CS254210B1 - Odpeňovač alebo zmes odpeňovačov - Google Patents

Description

3 4 25421(1

Vynález sa týká odpeňovača alebo zmesiodpeňovačov hlavně na báze 1'ahko dostup-ných organických kyslíkatých a uhlovodí-kových zlúčenín, ktoré sa l'ahko formulujúa sú účinné na potlačenie tvorby pěny, resp.odpeňovanie ako vodných, tak aj nevodnýchprostředí.

Známe je použitie kyslíkatých organickýchzlúčenín, ako vyšších mastných kyselin aalkoholov, najma však organokremičitýchzlúčenín ako účinných odpeňovačov (USApat. č. 3 458 567, 2 923 687 a čs. autorskéosvedčenie č. 183 982).

Mnohé vodné systémy, ktoré bežne peniasa dajú odpeňovať malým množstvom etoxy-lovaného ricínového oleja a jeho hydroge-nátu a tiež s proipoxylovanými olejmi (USApat. č. 3 180 836). Pre papierenské odpadněvody sú zasa známe (USA pat. č. 3 215 635;Tichomirov V. K.: Pěny. Teorija i praktikaich polučenija i razrušenija. „Chimija“,Moskva /1983/) odpeňovače, pozostávajúcez etoxylovaných mastných kyselin a etoxy-lovaných alkylfenolov v zmesi s nízkomole-kulovými alkoholmi. Odpeňovacia účinnostje známa (USA pat. č. 3 697 438) aj u este-rov polyglykolov s kyselinou olejovou a vzmesi s alkoholmi Ci6 až Cl8, propyléngly-kolom, izopropylalkoholom a minerálnym o-lejom.

Ich kladom sú hygienické vlastnosti, alenedostatkom poměrně nízká odpeňovacia ú-činnost na pěny, vytvořené působením neió-nových tenzidov. V případe organokremiči-tých zlúčenín, ako silikonových olejov jepozoruhodná vysoká odpeňovacia účinnost,ale nedostatkom je najma ich surovinová aenergetická náročnost. V niektorých přípa-dech aj nežiadúce zvýšenie popolnatosti od-peňovaných produktov působením organo-kremičitých odpeňovačov. Aspoň čiastkovériešenie uvedených problémov a ďalšie roz-šírenie sortimentu technických lahkodostup-ných odpeňovačov je možné uplatněním toh-to vynálezu.

