravkov pre potláčanle tvorby pěny sú v zásaděznáme dva typy: rozrážače pěny a inhibitory tvorby pěny. Z pri-pravkov prvého typu možno uviesť dletyléter, alkoholy a vodnúpáru. Niektoré slabé povrohovoaktivne látky, ktoré penia lenv zriedenom roztoku (amylalkohol), pdsobia ako rozrážače pěnypri aplikáoii na mýdlové pěny a na pěny z vlastnýoh zriedenýchroztokov. Inhibitorom penenia je napr. metylalkohnl, sám nepenla tiež inhibuje penenie zriedeného roztoku tenzidu. Povrch kva-paliny sa přitom zaplav! vysokou konoentráoiou rýohlo difundu-júoioh molekúl a každé zvýšeni© povrchového napžtia sa rýohloanuluje.

Je tiež známe, že účinnéjšie a univerzálnějšie ako rozpusťné odpeňovače sú materiály na báze silikonových olejov, ktorésú vo vodě nerozpustné a majú nízké povrchové nap&tie až20 mN,nf\ Pre inhibovanie penenia sa najčastejSie používá iohemulzia alebo roztok. Polyfluorované uhlovodíky sa používájúako cenné odpeňovače pre mazacie oleje, nakolko majú povrchové 232 390 - 3 - nap&tie vel*mi nízké (lO mN.m”1)· Pre různé aplikáoie sa použí-vá jú rdzne typy odpeňovaSov· Tak, v oelulozo-papierenskom prie·mysle sa Sasto používájú odpeňovaSe kombinované s emulgátoroma uhl*ovodíkom (patent USA. S· 3 935 121). Samotný odpeňovaS jeamidového typu — etylén—bis—stearamid, dietylénglykolmonooleát,minerálny olej a silikonový olej· Při odpeňovaní sulfitovýchvýluhov je používaný odpeňovaS na báze kyseliny behénovejv zmesi so zmydelneným kopolymérom etylén-vinylaoetát, živo—Silnými olejmi a polyetylénglykoldioleátom (patent USA S· 3 893 9M )· Mnohé vodné systémy, ktoré bežne penia, dajú saodpeňovat* s malým množstvom etoxylováného ricínového olejaa jeho hydrogenátu a tiež s propoxylovanými olejmi (patentUSA S· 3 180 836). Pre papierenské odpadné vody sú dalej zná-me (patent USA S. 3 215 635) odpeňovaSe pozostávajúce z eto-xylovanýoh mastných kyselin, etoxylovaných alkylfenolov v zme-si s níaskomolekulovými alkoholmi. Odpeňovaoia účinnost’ jeznáma (patent USA S. 3 697 438) aj u esterov polyglykolovs kyselinou olejovou a v zmesi s alkoholmi až C^g, propy-lénglykolom, izopropylalkoholem a minerálnym olejom·

Pre rdzne priemyselné odvetvia sa používájú obdobné typy,kombináoie esterov, etoxylátov a propoxylátov mastných kyselin,amínov a amidov. Specificky v niektorých pripadoch je nutnánízká toxicita (aplikáoie v potravinárskom priemysle)· Tátopožiadavka je však platná všeobeone·

Uvedené a dalšle odpeňovaSe a zmesi odpeňovaSov sú vlakzložité systémy různorodých látok a produktov, nezriedka suro-vinové i technicky a ekonomicky Vážko dostupných a nie celkomojedinele, na likvidáoiu pien v různých priemyselných a potra-vinářských odvetviach dost* málo úSinnýoh.

Uvedené problémy vlak v podstatnej miere rieéi odpeňovaSpodl*a vynálezu·

Podstata tohéto vynálezu spočívá y tom, že odpeňovaSna báze uhl*ovodíkovýoh a organických kyslíkatých zlúSenínpozostává So do hmotnosti zo 60 až 99 % uhTovodíkov a/alebooligomérov alkénov o molekulovéj hmotnosti 150 až 1000a 1 až 40 % kyslíkatých organických zlúSenín o mol ©kul o vojhmotnosti 150 až 850 a/alebo polyolefínov o molekulovéj hmot-nosti 1000 až 3200· - 4 - 232 390 Výhodou odpeňovača podlá toht.o vynálezu je surovinovádostupnost', vysoká odpeňovacia účinnosťa značná univerzálnost’na pěny, vytvárané působením různých typov tenzidov a inýohpovrchovoaktívnyoh látok. Ďalej vysoká stabilita kvality odpe-ňovačov, správidla. ich zdravotná nezávadnost' alebo iba nízkátoxicita, umožňujúca široké aplikáoie a v neposlednóm radětechnicky jednoduchý spůsob výroby odpeňovača alebo zmesiodpeňovačov.

