СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРОВ ОБЕЗЖИРИВАНИЯ, СОДЕРЖАЩИХ АНИОННЫЕ ИЛИ НЕИОНОГЕННЫЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ИЛИ ИХ СМЕСИ Российский патент 1998 года по МПК C02F1/24 

Изобретение относится к регенерации отработанных растворов обезжиривания, применяемых в гальванотехнике и при химической обработке поверхности металлов и может быть использовано на металлургических металлообрабатывающих, машиностроительных, авто- и вагоноремонтных заводах.

Известен способ обработки отработанных растворов обезжиривания, содержащих поверхностно-активные вещества, согласно которому очищенная жидкость отстаивается, затем ее осветленная часть смешивается с известковым молоком и деэмульгирует путем коагуляции дисперсной фазы в щелочной среде. Образующаяся при этом новая дисперсная фаза, содержащая гидроокись кальция, нефтепродукты, взвешенные вещества отстаивается и удаляется из раствора. Очищенная жидкость возвращается в цикл мойки.

Недостатками данного способа являются низкая степень очистки от эмульгированных масляных загрязнений, большой расход реагента коагулянта (3 кг/м³), продолжительность процесса, большой объем осадков и трудности, связанные с их утилизацией, повышение содержания обрабатываемого раствора и, как следствие, возможность солеотложений на очищенной поверхности и в коммуникационной системе.

Наиболее близким к предложенному является способ очистки маслосодержащих сточных вод реагентной флотацией, включающий введение реагентов с последующим отделением дисперсной фазы масляных загрязнений флотацией. При этом в качестве реагенто-вкоагулянтов используют легкогидролизующиеся вещества неорганической природы, в частности сернокислые соли железа и алюминия.

При использовании способа очистки путем введения в растворы неорганических флотореагентов происходит неполное удаление масляных загрязнений (остаточное содержание их составляет 500-1000 мг/л) при высоком расходе реагента до 5000 мг/л и повышение содержания раствора. При добавлении солей железа происходит гидролиз. Образующиеся при гидролизе основные соли и гидроокись железа, не растворимые в воде, увлекают частички масла, приводят к разрушению эмульсии. При этом ионы железа реагируют с компонентами раствора обезжиривания, образуя соли, которые уходят в шлам. Тем самым нарушается солевой состав раствора и теряются его компоненты, т.е. регенерации не происходит.

Цель изобретения повышение степени очистки растворов обезжиривания от масляных загрязнений без изменения солевого состава и сокращение расхода реагентов.

Для этого в способе регенерации растворов обезжиривания, содержащих анионные или неионогенные поверхностно-активные вещества или их смеси, включающем введение реагентов с последующим отделением масляных загрязнений флотацией, в качестве реагентов вводят катионные поверхностно-активные вещества (ПАВ) с гидрофильно- олеофильным соотношением (ГОС) 0,8 -1,0 в количестве 100-150 мг/л.

В отработанном растворе обезжиривания частички масла стабилизированы молекулами ПАВ, которые препятствуют их агрегированию и коагуляции. При добавлении катионного ПАВ наблюдается разрушение эмульсии за счет действия сольватного и электростатического факторов. При этом молекулы флотореагента снимают сольватно адсорбционные слои с масляных загрязнений и частички масла, объединяясь между собой, всплывают на поверхность. Масло полностью отделяется, а содержание компонентов в растворе обезжиривания практически не меняется.

При увеличении значений ГОС > 1,0 адсорбция флотореагента на поверхности капель эмульсии уменьшается вследствие увеличения их растворимости в водной фазе. Это, в свою очередь, приводит к неоправданному увеличению концентрации флотореагентов, при которой наблюдается разрушение эмульсий.

При уменьшении значения ГОС <0,8 флотореагент переходит в масляную фазу вследствие уменьшения его растворимости в водной фазе. При этом происходит перестабилизация (смена фактора устойчивости эмульсии - сольватно-адсорбционного на электростатический) капель эмульсии, что, соответственно, приводит к снижению эффективности разложения эмульсии.

Аналогичное явление перестабилизации капель эмульсии наблюдается и при изменении заявленного соотношения концентрации флотореагентов, обладающих оптимальными значениями ГОС.

Величину ГОС определяют по известной методике.

Регенерации подвергают 3 типа растворов обезжиривания.

Раствор N 1 содержит анионное ПАВ и имеет следующий состав, г/л:
Полифосфат натрия 10,5
Ингибитор ИОМС-1 6,0
Лаурилсульфат 0,6
Масляные загрязнения 4,0
Раствор N 2 содержит неионогенные ПАВ и имеет следующий состав, г/л:
Полифосфат натрия 4,5
Ингибитор ИОМС-1 13,5
Оксиэтилидендифосфоновая кислота 24,0
Синтанол 0,15
Триэтаноламин 0,005
Масляные загрязнения 4,0
Раствор N 3 содержит и анионное и неиногенное ПАВ и имеет следующий состав, г/л
Полифосфат натрия 10,5
Сульфитный щелок 1,5
ОП-10 0,5
Масляные загрязнения 4,0
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:
Каждый из указанных растворов обезжиривания поочередно; N 1,2 и 3 в количестве 250 мл помещают в термостатируемый стакан и при фиксированной температуре от 25 до 75^oC вводят ПАВ катионного типа с ГОС 0,8-1,0 в количестве 100-150 мг/л при перемешивании механической мешалкой в течение 10 мин. Полученную эмульсию сливают в термостатируемую флотационную колонку диаметром 40 мм, высотой 450 мм, дном которой служит фильтр Шотта N 3 с диаметром пор 20-40 мкм, через который диспергирует воздух. Расход воздуха составляет 90 см³/мин, время флотации 10 мин. Сконцентрированное масло удаляют механическим путем с помощью скребка, отбор проб производят из нижней части колонки.

