NO169526B - Dispergeringsmiddel, samt fremgangsmaate for dispergering av et oljeflak i vann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder nye overflateaktive blandinger som kan anvendes for å rense ferskvann og sjøvann for oljeforurensninger forårsaket av uhell (skip, lektere, installasjoner for boring eller oljeproduksjon til havs) eller avfall forbundet med oljeaktivitet.

For å bekjempe forurensninger kan det anvendes fysisk-mekaniske teknikker som kan samle opp en oljefilm på overflaten av vann. Slike teknikker er imidlertid ikke alltid anvendbare, spesielt når vannoverflaten er for opprørt, og tillater sjelden opptak av all forurensning.

Dette fører ofte til at hele eller en del av forurensningen må etterlates i miljøet. For å unngå at en hydrokarbonfilm på vannoverflaten skal forurense en elvebredd eller en strand, medrevet av strømmer eller drevet av vinden, og for å få hydrokarbonene i en fysisk form som letter deres nedbrytning av bakteriene i miljøet, kan det anvendes den nevnte dispersjons-teknikk, som består i å sikre oppdeling av oljefilmen i små dråper, som dispergeres i vannvolumet til en dybde som avhenger på samme tid av bevegelsestilstanden på vannoverflaten og de indre bevegelser i vannmassen, som f.eks. vertikale strømmmer og horisontale strømmer i forbindelse med flo og fjære.

Dispergeringen av en oljefilm på vannoverflaten gjennom-føres ved å påføre en blanding av overflateaktive midler på filmen, hvilken ved å senke spenningen i fasen mellom olje og vann, fremmer dannelse av små dråper av olje, som ikke dannes naturlig i stabil form under innvirkning av den energi som påføres ved bevegelse av vannoverflaten.

Forskjellige blandinger av overflateaktive midler er foreslått for å dispergere et oljeflak. Bare slike kan anvendes hvis sammensetning ikke oppviser for stor toksisitet overfor vannfaunaen. Generelt setter myndighetene i de land som må anvende dispergeringsmidler, en toksisitets-terskel (toksisiteten måles ifølge en forsøksfremgangsmåte de har definert) som nevnte midler ikke kan overskride for å kunne anvendes legalt.

Blant de dispergeringsmidler som ikke har for stor toksisitet, har noen en relativt svak effektivitet, idet de ikke sikrer dannelse av en tilstrekkelig stabil emulsjon til at fortynningen av oljedråpene forårsaket av vannbevegelsene gir en effektiv dispergering av forurensningen, eller at resultatet bare oppnås i nærvær av en meget høy bevegelsesenergi, noe som generelt ikke er tilfellet. I visse tilfeller diffunderer dessuten de overflateaktive midlene i disse blandingene, eller en del av dem, for raskt i vannet hvilket minsker effektiviteten til midlet kraftig.

Den erfaring som er vunnet under behandling av oljeflak

på havet viser at den effektive dispergeringen av hydrokarbonene krever anvendelse av meget effektive produkter som skal virke på de viskøse oljer som eksempelvis består av de rester som oppnås etter fordampning av de lette fraksjonene av råoljen. Effektiviteten til dispergeringsmidlene kan måles i laboratorie-tester. Det skal eksempelvis nevnes testen med roterende kolbe til Warren Spring Laboratory ("A specification for oil spill dispersants", Warren Spring Laboratory Report nr.

LR 448-OP), noter herunder "test WSL", og testen i fortynning med visping av overflaten til Institut Francais du Pétrole ("Chemical oil dispersion in trials at sea and laboratory test: the key-role of dilution processes", Symposium on oil spill dispersants, 1982, American Society for Testing Materials), bemerk herunder "test IFP". I den første testen måles effektiviteten til et dispergeringsmiddel ved den mengde olje som emulgeres etter en viss rotasjonstid i kolben. I den andre testen måles effektiviteten ved den oljemengde som medføres i systemet med en vannstrøm, etter 2 timers fungering. Det bemerkes at ved det at de gjennomføres under forskjellige betingelser, utfyller de to testene hverandre og at det er av interesse å måle effektiviteten til dispergeringsmidlene i disse to testene.

Foreliggende oppfinnelse gjelder dispergeringsmidler som har en forhøyet effektivitet i de to nevnte testene. Disse midler består av en blanding av ikke-ioniske og anioniske overflateaktive forbindelser og et løsningsmiddel.