Pod uhl’ovodlmi ó molekulové j. hmotnosti 250 až 100O podTatohto vynálezu sa okrem ropných frakcií rozumejú aj oligojnéry,či nízkomolekuláme polyméry a kppolyraéry etylénu, propylénua olef-inov i diénov C^. a C~, Sálej produkty vzniknuté termio-kým štiepením makromolekulových látok,. akó aj hydrogenolýzoumakromolekulových látolc i vyšších uhTovodíkov., napr. uhl’ovo<±í-kov 1’ahkého i ťažkóho vykuřovacieho oleja* Okrem toho, možnovyužit’ aj hydrogehovanó oligoméry uvedených alkénov a diénov^4 a θ’5 ·

Ako kyslíkató organické zlúčeniny priohádzajú do úvahykarboxylové kyseliny až 02<(, a to buď akp žistó alebo. zme-si, pričo® můžu <iavy|e obsahovat’ ako prípiesi k-otůkyseldny, al*dohry doky splíny, alkoholy a uhlovodíky. K najyhodn.e-jšim všakpatria kyselině etenrová a kyselině palmitová, resp. technickýstearín* Í5aloj sem· pa tria tuky, a to Čí už rostlinné alebo ži-vočišné, ale ešte vhodnější© Sú parciálně zmyde lněné· alebo par-ciálne hydrolyzované tuky , ako aj. parciálně- esterifikované po—Iyoly, ako parciálně es Verifikovaný trimO tylolprOpén, .paroiál-ne es terif ikovaný pentaarytr-i tol ap. Ďalej produkty ^bxylácie,rósp. polyetoxylácie alifatických alkoholov a/alebo kyselin,ako aj produkty propoxylácie, rfisp. polypropoxyláoie vyššíohmastných alkoholóv a/alebo kysel-íh, rersp. paroiálne hydro lyžo-vaných, resp· pěroiálne zmydelnenýoh tukov* Můžu to byť aj par-ciálně es tarif lkávané polyoly. Ménej vhodné, ako kyslíkaté organické žlúčenipy, ale puuŽi-teTné sú polyolefíny o molekulovéj hmotnosti 1QQO až 32Q0. K najvhodnejšim patří nižŠiemoldkulájTny polyetylén ako vedTajšíprodukt z výroby nizkohrus-totného polyetylénu,- Sálej ataktiokýpolypropylén. Ataktioký propyléft Je vhodnější zbavený izotaktického polypropylénu, připadne aj stereoblokoy. Použitelný je všakaj ataktioký polypropylén bez, ákejkolvek predbežnej úpravy,či ráfinácie. Zvlášť vhodná je kombinácia a taktického póly— 232 390 - 5 - propylénu alebo nízkomolekulového polyetylénu s nízkoviskoz-nymi uhlovodíkmi a kyslíkatými organickými zlúčenlnami ·

Odpeňovač podl’a tohto vynálezu možno rafinovat’, odfarbovaťsfarbovať, či parfuraovat’. Ďalšie podrobnosti zloženia odpeňova-ča alebo zmesl odpeňovačov podTa tohto vynálezu, ako aj odpeňo-vaoej účinnosti i dalšie výhody sú zřejmé z prikladov, v kto-rých je zloženie látok uvddené v končentrácii hmotnostněj· Přiklad 1

Do zásobníka o objeme 0,2 m^ opatrenom kotvovým miešadloma duplikátorom sa nadávkuje 97»5 kg oligomérov propylénu., tzv.polypropylénového oleja (Propyloil K-300) o strednej molekulo-vej hmotnosti 449, hustotě pri teplote 20 °C = 840 kg.m"^,Indexe lomu n^ = 1,465, teplote tuhnutia -35 °C a bromovom čís-le 53,5 S Br/100 g vzorky. Potom za miešania pri teplote 25 °Csa přidá 2,5 kg kyseliny stearovej^ Vznikne leva palný roztokkyseliny, ktorý pri skúške odpeňovania na neiónový tenzid (po-lyetoxylované primárné alifatické alkoholy až s 9 mól- mi etylénoxidu) má odpeňovaciu účinnost’ 96 $. Čalšie výsledky odpeňovacej účinnosti ako samotného poly-propylénového oleja K-300, tak aj roztokov kyseliny stearovejv ňom sú uvedené v tabul*ke 1 ·

