CS232390B1 - Odpenovač - Google Patents

Description

(54) Odpenovač

Predmetom přihlášky vynálezu je odpenovač pozostávajúci zo 60 až 99 % uhlovodikov a/alebo oligomérov alkénov Cg až C_g a 1 až 40 % kyslíkatých organických zlúčenin o molekulovej hmotnosti 150 až 850, připadne polyolefínov (ataktický polypropylén) o molekulovej hmotnosti 1 000 až 32 000. Aplikačně možnosti sú hlavně v celulozárensko-papierenskom a v potravinárskom priemysle.

i

232 390

Vynález sa týká odpeňovača hlavně na báze lahko dostupných petrochemických, ako aj prirodnýoh surovin, ktoré sa technicky lahko formulujú a přitom sú vysoko účinné ako odpeňovacie prostriedky na pěny, vytvořené pósobením tenzidov, zvlášť neiónovýoh a aniónovýoh přísad vo Vodných a neVodnýoh prostrediach·

Teoretioké základy vzniku pěny a jej potláčania sú všeobec ne známe. Z prípravkov pre potláčanie tvorby pěny sú v zásadě známe dva typy: rozrážače pěny a inhibitory tvorby pěny. Z prípravkov prvého typu možno uviesť dletyléter, alkoholy a vodnú páru. Niektoré slabé povrohovoaktívne látky, ktoré penia len v zriedenom roztoku (amylalkohol), pdsobia ako rozrážače pěny pri aplikáoii na mýdlové pěny a na pěny z vlastnýoh zriedených roztokov. Inhibítorom penenia je napr· metylalkohd, sám nepení a tiež Inhibuje penenie zriedeného roztoku tenzidu· Povrch kvapaliny sa přitom zaplaví vysokou konoentráoiou rýohlo difundujúoioh molekúl a každé zvýšenie povrchového nap&tia sa rýohlo anuluje·

Je tiež známe, že účinnéjšie a univerzálně jšie ako rozpusť né odpeňovače sú materiály na báze silikonových olejov, ktoré sú vo vodě nerozpustné a majú nízké povrchové nap&tie až 20 mN.m*\ Pre inhibovanie penenia sa najčastejšie používá ioh emulzia alebo roztok· Polyfluorované uhlovodíky sa používajú ako oenné odpeňovače pre mazacie oleje, nakolko majú povrchové

232 390

- 3 napátie vel*mi nízké (lO mN.m”¹)· Pre různé aplikácie sa používajú rózne typy odpeňovačov. Tak, v oelulozo-papierenskom prie· mysle sa často používajú odpeňovač© kombinované s emulgátorom a uhl*ovodíkom (patent USA. č. 3 935 121). Samotný odpeňovač je amidového typu — etylén—bis—stearamid, dietylénglykolmonooleát, minerálny olej a silikonový olej· Při odpeňovaní sulfitových výluhov je používaný odpeňovač na báze kyseliny behénovej v zmesi so zmydelneným kopolymórom etylén-vinylaoetát, živočišnými olejmi a polyetylénglykoldioleátom (patent USA č.

893 9M )· Mnohé vodné systémy, ktoré bežne penia, dajú sa odpeňovat* s malým množstvom etoxylováného ricínového oleja a jeho hydrogenátu a tiež s propoxylovanými olejmi (patent USA č. 3 180 836)· Pre papierenské odpadné vody sú áalej známe (patent USA č. 3 215 635) odpeňovače pozostávajúce z etoxylovanýoh mastných kyselin, etoxylovaných alkylfenolov v zmesi s nízkomolekulovými alkoholmi. Odpeňovaoia účinnost* je známa (patent USA č. 3 697 438) aj u esterov polyglykolov s kyselinou olejovou a v zmesi s alkoholmi až C^g, propylénglykolom, izopropylalkoholem a minerálnym olejom.

Pre různé priemyselné odvetvia sa používajú obdobné typy, kombináoie esterov, etoxylátov a propoxylátov mastných kyselin, amínov a amidov. Specificky v niektorých pripadoch je nutná nízká toxicita (aplikácie v potravinárskom priemysle). Táto požiadavka je však platná všeobecne.

Uvedené a áalšie odpeňovače a zmesi odpeňovačov sú však zložité systémy různorodých látok a produktov, nezriedka surovinové i technicky a ekonomicky Vážko dostupných a nie celkom ojedlnele, na likvidáoiu pien v různých priemyselných a potravinářských odvetviaoh dost* málo účinných.