Predmetom vynálezu je odpeňovač alebozmes odpeňovačov na báze kyslíkatých or-ganických zlúčenín alebo zmesi kyslíkatýcha uhlovodíkových organických zlúčenín. Vodpeňovači alebo v zmesi odpeňovačov 2až 100 % hmot. tvoří predný alkoholickývedfajší produkt z oxidácie cyklohexánu,izolovaný rektifikáciou prevažne cyklohexa-nol-cyklohexanónovej zmesi, o hustotě pri20 °C v rozsahu 840 až 865 kg. m-3, destilu-júceho 93 + 5 % v rozsahu teplůt varu 92až 142 °C, s číslom zmydelnenia 10 až 60 mgKOH/g, s obsahom hydroxylových skupin 8až 23 % hmot. a/alebo destilačný zvyšok zostupňa oddelovania zvyškového cyklohexa-nolu oxidačnej zmesi cyklohexanol-cyklohe-xanón o hustotě pri 20 °C v rozsahu 960 až980 kg. m-3 s obsahom hydroxylových sku-pin 2 až 10 % hmot., karboxylových skupin 3,5 až 14 % hmot., brómovom čísle 100 až280 g Br/100 g. V případe zmesi kyslíkatých organických zlúčenín s uhlovodíkovými organickými zlú-čeninami tvoří obsah uhlovodíkových zlú-čenín až 98 '% hmot. o· mólovej hmotnosti100 až 1 000 g . mól"1. Výhodou odpeňovača alebo zmesi odpe-ňovačov podlá tohto' vynálezu je rozšíreniesortimentu odpeňovačov, surovinová dostup-nost, umožňujúca dokonca podobné, akohlavný produkt, technicko-ekonomicky zhod-notit vedlajšie produkty z výroby cyklohe-xanónu oxidáciou cyklohexánu. Potom vy-soká stabilita odpeňovačov, reprodukovatel-ná účinnost, dobrá skladovatelnosť a jed-noduchá manipulácia s nimi. V odpeňovači alebo v zmesi odpeňovačovpodlá tohto vynálezu organické kyslíkatézlúčeniny tvoria 2 až 100 ®/o, pričom v tomtomnožstve můžu byť navýše zahrnuté aj zná-me komponenty odpeňovačov, ako kyselinastearová, etanolamid, kyseliny, alifatickéalkoholy Cio až Cis ap. Avšak podstatou jepredný alkoholický vedlajší produkt z oxi-dácie cyklohexánu, spravidla katalyzovanejoxidácie hlavně na cyklohexanol—cyklohe-xanón, izolovaný rektifikáciou prevažnecyklohexanol-cyklohexanónovej zmesi nakolóne (FK-102). Ide v podstatě o bezfareb-nú kvapalinu, z ktorej v rozsahu teplůt 92až 142 °*C/101 kPa vydestiluje 93 + 5 %; jejhustota je v rozsahu 840 až 865 kg. m+číslo kyslosti mává v rozsahu 0,01 až 5 mgKOH/g, číslo zmydelnenia 10 až 60 mg KOHna gram, hydroxylové skupiny 8 až 23 %hmot.; karboxylové skupiny 2 až 8 % hmot.Obvykle obsahuje: 48 až 53 % amylalkoholu; 3 až 5 % izoamylalkoholu, 8 až 10 % n-butanolu, 5 až 7 % izobutanolu, 1 až 2 °/o sek.butylalkoholu, 14 až 20 % cyklohexanónu, 6 až 10 % cyklopentanolu, 3 až 6 % cyklopentanonu, okolo 2 % vody. Ďalej příměsi cyklohexánu, cyklohexénu acyklohexanolu tvoria okolo 1 %.

Dalšími kyslíkatými organickými zlúčeni-nami, ktoré ako také alebo spolu s uhfovo-díkmi tvoria odpeňovač podl'a tohto· vyná-lezu je takisto vedlejší produkt z oxidáciecyklohexánu, izolovaný ako destilačný zvy-šok zo stupňa oddelovania zvyškového cyk-lohexanolu oxidačnej zmesi cyklohexanol——cyklohexanón (ťažký podiel z kolony FK--105). Tento ťažký podiel (z kolony FK-105)obvykle tmavosfarbený mává pri teplote 20stupňov Celzia hustotu v rozsahu 960 až 980kilogramov. m~3 a v rozsahu teplot 150 až263 °C/101 kPa vydestiluje 93 + 5 %; číslokyslosti bývá v rozsahu 0,3 až 3 mg KOH/g;brómové číslo 100 až 280 g Br/100 g; obsahhydroxylových skupin 2 až 10 % hmot. akarboxylových skupin 3,5 až 14 % hmot. K uhlovodíkovým zlúčeninám patria indi- 254210 5 viduálne nasýtené alebo nenasýtené hlavněalifatické uhlovodíky, připadne s obsahomnaftenických uhfovodíkov a prímesami aro-rnátov, najčastejšie však ropné frakcie a znich najma petrolejová frakcia, či frakcía1'ahkého ale aj ťažkého plynového oleja. Po-tom syntetické uhlovodíky, najma však oli-goméry, kooligoméry, či nízkomolekulovépolymery a kopolyméry propylénu, alkénovi diénov Ci a C5, dalej produkty vzniknutétermickým štiepením makromolekulovýchlátok, ako aj hydrogenolýzou makromoleku-lových látok i vyšších uhlovodíkov, napr.uhfovodíkov z vákuových destilátov ropy ap.Okrem tohto možno využit aj hydrogenova-né oligoméry uvedených alkénov a diénovC3 až C5.