Tabulka 1

Druh odpeňovača Obsah kyselinystearovej v od-peňovači% Odpeňovaoia ú-činnosť na ne-ionový tenzid% Polypropylénový olej K-300 0,00 18 Roztok kyseliny stearovejv polypropylénovom olejiK-300 1,00 25 Roztok kyseliny stearovejv polypropylénovom oleji K-300 3,50 98 Roztok kyseliny stearovejv polypropylénovom oleji K-300 5,00 95 - 6 - 232 390

Odpeňovacia účinnost’ sa stanoví tak, že sa penivosť Stan-dardně j vzorky porovnává s jpenivosfou Standardněj vzorky, doktorej sa přidá odpeňovač. Postupuje sa tak, že 100 oaP štan-dardného roztoku alkyl síranu sodného (ako aniotiového tenzidu)alebo polyetoxylovanýoh primárných alkoholov C^g až s 9 molmi etylénoxidu (ako neionovým tenzidom) o konoentrácii 1 g.l"*sa opatrné vleje do odmerného valoa o objeme 500 cm^ a uzavriesa zábrusovou zátkou· Štandardný roztok sa speňuje převracenímvaloa o 180 ° a spát’ 50-krát počas 1 min pri teplota 20 í 2 °C,Meria sa výška pěny a výška nespeneného roztoku po uplynutí1 min od ukončenia speňovania, Potom penivosť Standardu Pšsa vypočítá zo vzťahu PŠ = ~ * 100, v ktorom a = výška pěnyv cm a b = výška nespeneného roztoku v cm. Odpeňovacia účinnost’sa stanoví tým istým postupom ako štandardného roztoku, ale 3 k 100 cm štandardného roztoku sa přidá 1 kvapka odpeňovača(0,02 g) a stanoví sa Po (penivosť zmesi štandardného roztokus odpeňovačom). Odpeňovaoia účinnost’ sa vyčísli z grafu závis-losti penivosti (5^) na odpeňovacej účinnosti, pričom na os xsa nanesie odpeňovaoia účinnost’ (v od 100 do 0 a na os ypenivosť štandardného roztoku· V priesečnlku uhlopriečky sa od-čítá % odpeňovacej účinnosti, pričom sa konečný výsledok berlearitmetický priemer troch meraní· Příklad 2

Postupuje sa podobné s použitím polypropylénového olejaK-300 ako v příklade 1, len odpeňovaoia účinnost’ roztokov kyse-liny stearovej v polypropylénovom oleji sa na rozdiel od príkladu 1 stanovuje na aniónový tenzid (alkylsírany sodné připravenésulfatáciou primámyoh alifatických alkoholov G^g až s ná- slednou neutralizáciou hydroxidom sodný alebo Uhličitanom sod-ným) · Tak roztok kyseliny stearovej v polypropylénovom olejiK-300 o konoentrácii hmotnostnej 1 má odpeňovaciu účinnost* 49 při konoentrácii 3»5 % má odpeňovaciu účinnost’ 80 $a pri konoentrácii 5 % už 93 #· - 7 - Přiklad 3 2323go

