СОСТАВ ПЕНОГАСИТЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК C08L83/04 B01D19/04 

Изобретение относится к составу пеногасителя на основе полиметилсилоксановых жидкостей и может быть использовано в различных областях химической промышленности, а именно при приготовлении композиций смазочно-охлаждающих и гидравлических жидкостей и в процессах выделения окиси этилена из газовых смесей абсорбцией с использованием водных растворов этиленгликолей.

В настоящее время в химической промышленности для решения проблемы предотвращения пенообразования различных растворов широко используются водные эмульсии пеногасителей на основе силиконовых жидкостей [1,2] Необходимо отметить, что для каждого конкретного случая в зависимости от особенностей пенообразующего раствора, состав пеногасителя на основе силиконовых жидкостей подбирается путем выбора эффективной композиции эмульгаторов с целью получения стабильной водной эмульсии пеногасителя, обладающей, в свою очередь, максимальными пеногасящими свойствами. Так, например, известен состав эмульсии пеногасителя, содержащий 0,1 5,0 мас. полиметилсилоксана, 0,1 2,5 мас. полиэтиленгликолевых эфиров синтетических жирных спиртов в качестве эмульгатора и остальное вода [2] Данный состав пеногасителя используется для предотвращения пенообразования в процессах отгонки неполимеризовавшихся углеводородных мономеров из полимерных латексов. Недостатками данного состава эмульсии пеногасителя на основе полиметилсилоксана являются низкая эффективность пеногашения, нестабильность получаемых эмульсий при их хранении и необходимость использования высокого содержания эмульгатора (практически соотношение полиметилсилоксана и эмульгатора в весовом соотношении 1,0:1,0), по-видимому, ухудшает пеногасящие свойства данной композиции и ограничивает области его применения.

Наиболее близким к предлагаемому составу пеногасителя является состав пеногасителя, используемый при приготовлении охлаждающей жидкости на основе водного раствора моноэтиленгликоля и содержащий полиметилсилоксан и калиевое мыло канифоли в качествеэмульгатора [3] По указанному способу эмульсия пеногасителя в своем составе содержит 50 65 мас. полиметилсилоксана типа ПМС-200, ПМС-400, ПМС-1000, 10 15 мас. калиевое мыло канифоли и остальное вода. Приготовленную эмульсию пеногасителя обычно сразу используют в процессе получения охлаждающей жидкости и расход пеногасителя в пересчете на расход полиметилсилоксана обычно составляет 0,01 0,02 мас. Недостатками данного состава пеногасителя являются сложность получения стабильной эмульсии полиметилсилоксана, необходимость использования при получении эмульсии пеногасителя эмульгатора в виде калиевого мыла канифоли до 10 15 мас. низкая пеногасящая способность пеногасителя и снижение пеногасящих свойств данного пеногасителя в составе рабочих растворов при их хранении.

Задачей данного изобретения является получение эффективного состава пеногасителя водно-гликолевых растворов на основе полиметилсилоксанов и известных эмульгаторов путем введения в состав пеногасителя дополнительно стабилизатора, обеспечивающего высокую стабильность и эффективное пеногасящее свойство получаемой эмульсии пеногасителя.

Приготовление водной эмульсии пеногасителя на основе смеси, содержащей полиметилсилоксан, эмульгатор из ряда ионогенных или неионогенных поверхностно-активных веществ и дополнительно продукт оксиалкилирования этилендиамина, или гексаметилендиамина, или аммиака, или их смеси в качестве стабилизатора, взятых по нижеприведеннной рецептуре, позволяет получить стабильные эмульсии пеногасителя в широком интервале концентраций полиметилсилоксана в растворе, повысить эффективность и стабильность пеногасящих свойств пеногасителя.

Соотношение компонентов пеногасителя, мас.