Odpeňovač alebo zmesi odpeňovačov po-dlá tohto vynálezu možno rafinovat, sfarbo-vať, či parfumovať. Ďalšie podrobnosti for-mulácie odpeňovača alebo zmesi odpeňova-čov podlá tohto vynálezu, ako aj odpeňo-vacej účinnosti, i ďalšie výhody sú zřejmé zipríkladov. Příklad 1 Z výrobně cyklohexanónu cez interme-diárnu zmes cyklohexanol-cyklohexanón ka-talytickou oxidáciou cyklohexánu sa získá-vá predný alkoholický vedíajší produkt, izo-lovaný rektifikáciou prevažne cyklohexanol--cyklohexanónovej zmesi na koloně (FK--102). Hustota tejto bezfarebnej kvapaliny(v dalšom sa označuje ako vedlajší produktFK-102) při teplote 20 °C = 855 kg.m-3 av rozsahu 92 až 142 cC/101 kPa vydestiluje95 °/o; číslo kyslosti = 0,95 mg KOH/g; číslozmydelnenia = 21,0 mg KOH/g, brómovéčíslo = 27,8 mg KOH/g; hydroxylové skupi-ny 14,3 % hmot.; karboxylové skupiny == 4,6 % hmot.; obsahuje (v % hmot.): 51,9 % amylalkoholu, 3,7 % izoamylalkoholu, 9.5 % n-butanolu, 5.6 % izobutanolu, 1,1 % sek.butylalkoholu, 19,7 % cyklohexanónu, 8,0 % cyklopentanolu, 5,0 % cyklopentanónu a 3.6 % vody. Příměsi cyklohexánu, cyklohexénu a cyk-lohexanolu tvoria okolo 1 °/o.

Destilačný zvyšok zo stupňa oddelovaniazvyškového cyklohexanolu oxidačnej zmesicyklohexanol-cyklohexanón (ťažký podiel zkolony FK-105). Tento ťažký podiel z kolo-ny FK-105 (dalej len ako zvyšok z FK-105)má pri teplote 20 °C hustotu 970 kg . m-3 av rozsahu teplot 150 až 263 °C/101 kPa vy-destiluje 95 % hmot.; číslo kyslosti = 0,9miligramov KOH/g; brómové číslo 229,7 gBr/100 g; obsah hydroxylových skupin —= 4,51 °/o hmot.; karboxylových skupin 8,3percent hmot.

Ako vedíajší produkt FK-102, tak aj oso-bitne zvyšok z FK-105 sa skúšájú ako odpe-ňovače. Ďalej sa skúšajú zmesi s oligomérmipropylénu, tzv. polypropylénového oleja(Propyloil K 300) o strednej mólovej hmot-nosti 449 g. mól“1, hustota pri 20 “C = 840kilogramov. m-3; indexe lomu nD20 = 1,465,teplota tuhnutia = —35 °C a brómovom čís-le = 53,5 g Br/100 g vzorky. Tiež s oligo-mérmi propylénu o vyššej priemernej mólo-vej hmotnosti (propyloil K-1000), ktorá do-sahuje 560 g. mól-1, pričom hustota pri 20stupňoch Celzia = 847 kg. m-3 a teplotatuhnutia = —25 °C; na 1 molekulu poly-propylénového, oleja K-1000 připadá prie-merne 1,5 dvojitej vazby.

