СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ Российский патент 2003 года по МПК B01D17/05 

Изобретение относится к смазочным составам и может быть использовано для утилизации отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых при механической обработке металлов.

Известен способ электролитического деэмульгирования эмульсий типа масло в воде, согласно которому в ячейку для электролиза в качестве растворимого анода вводят алюминиевый или стальной шрот, который должен постоянно пополняться в процессе электролиза [пат. ГДР 225916, 1985].

Недостатком способа является применение растворимого анода. В процессе электролиза водная фаза разрушенной эмульсии загрязняется растворимыми в воде солями металлов, что затрудняет последующую утилизацию воды.

Известен способ разрушения эмульсий, согласно которому в эмульсии диспергируют жидкость с ферромагнитными свойствами и полученную дисперсию пропускают через магнитное поле высокой интенсивности. В результате происходит концентрирование, чаще выделение фазы, содержащей магнитные частицы [пат. США 3776660,1974].

Недостаток способа неполное разделение фаз.

Известен способ разрушения отработанных смазочно-охлаждающих средств, согласно которому эмульсию под давлением насыщают диоксидом углерода и нагревают до расщепления. Выше температуры расщепления быстро образуется масляная фаза с малым содержанием воды и водная фаза с малым содержанием масла [Германия (DE), заявка 4028904, 1992; 4333318 A1, 1993).

Из описаний заявок видно, что способ требует значительных энергетических затрат на нагрев исходной эмульсии. Кроме этого, для полного разделения фаз требуется дополнительная обработка эмульсии катионным деэмульгатором [ФРГ, заявка 3916030. 1990], или методом электрокоагуляции [Германия (DE), заявка 4102175, 1992].

Известны способы разрушения водно-органических эмульсий, согласно которым эмульсии обрабатывают полифторированными спиртами [пат. РФ 1831792, 1989] или высокомолекулярным веществом с C-F связями [Япония, заявка 60-51366,1985].

Общим недостатком указанных способов является использование дорогостоящих и дефицитных фторорганических веществ.

Известны способы разрушения эмульсий посредством добавления к ним водорастворимых реагентов: гидроксида натрия и гидроксида алюминия [пат. РФ 2036960, 1992] серной кислоты и перманганата калия [пат. РФ 2000319, 1990], аммониевой соли, соли амина оксистеариновой кислоты и водорастворимой неорганической соли [Япония, заявка 58-5683, 1983], соли магния [Япония, заявка 52-38984, 1977] , гидроксида кальция и сульфата железа [пат. РФ 2008324, 1991] , водорастворимой соли амфотерного металла и водорастворимого катионного тройного сополимера [пат. США 3931005, 1976].

Общим недостатком перечисленных способов разрушения эмульсий является использование водорастворимых реагентов, загрязняющих водную фазу. Вследствие этого для очистки водной фазы требуются дополнительные затраты.

Наиболее распространенными способами разрушения эмульсий являются способы, в которых в качестве деэмульгаторов используются производные аминов: растворимый в воде полимер моноаллиламина [ЕПВ (ЕР) заявка 0196886, 1986], алкоксилированные амины [Германия (DE) заявка 298814, 1992], статистическая смесь простых аминополиэфироспиртов с дикарбоновыми кислотами [Германия (DE) заявка 298806, 298807. 1992], кватернизованные производные пиридинов и хинолинов [пат. США 4339347, 1982], растворимые в воде полиамидоамины [пат. США 4457860, 1984], катионоактивный крахмал в форме четвертичного аммония [пат. США 4088600, 1978] , кватернизованные полиалкиленовые полиамины [пат. США 4387028, 1983; ЕПВ (ЕР) заявка 0109785, 1984], катионные полимеры, включающие фрагменты четвертичных аммониевых солей и акридамида [РСТ (WO) международная заявка 90/12633, 1990], полиакриламид и поли-1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфат в виде водных растворов [пат. РФ 2004573, 1992].

Общим недостатком перечисленных способов разрушения эмульсий является применение водорастворимых деэмульгаторов, способных загрязнять отделяемую водную фазу органическими соединениями.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является смешанный деэмульгатор для разрушения нефтяных эмульсий на основе олигомерных простых полиэфироспиртов, включающий композицию из азотсодержащих полиалкиленоксидов с олигомерным аминотриазиновым радикалом и азотсодержащих сложных олигоэфиров из полиалкиленоксидов и дикарбоновых кислот [Германия (DE), заявка 298805, 1992] (прототип).

