ПЕННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ МАЛОДОРАНТОВ В УСЛОВИЯХ МЕЖФАЗНОГО КАТАЛИЗА Российский патент 2021 года по МПК B01J14/00 A62D3/30 C11D1/66 B01J27/24 

Изобретение относится к пенным составам, используемым для нейтрализации и «укрытия» малодорантов в условиях межфазного катализа на поверхностях и в растворах. В состав рецептуры входят следующие компоненты, выраженные в мас.%: водный раствор гипохлорита натрия (5%) «Белизна» - 99,85; диметилалкил (C₈-C₁₈) бензиламмония хлорид «Катамин АБ» - 0,05; продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена («ОП-10») - 0,05, метансульфокислота - 0,05. Гипохлорит натрия является окислительно-хлорирующим компонентом, «Катамин АБ» - катализатор межфазного переноса, обеспечивающий перенос аниона из водной фазы в органическую, метансульфокислота - соктализатор, «ОП-10» - поверхностно-активное вещество (ПАВ), продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена, пенообразующий компонент, предназначенный для «укрытия» поверхностей с целью предотвращения распространения малодорантов в воздухе.

Изобретение обеспечивает безопасность в применении, создаваемый состав малотоксичен, возможно использовать при отрицательных и положительных температурах, при раздельном хранении компонентов пригоден к эксплуатации в течение длительного времени.

Для нейтрализации малодорантов используют химические методы, позволяющие превращать малодоранты в нейтральные вещества, не обладающие неприятным запахом, до безопасных уровней.

Известна полифункциональная пенная композиция для комплексной специальной обработки поверхностей, объемов и объектов от опасных агентов и веществ (RU 2290208) [1]. Указанная рецептура в качестве действующего вещества содержит клатрат дидецилдиметиламмоний галогенид с карбамидом. Представленная пенная композиция обладает существенным недостатком, выявляемым в процессе ее эксплуатации, и заключающимся в низкой активности действующего вещества по отношению к опасным химическим и биологическим агентам. Указанный недостаток обуславливает необходимость в повторной обработке зараженных объектов.

Известен способ нейтрализации сероводорода химическим составом, включающим, мас.%: формалин 30-60, гидроксид и/или карбонат натрия 0,1-3, бактерицидный препарат 5-35 и третичный аминоспирт остальное [2]. Указанный состав не обеспечивает эффективную нейтрализацию сероводорода и легких меркаптанов. В результате протекания реакции образуются серусодержащие органические соединения полимерного состава, сохраняющие неприятный запах.

Известен химический состав для окисления серусодержащих соединений, включающий 50-96%-ный водный раствор муравьиной кислоты и 30-90%-ный водный раствор пероксида водорода, взятые в мольном соотношении муравьиная кислота : пероксид водорода в интервале от 1:4 до 4:1 [3]. Указанный химический состав обладает высокой окислительной способностью по отношению к серусодержащим соединениям. Однако, он обладает чрезвычайно высокой коррозионной активностью, а также низкой химической стабильностью при хранении (разложение перекиси водорода).

Известна химическая рецептура, содержащая перекись водорода и гипохлорит натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: перекись водорода - 49,5-49,7, гипохлорит натрия остальное. Недостатком данного метода является необходимость использования перекиси водорода - малостабильного продукта, самопроизвольно разлагающегося на воду и кислород. Невозможность проведения обработки составом, содержащим перекись водорода, конструкционных материалов, являющихся катализаторами разложения [4].

Наиболее близким техническим решением к заявленному составу является химическая рецептура для нейтрализации сероводорода, включающая гидроксид щелочного металла и/или органическое основание (0,03-15 мас.%), неионогенное ПАВ (0,5-25 мас.%) и гемиформаль (гемиформали) низшего алифатического спирта (остальное). В качестве неионогенного ПАВ используют полиэфиры на основе глицерина, оксиалкилированного гликоля, оксиалкилированного этилендиамина или их смеси [5]. К недостаткам данного метода нейтрализации сероводорода и легких меркаптанов необходимо отнести обратимость протекания реакции и возможность их регенерации на открытом воздухе.

Задачей данного изобретения является создание состава для нейтрализации малодорантов с целью дальнейшего использования при ликвидации последствий аварий на химически опасных объектах, рабочих площадках временного хранения производственных отходов, а также мест пролива веществ малодорантов. Проведение реакции, приводящей к изменению первичной структуры веществ и исчезновению неприятного запаха.

Основу малодорантов составляют амины и серусодержащие соединения. В качестве модельных веществ были использованы коммерческие соединения: амины - 3-метилиндол, серусодержащие вещества - дипропилсульфид.

Работа по определению эффективности разрабатываемых пенных составов была построена на поэтапном выборе качественного и количественного состава компонентов для эффективной нейтрализации малодорантов.

