CS240516B1 - Odpěnovač a/alebo komponent odpeňovacieho prostriedku - Google Patents

Description

240516

Tento vynález sa týká odpeňovača a/ale-bo komponentu odpeňovacieho prostriedkuna báze aspoň jednej uhlovodíkové] zlúče-niny a najmenej jednej organickej polárnejzlúčeniny.

Teoretické základy penenia, tvorby a po-tláčania pěny sú všeobecne známe. Pří-pravky pre potláčanie pěny v určitom sy-stéme sa delia na inhibitory tvorby pěny arozrážače pěny. Odpeňovanie z hlediska fy-zikálno-chemického súvisí so změnou po-vrchového napátia hlavně na povrchu kva-paliny v peniacom systéme.

Najznámejšie a účinné odpeňovače súzaložené na silikonových olejoch. Sú jednakolejového^ typu, jednak vo formě vodou rie-ditelných emulzií. Takmer každé výrobnéodvetvie používá určité typy odpeňovačov,ktorých účinnost závisí aj od obsahu pří-měsí v odpeňovacích systémoch. Tak, ce-lulczarensko-papiernický priemysel používánajčastejšie uhlovodíkové typy odpeňovačovv emulziách (USA pat. 3 935 121). Účinnézložky tvoria dietylénglykolmonooleát, po-lysiloxány, resp. silikónový olej, etyléntri-stearamid. Pri odpeňovaní sulfitových vý-luhov sa obvykle používá odpeňovač připra-vený zo živočišných tukov s účinnými pří-sadami, ako1 je kyselina behénová, polyety-lénglykoldiolát, zmydelnený kopolymér ety-lén-vinylacetát (USA pat. 3 893 941). Tech-nologické vody v papierenskom priemysle saodpeňujú systémami připravenými z etoxy-látov ricínového oleja, alkylfenolov, mast-ných kyselin v zmesi s nízkomolekulovýmialkoholmi (USA pat. 3 215 635). Známe zlož-ky odpeňovačov sú teda rožne etoxylovanéa propoxylované alkoholy v zmesiach s al-koholmi Cjg až C18, s propylénglykolom, izo-propylalkoholom a minerálnym olejom.

Známe odpeňovače sú často zložité systé-my, pripravujú sa z technicky ťažko dostup-ných, a tým aj drahých surovin a nie súaplikovatelné vo viacerých odvetviach.

Podlá tohto vynálezu odpeňovač a/alebokomponent odpeňovacieho prostriedku nabáze aspoň jednej uhlovodíkovej zlúčeninya najmenej jednej organickej polárnej zlú-čeniny, pozostáva zo 70 až 99,7 % hmot.uhlovodíka alebo zmesi uhlovodíkov o mo-lekulovej hmotnosti 150 až 3 000 g.mol-1a 0,3 až 30 % hmot. najmenej jednej polár-né) organickej zlúčeniny, vybranej zo sku-piny zahrňujúcej produkt reakcie karboxy-lovej kyseliny C12 až C24 alebo zmesi tých-to karboxylových kyselin s amínofenolmi a-lebO' hydroxycyklohexylamínom, a/alebo sul-fokyselín alebo ich solí s alkanolamínmi C2až C6, zmesi aspoň dvoch alifatických alko-holov Ca až Cie s prímesou esterov, tuk a//alebo čiastočne amonolyzované tuky.

Uhlovodíkové rozpúšťadlá možu tvoriť pa-rafíny, izoparafíny, cykloalkány a ich zmesiaj s prímesou aromátov alebo tiež izolovanéjednotlivé uhlovodíky. Z uhlovodíkovýchfrakcií možno použit' fažký benzín, petro-lejové frakcie, rožne frakcie plynového ole- ja, ako aj užšie destilačné řezy, alebo ra-finované zmesi uhlovodíkov, ako sú tzv. bie-le oleje, medicinálně oleje, ktoré sú vhod-né aj pri aplikácii odpeňovača v potravi-nárskom priemysle. Pre menej náročné ap-likácie je možné použil frakciu 1'ahkého vy-kurovacieho oleja, menej vhodný je fažkývykurovací olej. K uhlovodíkem, ktoré sapripravia synteticky, patria oligoméry jed-notlivých alkénov C2 až C5, najma však pro-pénu, alkénov C4-frakcie, ale tiež oligomé-ry izolované ako predné podiely pri výroběpolyetylénu, polyizobutylénu.

