PL103590B1 - Sposob wytwarzania srodka do zwilzania pylu przemyslowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia srodka powierzchniowo czynnego, przeznaczo¬ nego do zwilzania pylu weglowego.

Zapylenie weglowe, które powstaje w czasie procesów urabiania, ladowania i transportu wegla pogarsza nie tylko warunki zdrowotne aile stwarza równiez niebezpieczenstwo wybuchu, pogarsza widocznosc oraiz. warunki pracy w kopalniach.

Do- usuwania zapylenia stosowana jest miedzy innymi tzw. metoda mokra, polegajaca na zwil¬ zeniu pylu weglowego woda. Zdolnosc do zwilza¬ nia badz absorbcji pylków wegla przez krople wo¬ dy wzrasta w miare- obnizenia napiecia po¬ wierzchniowego wody przez dodanie odpowiednie¬ go srodka powierzchniowo czynnego.

Ogólnie znane srodki powierzchniowo czynne o wlasciwosciach pianotwórczych stosowane w przemysle lekkim i chemii gospodarczej jak np. sól etanoloaminowa siarczanowanego produktu kondensacji alkoholu laurylowego z 2—3 molami tlenku etylu czy alkiloaryilosulifoniany otrzymane sposobami opasanymi w K. Lindner „Tenside- -Textillhilfsmilttel-Wa)SchTohstoffe,, t. I, Stuttgart 1964 r. stor. 678, 775, posiadaja zla odpornosc na wode kopalniana O' twardosci do 220°N, w której to wodzie nie wykazuja zdolnosci wytwarzania piany o odpowiedniej wysokosci i twardosci, zwlaszcza w kontakcie z pylem weglowym. Nie¬ zbedne wlasciwosci którymi musza charakteryzo¬ wac sie srodki pianotwórcze^ zwilzajace stosowane do zwalczania zapylenia to: zwilzalnosc pylu po¬ nizej 30 sekund, utrzymanie stalej lepkosci w gra¬ nicach 40—70 cP.

# Dotychczas dodawano do wody kopalnianej ja¬ ko srodek zwilzajacy sól sodowa kwasu kerylo- benzenosulfanowego. Sól sodowa kwasu kerylo- benzenosjulfoncwego otrzymuje sie z kerylobenze- nu przez traktowanie go kwasem chloirosulfono- wym lub gazowym trójtlenkiem siarki, a nastep¬ nie zobojetnienie powstalego kwasu kerylobenze- nosuLfonowego wodnym roztworem wodorotlenku sodowego. * Okazalo sie jednak, ze stosowanie soli sodowej kwasu kerylobenzenos'uLfionowego jako srodka obnizajacego napiecie powierzchniowe wody, jest znacznie ograniczone z uwagi na toksyczne wlas¬ ciwosci, gdyz jego silnie alkaliczne wodne roztwo¬ ry wywoluja podraznienie skóry i blon sluzowych oczu. Pondito roztwory wodne soli sodowej kwasu keiryloibenzenosulfónowego tworza piane nietrwala w czasie.

Sposobem wedlug wynalazku srodek powierzch¬ niowo czynny o wlasciwosciach pianotwórczych otrzymuje sie na drodze siarczanowania kwasem diJorosulfonowym produktu kondensacji alkoholu laurylowego z 3—5 molami tlenku etylenu. Ilosc uzytego kwasu chlorosulfonowego na 1 mol pro¬ duktu kondensacji wynosi 0,78—0*93 mola. Tem¬ peratura reakcji nie powinna przekraczac 50°C.

