PL210353B1

PL210353B1 - Emulgująca kompozycja myjąca

Info

Publication number: PL210353B1
Application number: PL386851A
Authority: PL
Inventors: Winicjusz Stanik; Zofia Łukasik; Michał Wojtasik; Katarzyna Sikora
Original assignee: Inst Nafty I Gazu
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2012-01-31
Also published as: PL386851A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest emulgująca kompozycja myjąca przeznaczona zwłaszcza do usuwania trudnozmywalnych zanieczyszczeń pochodzenia naftowego i/lub karbochemicznego typu asfaltów, mazutów, produktów ich częściowego koksowania, pirolizy i krakowania i/lub utleniania ze zbiorników magazynowych, rurociągów, wymienników ciepła, cystern samochodowych i kolejowych, ładowni statków przewożących wyżej wymienione produkty, urządzeń wiertniczych i wydobywczych ciężkiej ropy naftowej o wysokiej zawartości asfaltenów.

Według opisu patentowego PL 142991 emulgujący środek myjący zawiera od 60 do 90% m/m, korzystnie od 70 do 80% m/m, frakcji naftowej o temperaturze wrzenia od 195 do 280°C, temperaturze zapłonu nie niższej niż 61°C oraz lepkości w 20°C od 2 do 3 mm²/s, od 5 do 30% m/m, korzystnie od 15 do 20% m/m trichloroetylenu lub tetrachloroetylenu oraz od 1 do 10% m/m, korzystnie od 5 do 7% m/m oksyetylowanego alkilofenolu o ilości atomów węgla w łańcuchu bocznym od 4 do 12, korzystnie od 6 do 8,

Opis patentowy PL 163177 dotyczy środka do czyszczenia powierzchni metalowych, który zawiera 30 do 98 części masowych ekstraktu aromatycznego wrzącego w granicach 250 do 450°C i zawierającego powyżej 55% masowych wę glowodorów aromatycznych, 0,5 do 20 części masowych estrów dikarboksylowych kwasów i jednowodorotlenowych alkoholi alifatycznych o 2 do 8 atomów węgla w cząsteczce i/lub 0,3 do 15 części masowych alkiloarylosulfonianów metali ziem alkalicznych, i/lub 0,2 do 2 części masowych imidów alkenobursztynowych o zawartości azotu powyżej 0,7% masowych, 0 do 0,1 części masowych olejów polisiloksanowych o lepkości 50 do 400cS w temperaturze 50°C, 0 do 40 części masowych niskowrzących produktów naftowych takich jak benzyna lakowa i nafta.

Znana z opisu patentowego US5939375 niskolepkościowa, alkaliczna emulsja do czyszczenia zabrudzonych powierzchni zawiera 1 do 25% m/m trioleinianu gliceryny i /lub kwasu oleinowego, 1 do 10% m/m niejonowego emulgatora będącego produktem reakcji oksyetylowanego trirycynooleinianu gliceryny i kwasu oleinowego, 3 do 30% m/m tlenku mirystylodimetyloaminy, 1 do 30% m/m związku hydrotropowego będącego solą sodową siarczanu butylomonoglikolu, 5 do 80% m/m wodorotlenku metali alkalicznych, 1 do 10% m/m związku kompleksującego będącego solą sodową kwasu dietylenotriaminometylenofosfonowego i wody.

Wiadomo, że myjące środki do mycia powierzchni zanieczyszczonej trudnozmywalnymi produktami stosowane zwłaszcza w przemyśle naftowym, petrochemicznym i karbochemicznym, oprócz własności detergentowych, solubilizujących i dyspergujących muszą być bezpieczne w użyciu, czyli niepalne i niewybuchowe.

Emulsyjne środki myjące eliminują ryzyko pożaru i wybuchu, co jest bardzo istotne przy użytkowaniu takich środków szczególnie w pomieszczeniach zamkniętych, zbiornikach i ładowniach statków.

Głównym celem wynalazku jest opracowanie takiej trwałej emulgującej kompozycji myjącej, zwłaszcza do usuwania trudnozmywalnych zanieczyszczeń, zawierającej aromatyczny rozpuszczalnik węglowodorowy i/lub odpowiednio dobrany współrozpuszczalnik polarny i/lub związek powierzchniowoczynny, i/lub związek przeciwpienny, która w sposób efektywny nie tylko usuwa zabrudzenia z powierzchni, lecz jest bezpieczna w stosowaniu, jeśli chodzi o własności pożarowe i wybuchowe.

