SE457059B - Komposition foer dispergering av oljeflaeckar - Google Patents

Description

457 059 2 10 15 zo, 25 30 35 dispergermedel för oljespill är deras vattenlöslighet. Vissa av dessa medel löser sig för snabbt i vatten och tränger således inte in i oljefläcken. Av denna orsak har det föreslagits att använda dispergermedelskompositioner, som innehåller åtminstone två ytaktiva medel. Bättre dispersion blir följden av användning av blandningar av ytaktiva medel, vars proportioner väljs, så.att den hydrofila- lipofila balansen (eller HLB) faller inom bestämda gränser.

Trenden är därför att använda blandningar av ytaktiva medel i blandning med ett lösningsmedel. GB-PS l 004 684 beskriver en sådan komposition, i vilken oljefläckdispergermedlet innefattar en blandning av fettsyra-polyoxialkylen- glykolestrar och fettsyra-sorbitanestrar (HLB för blandningen: från 9 till 10,5), löst i ett kolvätelösningsmedel som innehåller mindre än 3 vikt-96 aromater.

Lösningen kan innehålla från 5 till 50 vikt-96 av blandningen av ytaktiva medel, varvid en proportion på 8 till l0 vikt-96 är särskilt föredragen. Andra patent beskriver användning av kompositioner, som innefattar en fettsyra-sorbitanmono- ester och en polyalkylenoxid-addukt av fettsyra-sorbitanmonoester (GB-PS 12553915) eller som innehåller dessa föreningar i blandning med 25 till 35 volyrn-96 (exklusive lösningsmedel) av en 7596-ig vattenlösning av dialkyl- sulfosuccinatsalt (US-PS 3 793 218). De bästa resultaten vid dispergering av oljefläckar erhålls vid beredningar som innehåller ca 4096 av en blandning av ytaktiva medel och ca 60% av ett isoparaffinkolvätelösningsmedel.

Användning av ett lösningsmedel uppvisar de ovannämnda fördelarna, men vissa problem kan uppträda när dispergermedelsblandningar späds med stora mängder lösningsmedel. Lagring av kompositioner som innehåller flyktiga lösningsmedel kan öka brandrisken och leda till explosioner. Närvaron av en stor mängd lösningsmedel i kompositionen innebär, att en lägre mängd ytaktivt medel finns tillgänglig för dispergering av oljefläcken. Dessutom kan vissa flyktiga komponenter i lösningsmedlet förloras genom avdunstning, när kompositionen appliceras genom sprayning på oljefläcken, särskilt när kompositionen appliceras från ett flygplan eller från en båt på avstånd, och de fördelar som erhålls genom inarbetningen av ett lösningsmedel i kompositionen förloras delvis.

För att vara effektiv vid dispergering av oljefläckar skall en ytaktiv komposition i form av en lösning av ytaktiva medel uppfylla följande villkor: ~ ha hög halt av ytaktiva medel, - ha tillräcklig och långverkande dispergerande verkan, - vara en homogen och klar vätska, fri från olösligt material och från grumling, - vara hanterbar vid låga temperaturer och ha lämplig viskositet, som tillåter kompositionen att sprayas från båtar eller från flygplan utan någon ökning av viskositeten på grund av avdunstning av flyktigt 10 15 20 25 30 35 457 059 3 lösningsmedel vid dess applicering, - ha högre flampunkt än 6l°C för att uppfylla bestämmelserna beträffande hantering av kemiska produkter, - vara icke-toxisk och bionedbrytbar, - vara enkelt framställbar och till låg kostnad.

Föreliggande uppfinning syftar till att åstadkomma kompositioner för dispergering av oljefläckar, som uppfyller de ovannämnda villkoren, som är homogena och klara koncentrerade lösningar av ytaktiva medel och förblir stabila vid lagring, som lätt kan sprayas även vid låga temperaturer, och som innehåller ett lösningsmedel och kan appliceras genom sprayning utan förlust av flyktigt material. _ Man har nu funnit, att kompositioner som uppvisar oväntade fördelaktiga egenskaper vad gäller oljedispergerande effektivitet och andra fysikaliska egenskaper kan framställas, när en stor mängd av en blandning som innehåller en sorbitanmonoester av en fettsyra, en polyalkylenoxid-addukt av en sorbitan- monoester av en fettsyra och ett dialkylsulfosuccinatsalt används i kombination med en mindre mängd kolvätefritt vattenhaltigt lösningsmedel, som innehåller en monoeter av en glykol, såsom mono- eller dietylenglykol eller propylenglykol.

