CS259271B1 - Qdpeňevač na báze kyslíkatých organických zlúčenín - Google Patents

Description

I 259271

Vynález sa týká odpeňovača na báze kys-líkatých organických zlúčenín a připadnetiež vyšších uhlOvodíkov i přísad pomocnýchlátok, ktorý sa 1'ahko formuje s využitímprevážne vefkotonážne vyrábaných petro-chemických surovin a mecjziproduktov. Z prípravkov na potlačenie tvorby pěnysú v zásadě známe dva typy: rozrážače pě-ny a inhibitory tvorby pěny. Z prípravkovprvého typu možno uviesf dietyléter, alko-holy a vodná páru. Niektoré slabé povr-chovo aktivně látky, ktoré penia len v zrie-denom roztoku (amylalkohol) posobia akorozrážače pěny pri aplikácii na mýdlové pě-ny a pěny z vlastných zriedených roztokov.Inhibítorom penenia je napr. metanol. Sámnepení a tiež inhibuje penenie zriedenéhoroztoku tenzidu. Povrch kvapaliny sa přitomzaplaví vysokou kopcentráciou rýchlo di-fundujúcich molekúl a každé zvýšenie povr-chového ňapatia sa rýchlo anuluje.

Avšak spravidla účinnejšie a univerzál-nejšie ako rozpustné odpeňovače sú mate-riály na báze silikonových olejov, ktoré súvo vodě nerozpustné a majú nízké povrcho-vé napatie. Pre inhibovanie penenia sa naj-častejšie používá ich emulzia alebo roztok,hlavně vo výrobniach antibiotik, sacharózy,drcždia, celulózy, papiera, mazacích olejov,nátěrových látok a textilu [Tichornirov V.K.: Pěny „Chimija“, Moskva (1983)]. Ďalejpolyfluórované uhlovodíky sa používajú akoúčinné odpeňovače pre mazacie oleje, le-bo majú veřmi nízké povrchové napatie {10mNm~1). Potom v závislosti od příčiny vy-tvorenia pěny, či druhu pěny sa používajúrčzne druhy či typy odpeňovačov. Tak, vcelulózarensko-papierenskom priemysle sačasto používajú odpeňovače kombinované semulgátorom a uhfovodíkom (USA pat.3 935 121). Pri odpeňovaní sulfitových výlu-hov sú účinné odpeňovače na báze zmydel-neného etylén-vinylacetátového kopolyméruspolu so živočišnými olejmi a polyetyléngly-koldioleátom (USA pat. 3 893 941). Pre od-padne vody z papierenského priemyslu súďalej známe (USA pat. 3 215 635) odpeňova-ča pozostávajúce z etoxylovaných mastnýchkyselin, etoxylovaných alkylfenolov v zme-si s nízkomolekulovými alkoholmi. Bežne pe-niace vodné systémy sa dajú odpeňovať smalým množstvom etoxylovaného ricínové-ho oleja a jeho hydrogenátu a tiež s pro-poxylovanými parciálně zmydelnenými olej-mi (USA pat. 3 180 836). Odpeňovacia účin-nost je známa (USA pat. 3 697 438) aj u es-terov polyglykolov s kyselinou olejovou vzmesi s alkoholmi C|R až C}8 a minerálnymolejom. Ďalej zmesi vyšších mastných kyse-lin, ako aj etanolamidov vyšších mastnýchkyselin s vyššími uhlovodíkmi, zvlášť oligo-mérmi propylénu (čs. autorské osvedčenie232 390, 236 099 a 240 516).

Uvedené a ďalšie známe odpeňovače sú často zložité systémy, pripravujú saa z tech- nicky ťažko dostupných a tým aj drahých surovin. Nie sú všeobecne aplikovatelné, resp. na niektoré typy pien sú málo účin-né. Zvlášť úzkým „profilom“ sú účinné a při-tom vodorozpustné odpeňovače, ako aj ne-toxické odpeňovače pre biotechnologie.Tieto nedostatky sa aspoň zčásti riešia od-peňovačom podlá tohto vynálezu.