Недостатком прототипа является сложность состава деэмульгатора. Кроме этого, в описании не упоминается о возможности концентрирования неорганических соединений в одной из фаз разрушенной эмульсии.

Целью изобретения является разработка способа разрушения смазочно-охлаждающий жидкостей, содержащих радионуклиды, методом деэмульгирования.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве деэмульгатора используют четвертичные соли морфолина и/или диэтаполамина формулы

где n=12-16, а X=Cl, Br.

Разрушаемую эмульсию подкисляют до рH 5-6 и прибавляют деэмульгатор в виде водной 1-2%-ной дисперсии в воде.

После расслоения эмульсии с образованием масляного и водного слоев их разделяют приемлемым методом.

Нижним пределом содержания деэмульгатора в разрушаемой эмульсии является 1%. При более низком содержании деэмульгатора увеличивается время расслоения эмульсии.

Верхним пределом содержания деэмульгатора в разрушаемой эмульсии принято 2%. При более высоком содержании деэмульгатора в разрушаемой эмульсии скорость расслоения эмульсии не увеличивается, повышается расход дисперсии деэмульгатора, а в водном слое разрушенной эмульсии содержится непрореагировавший деэмульгатор. Кроме этого, в водном слое разрушенной эмульсии концентрация радионуклидов более не уменьшается.

Нижним пределом количества углеродных атомов в алифатическом радикале четвертичной аммониевой соли принято 12 углеродных атомов. При более коротком радикале повышается растворимость четвертичной соли в воде, а скорость и эффективность разрушения эмульсии снижаются.

Верхним пределом количества углеродных атомов в алифатическом радикале четвертичной соли принято 16. При более длинном алифатическом радикале снижается растворимость четвертичной соли в воде, что ведет к возрастанию объема водной дисперсии деэмульгатора, необходимого для разрушения эмульсии.

Пример 1.

Бывшую в употреблении СОЖ в виде 10% эмульсола ЭГТ (смесь содового раствора, четыреххлористого углерода и минерального масла) и 90% воды подкисляют соляной кислотой до рH 5-6. К полученной смеси добавляют 1% по объему 1%-ной дисперсии деэмульгатора формулы (1). Смесь перемешивают и дают отстояться в течение 20-30 мин.

После отстаивания верхний масляный слой отделяют от нижнего прозрачного водного слоя и каждый из слоев подвергают анализу на содержание радионуклидов (табл. 1).

Для сравнения отработанную СОЖ разделяли центрифугированием и разделенные фракции анализировали на содержание радионуклидов (табл. 2).

Пример 2.

Подготовка пробы и приемы работы не отличаются от примера 1, но в качестве деэмульгатора использована 1%-ная дисперсия деэмульгатора формулы (2). После разделения эмульсии на масляный и прозрачный водный слои каждый из слоев проанализирован на содержание радионуклидов. Результаты приведены в табл. 3.

Пример 3.

Подготовка пробы СОЖ и технические приемы разрушения эмульсии такие же, как в примере 1, но в качестве деэмульгатора использована 2%-ная дисперсия деэмульгатора формулы (1).

После разделения масляной и водной фаз водная фаза мутная, что свидетельствует о содержании в ней остаточного количества непрореагировавшего деэмульгатора.

Изобретение относится к веществам - деэмульгаторам и может быть использовано для утилизации отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемых при механической обработке металлов. Предложенный способ разрушения эмульсий СОЖ основан на использовании в качестве деэмульгатора четвертичных аммониевых солей на основе морфолина и/или диэтаноламина. Способ обеспечивает эффективное разложение эмульсии при обеспечении возможности концентрирования радионуклидов в масляной фазе разрушенной эмульсии. 3 табл.

Способ разрушения эмульсий смазочно-охлаждающих жидкостей путем введения деэмульгатора, отличающийся тем, что в качестве деэмульгатора используют четвертичную аммониевую соль морфолина и/или диэтаноламина формулы

где n = 12-16;
X = Cl, Br.