En ytaktiv komposition för dispergering av oljefläckar enligtiföreliggande uppfinning består av från ca 65 till 75 vikt-96 av en blandning av en fettsyrasorbi- tanmonoester, en polyalkylenoxid-addukt av en fettsyrasorbitanmonoester och en 7596-ig vattenhaltig lösning av ett alkalisalt av ett dialkylsulfosuccinat, varvid vikt- procentandelen av saltet, baserat på torrt salt och på torr blandning, är från 35 till 4096 och viktförhâllandet mellan fettsyrasorbitanmonoester och polyalkylenoxid- addukt är från 60:l+0 till 40:60, och från 35 till 25 vikt-96 av en kolvätefri lösnings- medelsblandning av vatten och en glykolmonoeter, varvid viktförhållandet mellan vatten och nämnda eter i blandningen är från 60:40 till 40:60, varvid totalmängden vatten i kompositionen är åtminstone 2096 baserat på kompositionens totalvikt.

Kompositionen enligt denna uppfinning innefattar således en blandning av ytaktiva medel i specificerade proportioner, varvid blandningen är upplöst i ett kolvätefritt lösningsmedel, som består av en blandning av specificerade propor- tioner av vatten och glykoleter.

Fettsyrasorbitanmonoestern är vanligtvis en ester av en alifatisk monokarboxylsyra, som innehåller från 10 till 20 kolatomer, såsom olje-, laurin~, _ palimitin- eller stearinsyra eller en blandning av dessa syror.

Polyalkylenoxid-addukten erhålls genom att man låter en fettsyrasorbi- tanmonoester reagera med etylenoxid och/eller propylenoxid. Vanligtvis inne- lO 15 20 25 30 35 457 059 4 håller addukten från 12 till 25 oxietylenenheter eller från 6 till 12 oxipropylen- enheter per molekyl.

Valet av dessa ytaktiva medel beror på deras tillgänglighet, pris och renhet... Vanligtvis är de föredragna medlen sorbitanmonooleat och dess poly- _ etylenoxid-addukt som innehåller ett medeltal på ca 20 oxietylenenheter per molekyl.

Den tredje komponenten i blandningen av ytaktiva medel är ett alkalisalt av ett dialkylsulfosuccinat, mer speciellt natriumsaltet av di(2-etylhexyl)- sulfosuccinat som vanligtvis finns kommersiellt tillgängligt i form av en 7S96-ig vattenlösning. _ Blandningen av dessa ytaktiva medel har ett HLB som varierar från ca 9 till ca 10,5, särskilt från ca 9,0 till ca 10,5.

Lösningsmedlet för blandningen av ytaktiva medel är en blandning av vatten och en monoalkylglykoleter, där alkylgruppen innehåller från l till li kolatomer. Lämpliga glykoletrar innefattar etylenglykolmonobutyleter, dietylen- glykolmonobutyleter, dietylenglykolmonometyleter, dipropylenglykolmonometyl- eter och liknande.

Man har funnit, att dispergermedelskompositioner som innehåller från ca 65 till 75 vikt-96 av en blandning av de ovannämnda ytaktiva medlen, varvid resten av kompositionen utgörs av lösningsmedelsblandningen, har särskilt fördelaktiga egenskaper, när blandningen (som torrblandning) innehåller från ca 35 till ca 00 vikt-96 torrt succinat och kompositionen innehåller åtminstone 2096 vatten, baserat pâ kompositionens totalvikt. Totalmängden vatten i komposi- tionen bör inte överstiga ca 27,596.

När ett kolvätelösningsmedel används i stället för den vattenhaltiga lösningsmedelsblandningen eller sätts till det vattenhaltiga lösningsmedlet, blir de resulterande kompositionerna vanligtvis grumliga och uppvisar lägre olje- dispergerande effektivitet.

Kompositionerna enligt föreliggande uppfinning kan även innehålla ett antal valfria ingredienser, såsom näringsämnen, korrosionshindrande medel och andra sedvanliga tillsatser. Exempelvis kan det vara fördelaktigt att tillsätta ett hällpunktsnedsättande medel, såsom dietylenglykol, i en mängd som vanligtvis inte överstiger ca 596 av kompositionen: totalvikt.

