CZ289060B6

CZ289060B6 - Způsob ątěpení olejových emulzí

Info

Publication number: CZ289060B6
Application number: CZ19962358A
Authority: CZ
Inventors: Bernhard Lehmann; Ulrich Litzinger
Original assignee: Bayer Aktiengesellschaft
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2001-10-17
Also published as: DE59609771D1; TW388720B; DE19529602A1; PL315599A1; NO963321D0; CZ235896A3; US5707531A; JPH0957007A; EP0761275A1; NO963321L; EP0761275B1; KR970009856A; MX9603305A

Abstract

Zp sob t pen olejov²ch emulz , jeho podstata spo v v tom, e se jako l tka t p c emulze pou v sm s, obsahuj c homopolymery diallyldimethylamoniumchloridu a polyalkylenpolyamin v pom ru relativn ch mno stv 25 a 75 : 75 a 25 % hmotnostn ch, p°i em se na t penou emulzi pou ije 0,01 a 0,2 % hmotnostn ch l tky t p c emulze.\

Description

Vynález se týká zlepšeného způsobu štěpení olejových emulzí, obzvláště emulzí voda v oleji, za přídavku nových látek štěpících emulze.

Dosavadní stav techniky .

Zpracování odpadních vod, obsahujících oleje, obzvláště minerální oleje, je pro ochranu vod a životního prostředí nezbytně potřebné a v mnoha zemích je podloženo odpovídajícími zákonnými ustanoveními pro ochranu vod. Olejové emulze jsou pro ryby jedovaté, i když jsou oleje v neemulgovaném stavu nejedovaté. Podobné účinky nastávají také u nižších organismů. Na základě aktuelních nařízení pro ochranu životního prostředí je potřebné nejen odstranit olej z odpadních vod, ale získat jej ve vhodné kvalitě pro další použití.

Zlepšení způsobu štěpení olejových emulzí je tedy přednostním úkolem. Rozdělování olejových emulzí, například takových, které se vyskytují v kovozpracujícím průmyslu při použití chladicích mazacích emulzí, se provádí často přídavkem kationických polymerů. Tyto látky štěpící emulze mají za úkol při pokud možno nepatrné aplikační koncentraci emulzi rozrazit. Kriteriem kvality takovýchto látek štěpících emulze je koncentrace, ve které se musejí aplikovat, aby se dosáhlo pokud možno úplného rozštěpení na olej chudou vodní fázi a na vodu chudou olejovou fázi. Známé takovéto látky štěpící emulze jsou například homopolymery diallyldimethylamoníumchloridu (poly-DADMAC) (viz například dokumenty US 2 923 701, US 3 481 163 a EP 0 186 029).

Nevýhodou látek štěpících emulze na bázi poly-DADMAC je jejich vysoká specifita, to znamená, že daná látka je optimální pouze pro jednu specifickou odpadní vodu s ohledem na požadovaný dělicí účinek a vede při obvykle silně kolísavém kvalitativním a kvantitativním složení olejových emulzí k problémům. Další nevýhodou je to, že uvolněná a odsazená olejová fáze má v důsledku látky štěpící emulze strukturní viskozitu a horší vlastnosti při tečení.

Látky štěpící emulze na bázi poly-DADMAC jsou tedy vhodné pouze pro dílčí oblast možných použití.

Jako látky štěpící olejové emulze jsou také známé polyaminy a jejich deriváty (viz DEOS 2 351 754 a DE-OS 2 833 654). Nevýhodné je u látek štěpících emulze na bázi polyaminů jejich velké množství, které se musí použít, aby se dosáhlo uspokojivých výsledků.

Podstata vynálezu

Nyní byl zjištěn způsob štěpení olejových emulzí, jehož podstata spočívá v tom, že se jako látka štěpící emulze používá směs, obsahující poly-DADMAC a polyalkylenpolyamin.

