Эмульсионный пеногаситель Советский патент 1982 года по МПК B01D19/04 

(54) ЭМУЛЬСИОННЫЙ ПВНОГАСИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к зшмичесгКИМ средствам обработки водных тех- нологических сред в целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к пеногасителям.

Известно использование углеводородных растворителей, а также трибутилфосфата и кремнийорганических соединений (силиконовых жидкостей) для пеноггииения и предупреждения обильно о пенообраэования в технологических средах целлюлозно-бумажной промьи- ленности, в частности, при крашении бумаги i1.

Однако углеводородные растворители и масла недостаточно эффективны, нарушают равномерность окраски бумаги, пожароопасны, обладают неприятным запахом. Силиконовые жидкости также нарушсиот равномерность окрас ки бумаги, гидрофобизируют ее. Три бутилфосфат имеет высокую стоимость и до некоторой степени токсичен.

Известен антипенный состав, пред-ставляющий собой раствор неионогенного эмульгатора и смешанной соли поливалентного металла и/или аминов с жирными кислотами Ц Эмульгатор является маслорастворимым и гидрофильным,.но нерастворимым в воде веществом, как, например, нонилфенилгексагликолевый эфир, октадёцйлгексагликолёвый эфир, октагликолевый эфир стеариновой кислоты и др. / Растворитель может быть углеводородом (парафинистый нефтепродукт, тетралин,дексшин),природным маслом,силиконовым маслом или органическим фосфатом.Указанный состав получают растворением жирной кислоты и эмульгатора

10 в растворителе при нагревании и перемешивании 2.

; Данный состав сложен в изготовлении и предназначен исключительно для .с обработки сточных вод.

Наиболее близким к предложенному по составу ингредиентов и достигаемому при его использовании эффекту пеногашения является эмульсионный пеногаситель КЭ-10-01 {2}, характе20ризую1цийся следуюищм содержанием компонентов, мас.%: Кре 4иийорганическая жидкость ПМС-400 70 Эмульгатор ОП-7

25 или рП-102

Вода - остальное , До100 Однако указанный пеногаситель ухудшает качество бумаги, нарушая равномерность, прочность окраски и

30 вызывая ее гидрофобизацию. Кроме того, он имеет высокую стоимость (око ло 4 тыс руб. за тонну). Целью изобретения является повышение эффекта пеногашения при однов ременном снижении стоимости. Поставленная цель достигается те что эмульсионный пеногаситель, вклю чающий активатор пеногашения, .неиойогенный эмульгатор и воду, допол |Нительно содержит углеводородный растворитель и на.триевые мыла жирны кислот фракции С,о -Сц при следующем соотношении компонентов, мас.% Активатор пеногашения 2-10 Неионогенный эмульгатор 3-5 Углеводородный растворитель 45-55 Натриевые мыла жирных кислот. 1,0-2,6 Вода, Остально В качестве углеводородного растворителя используют дизельное топли ЖИДКИЙ парафин или маловязкое минеральное Мс1сло, в качестве активатора пеногашения - силиконовую жидкость или трибутилфосфат, а в качестве неионогенного эмульгатора низкооксиэтилированные жирные спирты или алкилфенолы. Если растворителем служит дизель ное топливо, то в состав эмульсионного пеногасителя, кроме указанных компонентов, может быть введена отдушка, маскирующая его згшах, в количестве 0,1-0,3 мас.% из числа тех, которые обычно используют в составе моющих средств. Пеногаситель представляет собой концентрированную эмульсию типа масло в воде , имеющую вид и кон систенцию сливок и легко разбавляющ юся водой. В качестве углеводородного растворителя, составляющего ос нову масляной фазы, используетс дизельное топливо, маловязкое минеральное масло, например веретенное или приборное, либо жидкий парафин. Содержание в углеводородном раст ворителе силиконовой жидкости до 4% от общей массы пеногасителя не сказывается на качестве бумаги, но существенно повышает пеногасящую эФфективность. Вместо силиконов пеногаситель мо жет содержать до 10% трибутилфосфат Концентрсщии активаторюв пеногашени силиконового масла или трибутилфосфата выбирают из соображения экономичности. Для стабилизации эмульсионного пеиогасителя используют два эмульгатора: иатриевые мыла СЖК и кизкооксиэтилированные спирты или алкилфенолы, так как известно, что с двумя эмульгаторами.эмульсии более устойчивы при хранении. Количественное отношение между эмульгаторами в пеногасителе определяется природой масляной фазы, а именно, числомтребуемого гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), которое должна иметь смесь эмульгаторов для достижения оптимума стабильности. Диаметр частиц дисперсной масляной фазы пеногасителя должен быть порядка 1 мкм или менее. Добавка эмульсионного пеногасителя в количестве 0,2-1,0 мас.% от абсолютно сухого остатка суспензии обеспечивает эффективное предупреждение ценообразования в производстве мелованных и цветных бумаг и значительно улучшает качество покрытия бумаги. Его можно использовать также для геииения пены в черном щелоке и сточных водах. Варианты составов предложенного пеногасителя и способы их приготовления показаны в следующих примерах (соотношения компонентов пеногасителей приведены в мас.%). .Пример. Дизельное топливо 50 Жидкость кремнийорганическая ПМС 200 , 2 Эмульгатор ОП-4 4,6 Натриевые мыла СЖК фракции iCjg-C j, 1,2 Отдушка Весенняя 0/1 ВодаДо 100 Для приготовления 500 кг пеногасителя в.250 кг дизельного топлива при перемешивании растворяют 10 кг ПМС200, 23 кг эмульгатора ОП-4 и 0,5 кг отдушки 40%-ные натриевые мыла синтетических жирных кислот фракции C,,Q-C,g в количестве 15 кг растворяют отдельнр ,198 кг воды. Водный раствор мыла загружают в реакторсмеситель вместимостью 0,8 м и при включенной мешалке (3000 об/мин) постепенно тонкой струей добавляют масляную фазу, т.е. дизтопливо и растворенные в нем компоненты. После полного смешения фаз перемешивают еще в течение 5 мин для обеспечения тонкого эмульгирования. Готовую эмульсию выгружают через сливной штуцер реактора в бочки или канистры для хранения. Все операции по смешению проводят при комнатной температуре. Полученная эмульсия испытывается в качестве пеногасителя в составе меловальной суспензии используемой при производстве мелованной бумаги с одноразовым двусторонним покрытием. В табл. 1 приведены результаты опытно-проМышленных испытаний пеногасителей в .производстве мелованной бумаги.