Podl'a tohto vynálezu sa jedná o cdpeňo-vač na báze kyslíkatých organických zlúče-čenín a připadne tiež vyšších uhl'ovodíkova přísad, pomocných látok, vyznačený tým,že pozostáva z 10 až 99 % propylénglyko-lu až polypropylénglykolu s molovou hmot-nosťou do 2 000 g.mól-1 a 1 až 90 % naj-menej jednej karboxyloveý kyseliny C4 až C24a/alebo uhlOvodíkov o mólovej hmotnosti130 až 1 000 g . mól-1. Výhodou odpeňovača podl'a tohto vyná-lezu je nízká toxicita až netoxičnosť, nízkáteplota tuhnutia, poměrně značná hydrofil-nosť, synergizmus komponentov odpeňovačaa ich dostupnost. V neposlednom radě vyso-ká stabilita odpeňovača a značná variabili-ta jeho zložiek v závislosti ako typu pěny,na potlačenie ktorej sa má odpeňovač apli-kovat', tak aj surovinových možností.

Prd přísadami pomocných látok sa rozu-mejú známe přísady tenzidov. vonných lá-tok, inhibítorov korózie, optických zjasňo-vačov a pod.

Uhlovodíky o; mólovej hmotnosti 130 až1 000 g.mól-1 tvoří zmes ropných uhlOvo-díkov, najmá n-alkánov, izoalkánov, cyklo-alkánov, připadne tiež alkylaromátov. Naj-častejšie však ropné frakcie a z nich najmapetrolejová frakcia, či frakcia ťahkého aleaj ťažkého plynového oleja, potom rafino-vané oleje a pod. Ďalej syntetické uhlovodíky, najma oli-goméry, kooligoméry, či nízkomolekulovépolyméry a kopolyméry propylénu, alkénova diénov C4 a C5, ako aj produkty ich hyd-rogenácie. Ďalej produkty vzniknuté ter-mickým štiepením makromolekulových lá-tok, ako aj hydrogenolýzou makromolekulo-vých látok i vyšších uhlOvodíkov, napr. va-kuových destilátov ropy, parafinických gá-čov a pod.

Odpeňovač podlá tohto vynálezu může byťkomponentom aj iných odpeňovačov. Ďalšie podrobnosti formulácie odpeňova-ča, jeho účinnosti v závislosti od přítomnos-ti jednotlivých zložiek, ako aj ďalšie výhodysú zrejtné z príkladov. Příklad 1

Ako odpeňovače alebo komponent už zná-mých odpeňovačov sa skúšajú propyléngly-kol až polypropylénglykoly kvapalné priteplote miestnosti, hlavně však zmesi propy-lénglykolu až polypropylénglykolu jednaks alifatickými karboxylovými kyselinami,jednak s vedfajšími produktami z oxidáciecyklohexánu na cyklohexanol — cyklohexa-nón, izolovanými ako destilačný zvyšok zba-vený časti vody z hydrolyzačnej kolony vý- 259271 5 robne cyklohexanolu a cyklohexanónu, o-značovaný ďalej ako MEK.

Potom organická fáze írakcie z MEK oteplete varu 20 až 150 °C/2,67 kPa a frak-cia nad 150 °C/2,67 kPa, označovaná dalejako „MEK-frakcia nad 150 cC/2,67 kPa“. Vý-sledky analýzy MEK sú takéto: voda = 6,9pere. hmot.; číslo kyslosti = 256,3 mg KOH/,/g; číslo zmydelnenia = 412,8 mg KOH/g;OH — 4,7 % hmot.; bromové číslo = 23,1 gBr/100 g; hustota pri 20 °C (d+) — 1104kg . m~3; dynamická viskozita pri 20 CC == 268,9 mPa . s; obsah kobaltu (vo formězlúčenínj — 0,01 % hmot.; popol — 0,05 %hmot..

Diferenciálnou destiláciou MEK pri zní-ženom tlaku sa dostává 13,4 % hmot. orga-nické] fázy frakcie 20 až 150 °C/2.67 Pa [čís-lo kyslosti — 225,6 mg KOH/g; OH -- 6,44pere. hmot.; CHO — O; H2O = 20,2 % hmot.;kyselina octová — 4,66 % hmot.; kyselinapropionová = 1,16 % hmot.; kyselina más-lová = 1,78 % hmot.; kyselina kapróno-vá =-= 10,45 %] a zvyšný podiel, t. j. frakcias t. v. nad 150 °C/2,67 kPa tvoří pri stratách1,24 % hmot. 77,2 % hmot. [číslo kyslos-ti = 153,0 mg KOH/g; číslo zmydelnenia —— 449,8 mg KOH/g; OH ~ 6.41 °/o hmot.;H2O = 1,14 % hmot.; popol = 0,22 % hmot ).

