PL125604B2 - Preparation for demulsification of oil-in-water emulsions - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest preparat do rozbijania emulsji olejowo-wodnych, stosowanych w procesach mechanicznej obróbki metali.Emulsje olejowo-wodne stosuje siejako ciecze smarujaco-chlodzace przy obróbce skrawaniem stali, zeliwa oraz wiekszosci metali niezelaznych badz ich stopów, w procesach obróbczych, w których glównym zadaniem cieczy jest chlodzenie. Emulsje wytwarza sie poprzez zmieszanie oleju emulgujacego z woda najczesciej w stosunku 1:20. W sklad wyzej wymienionych olejów emulguja¬ cych wchodza glównie oleje mineralne, mydla sodowo-potasowe oraz rózne substancje dodawane w celu podwyzszenia trwalosci emulsji oraz poprawy ich wlasnosci smarnych.W toku procesów obróbczych wlasnosci emulsji olejowo-wodnych ulegaja systematycznemu pogarszaniu, zmienia sie ich barwa, zapach, zaczynaja oddzialywac korodujaco na metale, pogar¬ szaja sie ich wlasnosci smarujaco-chlodzace. W zwiazku z powyzszym istnieje koniecznosc okreso¬ wych wymian zuzytych chlodziw zwykle 1-2 razy w miesiacu, na emulsje swieze. Aktualnie najczesciej zuzyte emulsje bez jakiegokolwiek podczyszczania odprowadza sie poprzez siec kanali¬ zacyjna do wód powierzchniowych badz do oczyszczalni scieków, gdzie poprzez zaklócenie równo¬ wagi biologicznej moga byc glówna przyczyna zmniejszenia efektywnosci procesów oczyszczania.Coraz czesciej emulsje olejowo-wodne przed odprowadzeniem do odbiornika poddaje sie procesowi rozkladu. Stosuje sie do tego celu metody termiczne, metody chemiczne, elektrochemi¬ czne i inne — filtracja, ultrafiltracja, adsorpcja, przy czym skutecznosc ich zalezy od rodzaju emulsji, emulgatora oraz sposobu emulgowania.Metody termiczne polegaja na ogrzewaniu emulsji do temperatury 95-98°C, po uprzednim silnym ich zakwaszeniu kwasem siarkowym. Metoda ta jest energochlonna oraz prowadzi do nadmiernego zasolenia wód siarczanami. Sposoby chemiczne to przede wszystkim rozszczepienie emulsji za pomoca wybranych zwiazków nieorganicznych: chlorki, siarczany, podchloryny, wodo¬ rotlenki badz organicznych, w podwyzszonej temperaturze, zachodzacy przy tym proces deamul- gacji przypomina pod wzgledem fizykochemicznym koalescencje. Sposoby elektrochemiczne sprowadzaja sie ostatecznie do rozkladania emulsji w nastepstwie procesów elektrokoagulacji badz elektroflotacji, wreszcie metody filtracyjne i ultrafiltracyjne do zatrzymywania olejów przez róz¬ nego rodzaju przegrodybadz membrany.Po rozbiciu emulsji dla oddzielenia oleju od wody, stosuje sie róznego typu separatory m.in. wirówki badz urzadzenia filtracyjne.2 125604 Inne sposoby postepowania z przepracowanymi chlodziwami z uwagi na koniecznosc ich ogrzewania i zakwaszania oraz wprowadzania do nich innych dodatków, a takze stosowania koagulacji i flokulacji badz adsorpcji na stalych preparatach krzemianowych badz weglu aktyw¬ nym, sa bardzo uciazliwe i energochlonne, a ponadto nieobojetne dla srodowiska, uzyskiwane w ich wyniku efekty nie zawsze zadawalaja uzytkowników.Z posród wszystkich znanych metod deemulgacji najczesciej rozpowszechnione sa te, które polegaja na zakwaszeniu emulsji kwasem siarkowym i ogrzewaniu uzyskanej mieszaniny do temperatury 95-98°C.Znany jest wiele typowo chemicznych metod. W wiekszosci z nich emulsje rozszczepia sie za pomoca róznych soli, a zwlaszcza chlorków badz siarczanów metali wielowartosciowych. Oleje wydzielone z rozlozonych emulsji oddziela sie od fazy wodnej przy zastosowaniu róznych technik m.in. metod adsorpcyjnych, filtracyjnych badz polegajacych na wykorzystaniu sily odsrodkowej.Celem wynalazku jest opracowanie preparatu zdatnego do rozbijania emulsji olejowo- wodnych, dzieki któremu emulsje olejowo-wodne, takie jak zuzyte chlodziwa, rozdzielaja sie na dwie warstwy olejowa i wodna z tym, ze warstwe wodna kieruje sie do kanalizacji ogólno splawnej, zas warstwe olejowa do przeróbki chemicznej badz fizyko-chemicznej.Cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze preparatjest w postaci zelujacego stezonego roztworu zawierajacego poza woda krzemian sodowy w ilosci od 9 do 15g/dm3, kwas siarkowy od 20 do 50 g/dm3 i jako aktywator sole metali, korzystnie siarczan glinu, w ilosci od 1 do 5 g/dm3. Za tym przepracowane chlodziwa zadaje sie preparatem w ilosci od 2 do 