Таблица

0,25 0,40

о 0,25

0,50 0,70

0,25 0,40

асло

0,70 По отношению к абсолютно сухому о Количество раковин rfeL 10 мм пове не более 25. Как видно из табл. 1, раковистость - бумаг1$.,харак теризующаяс я числом раковин (Мелких иепрокрашенных участков) иа 10 мм поверхности бумаги, при использовании предлагаемого эмульсионно-45 го пеногасителя существенно ниже, чем при использованияя добавки пеногасителя КЭ-10-01.Кроме того,с КЭ-10-01 после длительного применения наблюдается осаждение пеиогасителя на обрези- JQ ненные красконаносные валы, что приводит к их гидрофобизации и появлению дефектовмелованной бумаги в виде непрокрашенных участков. Добавки эмульсионного пеногасите- -, ля в количестве 0,4% от абсолютно сухого остатка суспензии оказывается достаточно для подавления пенообразования в процессе крашения бумаги. Для сравнения/в табл. 1 приведены типичные данные по качеству бумаги, полученные с использованием в качестве пеногасителя флотационного масла, которое широко используется для этих целей. Пеногаситель КЭ-10-01 и флотационное масло уступают предлагаемому 65

Суспензия пенится,

Хорошая .с одной стороны повышенная ра:ковистость- I

Суспензия не пенится

-

Суспензия пенится, имеет повышенную вязкость, много мелких пузырьков

| I

Суспензия не пе- нится« « -

Суспензия не пенится

- Суспензия пенится

Суспензия не пеПлохаянится

Суспензия пенится,

Хорошая много мелких пу- зырьков татку суспензии. бумаги, допустимо по ГОСТу эмульсионн «у пеногасителю, причем КЗ-10-01ухудшает в концент|)ации свыше прочность закрепления краски на 6srMare-ocHOBe. Данные лабораторных испытаний пеногас ей эффективности приведенные в табл. 2, свидетельствуют о преимуществе предложенного эмульсионного пеногасителя над пеногасГителем КЭ-10-01, Таблица2 Вез пеногасителя1

Продолжение Табл. 2

П р и м е р 2. Дизельное топливо Трибутилфосфат тенический по ТУ 6-02-733-J3 Эмульгатор ЬП-4

Натриевые мыла СЖК фракции CK,-Ц 1,3 Отдушка 3e inHHH4ная 0,8

Вода водопроводная До 100 Для приготовления 500 кг пенога™ сителя.в 185 кг. воды, содержащей 21 кг натриевых мыл СЖК фракции эмульгируют, как описано в примере 1, раствор трибутилфосфата (35 кг), ОП-4 (21,5 кг) и земляничной отдушки (4 кг) в 275 кг дизтоплива. .