Uvedené problémy však v podstatnej miere rieši odpeňovač podl*a vynálezu.

Podstata tohéto vynálezu spočívá y tom, že odpeňovač na báze uhl*ovodíkovýoh a organických kyslíkatých zlúčenín pozostáva čo do hmotnosti zo 60 až 99 % uhTovodíkov a/alebo oligomérov alkénov o molekulovej hmotnosti 150 až 1000 a 1 až 40 % kyslíkatých organických zlúčenín o molekulovej hmotnosti 150 až 850 a/alebo polyolefínov o molekulovej hmotnosti 1000 až 3200.

- 4 232 390

Výhodou odpeňovača podl'a toht.o vynálezu je surovinová dostupnost', vysoká odp©novacia účinnost’ a značná univerzálnost’ na pěny, vytvárané působením různých typov tenzidov a inýoh povrchovoaktívnyoh látok· Ďalej vysoká stabilita kvality odpeňovačov, spravidla ich zdravotná nezávadnost' alebo iba nízká toxicita, umožňujúca široké aplikácie a v neposlednóm radě technicky jednoduchý spůsob výroby odpeňovača alebo zmesi odpeňovačov.

Pod uhTovodími ó molekulovéj hmotnosti 250 až 100O podTa tohto vynálezu sa oknem ropných frakci í rozume jú aj oligojnéry, či nízkomolekulárne polyméry a kppolyraéry etylénu, propylánu a olef-ínov i diénov C^. a C~, Sahej produkty vzniknutá termiokým štiepením makromolekuíovýoh látok,. ako aj hydrogenoJLýzou makromolekul ových látok i vyšších uhTovodíkov., napr. uhl’ovodíkov 1’ahkáho i ťažkóho vykuřovacieho oleja* Okrem toho, možno využit’ aj hydrogenované oligoméry uvedených alkénov a diénov ^4 ^a θ’5 ·

Akp ky slíka té organické zlúčeniny priohádzajú do úvahy karboxylové kyseliny až 0_2<(, a to buď akp čisté alebo. zmesi, pričo® můžu ňavy^e obsahovat’ ako prípiosi k-etůkyseldny, al* dehydokyspliny, alkoholy a uhlovodíky. K na, j vhodné-jším však pa tria kyselina ©tearová a kyselině palmitové, resp· technický stearín. Ďalej sem· pa tria tuky, a le Či už rostlinné alebo živočišné, ale ešte vhodnejžie Sú parciálně zmyde lněné· alebo parciálně hydrolyzované tuky , ako aj parciálně-esterifikované po— Iyoly, ako parciálně es Verifikovaný trimOtylolprOpán, paroiálne esterifikovaný pentaarytritol ap. Ďalej produkty ^bxyláoie, resp* polyetoxyláoie alifatických alkohole* a/alebo kyselin, ako aj -produkty propoxylácie, resp. polypropoxyláoie vyššioh mastných alkoholov a/al.ebo kyssl-ín, resp. pároiálne hydrolyzovanýoh, resp. phroiálne zmydelnenýoh tukov* Můžu to byt’ aj parciálně <s tarifikavané polyoly.

Menej vhodné, ako kyslíkaté organické zlúčeniny, ale použité Tné sú polyolefíny -o molekulovéj hmotnosti 1QQ0 až 3200·

K na j vhodíte jším patří nižší©molékulápny polyetylén ako vedTajší produkt z výroby nizkohustotného polyetylénu,- Sálej ataktioký polypropylén* Ataktický propyléft je vhodnější zbavený izotaktické ho polypropylénu, připadne aj stereoblokoy. Použitelný je však aj ataktioký polypropylén bez,akejkolvek predbežnej úpravy, či rafinácie. Zvlášť vhodná je kombinácia a taktického póly—

232 390

- 5 propylénu alebo nízkomolekulového polyetylénu s nízkoviskoznymi uhl’ovodíkmi a kyslíkatými organickými zlúčeninami·

Odpeňovač podl’a tohto vynálezu možno rafinovat’, odfarbovať sfarbovať, či parfumovať. Ďalšie podrobnosti zloženia odpeňovača alebo zmesi odpeňovačov podTa tohto vynálezu, ako aj odpeňovaoej účinnosti i další© výhody sú zřejmé z príkladov, v ktorých je zloženie látok uvddené v koncentrácii hmotnostněj·