Patria sem aj produkty krakovania vyš-ších ropných uhlovodíkov, ako aj polymé-rov, napr. produktov krakovania parafínova tiež krakovania a/alebo pyrolýzy parafi-nicltých gáčov, nízkomolekulových polyole-fínov, odpadov z polyolefínových plastov aelastomérov. Syntetickými uhlovodíkmi sútiež uhlovodíky syntetizované z oxidu uhol-natého a vodíka, napr. Fischerovou - Trops-chovou syntézou, konverziou, či hydrogená-ciou uhlia, připravené z alkoholu dehydra-táciou, aj z glycidov a přeměnami dalšíchorganických zlúčenín.

Ako polárné organické zlúčeniny o mo-lekulovej hmotnosti 100 až 2 000, lepšie 150až 800, prichádzajú do· úvahy organické zlú-čeniny, obsahujúce v molekule viazaný as-poň jeden z prvkov: dusík, kyslík, síra. Naj-vhodnejšie sú organické zlúčeniny, obsa-hujúce v molekule súčasne jeden až dvakyslíkové a dusíkové atomy. K takým patriaprodukty reakcie individuálnych alebo zme-sí karboxylových kyselin, ako aj organosul-fónových kyselin s alkanolamínmi C2 až C4,najma však s monoetanolamínom, dietanol-amínom, trietanolamínom, ako aj propanol-amínmi. Ďalej s hydroxyarylarnínom, zvlášťs amínofenolom, alkylamínofenolom a ichderivátmi, ako aj vrátane hydroxyalkylaryl-amínom a dlamínofenolom, tiež s hydroxy-cykloalkylamínom, zvlášť s 4-hydroxycyklo-hexylamínom, hydroxyalkylcyklohexylamí-nom, dihydroxyalkylcyklohexylamínom ap. Zkyselin sú vhodnejšie karboxylové kyselinyC8 až C20, najma však kyselina stearová, ky-selina palmitová a kyselina olejová. Z or-ganosulfónových kyselin sú to alkánsulfó-nové kyseliny, alkylarylsulfónové kyseliny, Z hfadiska vhodnosti na široké aplikácieodpeňovačov, najvhodnejšie sú 2-hydroxy-etylamid a bis-(2-hydroxyetyl)amid kyseli-ny stearovej a kyseliny palmitovej.

Ako karboxylové kyseliny možno použiftiež syntetické mastné kyseliny, napr. při-pravené karboxyláciou či hydrokarboxylá-ciou alkénov, karbonyláciou alkoholov, oxi-dáciou alkánov, cykloalkánov, ale aj izolo-vané z ropných a iných prírodných pro-duktov, ako sú nafténové kyseliny, talovékyseliny a pod.

Vhodné sú tiež rastlinné a živočišné tu-ky, obvykle modifikované, napr. parciálnouhydrogenáciou, hydrolýzou alebo zmydel- 240516 nením a potom aspoň parciálně amonolyzo-vané alkanolamínmi. Súčasťou odpeňovača podl'a tohto vyná-lezu možu byť aj iné známe komponenty sodpeňovacím účinkom, resp. odpeňovač po-dlá tohto vynálezu je komponentom zná-mých odpeňovacích prostriedkov. Ďalšie ú-daje, ako aj výhody sú zřejmé z príkladov. Přikladl