Otrzymany siarczan etoksylowanego alkoholu 103 590J03S .:' 3 laurylowego przeprowadza sie w sól etanoloaimi- nowa przez wprowadzenie do wodnego roztworu zawierajacego mcnoetancloarnine. i/lub dwuetano- loamine i/lub trójetanoloamine i nastepnie miesza z sola etanoloaminowa'" ''a!kiiobeflizen'6suIfbnianul 5 otrzymana przez wprowadzenie do wodnego roz¬ tworu etanoloaminy kwasu alkilobenzenosulfono- wego, w którym lancuch alkilowy jest liniowy i/lub rozgaleziony nienasycony i/lub nasycony o zawartosci atomów wegla 10—14, lub siarczan 10 oksyetylenowanego alkoholu laurylowego przepro¬ wadza sie w sól etanolaminowa przez wprowadze¬ nie do wodnego roztworu zawierajacego monoeta- noloamine i/lub dwuetanoloamine i/lub trójetano,- loamine oraz sól etanofoaminowa alkilobenzeno- 15 sulfonianu albo siarczanu oksyetylenowanego alko¬ holu laurylowego j kwas alkilobenzenosulfonowy wprowadza sie do wodnego roztworu monoetano- loaminy i/lub dwuetanoloaminy i/lub trójetanolo- aminy. Stosunek - molowy oksyetylenowanego al- 20 koholu laurylowego do kwasu alkilobenzenosulfo- • nowego, do etanoloamin(y) oraz do wody wynosi jak 1:0, 41—0, 52:3, 9—4, 85:106—142.

Srodek zwilzajaco-pianotwórczy otrzymany spo¬ sobem wedlug. wynalazku jest stosowany w po- 25 staci zobojetnionego roztworu wodnego o wartosci pH 6, 5^8, 5.

Otrzymany sposobem wedlug wynalazku sro¬ dek powierachnioiwo czynny charakteryzuje- sie dobra' rozpuszczalnoscia w wodzie kopalnianej, 30 odpornoscia na wode o twardosci do 220°N, dobra zwilzalnoscia pylu weglowego przy niskich steze¬ niach (0,2—0,4%) w wodzie kopalnianej, duza zdolnoscia tworzenia piany, trwaloscia piany w kontakcie z pylem weglowym oraz nietoksycznos- 36 cia.

Nieoczekiwanie okazalo sie, ze siarczan oksy¬ etylenowanego alkoholu laurylowego zawierajacy* 3—5. moli tlenku etylenu charakteryzuje sie sta¬ bilnymi parametrami lepkosci 500—2000 cP oraz *° korzystnymi wlasciwosciami zwilzania pylu we¬ glowego w twardej wodzie kopalnianej wynoszace —1(00 sekund.

Sklad jakosciowy i ilosciowy poszczególnych skladników w srodku wytwarzanym sposobem wedlug wynalazku %umozliwil jego skuteczne dzia¬ lanie, które jest dzialaniem synergetycznym.

Tablica 1 przedstawia porównanie wlasciwosci poszczególnych skladników: srodka oitrzymanego sposobem wedlug wynalazku oraz typowego przedstawiciela znanych srodków powierzchniowo czynnych. Wszystkie produkty badano jako wodne roztwory o stezeniu 0,4%.

Substancja I — sól etanoloamiinowa siarczanowa- 55 - nego produktu kondensacji alkoholu laurylowego z 2—3 molami tlenku etylenu, otrzymana sposobem wedlug literatury.

Substancja, II — sól etanoloaminowa siarczano- wanego produktu kondensacji alko¬ holu laurylowego z 3—5 molami tlen¬ ku etylenu.

SUibstancja III — alkilobenzenosulfonian etano¬ loaminy n 4 Tablica 1 j Substancja 1 I II III IV V VI Zwilzalnosc pylu weglowe- * go dla wody 0 twardosci 220°N 78—113 sekund ^100 sekund 36— 43 sekund 19__ 23 sekund 19— 23 sekund 19— 23¦ "sekund Lepkosc 350Qu-a5000 cP 1 500i_ 2000 cP 2000— 2800 cP 50u- 60 cP <)u_ 450 cP 50— 60 cP Substancja IV — produkt wytworzony sposobem przedstawionym w przykladzie I.

Substancja V — produkt wytworzony sposobem, przedstawionym w przykladzie II.

Substancja VI — produkt wytworzony sposobem, przedstawionym w przykladzie III.

Ponizej podano przyklady wytwarzania srodka powierzchniowo czynnego sposobem wedlug wy¬ nalazku.