Způsobem podle předloženého vynálezu je možno štěpit libovolné olej obsahující emulze. Například je možno takto štěpit emulze voda v oleji, obzvláště emulze chladicích mazacích prostředků, emulze válcovacích olejů, emulze surový olej/voda, emulze, které odpadají jako prací louhy, odmašťovací lázně, odpadní vody v lakovnách, olej obsahující kondensáty, odpadní vody z čištění tanků, kondensní vody ze spodků lodí a slop-oleje, jakož i emulze, které odpadají při zpracování zvířecích a rostlinných produktů. Pro způsob podle předloženého vynálezu je všeobecně výhodné, když se eventuelně přítomné pevné látky, například kovové částice, ze štěpené emulze oddělí.

-1 CZ 289060 B6

U použitých poly-DADMAC se může například jednat o homopolymery diallyldimethylammoniumchloridu, které mají jako roztok ve vodě o koncentraci 35 % hmotnostních viskozitu 2000 až 20 000 mPa.s při teplotě 25 °C. Vhodný poly-DADMAC je možno známým způsobem vyrobit polymerací diallylldimethylamoniumchloridu ve vodné fázi za přítomnosti radikálového startéru při zvýšené teplotě (viz například US 3 288 770). Poly-DADMAC může popřípadě ještě obsahovat diallyldimethylamoniumchlorid, například vztaženo na sumu polymerovaného a monomemího DADMAC v množství 0 až 10 % hmotnostních. Poly-DADMAC se může použít tak, jak vypadá při výrobě, tedy jako roztok ve vodě.

Podle předloženého vynálezu použitý poly-DADMAC může mít molekulovou hmotnost 40 000 až 110 000, výhodně 70 000 až 80 000. Výhodně se používá poly-DADMAC, který má ve formě roztoku ve vodě o koncentraci 35 % hmotnostních viskozitu 3000 až 5000 mPa.s při teplotě 25 °C.

Vhodné polylalkylenpolyaminy se mohou například vyrobit tak, že se nejprve nechá reagovat amoniak s dichloralkylenem a při tom získatelné produkty, například diethylentriamin, s dalším dichloralkylenem. Mohou se použít také směsi polyalkylenpolyaminů různého původu. Primárně takto dostupné polyalkylenaminy se mohou popřípadě pro snížení vinylchloridových podílů na menší obsah, než je hranice důkazu, zahřívat ve vodném roztoku za sníženého tlaku a/nebo popřípadě pro snížení viskozity se mohou tepelně odbourávat za zvýšeného tlaku (viz například DE-OS 2 351 754 a DE-OS 2 833 654). Obzvláště vhodné polyalkylenpolyaminy mají například viskozitu v rozmezí 200 až 800 mPa.s (měřeno ve 25% roztoku ve vodě při teplotě 25 °C). Také polyalkylenpolyaminy se mohou použít tak, jak odpadávají při výrobě, tedy jako roztoky ve vodě.

Výhodně je možno použít polyethylenpolyaminy, které mají molekulovou hmotnost 80 000 až 120 000, viskozitu 250 až 400 mPa.s (měřeno při teplotě 25 °C ve 25% vodném roztoku) a které pokud možno nepatrně ohrožují vodu.

Relativní množství dvou komponent látek štěpících emulze podle předloženého vynálezu mohou být například 25 až 75 % hmotnostních poly-DADMAC a 75 až 25 % hmotnostních polyalkylenpolyaminů, přičemž tyto obě komponenty mohou společně činit například 95 až 100 % hmotnostních látky štěpící emulze. Výhodně je relativní množství obou komponent 30 až 40 % hmotnostních poly-DADMAC a 70 až 60 % hmotnostních polyalkylenpolyaminů.

Často je výhodné stabilizovat podle předloženého vynálezu používané látky štěpící emulze přídavkem kyseliny. Výhodné jsou pro to jednomocné minerální kyseliny, obzvláště kyselina chlorovodíková, například o koncentraci 20 až 39 % hmotnostních. Množství přídavku kyseliny (počítáno bez vody) může být například až 5 % hmotnostních, vztaženo na použitou látku štěpící emulze.

Látky štěpící emulze podle předloženého vynálezu se obvykle používají ve vodném roztoku. Takovéto roztoky mohou obsahovat například 5 až 60 % hmotnostních látky štěpící enjulze, výhodně obsahují 20 až 50 % hmotnostních. Látka štěpící emulze se při tom počítá jako suma bezvodých komonent. Takovéto roztoky jsou homogenní, viskozní a mísitelné s vodou v každém poměru.