Dispergeringsmidler av denne type er allerede beskrevet tidligere. Det kan spesielt nevnes US-patent 3.793.218, i hvilket den overflateaktive blanding består av sorbitolmono-oleat, polyetoksylert sorbitolmono-oleat og et natriumdialkylsulfosuksinat i form av en 75 vekt%ig vandig løsning. Mengden av den sistnevnte forbindelse ligger mellom 25 og

35 vekt% tørrstoff i blandingen.

Dessuten beskriver fransk patent 2.515.062 anvendelsen av dispergeringsmidler i hvilke den aktive delen består av en blanding av overflateaktive forbindelser som er identiske med dem som er beskrevet i US-patent 3.793.218, men mengden av dialkylsulfosuksinat (spesielt natriumdioktylsulfosuksinat) ligger mellom 35 og 40 vekt% tørrstoff i blandingen.

Denne oppfinnelse gjelder meget effektive dispergeringsmidler hvis aktive del også består av fettsyreestere av sorbitol og natriumdialkylsulfosuksinat, men det er funnet at det kan oppnås mer effektive midler enn dem som er beskrevet ved å tilsette en polyetoksylert sorbitol-heksaester til blandingen. Tilsetning av en slik bestanddel gjør det dessuten mulig å redusere mengden av anionisk overflateaktivt middel, som er kjent å være mer toksisk overfor vannfaunaen enn ikke-ioniske forbindelser av typen polyetoksylerte sorbitolestere.

Dispergergeringsmidlene ifølge oppfinnelsen omfatter

en hovedmengde av en blanding (1) av overflateaktive

forbindelser hovedsakelig bestående av:

(a) minst én monoester av en fettsyre med 12-22 karbonatomer og

sorbitol,

(b) minst én monoester av en fettsyre med 12-22 karbonatomer og

polyetoksylert sorbitol,

(c) minst én heksaester av en fettsyre med 12-22 karbonatomer

og polyetoksylert sorbitol,

(d) minst ett natriumdialkylsulfosuksinat,

og en mindre mengde av en blanding (2) bestående av vann og av minst ett organisk løsningsmiddel, forøvrig med de trekk som er angitt i krav 1.

Foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i krav 2-10.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved tilsetning av et dispergeringsmiddel som beskrevet ovenfor.

I blandingen (1) ligger mengden av natriumdialkylsulfosuksinat mellom 20 og 25 vekt% tørrstoff i forhold til total-vekten av blandingen, mens vektforholdet mellom polyetoksylert sorbitol-heksaester og blandingen av de to sorbitolmonoesterene ligger mellom 10:90 og 70:30, fortrinnsvis mellom 20:80 og 50:50, og at vektforholdet mellom sorbitol-monoester og polyetoksylert sorbitol-monoester ligger mellom 30:70 og 70:30, fortrinnsvis mellom 40:60 og 60:40.

Den fettsyre som forestrer sorbitolen, skal være en mettet eller umettet, alifatisk monokarboksylsyre som inneholder fra 12 til 22 karbonatomer. Det kan nevnes mettede, alifatiske monokarboksylsyrer som f.eks. dodekansyre (eller laurinsyre), tetradekansyre (eller myristinsyre), heksadekansyre (eller palmitinsyre), oktadekansyre (eller stearinsyre), eicosansyre (eller arakidinsyre), dokosansyre (eller behensyre), eller umettede monokarboksylsyrer, som f.eks. dodecensyre (eller lauroleinsyre), tetradecensyre (eller myristoleinsyre), heksadecensyre (eller palmitoleinsyre), umettede syrer med 18 karbonatomer (oljesyre, elaidinsyre, såvel som linol- og linolensyre, eller også ricin<p>lsyre), eicosensyre og dokosen-syre (eruka- eller brassidinsyre). Selvsagt kan det anvendes blandinger av disse syrene, og spesielt de som kommer fra oljer eller fett med vegetabilsk eller animalsk opprinnelse. Det anvendes fordelaktig oljesyre eller alifatiske fettsyrer som inneholder minst 60 vekti, oljesyre.

Den polyetoksylerte sorbitol-monoester kan eksempelvis oppnås ved kondensasjon av omtrent 20 mol etylenoksyd pr. mol ester. Spesielt når det gjelder monooleat er HLB for kondensasjonsproduktet omtrent 15.

Den polyetoksylerte sorbitol-heksaesteren hvis anvendelse gjør det mulig ifølge oppfinnelsen å oppnå et dispergeringsmiddel som er mer effektivt, kommer fra en fettsyre med fra 12 til 22 karbonatomer, fortrinnsvis oljesyre, og inneholder et slikt antall etoksygrupper at HLB for produktet ligger mellom 10 og 12.