Do banky o objeme 250 cm3 opatrenejmiešadlom a teplomerom sa nadávkuje 97,5gramov oligomérov propylénu, tzv. poly-propylénového oleja (Propyloil K 300) ostrednej molekulovej. hmotnosti 449 kg.. mol-1, hustotě pri teplote 20 °C = 840 kg . .. m-3, indexe lomu nD20 = 1,465, teplotetuhnutia —35 °C a brómovom čísle 53,5 gBr/100 g vzorky. Potom sa za miešania priteplote 60 až 70 °C přidá 2,5 g 2-hydroxye-tylamidu kyseliny stearovei. Po úplnom roz-puštění sa zmes nechá vychladnúf. jemnázrazenína 2-hydroxyetylamidu kyseliny stea-rovej sa použije pri skúške odpeňovania —na neiónový tenzid (polyetoxylované pri-márné alifatické alkoholy Cr> až C14 s 9mólmi etylénoxidu) má odpeňovaciu účin-nost' 100 %.

Na aniónový tenzid (olkylsíran sodný, při-pravený sulfatáciou primárných alifatic-kých alkoholov Ci3 až C|.; a následnou neu-tralizáciou hydro-.idom sodným alebo uhii-čitanom sodným) je odpeňovacia účirmosí98 «/o.

Odpeňovacia účinnost v silné alkalickomprostředí (20 g NaOH rozpuštěných v 1000gramoch neiónového tenzidu) je 100 %.

Pri skúške odpeňovacej účinnosti sa po-stupuje tak, že 100 cm3 štandardného ai-kylsíranu sodného (aniónový tenzid) alebopolyetoxylovaných primárných alkoholovC13 až C14 s 9 mólmi etylénoxidu (neiónovýtenzid) o konc. 1 g.cm-3 sa opatrné vle-je do odmprného valca o objeme 500 cm3a uzavrie zábrusovou zátkou, Štandardnýroztok sa speňuje překlepáním valca o 180stupňov a spáť 50-krát počas 1 min pri tep-lote 20 + 2 °C.

Meria sa výška pěny a výška nespenené-ho roztoku po uplynutí 1 min od ukončeniaspeňovania. Potom penivosť standardu Ps (%) sa vypočítá zo vztahu Ps = —-—. 100 v ktorom a = výška pěny v cm, b výška ne-speneného roztoku v- cm. Odpeňovacia ú-činnost sa stanoví tým istým postupo-m akoštandardného roztoku, ale k 100 cm3 štan-dardného roztoku sa přidá 1 kvapka (0,02gramov) odpeňovača a stanoví sa Po (pe-nivosť zmesi štandardného roztoku a odpe-ňovača). Odpeňovacia účinnost sa nakoniecvyčísli z grafu závislosti penivosti (%) naodipeňovacej účinnosti, príčom na os x sananesie odpeňovacia účinnost (v %) od 100 do 0 a na os y penivosť štandardného’ roz-toku. V priesečníku uhlopriečky sa odčítápere. odpeňovacej účinnosti, pričom sa zakonečný výsledok berie. aritmetický priemertroch meraní. Příklad 2

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,ale s tým, odlišením, že sa použijú oligo-méry propylénu (polypropylénový olejK1 000, resp. Propyloil K 1000) o vyššejpriemernej molekulovej hmotnosti, ktorádosahuje 460 kg.mol-1, pričom hustota pri20 °C je 847 kg. m-3 a teplota tuhnutia—25 3C.

Tento samotný polypropylénový olei mána neiónový tenzid odpeňovaciu účinnost19 %. Avšak v ňom připravený roztok 2--hydroxyetylamidu kyseliny stearovej podl'apříkladu 1 o koncentrácii 2,5 % hmot. máodpeňovaciu účinnost 100 %. Podobné ajpre aniónový tenzid je odpeňovacia účin-nost 100 %. Podobné na silno zalkalizovanýneiónový tenzid (podřa příkladu 1) má od-peňovaciu účinnost 100 %. Odpeňovač po-zostávajúci z 1,0 % hmot. 2-hydroxyetylami-du kyseliny stearovej v polypropylénc-vomoleji K 1 000 má odpeňovaciu účinnost v nc-iónovom tenzide 55 % a v auiónovom ten-zide 64 %. Pri koncentrácii 1,5 % hmot. 2--hydrexyetylamidu kyseliny stearovej v po-lypropylénovém oleji K 1000 má odpeňo-vaciu účinnost v neiónovom tenzide 100 %a takisto v aniónovom tenzide 100 %. Příklad 3