Komponentom odpeňovača můžu byť tiežalifatické karboxylové nasýtené i nenasýte-né kyseliny C6 až C24.

Odpeňovacia účinnosf jednotlivých vzoriekodpeňovačov sa stanovuje tak, že penivosťštandardnej vzorky sa porovnává s penivos-ťou štandardnej vzorky s přidaným odpe-ňovačom.

Tak 100 cm3 vodného roztoku laurylsíra-nu sodného (aniónový tenzid) o koncentrá-cii 0,1 % hmot. (1 g.dm-3) alebo polyeto- xylovaných primárných alkoholov C12 až C14s 9 mólmi etylénoxídu (neiónový tenzid] a-lebo laurylamóniumbromidu (katiónový ten-zid j podobnéj koncentrácie sa opatrné vle-je do edmerného valca o objeme 500 cm3 auzavrie zábrusovou zátkou. Štandardný roz-tok sa speňuje preklápaním valca o 180° aspát paťdesiatkrát počas 1 min pri teplote20 + 2 °C. Mería sa výška pěny a výška ne-speneného roztoku po uplynutí 1 min. odukončenia speňovania.

Potom penivosť standardu Pš (%) sa vy-a počítá zo vztahu Pš — —— 100v ktorom a — výška pěny (cm); b — výška nespene-ného roztoku (cm). Odpeňovacia účinnostsa stanoví tým istým postupom ako štan-clurdného, ale k 100 cm3 štandardného roz-toku sa. přidá 1 kvapka (0,02 g), resp. 2kvapky (0,04 g) odpeňovača a stanoví saPo (penivosť zmesi štandardného roztoku aodpeňovača).

Odpeňovacia účinnost sa napokon vyčísliz grafu závislosti penivosti (%) na odpe-ňovacej účinnosti, pričom na os x sa nane-sie odpeňovacia účinnost (%) od 100 do 0a os y penivosť (%] štandardného roztoku.V priesečníku uhlopriečky sa odčítá °/o od-peňovacej účinnosti, pričom sa za konečnývýsledok berie aritmetický priemer trochmeraní.

Zloženie jednotlivých vzoriek odpeňcva-čov a ich odpeňovacia účinnost' na neióno-vý (neionogenný), tak aj aniónový a při-padne tiež katiónový tenzid je zřejmá z ta-bulky 1.

Tabulka 1

Zloženie odpeňovača Odpeňovacia účinnost (%) na:

Komponent 1 Množstvo(% hmot.) 2 neiónový tenzid aniónový tenzid katiónový tenzid 1 kvapka 3 2 kvapky 4 1 kvapka 5 2 kvapky 6 1 kvapka 7 2 kvapky 8 Polypropylénglykol 900 100 1 23 75 81 — — Dipropylénglykol 100 16 26 40 52 — — Dipropylénglykol 97,5 35 53 4 8 — — kyselina stearóvá 2,5 Dipropylénglykol 95 34 39 76 78 — — kyselina stearóvá 5 Dipropylénglykol 90 24 40 76 82 — — kyselina stearóvá 10 Dipropylénglykol 80 10 14 62 70 — — kyselina stearóvá 20 Propylénglykol 95 12 39 1 9 — kyselina stearóvá 5 Propylénglykol 70 23 31 13 21 —- .— kyselina stearové 30

I

Zloženie odpeňovača Odpeňovacia účinnost (%) na:

Komponent 1 Množstvo(% hmot.) 2 . neiónový tenzid aniónový tenzid katiónový tenzid 1 kvapka 3 2 kvapky 4 1 kvapka 5 2 kvapky 6 1 kvapka 7 2 kvapky 8 Polypropylénový olejK 1000 87,8 94 96 86 89 kyselina stearovápolypropylénglykol 2,2 900 10,0 Polypropylénový olejK 1000 78 kyselina stearovápolypropylénglykol 2 87 94 85 88 — — 900 20 DipropylénglykolMEK, frakcia nad 80 21 29 10 24 — — 150 °C/2,67 kPa 20 Propylénglykol 90 23 28 10 16 — —. MEK 10 Polypropylénový olejK 1000 87,8 kyselina stearová 2,2 91 96 73 85 — — dipropylénglykolPolypropylénový olej 10 K 1000 87,6 kyselina stearová 2,4 90 94 74 80 — — dipropylénglykol Polypropylénglykol 10 1000 97,5 76 81 94 96 78 80 kyselina stearová 2,5 Polypropylénglykol 1000 90 59 60 93 95 81 90 kyselina stearová 10 Polypropylénglykol 1000 80 19 19 72 75 25 65 kyselina stearová 20 Polypropylénglykol 1000 97,5 48 52 72 74 23 35 MEK 2,5 Polypropylénglykol 1000 90 52 53 65 69 56 60 MEK 10 Polypropylénglykol 1000 80 44 46 70 73 39 42 MEK 20 Polypropylénglykol 1000 zmes karboxylových 90 58 62 79 80 64 71 kyselin C7—C9 10 Dipropylénglykolzmes karboxylových 90 57 60 79 80 58 60 kyselin C7—C9 10

Claims (3)

1. 259271 Příklad 2 Postupuje sa podobné ako v příklade 1,len odpeňovač pozcstáva z 2,5 % hmot. ky-seliny stearovej, 7,5 % hmot. dipropylén-glykolu a 90 % hmot. oligomérov propylé-nu, tzv. polypropylénového oleja K 1000o priemeruej molekulové) hmotnosti 469g.mól-1, pričom hustota pri 20 PC = 847g . m-3, teplota tuhnutia = —25 °C; na jed-nu m lekulu připadá priemerne 1,5—1,6dvojitej vázby. Odpeňovacia účinnost uvedeného odpeňo-vača na aniónový tenzid je 74, resp. 75 %,na neiónový tenzid 58, resp. 82 % a na ka-tiónový tenzid 22, resp. 38 %. Příklad 3 Postupuje sa podobné ako v příklade 1,len odpeňovač pozostáva z 50 % hmot. po-lypropylénglykolu o priemernej molekulo-vej hmotnosti 900 a 50 % hmot. zmesi ali-fatických karboxylových kyselin C7—Cg. Odpeňovacia účinnost na aniónový tenzidje 86, resp. 88 °/o; na neiónový tenzid 76,resp. 80 % a na katiónový tenzid 82, resp.84 %. Příklad 4 Postupuje sa podobné ako v příklade 1,len odpeňovač pozostáva zo 45 % hmot.polypropylénglykolu (900), 45 % hmot. po-lypropylénového oleja (K 1 000) a 10 %hmot. zmesi karboxylových kyselin C5—C5.Zmes karboxylových kyselin C5—C(; má to-to zloženie: kyselina octová = stopy; kyse-lina propionová — 16,8 % hmot.; kyselinan-valerová = 66,5 % hmot.; kyselina kapró-nová = 7,2 % hmot.; číslo kyslosti == 553,5miligramov KOH/g; číslo zmydelnenia —— 578,87 mg KOH/g; voda 0,64 % hmot. Odpeňovacia účinnost uvedeného odpeňo-vača na aniónový tenzid je 54, resp. 59 °/o,na neiónový 13 ,resp. 15 % a na katiónovýtenzid 44, resp. 45 °/o. PREDMET

   1. Odpeňovač na báze kyslíkatých orga-nických zlúčenín a připadne tiež vyšších u-htovodíkov, přísad a pomocných látok, vy-značený tým, že pozostáva z 10 až 99 %propylénglykolu až polypropylénglykolu smolovou hmotnosťou do 2 000 g.mól-1 a 1až 90 % najmenej jednej karboxylovej ky-seliny C4 až C24 a/alebo uhlOvodíkov o mo-lové j hmotnosti 130 až 1000 g.mól-1.
2. 2. Odpeňovač podl'a bodu 1, vyznačenýtým, že uhlovodíky tvoria zmesi ropných u- VYNALEZU hlovodíkov, s výhodou petrolejová frakciua zmes n-alkánov Ct0 až C|S.
3. 3. Odpeňovač pódia bodu 1 a připadne 2,vyznačený tým, že uhlovodíky o mólovejhmotnosti 130 až 1000 g.mól-1 tvoria syn-tetické uhlovodíky, ako oligoméry alkénovC3 až C-„ připadne po ich hydrogenácii, svýhodou oligoméry propylénu a/alebo pro-dukty krakovania a hydrokrakovania vyš-ších uhfovodíkov, s výhodou produkty hyd-rokrakovania vákuových destilátov ropy.