Příklad 1

Do zásobníka o objeme 0,2 opatrenom kotvovým miešadlom a duplikátorom sa nadávkuje 97,5 kg oligomérov propylénu., tzv. polypropylénového oleja (Propyloil K-300) o strednej molekulovej hmotnosti 449, hustotě pri teplote 20 °C = 840 kg.m“·^, indexe lomu n^ = 1,465, teplote tuhnutia -35 °C a brómovom čísle 53,5 S Br/100 g vzorky. Potom za miešania pri teplote 25 °C sa přidá 2,5 kg kyseliny stearovej, Vznikne kvapalný roztok kyseliny, ktorý pri skúške odpeňovania na neiónový tenzid (polyetoxylované primárné alifatické alkoholy až s 9 mólmi etylénoxidu) má odpeňovaciu účinnost’ 96

Ďalšie výsledky odpeňovačej účinnosti ako samotného polypropylénového oleja K-300, tak aj roztokov kyseliny stearovej v ňom sú uvedené v tabulke 1·

Tabulka 1

Druh odpeňovača	Obsah kyseliny stearovej v odpeňovači %	Odpoňovacia účinnosť na neionový tenzid %
Polypropylénový olej K-300	0,00	18
Roztok kyseliny stearovej v polypropylénovom oleji K-300	1,00	25
Roztok kyseliny stearovej v polypropylénovom oleji K-300	3,50	98
Roztok kyseliny stearovej v polypropylénovom oleji K-300	5,00	95

- 6 232 390

Odpeňovacia účinnost’ sa stanoví tak, že sa penivosť Standardně j vzorky porovnává s jpenivosfou Standardněj vzorky, do ktorej sa přidá odpeňovač. Postupuje sa tak, že 100 aap štandardného roztoku alkylsíranu sodného (ako aniónového tenzidu) alebo polyetoxylovanýoh primárných alkoholov C^g až s 9 mól mi etylénoxidu (ako neiónovým tenzidom) o koncentrácii 1 g.l' sa opatrné vleje do odmemého valoa o objeme 500 cm^ a uzavrie sa zábrusovou zátkou· Štandardný roztok sa speňuje prevraoaním valoa o 180 ° a sp&ť 50-krát počas 1 min pri teplote 20 í 2 °C, Meria sa výška pěny a výška nespeneného roztoku po uplynutí 1 min od ukončenia speňovania, Potom penivosť Standardu Pš sa vypočítá zo vzťahu PŠ = ~ * 100, v ktorom a = výška pěny v cm a b = výška nespeneného roztoku v cm. Odpeňovacia účinnost’ sa stanoví tým istým postupom ako štandardného roztoku, ale k 100 cm štandardného roztoku sa přidá 1 kvapka odpeňovača (O,02 g) a stanoví sa Po (penivosť zmesi štandardného roztoku s odpeňovačom). Odpeňovaoia účinnost’ sa vyčísli z grafu závislosti penivosti (5^) na odpeňovacej účinnosti, pričom na os x sa nanesie odpeňovaoia účinnost’ (v od 100 do 0 a na os y penivosť štandardného roztoku· V priesečníku uhlopriečky sa odčítá % odpeňovacej účinnosti, pričom sa konečný výsledok berle aritmetický priemer troch meraní·

Příklad 2

Postupuje sa podoba· s použitím polypropylénového oleja K-300 ako v příklade 1, len odpeňovaoia účinnost’ roztokov kyseliny stearovej v polypropylénovom oleji sa na rozdiel od príkla du 1 stanovuje na aniónový tenzid (alkylsírany sodné připravené sulfatáciou primámyoh alifatických alkoholov G^g až s následnou neutralizáciou hydroxidom sodný alebo Uhličitanom sodným) · Tak roztok kyseliny stearovej v polypropylénovom oleji K-300 o konoentrácii hmotnostnej 1 má odpeňovaciu účinnost* při konoentrácii 3,5 % má odpeňovaciu účinnost’ 80 $ a pri konoentrácii 5 % už 93 #·

- 7 Přiklad 3 _2323go

Postupuje sa podobné ako v příklade 1_t len s tým rozdielom, že miesto polypropylénového oleja K-300 sa použije na přípravu odpeňovača polypropylénový olej o vyššej priememej molekulovej hmotnosti (Propyloil K-1000), ktorá dosahuje 460, pričom hustota pri 20 °C je 847 kg.m“^ a teplota tuhnutia -23 °Cj na 1 molekulu připadá 1,5 dvojitej vazby. Tento polypropylénový o-lej K-1000 má na neiónový tenzid odpeňovaciu účinnost* 19 $· Avšak roztok kyseliny stearovej v ňom připravený pri teplote 50 °C o konoentrádi 2,5 $ má na neiónový tenzid odpeňovaciu účinnost*

100 jé.