Dodatkowym celem wynalazku jest zastosowanie takich związków powierzchniowoczynnych, innych niż ujawnionych w opisach PL142991, PL163177 i US5939375, które nie tylko tworzą trwałą emulsję wykazującą dobre własności detergentowe i solubilizujące, ale również ulegającą po procesie mycia łatwemu rozdziałowi na fazę organiczną i wodną, która zawiera minimalne ilości związków organicznych.

Emulgująca kompozycja myjąca według wynalazku zawiera 10,0% m/m do 98,0% m/m, korzystnie 30,0% m/m do 98% m/m rozpuszczalnika węglowodorowego i 1,0% m/m do 30% m/m współrozpuszczalnika polarnego i 0,1% m/m do 20,0% m/m związków powierzchniowoczynnych i ewentualnie 0,01% m/m do 1% m/m związków przeciwpiennych oraz wodę w ilości 1,0% m/m do 50,0% m/m.

Jako rozpuszczalnik węglowodorowy stosuje się aromatyczną frakcję naftową, zawierającą monoalkilowe i/lub dialkilowe i/lub trialkilowe pochodne benzenu i/lub toluenu i/lub ksylenu i/lub naftalenu o sumarycznej ilości węgli od C8 do C16 i/lub wysokouwodornioną mieszaninę węglowodorów parafinowych i/lub naftenowych o sumarycznej ilości węgli w cząsteczce od C9 od C12 i/lub frakcję naftową zawierającą proste i/lub rozgałęzione węglowodory alifatyczne o sumarycznej ilości węgli w cząsteczce od C9 do C16.

Emulgująca kompozycja myjąca według wynalazku zawiera współrozpuszczalnik polarny będący estrami kwasu azotowego alkoholi alifatycznych pierwszorzędowych i/lub drugorzędowych o łańcuchach

PL 210 353 B1 prostych i/lub rozgałęzionych zawierających od 3 do 15 atomów węgla w cząsteczce i/lub poli(oksyetylo)wanych i/lub poli(oksypropylo)wanych alkoholi pierwszorzędowych i/lub drugorzędowych i/lub alkilofenoli o podstawniku alkilowym i strukturze łańcuchowej rozgałęzionej i/lub prostej i/lub dioksolanem.

Jako związki powierzchniowoczynne stosuje się w emulgującej kompozycji myjącej według wynalazku związki powierzchniwoczynne będące korzystnie związkami niejonowymi typu estrów i/lub amidów i/lub imidiazolin nasyconych i/lub nienasyconych kwasów tłuszczowych o ilości atomów węgla w ł a ń cuchu alifatycznym od 10 do 24 i/lub alkoksylowane, korzystnie poli(oksyetylo)wane i/lub poli(oksypropylo)wane pochodne amidowe i/lub imdiazolinowe i/lub estrowe pochodne nasyconych i/lub nienasyconych kwasów tłuszczowych i alkoholi wielowodorotlenowych zawierających wolne grupy hydroksylowe i/lub alkoksylowane, korzystnie poli(oksyetylo)wane i/lub poli(oksypropylo)wane kwasy karboksylowe nasycone i/lub nienasycone i/lub alkoksylowane, korzystnie poli(oksyetylo)wane i/lub poli(oksypropylo)wane aminy pierwszorzędowe i/lub drugorzędowe i/lub pochodne częściowej estryfikacji glikolu etylenowego i/lub glikolu propylowego i/lub poliglikoli i/lub gliceryny i/lub digliceryny i/lub trigliceryny i/lub poligliceryny i/lub sorbitanu i/lub pentaerytrytu i kwasów karboksylowych, korzystnie nienasyconych i/lub nasyconych kwasów tłuszczowych.

Jako związki przeciwpienne korzystnie stosuje się w emulgującej kompozycji myjącej według wynalazku kopolimery poli(silikono-eterowe) i/lub organomodyfikowane polisiloksany i/lub kopolimery tlenku etylenu i/lub tlenku propylenu.

Emulgująca kompozycja myjąca według wynalazku jest bezpiecznym i tanim środkiem myjącym, charakteryzującym się dobrymi własnościami detergentowymi i solubilizującymi zanieczyszczenia.

Ponadto emulgująca kompozycja myjąca według wynalazku, po zastosowaniu ulega łatwo procesowi rozdziału na część organiczną i część wodną, które można łatwo zutylizować znanymi w technice sposobami.

Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w poniższych przykładach wykonania, ilustrujących skład emulgującej kompozycji myjącej i ocenę testową własności użytkowych w badaniach laboratoryjnych i stanowiskowych. Nie moż na, zatem tych przykł adów traktować za ograniczenie wynalazku, ponieważ mają one charakter wyłącznie ilustrujący istotę rozwiązania.