Eífektiviteten för de dispergerande kompositionerna har bestämts med ' användning av testmetoden enligt Warren Spring Laboratory (Department of Trade and Industry, Stevenage, Herfordshire). Vid detta test sätts kompositionen droppvis till en uppmätt mängd av olja som flyter på ytan av en pelare av 10 15 20 25 30 35 5 457 059 havsvatten inrymd i en separertratt. Man agiterar sedan separertratten för att dispergera oljan. Den mängd olja som dispergerats till vattenpelaren bestäms sedan vattenpelaren fått stå stilla under en tidsperiod. Effektiviteten för en komposition uttrycks som den procent av oljan som dispergerats till vattenfasen.

De testresultat som anges i de följande exemplen belyser uppfinningen.

Såvida inte annat anges avser 96-uppgifterna vikt-96.

Följande förkortningar används i exemplen: DOSS = natriumsalt av di(2-etylhexyßsulfosuccinat EGBE = etylenglykolmonobutyleter SMO = sorbitanmonooleat SMOE = etoxylerat sorbítanmonooleat (ca 20 moler etylenoxid) DEG = dietylenglykol Exempel 1 En blandning av ytaktiva medel framställdes av SMO, SMOE och en 7596-ig vattenlösning av DOSS. Viktprocenten för dessa komponenter (baserade på torra komponenter) var 34,5 för SMO, 28,3 för SMOE resp. 37,2 för DOSS.

HLB-värdet för denna blandning var 9,11% En lösningsmedelsblandning bereddes av vatten (U8,296) och EGBE (51,s%).

En komposition innehållande 70,196 av denna blandning av ytaktiva material och 29,996 av denna lösningsmedelsblandning hade en effektivitet på 79,096.

Den totala vattenhalten för kompositionen (vatten i vattenlösningen av DOSS plus vatten i lösningsmedlet) var 22,l596, baserat på kompositionens vikt.

För jämförelseändamål bereddes följande kompositioner: Jämförelsekompositíon A 64% av den ovannämnda blandningen av ytaktiva medel löstes i 3696 av den ovannämnda lösningsmedelsblandningen. Effektiviteten för Jämförelse- komposition A var endast 71,396. Denna jämförelse visar, att en komposition som innehåller mindre än 6596 av blandningen av ytaktiva medel är mindre effektiv.

Detta innebär att blandningen enligt denna uppfinning inte kräver någon stor mängd av det vattenhaltiga lösningsmedlet enligt denna uppfinning för att lätt genomtränga och dispergera oljefläcken.

Jämförelsekomposition B Denna komposition framställdes genom blandning av 7152596 av en - blandning innehållande 38,596 SMO, 31,596 SMOE och 3096 DOSS med 227596 av den ovan beskrivna lösningsmedelsblandningen. Effektiviteten för Jämförelse- komposition B var endast 53,496. Denna jämförelse visar, att en komposition 457 059 lO 15 20 25 6 framställd av en blandning av ytaktiva material som innehåller mindre än 3596 DOSS är mindre effektiv.

Jämförelsekomposition C Denna komposition framställdes genom blandning av 7596 av en blandning innehållande 32,596 SMO, 26,696 SMOE och 40,996 DOSS med 2596 av en lös- ningsmedelsblandning innehållande 37,596 vatten och 62,596 EGBE. Totalmängden vatten i denna komposition är mindre än 2096, baserat på kompositionens totalvikt. Effektiviteten för Jämförelsekomposition C var endast 41,396.

Exempel 2 Detta exempel belyser också de oväntade fördelar som erhålls genom användning av en komposition, som innehåller minst 2096 vatten baserat på kompositionens totalvikt.

En komposition framställdes av följande komponenter: SMO: 23,196 SMOE: 18,996 DOSS (7596-ig vattenlösningh 32,1596 (2151 l96 torr DOSS + 8,0U96 H20) H20: l2,8596 EGBE: 13,096 HLB-värdet för denna komposition var 9,144. Procentandelen torr DOSS i blandningen av ytaktiva medel var 36.,l&696, och den totala vattenhalten i totalkompositionen var 20,8996. Till denna komposition sattes 396 DEG. Komposi- tionen var klar, och dess grumlingspunkt var -22°C.

Som jämförelse framställdes samma komposition, med undantag av att mängden vatten, baserat på kompositionens totalvikt, endast var 1696. tillsatsen av DEG var kompositionen grumlig vid ZOOC.

I Exempel 3 Följande kompositioner (se Tabell) framställdes, och deras huvudkarak- täristika bestämdes.