Очистку растворов обезжиривания N 1,2 и 3 проводят также известным способом.

Степень очистки обезжиривающих растворов (в) определяют как отношение разности содержания нефтепродуктов в исходном и очищенном растворе к их содержанию в исходном растворе. Контроль за содержанием нефтепродуктов осуществляют по стандартной методике (Методическое руководство по анализу технологических и сточных вод предприятий черной металлургии, М. Металлургия, 1988. З6О с).

Корректировку раствора обезжиривания после регенерации проводят по концентрации основных фосфорсодержащих и азотсодержащих компонентов. Определение концентрации фосфорсодержащих компонентов (полифосфата натрия и оксиэтилидендифосфоновой кислоты) проводят фотоколориметрическим методом, а азотсодержащих компонентов (ИОМС) по результатам разложения этих веществ серной кислотой с последующим мокрым сплавлением с пиросернокислым калием и образованием аммонийных солей. По результатам анализа вводят необходимое количество указанных компонентов в раствор до исходного.

Результаты испытаний по определению степени извлечения и остаточной концентрации масел в зависимости от вводимых катионных ПАВ с граничными, средними и заграничными значениями ГОС в интервале температур растворов 25-75^oC, а также от количества катионного ПАВ, приведены в таблице. Взяты средние, граничные и заграничные значения количества вводимого реагента.

Данные приведены по регенерации отработанных растворов обезжиривания, содержащих анионные, неионогенные ПАВ, а также их смеси.

Из приведенных в таблице результатов видно, что предлагаемый способ позволяет в сравнении с известным повысить степень извлечения масел из отработанного раствора обезжиривания в 1,24-2,64 раза и снизить их остаточную концентрацию в 2,9-4,1 раза.

При этом сокращается в 33-50 раз расход реагентов.

Раствор обезжиривания, регенерированный предлагаемым способом, после корректировки готов к повторному использованию.

В растворе обезжиривания, подверженном очистке известным способом, были обнаружены слабые следы компонентов раствора, следовательно, он не подлежит корректировке. Для повторного использования требуется ввести в очищенный раствор вновь все компоненты.

Очистку растворов обезжиривания N 1,2 и 3 проводят также известным способом.

Степень очистки обезжиривающих растворов (в) определяют как отношение разнести содержания нефтепродуктов в исходном и очищенном растворе к их содержанию в исходном растворе. Контроль за содержанием нефтепродуктов осуществляют по стандартной методике (Методическое руководство по анализу технологических и сточных вод предприятий черной металлургии. М. Металлургия, 1988. З6О с).

Корректировку раствора обезжиривания после регенерации проводят по концентрации основных фосфорсодержащих и азотсодержащих компонентов. Определение концентрации фосфорсодержащих компонентов (полифосфата натрия и оксиэтилидендифосфоновой кислоты) проводят фотоколориметрическим методом, а азотсодержащих компонентов (ИОМС) по результатам разложения этих веществ серной кислотой с последующим мокрым сплавлением с пиросернокислым калием и образованием аммонийных солей. По результатам анализа вводят необходимое количество указанных компонентов в раствор до исходного.

Результаты испытаний по определению степени извлечения и остаточной концентрации масел в зависимости от вводимых катионных ПАВ с граничным, средними и заграничными значениями ГОС в интервале температур растворов 25-75^oC а также от количества катионного ПАВ, приведены в таблице. Взяты средние, граничные и заграничные значения количества вводимого реагента.

Данные приведены по регенерации отработанных растворов обезжиривания, содержащих анионные, неионогенные ПАВ, а также их смеси.

Из приведенных в таблице результатов видно, что предлагаемый способ позволяет в сравнении с известным повысить степень извлечения масел из отработанного раствора обезжиривания в 1,24-2,64 раза и снизить их остаточную концентрацию в 2,9-4,1 раза.

При этом сокращается в 33-50 раз расход реагентов.

Раствор обезжиривания, регенерированный предлагаемым способом, после корректировки готов к повторному использованию.

В растворе обезжиривания, подверженном очистке известным способом, были обнаружены слабые следы компонентов раствора, следовательно он не подлежит корректировке. Для повторного использования требуется ввести в очищенный раствор вновь все компоненты.

Использование: регенерация отработанных растворов обезжиривания, применяемых в гальванотехнике и при химической обработке поверхности металлов. Изобретение может быть использовано на металлургических металлообрабатывающих, машиностроительных, авто- и вагоноремонтных заводах. Сущность изобретения: в отработанные растворы обезжиривания вводят реагенты - катионные поверхностно-активные вещества с гидрофильно-олеофильным соотношением 0,8 -1,0 в количестве 100-150 мг/л и отделяют загрязнения флотацией. Способ обеспечивает повышение степени очистки растворов обезжиривания от загрязнений без изменения солевого состава и сокращение расхода реагентов. 1 табл.

Способ регенерации растворов обезжиривания, содержащих анионные или неионогенные поверхностно-активные вещества или их смеси, включающий введение реагентов с последующим отделением масляных загрязнений флотацией, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и сокращения расхода реагентов, в качестве реагентов вводят катионные поверхностно-активные вещества с гидрофильно-олеофильным соотношением 0,8 1,0 в количестве 100 - 150 мг/л.