P r z y k ł a d 1

Do zlewki umieszczonej na płycie grzewczej, pod mieszadłem mechanicznym, wprowadzono 15,0 g dioksolanu oraz 132,0 g aromatycznej frakcji naftowej o zakresie wrzenia 180 - 220°C i gęstości 887 kg/m³. Komponenty mieszając, podgrzano do temperatury 40°C, następnie dodano 3,0 g semiestru pochodnej sorbitanu i nienasyconego kwasu tłuszczowego o 23 atomach węgla w cząsteczce i liczbie jodowej równej 78,1 g J2/100 g. Zawartość zlewki mieszano za pomocą mieszadł a mechanicznego o obrotach 800 obr./min. i podgrzewano do temperatury 45°C w czasie nie krótszym niż 2 godziny.

P r z y k ł a d 2

Odmierzono 100 cm³ produktu z Przykładu 1 i umieszczono w butelce z dopasowanym korkiem, do butelki dodano 30 cm³ wody i wytrząsano zawartość w czasie nie krótszym niż 2 minuty.

P r z y k ł a d 3

Do zlewki umieszczonej na płycie grzewczej, pod mieszadłem mechanicznym, wprowadzono 3,0 g amidu będącego produktem syntezy mieszaniny nienasyconych kwasów tłuszczowych oraz aminy drugorzędowej z podstawnikami alkilowymi, zawierającego 25 atomów węgla w cząsteczce o pH 1% roztworu wodnego równym 9,2 oraz 4,5 g kopolimeru poli(silikono-eterowego) o gęstości

948,0 kg/m³ i lepkości dynamicznej 173 mPa-s i mieszając podgrzano do temperatury 40°C.

P r z y k ł a d 4

Do zlewki umieszczonej na płycie grzewczej, pod mieszadłem mechanicznym, wprowadzono 141,0 g wysokouwodornionej mieszaniny węglowodorów parafinowych i naftalenowych o zakresie wrzenia 179-214°C i temperaturze zapłonu 63°C oraz 3,0 g estru kwasu azotowego i nierozgałęzionego alkoholu alifatycznego o współczynniku załamania światła równym 1,4310 i charakterystycznym paśmie na widmie w podczerwieni o długości fali 1630 cm^-1. Zawartość zlewki mieszając podgrzano do temperatury 40°C.

P r z y k ł a d 5

Do mieszaniny z Przykładu 4 dodano podgrzane komponenty z Przykładu 3, zawartość zlewki mieszano za pomocą mieszadła mechanicznego o obrotach 800 obr./min i podgrzewano do temperatury 40 - 45°C w czasie nie krótszym niż 2 godziny.

PL 210 353 B1

P r z y k ł a d 6

Odmierzono 100 cm³ produktu z Przykładu 5 i umieszczono w butelce z dopasowanym korkiem, do butelki dodano 15 cm³ wody i wytrząsano zawartość w czasie nie krótszym niż 2 minuty.

P r z y k ł a d 7

Do zlewki umieszczonej na płycie grzewczej, pod mieszadłem mechanicznym, wprowadzono 4,5 g diester nienasyconego kwasu karboksylowego i gliceryny o gęstości 950 kg/m³ i pH 10% roztworu równym 7,3 oraz 6 g polioksyetylowanej pochodnej estrowej o pH 1% roztworu wodnego równym 5,1 oraz barwie w skali Hanzena równej 60. Zawartość zlewki mieszając podgrzano do temperatury 40°C.

P r z y k ł a d 8

Do zlewki umieszczonej na płycie grzewczej, pod mieszadłem mechanicznym, wprowadzono 139,5 g aromatycznej frakcji naftowej o zakresie wrzenia 180 - 220°C i gęstości 887 kg/m³ i mieszając podgrzano do temperatury 40°C.

Do zlewki wprowadzono podgrzaną mieszaninę z Przykładu 7, zawartość zlewki mieszano za pomocą mieszadła mechanicznego o obrotach 800 obr./min i podgrzewano do temperatury 40 - 45°C w czasie nie krótszym niż 2 godziny.

P r z y k ł a d 9

Odmierzono 100 cm³ produktu z Przykładu 8 i umieszczono w butelce z dopasowanym korkiem, do butelki dodano 35 cm³ wody i wytrząsano zawartość w czasie nie krótszym niż 2 minuty.

