WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |

Пенообразователи из нефтяных кислот

Ружинский С.И.

http://www.ibeton.ru/a25.php Защита от огня запасов жидкого топлива (нефти, керосина, бензина и т.д.) всегда имела огромное значение. Какие бы предохранительные мероприятия не применялись, опасность пожара всегда имеет место. Поэтому вопрос о наиболее совершенных методах тушения горящих нефтепродуктов всегда является весьма актуальным.

Впервые метод тушения горючих жидкостей пеной был открыт русским инженером Лораном еще в 1906 г. и с тех пор ученые всех стран, работающие в данном направлении, были озабочены как способами получения огнегасящей пены простыми и эффективными средствами, так и созданием специальных веществ – пенообразователей, пригодных для этого.

В 1933 г. немецкими исследователями из фирмы “Тотальэкспорт” был предложен пенообразователь “Тутоген”. Основу его составило поверхностно активное вещество, полученное из сульфированных отходов нефтепереработки. Стабилизатором пены послужила желатина. Этот пенообразователь позволял очень просто получать воздушномеханическую пену и доказал в деле свою высокую эффективность при тушении больших резервуаров с горючими жидкостями. И хотя рецептура производства была засекречена – этот пенообразователь активно экспортировали все страны мира, в т.ч. и СССР.

Поэтому не удивительно, что, начиная с 1937 г. в Советском Союзе были развернуты широкомасштабные работы по разработке отечественных пенообразователей для получения воздушномеханических пен – близилась война и пожары следовало научиться тушить самостоятельно, без иностранной помощи. Столь ответственная работа была поручена Льву Моисеевичу Розенфельду. Исследуя различные пенообразователи, пригодные для целей пожаротушения он пришел к заключению, что наиболее оптимальными для пожаротушения являются все же ПАВ на основе нефтяных, а не нафтеновых кислот. (Ранее мы рассмотрели пенообразователь ГК – его также изобрел Л.М.Розенфельд). В 1941 г. в СССР выходит первая в мире монография [12] посвященная вопросу получения и использования пен в пожаротушении.

Производство пенобетонов в большинстве своем ориентировано именно на пожарные пенообразователи – они доступны, дешевы, просты в изготовлении и применении. А солидная финансовая, научная и методологическая поддержка исследований по пожарным пенообразователям со стороны государства позволяет весьма просто и успешно “отщипнуть” кусочек от большой науки для строительных нужд. Ярким примером вышесказанного является алюмосульфонатный пенообразователь. Изобретенный в СССР еще 60 лет назад он до сих пор является одним из самых популярным пенообразователей для производства пенобетонов. То, что в тех или иных интерпретациях, под различными торговыми марками все это время он активно предлагается на рынке пенообразователей для производства пенобетонов под видом новейших ультрасовременных составов – только подтверждает его высокую эффективность.

Технологический регламент приготовления алюмосульфонатного пенообразователя.

Состав:

керосиновый контакт;

сернокислый глинозем;

едкий натр;

вода.

На 1 м3 пенобетона, объемным весом 800 кг/м3 требуется:

керосинового контакта 1.2 кг сернокислого глинозема 1.2 кг едкого натра 0.16 кг Приготовление алюмосульфонафтенового пенообразователя состоит из следующих операций:

а) приготовление водного раствора сернокислого глинозема;

б) получение 20% раствора едкого натра;

в) нейтрализация керосинового контакта (получение натриевой соли нефтяных сульфокислот);

г) смешивание натриевой соли нефтяных сульфокислот с водным раствором сернокислого глинозема.

Для приготовления водного раствора сернокислого глинозема его разбивают на куски 3 5 см, укладывают в деревянный бак и заливают горячей водой при соотношении сернокислого глинозема и воды 1:2. Затем смесь подвергают действию острого пара в течении 2 2.5 час. или выдерживают в горячей воде около 24 часов, чтобы удельный вес раствора был равен 1.16. После тщательного перемешивания и охлаждения до температуры +15оС раствор считается готовым.

Для получения 20% водного раствора едкого натрия растворяют его при непрерывном перемешивании в таком количестве воды, чтобы удельный вес раствора при 20оС был равен 1.23.



Керосиновый контакт разбавляют водой в соотношении 1:2 (по объему), и затем добавляют небольшими порциями (при обязательном перемешивании) 20% раствор едкого натрия. Свободная серная кислота при этом переходит в сульфат натрия, а нефтяные сульфокислоты в натриевую соль нефтяных сульфокислот.

Конец нейтрализации определяют посредством лакмусовой бумажки для проверки кислой реакции.

Количество 100% едкого натрия, необходимого для нейтрализации керосинового контакта, определяют по формуле:

Н=(Х/100)*(0.81*В1 + 0.11*В2), где В1 процент свободной серной кислоты в керосиновом контакте;

В2 процент нефтяных сульфокислот в керосиновом контакте;

Х количество керосинового контакта, взятого для нейтрализации.

Пример: Керосиновый контакт по паспорту или предварительному анализу содержит 40% нефтяных сульфокислот и 0.5% свободной серной кислоты. Всего взято для нейтрализации 300 кг керосинового контакта.