Når det gjelder det anioniske overflateaktive midlet, anvendes fordelaktig natrium-di(etyl-2-heksyl)sulfosuksinat,

i løsning i en blanding av vann og etanol eller isopropanol, idet vektforholdet vann/alkohol eksempelvis kan være omkring 70/30.

Det løsningsmiddel som anvendes i sammensetningen av dispergeringsmidlene ifølge oppfinnelsen kan spesielt være en etylenglykol- eller polyetylenglykol-monoalkyleter (alkyl med fra 1 til 6 karbonatomer), eller også et væskeformig hydro-karbon.

Som løsningsmiddel av den første gruppen kan eksempelvis nevnes etylenglykol- eller dietylenglykol-monoetyleter, -mono-propyleter, -monoisopro<p>yleter og -monobutyleter.

Det anvendes imidlertid med fordel et løsningsmiddel bestående av en blanding av hydrokarboner, som fremmer inn-trengningen av de overflateaktive midlene i oljeflaket og gir dispergeringsmidlet en økt dispergerende effekt. Et slikt løsningsmiddel består eksempelvis av et petroleumsnitt som destillerer mellom 200 og 250°C eller mellom 210 og 240°C/

med en densitet i nærheten av 0,8, og med et innhold av aromatiske forbindelser under 5%.

De dispergeringsmidler som fremstilles ifølge oppfinnelsen har et gnist-punkt som ligger over 6 5°C og en viskositet mellom 70 og 130 mPa.s ved 10°C, hvilket gjør det lett å påføre dem på et oljeflak ved pulverisering. (Millipascal-sekund er den enhet som i det internasjonale systemet tilsvarer det gamle centipoise).

Oppfinnelsen illustreres ved hjelp av følgende eksempler.

Eksempel 1

Det fremstilles et dispergeringsmiddel A med følgende sammensetning:

Blanding ( 1) : 6 5 vekt%, nemlig:

Natrium-di(2-etylheksyl)sulfosuksinat utgjør litt mindre enn 2 5 vekt% tørrstoff i forhold til blandingen (1).

Effektiviteten til dette dispergeringsmiddel A er vurdert på en brenselolje med viskositet 1800 mPa.s ved 10°C som forsøkstemperatur, såvel som på en brenselolje med viskositet 75 mPa.s ved 10°C, ifølge testene IFP og WSL som er beskrevet ovenfor. Resultatene er angitt i tabell 1, som likeledes viser, som sammenligningseksempel, effektiviteten til dispergeringsmiddel E som oppnås ved å erstatte polyetoksylert sorbitol-heksaoleat i stor A med samme vektmengde av en blanding 50:50

i vekt av sorbitol-monooleat og polyetoksylert sorbitol-monooleat som anvendes i dispergeringsmiddel A.

Eksempel 2

Det fremstilles et dispergeringsmiddel C som er identisk med dispergeringsmiddel A, bortsett fra det som gjelder løsnings-midlet, som er et petroleumprodukt med kokepunkt 210-235°C

med innhold av 3% aromatiske forbindelser (d = 0,802) som erstatning for dietylenglykol-monobutyleter. Dette dispergeringsmidlet har et helt klart utseende. Testet på de samme brenseloljene som i eksempel 1, gir dette dispergeringsmiddel

de resultater som er vist i tabell 1.

Disse resultatene viser fordelene ved å anvende polyetoksylert sorbitol-heksaoleat for å oppnå et meget effektivt dispergeringsmiddel, såvel som fordelen med et dispergeringsmiddel som inneholder et petroleumprodukt som løsningsmiddel for å dispergere den mest viskøse olje.

Eksempler 3 og 4

Det fremstilles to dispergeringsmidler D og E, som er analoge med dispergeringsmiddel A i eksempel 1, når det gjelder de respektive mengder i blandingene (1) og (2) og sammensetningen av blanding (2).

Til gjengjeld varierer mengdene (i vekt%) av de ikke-ioniske overflateaktive midler i blanding (1), nemlig:

Effektiviteten til dispergeringsmidlene D og E er vurdert på den samme brenselolje med viskositet 1800 mPa.s ved 10°C som ble anvendt tidligere, ifølge testene IFP og WSL. Resultatene vises i tabell 2.

Eksempel 5

Det fremstilles et dispergeringsmiddel F med følgende sammensetning:

Blanding ( 1) : 70 vekt%, nemlig:

I dette dispergeringsmiddel utgjør natrium-di(2-etyl-heksyl)sulfosuksinatet, i vekt av tørrprodukt, 21% av blanding (1) .