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,ale miesto polypropylénového- oleja sa akorozpúš*'adlo 2-hydroxyetylamidu kyselinystearovej použije biely olej (biely olej 45),ktorý je zmesou ostro-rafinovaných odpara-finovaných ropných tekutých uhfovodíko-v,s teplotou varu prevažne nad 360 °C. Tvo-ří číru, bezfarebnú, viskóznu a přitom ne-fluoreskujúcu kvapalinu s kinematickou vis-kozito-u pri 25 °C 40 mm2. s-1. Roztok 2,5pere. hmot. kyseliny stearovej v tomto- ole-ji má odpeňovaciu účinnost na neiónovýtenzid 71 %, na aniónový tenzid 68 % a nasilné alkalický neiónový tenzid 60 %. Příklad 4

Postupuje sa podobné ako- v příklade 1,ale misto- polypropylénového oleja sa akoolejová zložka systému použije zmes poly-propylénového oleja a petroleja (1 : lj. Roz-tok 5 % hmot. 2-hydroxyetylamídu kyseli-ny stearovej v uvedenom rozpúšťadle máodpeňovaciu účinnost na neiónový tenzid100 °/o, silné alkalizovaný neiónový tenzid100 % a na aniónový tenzid 96 %.

Pri koncentrácii 2,5 % hmot. 2-hydroxy-etylamidu kyseliny stearovej v uvedenom 240516 Ί. rozpúšfadle má odpeňovaciu účinnost1 naneiónový tenzid 97 %, na aniónový tenzid91 % a silné zalkalizovaný neiónový ten-zid 82 %. Příklad 5

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,ale miesto 2-hydroxyetylamidu kyseliny stea-rovej sa použije 2-hydroxyetylamid kyseli-ny palmitovej. Roztok 2,5 °/o hmot. 2-hydro-xyetylamidu kyseliny palmitovej v polypro-pylénovom oleji K 300 má odpeňovaciu ú-činnost na neiónový tenzid 94 %, na silnéalkalický nei lnový tenzid 82 % a na ani-ónový tenzid 71 °/o.

Roztok 2,5 % hmot. 2-hydroxyetylamidukyseliny palmitovej v polypropylénovom o-leji K 1 000 má odpeňovaciu účinnost na ne-iónový tenzid 97 °/o, na silné zalkalizovanýneiónový tenzid 90 % a na aniónový ten-zid 72 o/o. Příklad 6

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,.le miesto 2-hydroxyeíylamidu kyseliny stea-rovej sa použije bis-(hydroxyetyl) amid ky-seliny stearovej. Roztok 2,5 % hmot. bis--(hydro yetyl)amidu kyseliny stearovej vpolypropylénovom oleji K 1 000 má odpe-ňovaciu 'činnost' na neiónový tenzid 79 %,m. silné alkalický neiónový tenzid 45 % a na aniónový tenzid 72 %. Příklad 7

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,ale miesto 2-hydroxyetylamidu kyseliny stea-rcvej sa použije 4-hydroxyfenylamid kyse-liny stearovej. Roztok 2,5 % hmot. 4-hyd-roxyfenylamidu kyseliny stearovej v poly-propylén ovom oleji K 1 000 má odpeňova-ciu účihnos- na neiónový tenzid 95 %, nasilné alkalizovaný neiónový tenzid 80 c/oa na aniónový tenzid 86 °/o. Příklad 8

Postupuje sa podobné ako· v příklade 1,ale miesto 2-hydroxyetylamidu kyseliny stea-rovej sa použije 4-hydroxycyklohexylamidkyseliny stearovej. Roztok 2,5 % hmot. 4--hydroixycyklohexylamidu kyseliny stearo-vej má odpeňovaciu účinnost na neiónovýtenzid 92 °/o, na silné alkalizovaný neióno-vý tenzid 78 % a na aniónový tenzid 84pere. Příklad 9