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, len s tým rozdielom,že miesto polypropylénového oleja K-300 sa použije na přípravuodpeňovača polypropylénový olej o vyššej priememej molekulovějhmotnosti (Propyloil K-1000), ktorá dosahuje 460, pričom hustotapri 20 °C je 847 kg.m“^ a teplota tuhnutia -23 °Cj na 1 molekulupřipadá 1,5 dvojitej vazby. Tento polypropylénový o-lej K-1000má na neionový tenzid odpeňovaciu účinnost* 19 $· Avšak roztokkyseliny stearovej v ňom připravený pri teplote 50 °C o kon-oentrádi 2,5 $ má na neionový tenzid odpeňovaciu účinnost* 100 >. Příklad 4 V polypropylénovém oleji K-1000 špecifikovanom v příkla-de 3 sa rozpustia dalšie vyššie mastné kyseliny i dikarboxylo-vé kyseliny. Odpeňovacia účinnost’ roztoku kyseliny palmitovejv polypropylónovom oleji o koncentrácii 5 $ je 94 Účinnost’kyseliny kaprylovej o koncentrácii 3>5 % je však na neionovýtenzid len 10 a kyseliny dodekándikarboxylovej 66 Odpeňova-cia účinnost’ polypropylénového roztoku kyseliny palmitovej vočianionovému tenzidn pri koncentrácii kyseliny 3 % je 53 5« a pri koncentrácii 5 % je účinnost’ 68 Příklad 5 V polypropylénovom oleji K-1000 sa rozpustí jednak 5a jednak 10 % a taktického polypropylénu. Získá sa viskoznahmota s odpeňovacou účinnosťou na neionový tenzid 86 %. Pri roz-puštění dalších 3»5 % kyseliny stearovej v tejto zmesi s 10 $ a taktického polypropylénu získá sa odpeňovacia účinnost’ 87Avšak pri 5 a 10 $ a taktického polypropylénu o priememej mo-lekulové j hmotnosti 18 200 v polypropylénovom oleji K-300 jeodpeňovaoia účinnost’ len 29 a 65 %· - 8 - Příklad 6 232 390 V polypropylénovou! oleji K-1000 Speciíikovanom v příklade4 sa rozpustí 5 % zanesl monoglyoeridov, diglyoeridov, triglyoe-ridov a vySSích mastných kyselin, s obsahom monoglyoeridov29 $>, číslom kyslosti 6 a teplotou topenia 44 °C (Emulgátor c).Odpeňovaoia účinnost’ tohto roztoku je na neiónový tenzid 100 £·Avšak rozpuštěním 5 % bravčovej masti v polypropylénovou! olejizískaný roztok nemá žiadnu (nulová) odpeňovaoiu účinnost*·Naproti tomu na anionový tenzid polypropylénový olej s 5 í Emulgátora C má odpeňovaoiu účinnost* 62 % a s 5 % bravčovej masti41 Příklad 7

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, ale miesto polypro-pylénového oleja sa ako rozpúšťadlo kyseliny stearovej použijevykurovaoí olej l’ahký z atmosferioko-vákuovej destiláoie ropy,áalej plynový olej a didodeoylbenzén· Na neiónový tenzid odpe-ňovaoia účinnost* roztoku kyseliny stearovej o konoentráoii 3,5 i» je 21 %, v plynovom oleji 51 a v didodeoylbenzéne 46 Příklad 8

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, len miesto oligomé-rov propylónu (polypropylénového oleja K-300) sa použijú oligo-méry C^-olefínov, připravené podl*a čs· autorského osvedčenia č·193 855· Slabonažltlý kvapalný produkt nížkomolekulovýoh homo-polymórov a kopolymérov C^-alkénov a diénov má priememú mole-kulová hmotnost* 507 a bromové číslo 82 g Br/lOO g produktu·Připravuje sa homopolymzrizáoiou a kopolymerizáoiou v podstatěodbutadienizovanej pyrolýznej C^-frakoie (zloženie v propylén s propánom s 0,33» izobután = 3»Oj n-bután = 14,52} 1,3-butadién = 0,13} 1-butén = 29,19} izobutén = 37,83} trans--2-butén = 10,0} ois-2-butéh = 4,7 a izopentán =0,3) pri tep-lotě 26 í 1 °C počas 6 h za katalytického účinku 3 $ katalytic-kého komplexu na báze ohloridu hlinitého a ohlorovodíka spolus alkylbenzénmi. Roztok 3,5 % kyseliny stearovej v nízkomole- - 9 - 232 kulových homopolymérooh a kopolyméroch C^-alkénov a diónov dosahujú na neiónový tenzid odpeňovaciu účinnost’ Příklad 9