P r z y k ł a d 10

Siedem płytek stalowych o wymiarach 50 mm x 10 mm x 3 mm (nazwane M0, M1, M2, M3, M1T, M2T, M3T) dokładnie oczyszczono papierem ściernym z ewentualnych uszkodzeń mechanicznych, korozji lub silnych zabrudzeń. Następnie dokładnie odtłuszczono przemywając ją kilkakrotnie rozpuszczalnikiem (toluen) i osuszono. Na płytki (M1, M2 i M3, M1T, M2T, M3T) naniesiono po około 1,7 g (dokładnie zważone) wysokowrzącej frakcji pozostałościowej P-32 z przerobu ropy naftowej, o wł a ś ciwoś ciach zamieszczonych w Tablicy 1.

T a b l i c a 1

Wyniki badań wybranych właściwości wysokowrzącej frakcji pozostałościowej P-32

Właściwość	Wynik badania
Lepkość kinematyczna w 100°C [mm²/s]	306,6
Gęstość w 15°C [kg/m³]	997,4
Asfalteny % [m/m]	4,58
Zawartość siarki % [m/m]	2,59

P r z y k ł a d 11

Dla produktów otrzymanych w Przykładzie 2, Przykładzie 6 i Przykładzie 10 wykonano test myjący metodą opisaną w normie ASTM G 122, używając jako kuponów badawczych płytek M1, M2 i M3, a jako kupon kontrolny pł ytki M0. W metodzie tej skuteczno ść działania myjącego badanego produktu wyznacza się jako współczynnik CEF, jest to bezwymiarowa wielkość przyjmująca wartości od 0 do 1; wynik 0 brak działania myjącego, wynik 1 całkowite oczyszczenie płytki, drugą ocenianą wielkością jest współczynnik RC - wyrażany w mg/cm³ i mówiący o ilości zanieczyszczenia, jaka pozostaje na powierzchni po jej umyciu. Warunki badania to; temperatura 25°C, obroty mieszadła 500 obr./min, czas 15 minut. Test powtórzono trzykrotnie, wartości CEF i RC są to średnie z trzech kolejnych pomiarów. Otrzymane wyniki umieszczono w Tablicy 2.

T a b l i c a 2

Wyniki badań otrzymanych produktów z Przykładów 4,8,11 w teście ASTM G 122

	Produkt z Przykładu 2	Produkt z Przykładu 6	Produkt z Przykładu 10
Nazwa kuponu badawczego	M1	M2	M3
CEF średnie	0,9321	0,9416	0,9775
RC średnie [mg/cm²]	23	22	20

Wykonane badania wykazały, że produkty otrzymane jak w Przykładach 2, 6, 10 odznaczają się wysoką skuteczność mycia w teście ASTM G 122 (wyniki bliskie jedności).

PL 210 353 B1

P r z y k ł a d 12

W zlewce o pojemności 1000 cm³ i ś rednicy 110 mm umieszczono krystalizator pojemności 70 cm³, średnicy 65 mm i wysokości 40 mm otwartą częścią do góry. W środku krystalizatora umieszczono mieszalnik magnetyczny, a na wierzch nałożono metalowe sito o średnicy 80 mm i grubości 1 mm. Zlewkę umieszczono na mieszadle magnetycznym z płytą grzewczą i termostatem. Termoparę umieszczono w zlewce. Do tak przygotowanego naczynia wprowadzono 400 cm³ produktu z Przykładu 2. Zawartość zlewki podgrzewano do temperatury 25°C, mieszając ją (200 obr./min). Zanieczyszczoną płytkę M1T jak w Przykładzie 10, umieszczono na sicie stroną zanieczyszczoną do góry. Rozpoczęto pomiar czasu. Po 5 minutach wyciągnięto płytkę z roztworu, wysuszono ją na powietrzu i zważono. Zanotowano masę. Cykl badawczy powtarzano, aż do uzyskania masy początkowej płytki.

P r z y k ł a d 13

W zlewce o pojemności 1000 cm³ i ś rednicy 110 mm umieszczono krystalizator pojemności 70 cm³, średnicy 65 mm i wysokości 40 mm otwartą częścią do góry. W środku krystalizatora umieszczono mieszalnik magnetyczny, a na wierzch nałożono metalowe sito o średnicy 80 mm i grubości 1 mm. Zlewkę umieszczono na mieszadle magnetycznym z płytą grzewczą i termostatem. Termoparę umieszczono w zlewce. Do tak przygotowanego naczynia wprowadzono 400 cm³ produktu z Przykładu 6. Zawartość zlewki podgrzewano do temperatury 25°C, mieszając ją (200 obr./min). Zanieczyszczoną płytkę M2T jak w Przykładzie 10, umieszczono na sicie stroną zanieczyszczoną do góry. Rozpoczęto pomiar czasu. Po 5 minutach wyciągnięto płytkę z roztworu, wysuszono ją na powietrzu i zważono. Zanotowano masę. Cykl badawczy powtarzano, aż do uzyskania masy począ tkowej płytki.