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,ale miesto polypropylénového oleja K 300sa použije ako rozpúšťadlo petroolej. Roz-tok 2,5 % hmot. 2-hydroxyetylamidu ky-seliny stearovej v petrooleji má odpeňova-ciu účinnost na neiónový tenzid 84 %, na silné alkalizovaný neiónový tenzid 81 % ana aniónový tenzid 97 %. Příklad 10

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,ale miesto 2-hydroxyetylamidu kyseliny stea-rovej sa použije kvartérna báza trietanol-amínu s kyselinou stearovou (připravená za-hrievaním kyseliny stearovej s ekvivalent-ným množstvom trietanolanňnu 2 h pri tep-lete 1-0 Cj. Roztok 2,5 % hmot. kvartér-nej bázy trietanolamínv s kyselinou stea-rovou má odpeňovaciu účinnost na neióno-vý tenzid 100 %, na aniónový tenzid 37 %a na silné zalkalizovaný neiónový tenzid 83pere. Příklad 11

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,ale miesto 2-hydroxyetylamidu kyseliny stea-rovej sa použije sójový olej má číslo zmy-delnenia 139,5 mg KOH/g, pričom sa amo-nolyzuje ekvivalentným množstvom etanol-amínu pri teplote 120 až 130 CC počas 3 hj.Roztok amonolyzovaného sójového, oleja vpolypropylénovom oleji K 1 000 o konc. 2,5pere. hrnci, má odpeňovaciu. účinnost naneiónový tenzid 84 %, na silné alkalizova-ný neiónový tenzid 84 % a na aniónový ten-zid 53 %. Přiklad 12

Postupuje sa podobné ako v příklade 11,ale miesto amonolyzovaného sójového ole-ja sa použil amonolyzovaný slnečnicový o-lej. Odpeňovacia účinnost na neiónový ten-zid je 93 %, na silné alkalizovaný neióno-vý tenzid 82 % a na aniónový tenzid 65 %.Příklad 13

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,ale miesto 2-hydroxyetylamidu kyseliny stea-rovej sa použije kvartérna báza petrosul-fónanu sodného s trietanolamínom. Kvar-tréna báza sa připraví z petrosulfónanu sod-ného neutralizáciou 10 % hmot. kyselinouchlorovodíkovou, zbavením chloridových ió-nov premývaním vodou až je negativnaskúška na AgNO3. K takto pripravenej pe-trosulfónovej kyselině sa přidá ekvivalentněmnožstvo trietanolamínu a zmes sa miešapočas 2 h pri teplote 120 až 130 °C. Roztokkvartérnej bázy v polypropylénovom olejiK 1 000 o konc. 2,5 % hmot. má odpeňova-ciu účinnost nanelónový tenzid 52 %, nasilné alkalizovaný neiónový tenzid 40 % ana aniónový tenzid 47 %. Příklad 14

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,ale miesto' polypropylénového oleja K 300

Claims (6)

1. 240 9 sa použije ako rozpúšťadlo polypropyléno-vý olej K 1000. Roztok 2,5 % hmot. 2--hydroxyetylamidu kyseliny stearovej a 0,1proč. hmot. oleylpolyetoxaméru má odpe-ňovaciu účinnost na aniónový tenzid 91 %[pri 1 kvapke) a 95 % pri 2 kvapkách. Naneiónový tenzid je to 90 % pri jednej a 100pere. pri dvoch kvapkách odpeňovača.Příklad 15 Postupuje sa podobné ako v příklade 1,len miesto 2,5 % hmot. kondonzačného pro-duktu raonoetanolamínu s kyselinou stearc-vou sa použije 2,5 % hmot. kondenzačné-ho produktu dietanolamínu s kyselinou stea-rovou v polypropylénoivom oleji K 1000.Odpeňovaciu účinnost na neiónový tenzidmá 86 % pri jedneij a 100 % pri dvochkvapkách. 16 10 Příklad 16 Postupuje sa podobné ako v příklade 1,len ako rozpúšťadlo sa použije polypropylé-nový olej K 1 000, v ktorom dalšími zložka-mi v množstve 5,5 % hmot. je trietanolamín,2,5 % hmot. hydroxyetylamíd kyseliny stea-rovej a 10 % hmot. zmesi alifatických al-koholov C8 až C12 s obsahom acetálov a es-terov o mólovej hmotnosti 220 g.mol-1 akinematickej viskozite pri 20 °C = 33,6.. 10-6m2s-1; pri 50 °C = 8,25.10-6m2s-1(OH = 7,31 % hmot.; číslo kyslosti = 0,57miligramov KOH/g; číslo zmydelnenia —— 29,81 mg KOH/g; CHO = 0,2 % hmot.).Odpeňovacia účinnost na neiónový tenzidje 99 °/o pri jednej a 100 % při dvochkvapkách a na aniónový 72 %, resp. 81 %. PREDMET