Trots 7 457 059 Iêàêll Komponenter Kompositioner 1 2 3 sMo 20,9 12,0 15,2 SMOE 17,1 20,0 22,3 DOSS (7596-ig vattenlösning) 30,0 30,0 30,0 H20 14,0 10,0 10,0 EGBE 15,0 15,0 15,0 Dec 3,0 5,0 3,0 utseende vid 20°c klar mar klar _ Effektivitet 78,0 77,4 75,3 viskositet (eenflstok (mZ/s) vid -1o°c] 519 527 559 (5,19'10'”) (5,27-10"*) (5,59-10"*) Grumlingspunkt (oC) -21 -23 _23 Häupunkt (°C) -33 ' _35 < -ao HLB 9,44 9,96 10,05 Idessa kompositioner hölls totalmängden SMO + SMOE konstant, men förhållandet mellan SMO ochSMOE var 55:45, 47,4:52,6 resp. 40:60.

Som jämförelse framställdes en liknande komposition, med undantag av att förhållandet mellan SMO och SMOE var 70:30. Effektiviteten för denna 5 komposition var endast 18,196.

Exempel 4 Två kompositioner liknande komposition l i Exempel 3 framställdes, med _ undantag av att EGBE ersattes med dietylenglykolmonobutyleter resp. dietylen- glykolmonometyleter. Effektiviteten för dessa kompositioner var 76,1 resp. 10 77,296.

Exempel 5 En komposition framställdes av följande komponenter: SMO: 20,996 SMOE: 17,196 15 ooss (ms-lg vanenlösning» 30,096 H20: 17,096 EGBE: 15,096 Denna komposition var en klar vätska, som förblev stabil utan bildning av kristaller eller andra avsättningar vid lagring. 20 Som jämförelse framställdes en liknande komposition, med undantag av att ett isoparaffinkolvätelösningsmedel insattes istället för blandningen av H20 457 059 s 10 15 20 25 30 35 och EGBE. Denna senare komposition var grumlig och kristaller bildades efter 24 timmar vid ZOOC.

Ett ytterligare jämförande försök utfördes med en komposition, som innehöll de ovannämnda ytaktiva medlen men som var fri från varje som helst lösningsmedel. Effektivíteten för kompositionen var mindre än 1096.

De resultat av de föregående försöken som utförts med kompositioner enligt denna uppfinning och med jämförelsekompositioner visar, att blandningen av ytaktiva medel måste lösas i ett lösningsmedel för att vara effektiv för dispergering av en oljeflåck. Man har även funnit, att ett lösningsmedel som består av en blandning av vatten och en glykoleter i de specificerade proportionerna, ger oväntade resultat vad gäller effektivitet, stabilitet, hällpunkt och grumlingspunkt.

Den synergistiska effekten mellan blandningen av ytaktivt medel och kolvätefritt lösningsmedel uppträder endast när: l) blandningen av ytaktiva material omfattar från ca 65 till ca 75 vikt-äs av totalblandningen; 2) blandningen av ytaktiva material innehåller från 35 till 4096 av ett alkalisalt av dialkylsulfosuccinat (som torrt salt) baserat på vikten av torr- blandning; och 3) lösningsmedelsblandningen, som består av vatten och en glykolmonoeter, innehåller vatten i en sådan mängd att den totala vattenhalten i total- kompositionen är minst 20 vikt-96. v Särskilt fördelaktiga kompositioner innehåller från ca 70 till 7596 av blandningen av ytaktiva medel och från ca 30 till 2596 av den vattenhaltiga lösningsmedelsblandningen. En föredragen ytaktiv blandning innefattar sorbitan- monooleat och dess polyoxietylen-addukt i ett viktförhållande motsvarande ca 55:45.

Dessa kompositioner kan lätt appliceras på en oljefläck som en fin spray, även vid låga temperaturer. Oljan dispergeras snabbt under inverkan av havets vågrörelser. I vissa fall kan det vara fördelaktigt att använda mekanisk om- blandning för att förbättra dispersionen.

Kompositionerna är fria från flyktiga substanser, och kompositionernas viskositet ökar inte under sprayningsoperationerna. Viskositeten för komposi- tionerna enligt denna uppfinning är av storleksordningen 475 till 575 centistok was-io* - 275-104* lätt på oljefläckar genom sprayníng från ett flygplan eller från en båt, även vid m /s) vid -l0°C. Dessa kompositioner appliceras därför låga temperaturer, utan någon ökning av viskositeten under sprayningsoperationen.