P r z y k ł a d 14

P r z y k ł a d 15

Wyniki testów wykonanych według opisu z Przykładów 12, 13 i 14 zamieszczono w Tablicy 3 oraz na rysunku.

T a b l i c a 3

Wyniki badań testów wykonanych na podstawie opisu z Przykładów 12, 13 i 14

Test z Przykładu 12	Test z Przykładu 13	Test z Przykładu 14
Nr cyklu	Masa zanieczyszczenia po zakończonym cyklu	Nr cyklu	Masa zanieczyszczenia po zakończonym cyklu	Nr cyklu	Masa zanieczyszczenia po zakończonym cyklu
1	1,72	1	1,69	1	1,70
2	0,96	2	0,90	2	0,66
3	0,61	3	0,55	3	0,13
4	0,19	4	0,18	4	0,00
5	0,00	5	0,00	-	-

Produkty otrzymane jak w Przykładach 2, 6, 10 wykazały wysoką skuteczność mycia w testach przeprowadzonych jak w Przykładach 12, 13 i 14, przy czym najwyższą skuteczność wykazał preparat otrzymany jak w Przykładzie 14.

Claims

1. Emulgująca kompozycja myjąca zawierająca rozpuszczalnik węglowodorowy, współrozpuszczalnik polarny, związki powierzchniowoczynne, związki przeciwpienne i wodę, znamienna tym, że zawiera 10,0% m/m do 98,0% m/m, korzystnie 30,0% m/m do 98,0% m/m rozpuszczalnika węglowodorowego, będącego aromatyczną frakcją naftową, zawierającą monoalkilowe i/lub dialkilowe i/lub trialkilowe pochodne benzenu i/lub toluenu i/lub ksylenu i/lub naftalenu o sumarycznej ilości węgli od C8 do C16 i/lub wysokouwodornioną mieszaninę węglowodorów parafinowych i/lub naftenowych o sumarycznej ilości węgli w cząsteczce od C9 do C12 i/lub frakcję naftową zawierającą proste i/lub rozgałęzione węglowodory alifatyczne, o sumarycznej ilości węgli w cząsteczce od C9 do C16 i 1,0% m/m do 30,0% m/m współrozpuszczalnika polarnego, będącego estrami kwasu azotowego alkoholi alifatycznych pierwszorzędnych i/lub drugorzędowych o łańcuchach prostych i/lub rozgałęzionych zawierających od 3 do 15 atomów węgla w cząsteczce i/lub poli(oksyetylo)wanych i/lub poli-(oksypropylo)wanych alkoholi pierwszorzędowych i/lub drugorzędowych i/lub alkilofenoli o podstawniku alkilowym i strukturze łańcuchowej rozgałęzionej i/lub prostej i/lub dioksolanem i 0,1% m/m do 20,0% m/m związków powierzchniowoczynnych będących korzystnie związkami niejonowymi typu estrów i/lub amidów i/lub imidiazolin nasyconych i/lub nienasyconych kwasów tłuszczowych o ilości atomów węgla w ł a ń cuchu alifatycznym od 10 do 24 i/lub alkoksylowane, korzystnie poli(oksyetylo)wane i/lub poli(oksypro-pylo)wane pochodne amidowe i/lub imidiazolinowe i/lub estrowe pochodne nasyconych i/lub nienasyconych kwasów tłuszczowych i alkoholi wielowodorotlenowych zawierających wolne grupy hydroksylowe, i/lub alkoksylowane, korzystnie poli(oksyetylo)wane i/lub poli(oksypropylo)wane kwasy karboksylowe nasycone i/lub nienasycone i/lub alkoksylowane, korzystnie poIi(oksyetylo)wane i/lub poli(oksypropylo)wane aminy pierwszorzędowe i/lub drugorzędowe i/lub pochodne częściowej estryfikacji glikolu etylenowego i/lub glikolu propylenowego i/lub poliglikoli i/lub gliceryny i/lub digliceryny i/lub trigliceryny i/lub poligliceryny i/lub sorbitanu i/lub pentaerytrytu i kwasów karboksylowvch, korzystnie nienasyconych i/lub nasyconych kwasów tłuszczowych i ewentualnie 0,01% m/m do 1,0% m/m związków przeciwpiennych oraz wodę w ilości 1,0% m/m do 50,0% m/m.

2. Emulgująca kompozycja myjąca, według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera związki przeciwpienne będące kopolimerami poli(silikonoeterowymi) i/lub organomodyfikowanymi polisiloksanami i/lub kopolimerami tlenku etylenu i/lub tlenku propylenu.