Przyklad I. 2 czesci wagowe kwasu chilo- rosuilfonowego wprowadza sie stopniowo do 8 czesci wagowych produktu kondensacji alkoholu laurylowego z 3 molami tlenku etylenu. Czas wpro¬ wadzania kwasu 150 minut. Temperatura reakcji 34°C. Wytworzony siarczan eksyetylenowanego alkoholu laurylowego zamienia sie % na sól etano¬ loaminowa wprowadzajac go do roztworu zawie¬ rajacego 13,5 czesci wagowych dwuetanoloaminy i 48 czesci wagowych wody. Temperatura zobo¬ jetniania 40°C. W wyniku reakcji siarczanowania i zobojetniania otrzymuje sie sól dwuetanoloami- nowa siarczanu oksyetylenowanego alkoholu lau¬ rylowego, która miesza sie z produktem otrzy¬ manym przez wprowadzenie 2 czesci wagowych kwasu dodecylobenzenosulfonowego do roztworu zawierajacego 2,7 czesci wagowych trójetanoilo- aminy i 21,8 czesci wagowych wody. Temperatura zobojetnienia 50°C. Otrzymuje sie okolo 100 czes¬ ci wagowych gotowego produktu.

Przyklad II. 3,2 czesci wagowe kwasu chlorosulfonowego wprowadza sie stopniowo do 13 czesci wagowych produktu kondensacji alkoho¬ lu laurylowego z 4 molami tlenku etylenu. Czas dozowania kwasu 180 minut. Temperatura reak-. cji 38°C. Wytworzony siarczan oksyetylenowane¬ go alkoholu lawryflowego wprowadza sie do roz¬ tworu zawierajacego 16,6 czesci wagowych trój- etanoloaminy, 36,5 czesci wagowych wody oraz sól etanoloaminowa alkoloarylosulfcnianu otrzy¬ mana przez wprowadzenie 5 czesci wagowych kwasu dodecylobenzenosulfonowego do roztworu zawierajacego 3,4 czesci wagowych trójetanolo- aminy i 22,3 czesci wagowych wody. Temperatura fX reakcji 45°C. Otrzymuje sie okolo 100 czesci wago¬ wych gotowego produktu.

.Przyklad III. 3 czesci wagowe kwasu chlo- r©sulfonowego wprowadza sie stopniowo do 11 czesci wagowych produktu kondensacji alkoholu laurylowego z 4 molami tlenku etylenu. Czas dodawania kwasu cWorosulfonowego 18'0 minut.

Temperatura reakcji 30°C. Wytworzony siarczan oksyetylenowanego alkoholu laurylowego dodaje sie do masy reakcyjnej otrzymanej przez wpro¬ wadzenie 5 czesci wagowych kwasu dodecyloiben- zenosulfonowego do roztworu zawierajacego 12 czesci wagowych trójetanoloaminy i 62 czesci wa¬ gowych wody. Temperatura reakcji 38°C. Otrzy¬ muje sie okolo 100 ezejsci wagowych gotowego produktu.