S ohledem na štěpené olejové emulze může být optimální množství látky štěpící emulze zjištěno jednoduše rutinní řadou pokusů. Činí všeobecně 0,01 až 0,2 % hmotnostních často 0,015 až 0,1 % hmotnostní látky štěpící emulze (bez podílu vody).

Štěpení olejových emulzí látkami štěpícími emulze podle předloženého vynálezu se může provádět při různých teplotách, například v rozmezí 0 až 80 °C, výhodné jsou teploty 10 až 30 °C.

-2CZ 289060 B6

Doba potřebná pro štěpení olejových emulzí podle předloženého vynálezu závisí nejen na použité látce štěpící emulze a specifické stabilitě štěpené olejové emulze, ale také na řadě jiných parametrů, například koncentraci látky štěpící emulze, teplotě a na geometrii nádoby, ve které se štěpení provádí. Vždy podle daných poměrů je možno počítat s dobou štěpení podle předloženého vynálezu například 10 minut až 10 hodin.

S oběma fázemi, vyskytujícími se po provedení způsobu podle předloženého vynálezu, se může například postupovat následujícím způsobem: Vodná fáze se všeobecně po zpracování přivádí s jednou nebo několika látkami štěpícími emulze pro odstranění posledních podílů oleje (viz například DE-OS 4 009 760) do odpovídajícího zařízení. Olejová fáze se může všeobecně přivádět k tepelnému využití (spalování), nebo se může po dalších stupních zpracování (například sekundární štěpení, centriíugace, desorpce, rafinace) odvádět k látkovému využití.

Látky štěpící emulze, používané podle předloženého vynálezu, mají výhodu vtom, že jsou účinné v širokém rozmezí koncentrací. To má také za následek, že je pomocí nich možné štěpit bez zvláštních nákladů olejové emulze proměnlivého složení.

Při obvyklých pracovních teplotách se již po krátké době působení dosáhne výrazné separace s ostrým rozdělením olejové a vodné fáze, přičemž oddělená voda je prakticky prostá oleje a oddělený olej je prakticky prostý vody. Oddělená olejová fáze má nízkou viskozitu a dobré vlastnosti při tečení.

Příklady provedení vynálezu

Veškerá měření viskozity se provádějí pomocí přístroje Haake Rotovisko RV 12 s měřící hlavou M 150 při teplotě 20 °C.

Výroba:

Příklad 1 g polyalkylenpolyaminu, který byl získán podle příkladu 1 DE-OS 2 833 654, se upraví pomocí koncentrované technické kyseliny chlorovodíkové z hodnoty pH 8,2 na 6,0. Při tom dojde k zahřátí z teploty 22 °C na teplotu 35 °C. Potom se přimíchá 50 g poly-DADMAC (Floerger FL 45 CLV firmy SNF).

Příklad 2 g polyalkylenpolyaminu, použitého v příkladě 1, se smísí s 50 g poly-DADMAC, použitého v příkladě 1. Tato směs se zpracuje koncentrovanou technickou kyselinou chlorovodíkovou, přičemž se hodnota pH upraví z 8,5 na 6,0. Směs se při tom zahřeje ze 22 °C na 32 °C.

Použití:

Štěpení emulzí se provede se čtyřmi chladicími mazacími emulzemi z automobilového průmyslu. Podrobnosti jsou uvedené v následující tabulce.

-3CZ 289060 B6

Příklad	látka štěpící emulze	viskozita látky štěpící emulze (mPa.s)¹)	potřebné dávkování látky štěpící emulze	viskozita olejové fáze (mPa.s)²⁾
emulze 1	(g/i emulze 2	“) emulze 3	emulze 4
3	zpř. 1	590	625	1300	250	3750	2310
4	zpř. 2	530	725	1500	275	4000	2210
5	VI	330	1200	2150	575	6750	1740
6	V2 ·	320	1200	2150	575	6750	1720
7	V3	4060	425	1050	250	3000	4615
8	V4	2080	450	1100	275	3250	3820

při 100 s’¹ ²)při30s^_1

Příklady 5 až 8 slouží jako srovnání. Použité látky pro štěpení emulzí jsou:

V 1 polyalkylempolyamin podle příkladu 1;

V 2 V 1, upravený pomocí kyseliny chlorovodíkové na pH 6;

V 3 poly-DADMAC HOE S 3954 firmy HOECHST a

V 4 poly-DADMAC podle příkladu 1.