Калибровку и анализ остаточного содержания малодоранта проводили на газовом хроматографе Agilent Technologies 7820 А с масс-селективным детектором 5977 Е MSD (США). Остаточную концентрацию малодоранта определяли по калибровочной кривой, построенной по методу внешнего стандарта.

Общая методика определения эффективности нейтрализации малодорантов.

В термостатируемый реактор объемом 50 мл при 25°С загружают водный раствор гипохлорита натрия «Белизна» с содержанием активного хлора ~5% в количестве 20,0 мл, водный раствор «Катамина АБ» с содержанием основного вещества 49,0-51,0%, метансульфокислоту, «ОП-10» с содержанием основного вещества не менее 80%, 5 мл гексанового раствора малодоранта с концентрацией 1 мг/мл. Перемешивают реакционную массу 1 мин, отбирают органический слой объемом 1,0 мл и центрифугируют 3 мин при 5000 об/мин. Отбирают органический надосадочный слой для анализа. Определяют остаточное содержание малодоранта. Результаты экспериментальных исследований по оптимизации количественного и качественного состава компонентов рецептуры представлены в таблице.

Общая методика определения кратности пенного состава.

В пеногенератор типа «PROCAR» загружают 1,0 л пенной композиции, устанавливают давление 3-6 атм. и регулированием расхода композиции добиваются устойчивого истечения пены. Получают пену кратностью 20-30, устойчивую в течение не менее 30 минут.

Литература

1. Пат. №2290208 С2 Российская Федерация, МПК7 A61L 2/22, A01N 25/16, A62D 3/00, A61L 2/16, A01N 33/12, G21F 9/12. Полифункциональная пенная композиция для комплексной специальной обработки поверхностей, объемов и объектов от опасных агентов и веществ / Иванова Е.Б., Ковалев С.В., Смирнов М.А., Кравченко И.И., Иванов М.А., Иванов A.M.. - №2004133478/15, заявл. 16.11.2004 г., опубл. 27. 12.2006 г.

2. Пат. №2318864 С1 Российская федерация, МКП⁷ C10G 29/20, C09K 8/54, B01D 53/48. Нейтрализатор сероводорода и меркаптанов / Фахриев A.M., Фахриев Р.А. - №2006141965/04, заявл. 17.11.2006 г., опубл. 10.03.2008 г., Бюл. №7.

3. Pat. №5310479 Unated States, C10G 19/02. Process for reducing the sulfur content of crude / Audeh C.A. - №956186 filed 05.10.1992, pabl. 10.05.1994.

4. Авт. свид. №833291 СССР M. Кл.³ B01D 53/16. Раствор для нейтрализации сероводорода / Овтина Т.С., Леонтьева Л.С. - 2780141/23-26, заявл. 20.09.1979 г., опубликовано 30.05.1981 г., Бюл. №20.

5. Пат. №2490311 С1 Российская федерация, МКП⁷ C10G 29/20, C10G 29/24, C10G 33/04, Е21В 43/22. Нейтрализатор сероводорода / Фахриев А.М, Фахриев Р.А., Ярмухаметов Р.Г. - №2012109324/04, заявл. 12.03.2012 г., опубликовано 20.08.2013 г., Бюл. №23.

Изобретение относится к области пенных составов, применяемых для нейтрализации малодорантов на поверхностях и в растворах. Поставленная задача решается созданием пенного состава на основе водного раствора гипохлорита натрия «Белизна», катализатора межфазного переноса - диметилалкил (C₈-C₁₈) бензиламмония хлорида «Катамин АБ», сокатализатора - метансульфокислоты и пенообразователя, поверхностно-активного вещества - продукта обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена («ОП-10»). Водный раствор гипохлорита натрия «Белизна» - основной компонент нейтрализации малодорантов. Катализатор межфазного переноса «Катамин АБ» обеспечивает перенос аниона в органическую фазу, что позволяет осуществлять процесс нейтрализации малодорантов за пределами границы раздела фаз. Технический результат - создание пенного состава для «укрытия» и нейтрализации малодорантов с целью дальнейшего использования при ликвидации последствий аварий на химически опасных объектах, а также мест аварийного пролива. 1 табл.

Пенный состав для нейтрализации малодорантов на основе водного раствора гипохлорита натрия «Белизна», катализатора межфазного переноса «Катамин АБ», сокатализатора - метансульфокислоты и пенообразователя, поверхностно-активного вещества - «ОП-10», в следующих соотношениях компонентов, мас %:

катализатор межфазного переноса «Катамин АБ» 0,05 сокатализатор - метансульфокислота 0,05 пенообразователь, поверхностно-активное вещество «ОП-10» 0,05 водный раствор гипохлорита натрия «Белизна» остальное