Odpeňovacia účinnost sa stanoví tak, žesa penivosť štandardnej vzorky porovnávás penivosťou štandardnej vzorky, do ktorejsa přidá odpeňovač. Postupuje sa tak, že100 cm3 štandardného roztoku alkylsíranusodného (ako aniónového tenzidu alebo po-lyetoxylovaných primárných alkoholov C12až Cit s 9 mólmi etylénoxidu (ako neióno-vým tenzidom) o konc. 1 g . dm-3 sa oipatrnevleje do odmerného valca o objeme 500 cm3a uzavrie sa zábrusovou zátkou. Standardnýroztok sa speňuje prevracaním valca o 180°a spať 50-krát počas 1 min. pri teplote 20 ++ 2 3C. Meria sa výška pěny a výška nespe-neného roztoku po uplynutí 1 min. od ukon-čenia speňovania. Potom penivosť štandarduPš (%) sa vypočítá zo vztahu: Pš = 100, v ktoroin a ~ výška pěny v cm ab = výška nespeneného roztoku v cm.

Odpeňovacia účinnosf sa stanoví týmistým postupom ako štandardného roztoku,ale k 100 cm3 štandardného roztoku sa při-dá 1 kvapka. odpeňovača (0,02 g) a stanovísa Po (penivosť zmesi štandardného roztokus odpeňovačom). Odpeňovacia účinnost’ savyčísli z grafu závislosti penivosti (%) naodpeňovacej účinnosti, pričom na os x sananesie odpeňovacia účinnost (v °/o) od 100do 0 a na os y penivosť štandardného roz-toku. V priesečníku uhlopriečky sa odčítá°/o odpeňovacej účinnosti, pričom sa za ko-nečný výsledok berie aritmetický priemer3 meraní.

Dosiahnuté výsledky odpeňovacej účinnos-ti jednotlivých odpeňovačov sú zhrnuté vtabulke 1. Příklad 2

Postupuje sa podobné ako v příklade 1,len množstvo polypropylénového oleja (K--1000) tvoří v odpeňovači 50 % a destilačnýzvyšok zo stupňa oddelovania zvyškového 254210 7 cyklohexanolu oxidačnej zmesi cyklohexa-nol-cyklohexanón ()ažký , podiel z kolonyFK-105) tvoří zvyškových 50 % hmot. Od-peňovacia účinnost na neiónový tenzid je28 % a na aniónový 40 %. V ďalšom variante sa připraví odpeňovačTabulka 1 pozostávajúci z 30 % hmot. ťažkého podieluz kolony FK-105, 35 % polypropylénovéhooleja (K-1000) a 35 % petroleja. Ódpeňova-cia účinnost na neiónový tenzid je 35 a naaniónový tenzid 47 %. Číslo Zloženie odpeňovača Odpeňovacia účinnost (%) na: pokusu komponent (% hmot.) neiónový tenzid aniónový tenzid 1 kvapka 2 kvapky 1 kvapka 2 kvapky 1 produkt FK-102 100 63 77 35 43 2 produkt FK-105 100 63 76 52 48 3 polypropylénový olej (K-1000)kyselina stearová 80 2,5 100 97 100 98,5 4 FK-105 polypropylénový olej (K-300)kyselina stearová 17.5 87.5 2,5 96 98,5 57 43,5 5 produkt FK-102polypropylénový olej (K-1000)FK-105 10,0 48,7 48,7 91,5 100 63 88 Θ monoetanolamid kyselinystearovej polypropylénový olej (K-1000)FK-105 2,5 87.5 10.5 97 99,5 33 89,5 monoetanolamid kyseliny stearovej 2,5 Příklad 3

Pripravujú sa odpeňovače, resp. potencio-nálně odpeňovače ako v příklade 1, lien saskúmajú krajné hranice zložiek na odpeňo- vaciu účinnost. Dosiahnuté výsledky odpe-ňovacej účinnosti na neiónový a aniónovýtenzid v závislosti od zloženia odpeňovačasú uvedené v tabulke 2.