   1. Odpeňovač a/alebo komponent odpe-ňovacieho prostriedku na báze aspoň jed-nej uhtovodíkovej zlúčeniny a najmenej jed-nej organickej polárnej zlúčeniny, vyzna-čujúci sa tým, že pozostáva zo 70 až 99,7 %hmot. uhtovodíka alebo zmesi uhíovodíkovo molekulovej hmotnosti 150 až 3 000 g..mol-1 a 0,3 až 30.% hmot. najmenej jed-nej polárnej organickej zlúčeniny, vybranejZO' skupiny zahrnujúcej produkt reakcie kar-boxylovej kyseliny C12 až C24 alebo zmesitýchto karboxylových kyselin s amínofe-nolmi alebo hydroxycyklohexylamínom, a//alebo sulfokyselín alebo ich solí s alkanol-amínmi C2 až C6, zmesi aspoň dvoch alifa-tických alkoholov C8 až Cí6 s prímesou es-terov, tuk a/alebo čiastočne amonolyzovanétuky.
2. 2. Odpeňovač a/alebo komponent odpeňo-vacieho prostriedku podlá bodu 1, vyzna-čujúci sa tým, že uhlovodík tvoří uhlovodíkz ropy alebo zmes uhíovodíkov tvoria rop-né frakcie, s výhodou frakcie tažkého ben-zínu, petroleja, plynového oleja, tzv. bielyalebo medicinálny olej, a/alebo syntetickéuhlovodíky, s výhodou oligoméry alkénualebo zmesi alkénov C2 a C5.
3. 3. Odpeňovač a/alebo komponent odpe-ňovacieho prostriedku podlá bodov 1 a YNÁLEZU připadne 2, vyznačujúci sa tým, že polárnuorganickú zlúčeninu alebo polárné organic-ké zlúčeniny tvoria produkty reakcie kar-boxylovej kyseliny C12 až C24 alebo zmesitýchto karboxylových kyselin s aspoň jed-ným alkanolamínom C2 až C4, s výhodou smonoetanolamínom alebo' dietanolamínom.
4. 4. Odpeňovač a/alebo komponent odpeňo-vacieho prostriedku podlá bodov 1 až 3,vyznačujúci sa tým, že polárnu organickúzlúčeninu alebo polárné organické zlúčeni-ly tvoria produkty reakcie karboxylovej ky-seliny C12 až C24 alebo zmesi karboxylovýchkyselin s aspoň jedným amínofenolom a//alebo hydroxycyklohexylamínom.
5. 5. Odpeňovač a/alebo komponent odpe-ňovacieho prostriedku podlá bodov 1 až 4,vyznačujúci *sa tým, že polárnu organickúzlúčeninu alebo' polárné organické zlúčeni-ny tvoří jeden alebo zmes 2-hydřoxyetyla-midu a bis- -2-hydroxyetyl amidu karboxy-lových kyselin C12 až a/alebo sulfóno-vých kyselin.
6. 6. Odpeňovač a/alebo komponent odpeňo-vacieho prostriedku podlá bodov 1 až 5,vyznačujúci sa tým, že polárnu organickúzlúčeninu alebo polárné organické zlúčeni-ny tvoria tuky čiastočne amonolyzované e-tanolamínom a/alebo dietanolamínom.