Опытно-промышленные испытания показывают (табл. 1), что эмульсионный пеногаситель указанного состава в. концентрации 0,,8 мас.% значительно улучшает качество покрытия бу,маги по таким показателям как раковистость и равномерность окраски и эффективно предупреждает пеаообразование в меловальных и красящих составах. Хотя расход этого пеногасителя несколько больше, чем пеногасителя КЭ-10-01, его стоимость в 17 ра ниже; он не ухудшает качество покрытия бумаги, не вызывает ее гидрофобизации. Этот пеногаситель эффективен также в черном щелоке в концентрации 0,05-0,2 мас.%. П р и м е р 3. Веретенное масло (ГОСТ 1642-75) 45 Трибутилфосфат 10 Эмульгатор Н8 1020-3 (Т:38-40822-79) 5,0 Мыла жирных кислот .. хлопкового соапстока фракции (МРТУ 18/190-67) 1.,0 Вода - остальное до 100 Для приготовления 500 кг эмульсионного пеногасителя этого состава требуется, кг: веретенное масло 225; Трибутилфосфат 50; нв 1023-3 25; 70%-ное мыло 7,2 и вода 200.

Методика приготовления та же самая,, что и в примере 1. Эффективная концентрация пеногасителя ниже, чем в предыдущих примерах - 0,2-0,15 мас. (см. табл. 2), но стоимость его выше вследствие повышенного содержания трибутилфосфата и замены дизтоплива на минеральное масло. П р и м е р 4. Частично окисленный парафин фракции Cg-Cj. 55 Жидкость кремнийорганйческая ПМС-154А 4 Эмульгатор Неонол П 1013-3(ТУ 38-40779-76) 3,0 Натриевые мыла СЖК фракции .-C(,2,6

Вода - остальноеДо 100

Для приготовления 500 кг эмульсионного пеногасителя этого состава требуется, кг; частично окисленный жидкий парафин 275; ПМС-154А 20;

Неонола Н1013-3 15;. 40%-ное мыло 32 и вода 160. Методика приготовления та же,ЧТО и в примере 1. Содержание в пеногасителе силиконовой жидкости до 4% не сказьтается отрицательно на качестве бумаги. Эффективная концентрация 0,1-0,3%.

Из данных табл. 1 и 2 следуеу, что предложенный эмульсионный пеногасигель имеет преимущество перед пеногасителем КЭ-10-01(прототип), а также перед другими эмульсионными пеногасителямн на силиконовой основе, так как не ухудшает качества бумаги, эффективно предупреждает ценообразование в меньших или близких концентрациях и имеет значительно меньшую стоимость. При его применеНИИ не нарушается равномерность Покрытия(окраски) мелованной и цветной бумаги, не происходит ее гидрофобизации. Присутствие силиконового пеногасителя в концентрации свыше 0/2% вызывает налипание краски на обрезиненные вгшки машин, что ведет к нарушению адгезионного контакта покрытия с бумагой-основой. Стоимость

1 т эмульсионного пеногасителя на основе дизтрплива составляет; в услови-.

ях Корюковской фабрикитехнических бумаг 230-420 .руб. В зависимости от набора других койюнентов, используемых для его получения, а пеногаси-, теля КЭ-10-01 - 6950 р. Предложенный эмульсионный пеногаситель обладает

технико-экономическими преимуществами перед применяющимся в целях пеногашения флотационным маслом (см.; табл. 1), стоимость которого около 1300 р за тонну. Расход его ниже/ к тому же он не горюч и менее дефицитен. Предложенный пеногаситель мало токсичен, биологически разлагаем.

Формула изобретения 1. Эмульсионный пеногаситель, включающий активатор пеногашения, неионогенный эмульгатор и воду, о т л и чающийс я тем, что, с целью повышения эффекта пеногашения при одновременном снижении стоимости, он дополнительно содержит углеводородныйрастворитель и натриевые Мыла жирных кислот фракции С, -С,д при следующем 0 соотно1аении компонентов, мае. %.

Активатор пеногашения 2-10 Неионогенный эмульгатор 3-5 Углеводородный растворитель . 45-55 5 Натриевые мыла жирных

1,0-2,6 кислот Вода Осталь ное

0 углеводородноГ-о растворителя используют дизельное топливо, жидкий парафин или малоБязкое минеральное масло.

5 активатора пеногашения используют трибутилфосфат или силиконовую жидкость.

0 неионогенного эмульгатора используют низкооксиэтйлированные жирные спирты или алкилфенолы.

Источники информации, принять е во внимание при экспертизе

5

1,Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их псУлучения и разрушения. М., Химия,, 1975, с. 264.

0 пеногаси тель КЭ-10-01, выпускаемый заводом Кремнийполимер .