Srodek otrzymany sposobem wedlug wynalazku charakteryzuje sie dobra rozpuszczalnoscia w wodzie, doihra zwilzalnoscia pylu weglowego, wy¬ soka zdolnoscia tworzenia piany trwalej w kon¬ takcie z pylem weglowym oraz zwilzajacej pyl, a ponadto jest nietoksyczny. W warunkach kopal¬ nianych srodek wedlug wynalazku jest dozowany za pomoca dozownika do wody i doprowadzony do kontaktu z pylem weglowym za pomoca dysz zraszajacych, Dodajac srodek otrzymany sposobem wedlug wynalazku do woidy zraszajacej, obniza sie zapylenie o okolo 70% w stosunku do zapy¬ lenia przy znaszaniu woda.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania srodka .powierzchniowo czynnego do zwilzania pylów weglowych, przez siarczanowanie kwiasem chlorosulfonowym pro¬ duktu kondensacji alkoholu laurylowego z tlen¬ kiem etylenu i nastepne zobojetnienie, znamienny tym, ze produkt kondensacji alkoholu laurylowe¬ go z 3—5 molami tlenku etylenu poddaje sie siar¬ czanowaniu kwasem chlorosulfonowym w tempera¬ turze nie przekraczajacej 50°C, po czym otrzyma¬ ny siarczan oksyetylenowanego alkoholu laurylo¬ wego przeprowadza sie w sól etanoloaminowa przez wprowadzenie do wodnego roztworu zawier rajacego monoetanoamine i/lub dwuetanoloamine i/lub trójetanoloamine i nastepnie miesza sie z sola etanoloaminowa alkilobenzenosulfonianu, która to sól otrzymuje sie przez wprowadzenie do wodnego roztworu monoetanoloaminy i/lub dwu- etanoloaminy i/lub trójetanoloaminy kwasu alkilo- benzenosulfonowego, w którym lancuch alkilowy i 590 6 jest liniowy i/lub rozgaleziony, nienasycony i/lub nasycony o zawartosci atomów wegla od 10 do 14, przy czym stosunek molowy oksyetylenowanego alkoholu laurylowego do kwasu alkilobenzenosul- 5 fenowego do etanoloamin(y) i do wody wynosi 1:0, 41—0, 52:3, 9—4, 85:106—142.

2. Sposób wytwarzania srodka powierzchniowo czynnego do* zwilzania pylów weglowych przez siarczanowianie kwasem chlorosulfonowyim pro- 10 duktu kondensacji alkoholu laurylowego z tlen¬ kiem etylenu i nastepne zobojetnienie, znamienne tym, ze' produkt 'kondensacji .alkoholu lauirylowe- go z 3—5 molami tlenku etylenu poddaje sie siar¬ czanowaniu kwasem chloirosiiLGonoiwym w tempe- jk raturze nie przekraczajacej 50°C, po czyim otrzy¬ many siarczan oksyetylenowainego alkoholu laury¬ lowego przeprowadza sie w sól etanoloaminowa przez wprowadzenie do wodnego roztworu mo¬ rajacego monoetanoloamiine i/lub dwuetanoloaimi- ^ ne i/lub trójetanolamine oraz sol eitanoloaiminowa alkilobenzenosulfonianu otrzymana uprzednio przez wprowadzenie do wodnego roztworu mo¬ noetanoloaminy i/lub dwuetanoloaminy i/lub trój¬ etanoloaminy kwasu alkilobenzenosulfonowego, w 2^ którym lancuch alkilowy jest liniowy i/lub roz¬ galeziony, nienasycony i/lub nasycony o zawartos¬ ci atomów wegla od 10 do 14, przy czym stosunek molowy oksyetylenowanego alkoholu laurylowego do kwasu alkilobenzenosulfonowego d(o- etanolo- J0 amin(y) i do wody wynosi 1:0, 41—0, 52:3, 9—4, 85:106—142.

3. Sposób wytwarzania srodka powierzchniowo czynnego do zwilzania pylów weglowych przez siarczanowanie kwasem chlorosiulfonowym pro- jg duktu kondensacji alkoholu laurylowiego z tlen¬ kiem etylenu i nastepne zobojetnienie, znamienny tym, ze produkt kondensacji alkoholu laurylowe¬ go z 3—5 molami tlenku etylenu poddaje sie siar¬ czanowaniu kwasem chlorosulfonowym w tempe- 40 raturze nie przekraczajacej 50°C, po czym otrzy¬ many siarczan oksyetylenowanego alkoholu lau¬ rylowego i kwas alkilobenzenosulfomowy, w któ¬ rym lancuch alkilowy jest liniowy i/lub rozgale¬ ziony, nienasycony i/lub nasycony o zawartosci 45 atomów wegla od 10—14, wprowadza sie do wod¬ nego roztwotru mcnoetanoloaminy i/lub dwuetano¬ loaminy i/lub trójetanoloaminy, przy czym stosu¬ nek molowy oksyetylenowanego alkoholu laurylo¬ wego do kwasu alkilobenzenosulfonowego do eta- 50 noloaminy i do wody wynosi 1:0, 41—0, 52:3, 9— —4, 85:106—142.