Эмульгатор 1,0 5,0
Продукт оксиалкилирования аминов 0,3 3,0
Полиметилсилоксан остальное
В процессе приготовления состава пеногасителя в качестве основы пеногасителя может использоваться широкий класс полиметилсилоксановых жидкостей типа ПМС-5, ПМС-50, ПМС-200, ПМС-1000 и др. В качествеэмульгатора при получении пеногасителя могут использоваться известные продукты калиевое мыло канифоли, олеаты щелочных металлов, различные полиэтиленгликолевые эфиры жирных спиртов и алкилфенолов.

Использование в составе пеногасителя дополнительно продукта оксиалкилирования этилендиамина, или гексаметилендиамина, или аммиака, или их смеси позволяет получать стабильные эмульсии пеногасителя в широком интервале концентрации основы пеногасителя полиметилсилоксана в растворе и получить универсальную, эффективную эмульсию пеногасителя, позволяющую предотвращать пенообразование различных водно-гликолевых систем. Верхняя предельная концентрация продукта оксиалкилирования аминов в составе пеногасителя ограничена тем, что увеличение его содержания выше 3,0 мас. наряду с получением стабильных эмульсий полиметилсилоксана приводит к снижению пеногасящих свойств пеногасящей системы. При получении пеногасителей в качестве оксиалкилированных аминов использовались тетраизопропанолы тетраэтанолэтилендиамины, триэтанол- и тетраизопропаноамины, тетраэтанол- и тетраизопропаногексаметилендиамины, среди которых триэтаноламин и тетраизопропанолэтилендиамин (товарное название Лапрамол 294) выпускается в промышленных условиях, а остальные продукты были синтезированы по нижеприведенной методике: В металлический реактор объемом 1 л, снабженный перемешивающим устройством и терморубашкой, загружают 332 г гексаметилендиамина, после этого содержимое реактора при перемешивании путем подачи теплоносителя в терморубашку реактора нагревается до 100 110^oC и из мерника начинают подавать окись пропилена. Процесс оксипропилирования проводят при давлении 4,0 5,0 кгс/см² и температуре до 120^oC. Общий расход окиси пропилена составляет 464 г, после подачи которой реакционную массу выдерживают при температуре 100 110^oC до полного срабатывания окиси пропилена и падения давления в реакторе до 2,0 кгс/см². В результате проведенного синтеза получают 790 г тетраизопропанолгексаметилендиамина. Аналогично описанной методики получают другие оксиалкилированные амины и свойства полученных продуктов представлены в табл. 1.

Оценку эффективности предложенного способа пеногашения проводят в термостатируемой барботажной колонне, для чего в барботажную колонну загружают 100 см² водно-гликолевого раствора и термостатируют при 60^oC. Затем в барботажную колонну начинают подавать воздух с расходом 1,5 л/ч, после достижения максимальной высоты столба пены производят ее замер, прекращают подачу газовой смеси и определяют время гашения пены. Далее в испытуемый раствор гликолей вводят предварительно приготовленные эмульсии пеногасителя и аналогично проводят опыт.

Эффективность пеногашения определяют по уравнению:

где h_c высота столба пены водно-гликолевого раствора без пеногасителя, h_p высота столба пены с добавкой пеногасителя. В ходе испытаний в качестве модельных пенообразующих систем использовались водно-гликолевые растворы следующего состава, мас.

Среда А -
Этиленгликоль 20,0
Диэтиленгликоль 1,5
Триэтиленгликоль 0,5
Кубовые остатки производства гликолей 0,5
Вода остальное
Кубовые остатки производства гликолей представляют собой смесь следующих продуктов, мас. этиленгликоль 5,0, диэтиленгликоль 8,0, триэтиленгликоль 16,0, тетраэтиленгликоль 31,0, полиальдегидные смолы 18,0, тяжелые гликоли остальное.

Среда Б Композиция охлаждающей жидкости Тосол А40 (ТУ 6-02-751-86), мас.