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, ale miesto polypro-pylénového oleja sa použije biely olej (biely olej 45), ktorýje zanesou ostrOrafinovanýtíh. odparaf inovaných ropných . tekutýchuhl’ovodíkov, vrúoich prevažne nad 360 °C. Tvoři čiru, bezfareb-nú, nofluoreskujúcu Viskóznu kvapalinu s kinematickou viskozi-tou pri 25 40 n«^.s"h Roztok 3,5 5» kyseliny stearovej v tomto oleji má odpeňovaciu účinnost’ na neiónový tenzid 55,5 $a na salónový 91 Příklad 10 V polypropylénovom pleji K-1000 sa rozpustí 2,5 % kyselinystearovej a 3 $ polypropoxylovanýoh ťažkýoh podielov z rektiři-kúoi-e .surového ^-etylhexanolu s 15 mólmi (na 1 mol destilač-nýoh zvyškov z nektif ikácie surového 2-etylhexanolu)· Získanázmes odpeňovačov má účinnost’ 91 $>» Příklad 11 V poiypropylénovom oleji K-1000 sa rozpustí 5 % hov&amp;dziehotuku- (loja)* Odpeňovacia účinnost’ tohto odpeňovača je 82Po přidaní dalších 2,5 $ kyseliny stearovej stupně na 94 $·

Bríkla-d 12

Postupuje sa podotkne ako v příklade 9, ale v bielom olejisa rozpustí 5 % zmesi monoglyoeridov, diglyceridov, triglyoe-ridov vyšších mastných kyselin, s obsahem monoglyoeridov 29Čislom kyslosti 6 a teplotou topenia 44 °C (Emulgátor c).OdpoňovaOia účinnost’ na aniónový tenzid je 81,5 % (pri jednejkvapke) &amp; 90 pri dvoch kvapkátíh. - 10 - Příklad 13 232 390

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, len míesto oligomórov propylénu sa použije zmes n~alkánov až (priemer- né molekulová hmotnost' = 176) a obsah kyseliny stearovej v ňomtvoří 25 Odpeňovaoia účinnost’ tohto odpeňevača pri dvooh kvapkách na neionový Standard je 100 na alkalickýneionový Standard takisto 100 % a na aniónový Standard 82 $· Příklad 14

Postupuje sa podobné ako v příklade 5t len miesto atak-tiokého polypropylénu sa použije 5 % a 10 nízkomolekulovéhopolyetylénu o priememej molekulovéj hmotnosti 2 130» odpada-júoi ako vedl'ajSí produkt z výroby nížkohustotného polyetylé-nu vysoko tlakovým spésobom· Odpeňovaoia účinnost' je 28 a 63 $>·S dalšími 2,5 % kyseliny stearovej je odpeňovaoia účinnost’na neionový tenzid 83 a 89 ¢.

Claims (5)

1. -44 - PREDMET VYNÁLEZU 232 390 1· Odpeňovaě na báze uhlovodíkových a organických kyslí-katýoh zlúěenin, vyznaěujúoi sa tým, že pozostává ěo do hmot-nosti zo 60 až 99 % uhlovodíkov a/alebo oligoiaérov alkénovo molekulovéj hmotnosti 150 až 1000 a 1 až 40 % kyslikatýohorganiokýoh zlúčenín o molekulovéj hmotnosti 150 až 850a/alebo polyolefínov o molekulovéj hmotnosti 1000 až 3200.
2. 2. Odpeňovaě podlá bodu 1, vyznaěujúoi sa tým, že uhlovo-díky tvoria ropné frakoie, s výhodou plynový olej a bielyolej a/alebo syntetické uhlovodíkové oleje, s výhodou hydro-genované oligoméry alkénov a produkty štiepenia polymérov.
3. 3· Odpeňovaě podlá bodu 1 a 2, vyznaěujúoi sa tým, žeoligoméry alkénov tvoria oligoméry aspoň jedného alkénuCg až C^, s výhodou oligoméry propylénu a oligoméry C^-olefí-nov a/alebo oligoméry zmesi alkénov až C^, s výhodou oli-goméry zmesi alkénov a diónov uhlovodíkových frakcií Cj^ a C^.
4. 4. Odpeňovaě podlá bodu 1 až 3, vyznaěujúoi sa tým, že kyslíkaté organické zlúěeniny tvoří aspoň jedna karboxylovákyselina až s výhodou kyselina stearová a kyselina palmitová.
5. 5. Odpeňovaě podlá bodu 1 až 4, vyznaěujúoi sa tým, žeorganické zlúěeniny tvoria tuky, s výhodou parciálně hydroly-žované tuky a/alebo parciálně esterifikovanó viacmooné alko-holy aspoň jednou vyššou mastnou kyselinou, s výhodou par-oiálne esterif ikovaný glycerol.