10% wagowych w przeliczeniu na ilosc obrabianych emulsji.Wobec niedoskonalosci stosowanych emulsji i ich stezen optymalny dobór skladu preparatu i wielkosci jego dawki powinny byc kazdorazowo poprzedzane odpowiednim testem laborato¬ ryjnym.Preparat wedlug wynalazku, w stosunku do innych znanych preparatów wykazuje wiele zalet.Proces deemulgacji obrabianych emulsji wymienionym preparatem moze przebiegac, co niejest bez znaczenia, w temperaturze pokojowej, nie wymaga wiec on duzych nakladów energii.Wydzielone w procesie deemulgacji oleje wraz z krzemianami w postaci bialych badz jasno- bialych klaczków lub grudek wyplywaja na powierzchnie wody tworzac warstwe olejowa. Warstwa ta moze byc juz latwo oddzielona od wody poprzez lewarowanie, saczenie, filtracje badz odwirowa¬ nie. Wydzielony mazisty osad zawiera do 20% substancji mineralnych oraz do 80% olejów. W przy¬ padku podgrzania go do temperatury 50-60°C lub wyzszej struktura jego ulega nieodwracalnej zmianie, nastepuje jego rozklad na czesc mineralna i latwe do oddzielania oleje. W przypadku gdyby odzysk olejów z osadu okazal sie nieuzasadniony moglyby byc one spalone w kotlowniach.Filtrat jest ciecza przezroczysta, bez zapachu, charakteryzujaca sie bardzo niskimi poza CHZT wskaznikami zanieczyszczen, powinien byc kierowany na oczyszczanie scieków.Wynalazek ilustruja ponizsze przyklady.Przyklad I. Przygotowanie preparatu. Do 80dm3 wody wlewamy 3dm3 okolo 28% roz¬ tworu technicznego krzemianu sodowego (szklo wodne), odczyn cieczy obniza sie do pH 1-2 za pomoca kwasu siarkowego. Nastepnie przy zastosowaniu ciaglego mieszania dodaje sie do otrzy¬ manego roztworu 0,3 kg siarczanu glinu AI2SO4 • I8H2O. Otrzymany w ten sposób lekko opalizu¬ jacy roztwór rozciencza sie woda do 100dm3. Sporzadzony preparat nadaje sie do uzytku przez okres jednego tygodnia, najwyzsza aktywnosc wykazuje drugiego i trzeciego dnia.Przykladu. Rozklad emulsji. Do 100 dm3 5% emulsji Emulgol S wedlug ZN-78/MPCh/NF-l 35 dodaje sie porcjami 8dm3 swiezo otrzymanego wedlug przykladu I preparatu. Nastepnie miesza¬ nine zobojetnia sie do pH ok. 5. Podczas powolnego mieszania przez okres okolo 10 min., w wyniku zachodzacych procesów flokulacji i koagulacji, poprawia sie struktura wytraconych osadów.Zbieraly sie one na powierzchni cieczy. Na laboratoryjnej nuczy filtracyjnej mozliwe bylo jego odwodnienie do wilgotnosci ok. 90%. Ze lOOdrn3 emulsji powstaje ok. 10dm3 osadów. Dla charakteryzacji przebiegajacego procesu wykonano niezbedne oznaczenia emulsji, przesaczu, filtratu oraz osadu. Ich wyniki podano ponizej.125604 3 Emulsja Przesacz Osad o wilgotnosci (Filtrat) 91,5% CHZT (mg(Vdm3) BZT5 (mgO^drn3) Opór wlasciwy filtr, (m/kg) 38 200 2 300 — 910 12 — ok. 370000 49,5-1010 Przyklad III. Rozklad emulsji. Do 10dm3 5% emulsji na bazie oleju emulgujacego ER wedlug ZN-75/MPCh/NF-l 18 dodano 8dm3 preparatu sporzadzonego wedlug wymienionego w przykladzie I przepisu. Zastosowano przy tym identyczny tok postepowania jak w przykladzie II.Uzyskano zblizone wyniki jak w przykladzie II. Filtratbyl przezroczysty i bezbarwny. Charaktery¬ zowal sie podobnie niskimi wskaznikami zanieczyszczen jak w przykladzie II.Przyklad IV. Rozklad emulsji. Odzysk olejów z wytraconych osadów. Do 100dm3emulsji 5% roztworu Emulgol S, dodano w sposób analogiczny jak w przykladzie I 4dm3 preparatu krzemianowego, otrzymanego dzien wczesniej. Emulsja ulega rozbiciu. Proces zobojetnienia mie¬ szaniny reakcyjnej prowadzono za pomoca mleka wapiennego do odczynu obojetnego. Wytracony bialy osad o niejednolitej strukturze byl latwy do odwodnienia pod próznia. Filtrat byl przezroczy¬ sty, bezbarwny. Osad barwy mleczno-bialej mial konsystencje miazista. W wyniku podgrzewania go do temperatury okolo 60°C mozliwe bylo wydzielenie z niego oleju.Zastrzezenie patentowe Preparat do rozbijania emulsji olejowo-wodnych, znamienny tym, ze zawiera poza woda krzemian sodowy w ilosciach od 9 do 15 g/dm3, kwas siarkowy od 20 do 50 g/dm3 oraz sole metali, korzystnie siarczan glinu, w ilosci od 1 do 5g/dm3. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Preparat do rozbijania emulsji olejowo-wodnych, znamienny tym, ze zawiera poza woda krzemian sodowy w ilosciach od 9 do 15 g/dm3, kwas siarkowy od 20 do 50 g/dm3 oraz sole metali, korzystnie siarczan glinu, w ilosci od 1 do 5g/dm3. PL