De föregående utföringsformerna har beskrivits enbart för att belysa uppfinningen och är inte avsedda att vara begränsande. Eftersom modifieringar

Claims (12)

10 15 20 25 30 9 457 059 av de beskrivna utföringsformerna, som inbegriper grundtanken och det väsent~ liga för uppfinningen, kan göras av fackmannen, skall uppfinningens omfattning vara begränsad enbart med avseende på de bifogade patentkraven och ekvi- valenter. PATENTKRAV

1. l. Komposition för dispergering av oljefläckar, kännetecknad avattdenbestárav: _ a) från 65 till 75 vlkt-96 av en blandning av en fettsyrasorbitanmonoester, en polyalkylenoxid-addukt av en fettsyrasorbitanmonoester och en 7596-ig vattenhaltig lösning av ett alkalisalt av ett dialkylsulfosuccinat, varvid vikt- procentandelen av nämnda salt, baserad på torrt salt och på torr blandning, är från 35 till #096 och viktförhållandet mellan fettsyrasorbitanmonoestern och nämnda addukt är från 60:U»O till 40:60, och b) från 35 till 25 vikt-96 av en kolvätefri lösningsmedelsblandning av vatten och en monoeter av en glykol, varvid viktförhâllandet mellan vatten och nämnda eter i blandningen är från 60:40 till 40:60, varvid totalmängden vatten i kompositionen är åtminstone 20 vikt-96.

2. Komposition enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att fettsyran är en alifatisk monokarboxylsyra som innehåller från l0 till 20 kolatomer, företrädesvis oljesyra.

3. Komposition enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda dialkylsulfosuccinatsalt är natriumsaltet av di(etylhexyl)sulfosuccinat.

4. Komposition enligt patentkravet I, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att glykolmonoetern är en monoalkyleter av en glykol vald bland monoetylenglykol, dietylenglykol, monopropylenglykol och dipropylen- glykol, varvid alkylgruppen innehåller från l till ll kolatomer och företrädesvis är en metyl- eller butylgrupp, särskilt monoetylenglykolmonobutyleter, dietylen- giykolmonobutyleter eller dietylenglykolmonometyleter.

5. Komposition enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att proportionen vatten i totalkompositionen ligger i omrâdet från 20 till 27,5 vikt-96. 457 059 m l0 15 20 25 30

6. Komposition enligtnågot av patentkraven l-5, k ä n n e t e c k n a d av att blandningen har ett HLB-värde i området från 9 till 10,5, särskilt från 9,4 till 10,5.

7. Komposition enligt patentkravet l, för dispergering av oljeíläckar, kännetecknad avattden bestårav: a) från 70 till 75 vikt-96 av en blandning av oljesyrasorbitanmonoester, en polyetylenoxid-addukt av oljesyrasorbitanmonoester och en 7596-ig vattenhaltig lösning av di(etylhexyl)sulfosuccinat-natriumsalt, varvid viktprocentandelen av nämnda salt, baserad på torrt salt och på torr blandning, är från 35 till 4096 och viktförhållandet mellan oljesyrasorbitanmonoester och dess polyetylenoxid- addukt är 55:45, och b) från 30 till 25 vikt-96 av en kolvätefri lösningsmedelsblandning av vatten och en monoalkyleter av en glykol vald bland monoetylenglykol och dietylen- glykol och monopropylenglykol och dipropylenglykol, vari alkylgruppen innehåller från 1 till 4 kolatomer, varvid totalmängden vatten i kompositionen är minst 20 vikt-96.

8. Komposition enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att alkylgruppen är en metylgrupp eller en butylgrupp.

9. Komposition enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att glykolmonoetern är vald bland monoetylenglykol- monobutyleter, dietylenglykolmonobutyleter och dietylenglykolmonometyleter.

10. » 10. Komposition enligt patentkravet 7, 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a d av att proportionen vatten i totalkompositionen ligger i omrâdet från 20 till 27,5 vikt-96.

11. ll. Komposition enligt något av patentkraven 7-10, k ä' n n e t e c k n a d av att blandningen har ett HLB-värde i omrâdet från 9 till 10,5, företrädesvis från 9,14 till 10,5.

12. Komposition enligt något av patentkraven 7-11, k ä n n e t e c k n a d av att kompositionen har en viskositet i området från 475 nu 575 centismk (a,75-1o"* flus,75-1o'” mz/s) vid -1o°c.