Z příkladů 3 až 8 je patrné, že podle předloženého vynálezu je ve srovnání s V 1 a V 2 zapotřebí méně látky pro štěpení emulze, přičemž viskozita oddělené olejové fáze pouze mírně stoupne a u V 3 a V 4 je nutno již použít vysoce viskózní roztoky látky štěpící emulzi, je zapotřebí poněkud méně látky štěpící emulzi než podle předloženého vynálezu, je ale především velmi viskózní a poskytuje pouze těžko zpracovatelnou olejovou fázi.

Kromě toho je překvapivé, že je podle předloženého vynálezu zapotřebí méně látky štěpící emulze než by odpovídalo sumě jednotlivých komponent. Když se vezme zřetel na to, že látka štěpící emulze podle předloženého vynálezu, použitá v příkladech 3 a 4, obsahuje 50:50 hmotnostních dílů polyalkylenpolyaminu a poly-DADMAC, potom by bylo možno předpokládat, že celkové množství látky štěpící emulze by mělo být 50 % potřebného V 1 nebo

V 2 (viz příklad 5 a 6) plus 50 % potřebného množství V 4 (viz příklad 8). Skutečně ale vypadají výsledky u emulze 1 takto: V 1 nebo V 2 je zapotřebí 1200 g/m³, V 4 je zapotřebí 450 g/m³. To dává pro v příkladě 3 a 4 použitou látku pro štěpení emulzí teoretickou dávku 600 + 225 = 825 g/m³. Skutečně je však zapotřebí pouze 625, popřípadě 725 g/m³, tedy snížení je znatelně přes 10 % ve srovnání s očekávanou hodnotou. U jiných emulzí jsou výsledky podobné, totiž u emulze 2 je teoretická dávka 1075 + 550 = 1625 g/m³ a skutečná potřeba 1300, popřípadě 1500 g/m³, u emulze 3 je teoretická dávka 287,5 + 137,5 = 425 g/m³ a skutečná potřeba 250, popřípadě 275 g/m³ a u emulze 4 je teoretická dávka 3375 + 1625 = 5000 g/m³ a teoretická potřeba 3750, popřípadě 4000 g/m³.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob štěpení olejových emulzí, vyznačující se tím, že se jako látka štěpící emulze používá směs, obsahující homopolymery diallyldimethylamoniumchloridu (DADMAC) a polyalkylenpolyamin v poměru relativních množství 25 až 75 :75 až 25 % hmotnostních, přičemž se na štěpenou emulzi použije 0,01 až 0,2 % hmotnostních látky štěpící emulze, počítáno bez podílu vody.
2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že poly-DADMAC má jako vodný roztok o koncentraci 35 % hmotnostních viskozitu při teplotě 25 °C 2000 až 20 000 mPa.s.
3. Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že polyalkylenpolyamin má jako vodný roztok o koncentraci 25 % hmotnostních, viskozitu při teplotě 25 °C 200 až 800 mPa.s.
4. Způsob podle nároků laž 3, vyznačující se tím, že směs látek štěpících emulze obsahuje až 5 % hmotnostních jednomocné minerální kyseliny.
5. Způsob podle nároků laž 4, vyznačující se tím, že látka štěpící emulze sestává z 95 až 100 % hmotnostních z uvedených obou komponent.
6. Způsob podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že relativní množství polyDADMAC: polyalkylenpolyaminu činí 30 až 40 : 70 až 60.
7. Způsob podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se látka štěpící emulze používá jako vodný roztok, který obsahuje 5 až 60 % hmotnostních látky Štěpící emulze, bráno jako suma bezvodých komponent.