Přiklad 4

V polypropylénovém oleji K-1000 špecifikovanom v přiklade 3 sa rozpustia dalšie vyššie mastné kyseliny i dikarboxylové kyseliny. Odpeňovacia účinnost’ roztoku kyseliny palmitovej v polypropylénovom oleji o koncentrácii 5 $ je 94 Účinnost’ kyseliny kaprylovej o koncentrácii 3,5 % je však na neiónový tenzid len 10 a kyseliny dodekándikarboxylovej 66 Odpeňovacia účinnost* polypropylénového roztoku kyseliny palmitovej voči aniónovému tenzidn pri koncentrácii kyseliny 3 % je 53 5« a pri koncentrácii 5 % je účinnost’ 68

Přiklad 5

V polypropylénovom oleji K-1000 sa rozpustí jednak 5 a jednak 10 % a taktického polypropylénu. Získá sa viskózna hmota s odpeňovacou účinnosťou na neiónový tenzid 86 %. Pri rozpuštění dalších 3,5 % kyseliny stearovej v tejto zmesi s 10 $ ataktického polypropylénu získá sa odpeňovacia účinnost’ 87 Avšak pri 5 a 10 $ a taktického polypropylénu o priememej molekulovej hmotnosti 18 200 v polypropylénovom oleji K-300 je odpeňovaoia účinnost’ len 29 a 65 %·

- 8 Příklad 6

232 390

V polypropylénovou! oleji K-1000 Specifiko vanom v přiklade 4 sa rozpustí 5 % zmesi monoglyoeridov, diglyoeridov, triglyoeridov a vyšších, mastných kyselin, s obsahom monoglyoeridov 29 $>, čislom kyslosti 6 a teplotou topenia 44 °C (Smulgátor c). Odpeňovaoia účinnost’ tohto roztoku je na neiónový tenzid 100 kvítek. rozpuštěním 5 % bravčovej masti v polypropylénovou! oleji získaný roztok nemá žiadnu (nulová) odpeňovaoiu účinnost’· Naproti tomu na anionový tenzid polypropylénový olej s 5 í Emul gátora C má odpeňovaoiu účinnost’ 62 % a s 5 % bravčovej masti 41

Přiklad 7

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, ale miesto polypropylénového oleja sa ako rozpúšťadlo kyseliny stearovej použije vykurovaoi olej l’ahký z atmosferioko-vákuovej destiláoie ropy, ěalej plynový olej a didodecylbenzén. Na neiónový tenzid odpeňovaoia účinnost’ roztoku kyseliny stearovej o konoentráoii 3,5 i» je 21 %, v plynovom oleji 51 a v didodeoylbenzéne 46 ¢.

Přiklad 8

Postupuje sa podobné ako v přiklade 1, len miesto oligomérov propylénu (polypropylénového oleja K-300) sa použijú oligomóry C^-olefínov, připravené podl’a čs· autorského osvedčenia č· 193 855· Slabonažltlý kvapalný produkt nízkomolekulovýoh homopolymórov a kopolymérov C^-alkénov a diénov má priememú molekulová hmotnost’ 507 a brómové číslo 82 g Br/lOO g produktu· Připravuje sa homopolymzrizáoiou a kopolymerizáoiou v podstatě odbutadienizovanej pyrolýznej C^-frakoie (zloženie v propylén s propánom s 0,33» izobután = 3»Oj n-bután = 14,52} 1,3-butadién = 0,13} 1-butén = 29,19} izobután = 37,83} trans-2-butén = 10,0} ois-2-butéh = 4,7 a izopentán =0,3) pri teplote 26 í 1 °C počas 6 h za katalytického účinku 3 $ katalytického komplexu na báze ohloridu hlinitého a chlorovodíka spolu s alkylbenzónmi. Roztok 3,5 % kyseliny stearovej v nízkomole- 9 232 kulových homopolymérooh a kopolyméroch C^-alkénov a diénov dosa hujú na neiónový tenzid odpeňovaciu účinnost’ 94