Этиленгликоль 54,0
Натрий бензойнокислый 1,7
Бура безводная 0,39
Натрий азотистокислый 0,1
2-меркаптобензтиазол 0,01
Декстрин 0,05
Краситель ярко-голубой 0,001
Вода остальное
Пример 1 (по прототипу). В металлический реактор объемом 1л, оборудованный перемешивающим устройством и терморубашкой, загружают 233 г воды, 100 г калиевого мыла канифоли, полученную массу далее при температуре 40^oC перемешивают до полного растворения калиевого мыла канифоли в воде. После этого в полученный раствор при перемешивании вводят 333 г полиметилсилоксана ПМС-200 и перемешивание продолжают до получения однородной эмульсии белого цвета. Полученная эмульсия содержит 50 мас. ПМС-200, 15 мас. калиевого мыла канифоли и остальное вода.

Стабильность полученной эмульсии пеногасителя оценивают при комнатной температуре в герметично закрытом цилиндре объемом 200 см² по появлению сверху раствора слоя расслоившегося полиметилсилокасана. При испытании приготовленной эмульсии расслоение эмульсии наблюдается через 2,0 ч. Пеногасящие свойства приготовленной эмульсии проводят по вышеописанной методике в барботажной колонне при температуре 60^oC на модельных водно-гликолевых растворах А и Б. Полученные результаты представлены в табл. 3.

Пример 2. В металлический реактор объемом 1 л загружают 318,3 г воды, 14,5 г калиевого мыла канифоли, 7,2 г тетраизопропанолэтилендиамина (Лапрамол-294). После тщательного перемешивания полученной массы при 40^oC в реактор, при перемешивании, вводят 340 г ПМС-200. Перемешивание продолжают до получения однородной эмульсии пеногасителя. Использованный для приготовления эмульсии пеногаситель имеет следующий состав, мас. полиметилсилоксан ПМС-200 94,0, калиевое мыло канифоли 4,0, тетраизопропанолэтилендиамин 2,0. В результате испытания стабильности полученной эмульсии в течение 24 ч расслоения эмульсии не наблюдается. Пеногасящие свойства полученного пеногасителя представлены в табл.3.

Примеры 3 11. Эмульсии пеногасителей готовят аналогично примерам 1 и 2. Составы пеногасителей и их свойства представлены в табл.2 и 3.

Анализ полученных результатов показывает, что введение в состав пеногасителя, кроме полиметилсилоксана и эмульгатора, дополнительно оксиалкилированных аминов (этилендиамина, гексаметилендиамина и аммиака), позволяет получать стабильные концентрированные эмульсии пеногасителя на основе полиметилсилокасанов и повысить эффективность пеногасящих свойств эмульсии пеногасителя. Нижняя предельная концентрация стабилизатора в виде оксилакилированных аминов ограничена тем, что снижение до 0,3 мас. и ниже приводит к постепенному снижению стабильности эмульсии и ухудшению пеногасящих свойств используемого пеногасителя (пример 4 в табл. 2 и 3).

Изобретение относится к составу пеногасителя на основе полиметилсилоксановых жидкостей и может применяться при приготовлении композиций смазочно-охлаждающих и гидравлических жидкостей и в процессах выделения окиси этилена из газовых смесей. Предложен состав пеногасителя, содержащий, мас.%: эмульгатор - 1,0 - 5,0, продукт оксиалкилирования аминов - 0,3 - 3,0 и полиметилсилоксановую жидкость - остальное. Использование данного состава пеногасителя позволяет получить стабильные концентрированные эмульсии пеногасителя на основе полиметилсилоксанов и повысить эффективность пеногасящих свойств эмульсии пеногасителя. 3 табл.

Состав пеногасителя водно-гликолевых растворов, содержащий полиметилсилоксановую жидкость и эмульгатор, отличающийся тем, что пеногаситель дополнительно содержит продукт оксиалкилирования этилендиамина, или гексаметилендиамина, или аммиака, или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.

Эмульгатор 1,0 5,0
Продукт оксиалкилирования этилендиамина, или гексаметилендиамина, или аммиака, или их смесь 0,3 3,0
Полиметилсилоксановая жидкость Остальноец