Tabulka 2

Zloženie odpeňovača Odpeňovacia účinnost (%) na: Komponent (% hmot.) neiónový tenzid aniónový tenzid 1 3 1 3 kvapka kvapky kvapka kvapky 1 2 3 4 5 6

Polypropylénový olej (K 1000) 97,5 0 0 35 36 FK-102 2,5 Polypropylénový olej (K 1000) 80 54 45 27,5 24 FK-102 20 Polypropylénový olej (K 1000) 97,5 51 73 0 49 FK-105 2,5 Polypropylénový olej (K 1000) 95 45 48 26 49,5 FK-105 5 Polypropylénový olej (K 1000) 80 35 48 13 34 FK-105 20 Polypropylénový olej (K 1000) 80 Kyselina stearová 2,5 100 100 97 98,5 FK-105 17,5

Claims (2)

1. 9 Zloženie odpeňovača Komponent (%hmot.) 1 2 FK-102 50 FK-105 50 FK-102 80 FK-105 20 FK-102 20 FK-105 80 FK-102 10 FK-105 10 Polypropylénový olej K 1000 80 FK-102 5 FK-105 5 Polypropylénový olej K 1000 40 petrolej 40 Polypropylénový olej K 1000 40 FK-102 10 FK-105 10 Polypropylénový olej K 1000 80 FK-102 15 FK-105 5 Polypropylénový olej K 1000 97,5 Kyselina stearová 2,5 Příklad 4 Ako uhlovodíkové organické zlúčeniny sapoužijú oligoméry zvyškovej pyrolýznej C4--frakcie, připravené podl'a čs. autorskéhoosvedčenia č. 193 855. Ich priemerná mólo- 10 Odpeňovacia účinnos j (%) na: 1 kvapka 3 3 kvapky 4 1 kvapka 5 3 kvapky 6 26 31 49,5 56,6 14,5 28 48 41 22 42 65 56 3 10,5 53,5 44 0 21 16 72,5 0 0 52,5 62 11 18 61,5 57 100 100 61 61,2 vá hmotnost = 507 g. mól 1 ačíslo = 82 g Br/100 g. Odpeňovač sa naformuluje tak, brómové že pozo- stává (v % hmot.) z 80 % oligomérov alké-nov C4, a 20 % zvyšku FK-105. Odpeňovaciaúčinnost (1 kvapka) na neiónový tenzid je59 % a na aniónový 41 %. P R E D Μ Ξ T

   1. Odpeňovač alebo zmes odpeňovačov nabáze organických kyslíkatých zlúčenín ale-bo zmesi kyslíkatých a uhlovodíkových or-ganických ziúčenín, vyznačujúci sa tým, žev odpeňovači alebo v zmesi odpeňovačov 2až 100 % hmot. tvoří predný alkoholickývedlajší produkt z oxidácie cyklohexánu,izolovaný rektifikáciou prevažne cyklohexa-nol-cyklohexanónovej zmesi, o hustotě pri20 aC v rozsahu 840 až 865 kg . m"3, desti-lujúceho z 93 + 5 % v rozsahu teplot varu92 až 142 °C, s číslom zmydelnenia 10 až 60miligramov KOH/g, s obsahom. hydroxylo-vých skupin 8 až 23 % hmot. a/alebo desti-lačný zvyšok zo stupňa oddelovania zvyš-kového cyklohexanolu oxidačnej zmesi cyk-lohexanol-cyklohexanón o hustotě pri 20 °C ¥ N A L E Z U v rozsahu 960 až 980 kg. m-3 s obsahomhydroxylových skupin 2 až 10 % hmot., kar-boxylových skupin 3,5 až 14 % hmot., bró-movom čísle 100 až 280 g/100 g, a v případezmesi kyslíkatých organických zlúčenín suhlovodíkovými organickými zlúčeninamitvoří obsah uhlovodíkových zlúčenín až 98percent hmot. o mólovej hmotnosti 100 až1 000 g . mól-1.
2. 2. Odpeňovač alebo zmes odpeňovačovpodl'a bodu 1, vyznačujúci sa tým, že v zme-si kyslíkatých a uhlovodíkových organickýchzlúčenín uhlovodíky tvoria ropné frakcie, svýhodou lahký plynový olej a/alebo oligo-méry alkénov Cb až C5, s výhodou oligomérypropylénu a oligoméry C4-alkénov, připadneoligoméry po ich hydrogenácii.