Příklad 9

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, ale miesto polypropylénového oleja sa použije biely olej (biely olej 45), ktorý je zmesou ostrOrafinovaných odparaf inovaných ropných . tekutých uhl’ovodíkov, vrúoich prevažne nad 360 °C. Tvoří číru, bezfarebnú, nofluoreskujúcu Viskoznu kvapalinu s kinematickou viskozitou pri 25 40 n«?.sh Roztok 3,5 5» kyseliny stearovej v tomto oleji mé odpeňovaciu účinnost’ na neiónový tenzid 55,5 $ a na aniúnový 91

Příklad 1.0

V polypropylénovom oleji &-1000 sa rozpustí 2,5 % kyseliny stearovej a 3 $ polypropoaylovanýoh ťažkýoh podielov z rektiřikéoi-e .surového ^-etylhexanolu s 15 mólmi (na 1 mol destilačnýoh zvyškov z nektifikácie surového 2-etylhexanolu) · Získaná zmes odpeňovačov má účinnost’ 91 $»

Příklad 11

V poiyprcpylénovom oleji K-1000 sa rozpustí 5 % hovSdzieho tuku- (loja). Odpeňovaoie účinnost’ tohto odpeňovača je 82 Po přidaní ďalších 2,5 $ kyseliny stearovej stupně na 94 $·

Bríkla-d 12

Postupuje sa podobné ako v příklade 9, ale v bielom oleji sa rozpustí 5 % zmesi monoglyceridov, diglyceridov, triglyceridov vyšších mastných kyselin, s obsahom monoglyceridov 29 Čislom kyslosti 6 a teplotou topenia 44 °C (Emulgátor c). OdpcňovaCia účinnost’ na aniónový tenzid je 81,5 % (pri jednej kvapke) & 90 pri dvoch kvapkách.

- 10 Příklad 13 232 390

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, len mí es to oligomó rov propylénu sa použije zmes n-alk&nov až (priemerné molekulová hmotnost’ = 176) a obsah kyseliny steárovej v ňom tvoři 25 Odpeňovaoia účinnost’ tohto odpeňevača pri dvooh kvapkách na neionový Standard je 100 na alkalický neiónový Standard takisto 100 % a na aniónový Standard 82 $·

Přiklad 14

Postupuje sa podobné ako v přiklade 5, len miesto a taktického polypropylénu sa použije 5 % a 10 nízkomolekulového polyetylénu o priememej molekulovéj hmotnosti 2 130, odpadajúoi ako vedl’ajSí produkt z výroby nížkohustotného polyetylénu vysoko tlakovým spósobom· Odpeňovaoia účinnost’ je 28 a 63 $>· S dalšími 2,5 % kyseliny steárovej je odpeňovaoia účinnost’ na neionový tenzid 83 a 89 ¢.

Claims (5)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   232 390

   1· Odpeňovač na báze uhlovodíkových a organických kyslíka týoh zlúčenín, vyznačujúci sa tým, že pozostáva čo do hmotnosti zo 60 až 99 % uhlovodíkov a/alebo oligomérov alkénov o molekulovej hmotnosti 150 až 1000 a 1 až 40 % kyslíkatýoh organiokýoh zlúčenín o molekulovej hmotnosti 150 až 850 a/alebo polyolefínov o molekulovej hmotnosti 1000 až 3200.
2. 2· Odpeňovač podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že uhlovodíky tvoria ropné frakoie, s výhodou plynový olej a biely olej a/alebo syntetické uhlovodíkové oleje, s výhodou hydrogenované oligoméry alkénov a produkty štiepenia polymérov.
3. 3· Odpeňovač podlá bodu 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že oligoméry alkénov tvoria oligoméry aspoň jedného alkénu Cg až C^, s výhodou oligoméry propylénu a oligoméry C^-olefínov a/alebo oligoméry zmesi alkénov až C^, s výhodou oligoméry zmesi alkénov a diénov uhlovodíkových frakcií Cj^ a C^.
4. 4. Odpeňovač podlá bodu 1 až 3, vyznačujúoi sa tým, že kyslíkaté organické zlúčeniny tvoří aspoň jedna karboxylová kyselina až s výhodou kyselina stearová a kyselina palmitová.
5. 5. Odpeňovač podlá bodu 1 až 4, vyznačujúoi sa tým, že organické zlúčeniny tvoria tuky, s výhodou parciálně hydrolyžované tuky a/alebo parciálně esterifikované viacmooné alkoholy aspoň jednou vyššou mastnou kyselinou, s výhodou paroiálne esterifikovaný glycerol.