Effektiviteten til dispergeringsmidlet er vurdert på den samme brenselolje med viskositet 1800 mPa.s ved 10°C som er anvendt tidligere, ifølge testene IFP og WSL. Resultatene er angitt i tabell 2 nedenfor.

Disse resultater viser at dispergeringsmidlene D, E og F ifølge oppfinnelsen er meget effektive, spesielt for dispergering av en viskøs brenselolje.

Claims (11)

1. Dispergeringsmiddel, karakterisert ved at det omfatter: en hovedmengde av en blanding (1) av overflateaktive forbindelser som i hovedsak består av: (a) minst én monoester av en fettsyre med fra 12 til 22 karbonatomer og sorbitol, (b) minst én monoester av en fettsyre med fra 12 til 22 karbonatomer og polyetoksylert sorbitol, idet monoester (a) og monoester (b) foreligger i et vektforhold på fra 30:70 til 70:30, (c) minst én heksaester av en fettsyre med fra 12 til 22 karbonatomer og polyetoksylert sorbitol, i et vektforhold til summen av monoesterne (a) og (b) på fra 10:90 til 70:30, og (d) minst ett natriumdialkylsulfosuksinat, og en mindre mengde av en blanding (2) bestående av vann og av minst ett organisk løsningsmiddel.

2. Dispergeringsmiddel ifølge krav 1, karakterisert ved at natriumdialkylsulfo-suksinatet i en blanding (1) anvendes i form av en 65-75 vekt%ig løsning i vandig alkohol.

3. Dispergeringsmiddel ifølge ett av kravene 1 og 2, karakterisert ved at det omfatter: fra 50 til 75 vekt% av en blanding (1) av overflateaktive forbindelser som i hovedsak består av: (a) minst én monoester av en fettsyre med fra 12 til 22 karbonatomer og sorbitol, (b) minst én monoester av en fettsyre med fra 12 til 22 karbonatomer og polyetoksylert sorbitol, idet monoester (a) og monoester (b) foreligger i et vektforhold på fra 30:70 til 70:30, (c) minst én heksaester av en fettsyre med fra 12 til 22 karbonatomer og polyetoksylert sorbitol, i et vektforhold til summen av monoesterne (a) og (b) på fra 10:90 til 70:30, og (d) minst ett natriumdialkylsulfosuksinat som i vekt% av tørrproduktet utgjør 20-25% av nevnte blanding (1), og fra 50-25 vekt% av en blanding (2) bestående av vann og av minst ett organisk løsningsmiddel valgt blant etylenglykol-eller polyetylenglykol-monoalkyletere og flytende hydro-karboner, i et vektforhold mellom vann og løsningsmiddel på fra 50:50 til 10:90.

4. Dispergeringsmiddel ifølge krav 3, karakterisert ved at monoesteren (a) og monoesteren (b) foreligger i et vektforhold på fra 40:60 til 60:40, og heksaesteren (c) foreligger i et vektforhold til summen av monoesterne (a) og (b) på fra 20:80 til 50:50 i blandingen (1).

5. Dispergeringsmiddel ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at fettsyren i monoesterne (a) og/eller (b) og/eller i heksaesteren (c) utgjøres i det minste av 60 vekt% av oljesyre.

6. Dispergeringsmiddel ifølge ett av krav 1-5, karakterisert ved at den polyetoksylerte sorbitolmonoester (b) i blandingen (1) omfatter ca. 20 etylen-oksydgrupper pr. molekyl.

7. Dispergeringsmiddel ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at den polyetoksylerte sorbitol-heksaester (c) i blandingen (1) omfatter et passende antall etoksygrupper til at dens HLB skal være fra 10 til 12.

8. Dispergeringsmiddel ifølge ett av kravene 1-7, karakterisert ved at natriumdialkylsulfo-suksinatet (d) i blandingen (1) er natrium-di(2-etylheksyl)-sulfosuksinat, i oppløsning i en blanding av vann og etanol eller isopropanol.

9. Dispergeringsmiddel ifølge ett av kravene 1-8, karakterisert ved at løsningsmidlet i blandingen (2) er etylenglykol- eller dietylenglykol-etyleter, -propyleter, -isopropyleter eller -butyleter.

10. Dispergeringsmiddel ifølge ett av kravene 1-9, karakterisert ved at løsningsmidlet i blandingen (2) består av hydrokarboner som destillerer mellom 200 og 250°C, har en densitet på omkring 0,8 og et innhold av aromatiske forbindelser opp til 5%.

11. Fremgangsmåte for å dispergere et oljeflak i vann, karakterisert ved at et dispergeringsmiddel ifølge ett av kravene 1-10 tilsettes.