По выше приведенной формуле, получим:

Н=(Х/100)*(0.81*В1 + 0.11*В2) = (300/100) * (0.81*0.5 + 0.11*40) = 3.0 * (0.405 + 4.4) = 14.415 кг При нейтрализации раствор нагревают до температуры 8090оС, при этом происходит расслоение жидкости. Верхний слой, представляющий собой керосин, удаляют, а нижний слой, представляющий собой водный раствор натриевой соли и нефтяных сульфокислот с удельным весом 1.06 1.07, идет (после остывания до 20оС и добавки 40% водного раствора едкого натрия с удельным весом 1.23) на приготовление пенообразователя.

На каждый замес пенобетономешалки дают состав пенообразователя из водного раствора натриевой соли нефтяных сульфокислот и водного раствора сернокислого глинозема при соотношении 1:1.2 (по весу).

Алюмосульфонатный пенообразователь может храниться до одного года.

>>> Вопрос: Что такое керосиновый контакт? В 1913 г. русским ученымхимиком Петровым Г.С. был запатентован реактив для расщепления жиров при производстве мыла. С тех пор этот состав широко применяется во всем мире. По имени изобретателя его называют “Керосиновый контакт Петрова” или просто керосиновый контакт. Он представляет собой высомолекулярные моносульфоновые кислоты полученные сульфированием (обработкой серной кислотой) нефтяных дистиллятов (отходов производства бензина и керосина из нефти).

Сульфированные нефтяные кислоты – крупнотоннажный и дешёвый отход крекинга нефти. Проблемой их цивилизованной утилизации или использования озабочена нефтеперерабатывающая промышленность всех стран.

Под различными торговыми марками “Керосиновый контакт Петрова” широко выпускается и используется во всем мире. Ближайшие зарубежные аналоги:

Petrosul Serie (Penreco Inc. США) Petronate (Witco Chem. Co – Англия) >>> Вопрос: Чем можно заменить керосиновый контакт? Уже давно нефтеперерабатывающая промышленность освоила выпуск сульфокислот нейтрализованных щелочами уже в заводских условиях. Они называются НЧК – нейтрализованный черный контакт или НЧКР – нейтрализованный черный контакт рафинированный. В любом случае применение НЧК или НЧКР для изготовления алюмосульфонатного пенообразователя по описанному выше регламенту существенно упрощается. Достаточно просто добавить стабилизатор пены – сернокислый глинозем.

Весьма важно также, что НЧК и НЧКР – гостированы всеми странами СНГ по разряду воздухововлекающих добавок. Это снимает абсолютно всякие препятствия для применения пенообразователей на их основе в плане возможной сертификации выпускаемого пенобетона.

Традиционно на выпуске НЧК и НЧКР в бывшем СССР, в соответствии с особенностями местной нефти, специализировались азербайджанские и башкирские нефтеперерабатывающие предприятия. Украина и Беларусь в этом плане, увы, обделены.

>>> Вопрос: Какие нефтяные сульфокислоты еще используются в качестве поверхностно активных веществ? В промышленности очень широко применяются щелочные соли нефтяных кислот в качестве поверхностно активных веществ. Но наиболее массовыми являются все же:

алкилбензосульфонаты (группы “Сульфанол” и “Азолят”);

алкиларилсульфонаты (“ДСРАС”) алкилароматические сульфокислоты (группа ПО1 и ПО6К) смеси различных сульфокислот (“Контакт Петрова”, НЧК, НЧКР) В первую очередь следует отметить семейство сульфанолов. В литературе этому семейству уделено достаточно много внимания, но издержки терминологии и запутанность в обозначениях не позволяют разобраться в сути вопроса без посторонней помощи. Попробую представить информацию в более структурированном виде.





1. Сульфонол (просто сульфОнол, он же сульфАнол, он же сульфанол хлорный) – смесь натрий алкилбензосульфонатов на основе керосина. Активной составляющей до 80%. Остаточных серной и сернистой кислот – до 20%. Основа композиций для очистки шерсти, тканей, поверхности металлов. Пенообразующий агент для домашнего хозяйства. Применяется также как основа эмульгирующих и смачивающих составов.

Одно из самых массово выпускаемых в бывшем СССР поверхностно активное вещество (– до 200 тыс.тн в год). Крупнейшие производители сульфанола – азербайджанские нефтеперерабатывающие предприятия.

Ближайшие зарубежные аналоги:

Arylan SC30 – (Lankro Chem. Ltd Англия);

Dumacene D40 –(Tensia, Бельгия);

Aralkylsulfonat – (BASF, Германия);

Marlon, Marlopon – (Huls, Германия) Conco AAS serie – (Continental Chem. Co США);

Sulframin 40 Flake – (Witco Chem. Co США);

Сульфанол единственная!!! гостированная в СНГстроительная добавка, проходящая по разделу – Пенообразователи (хотя исключительность заслуг именно Сульфанола в качестве пенообразователя для ячеистых бетонов достаточно спорна, если не сказать более).

2. Сульфонол 40% и 45%. Модификации традиционного сульфонола. Изготавливается из nпарафинов и керосиновых дистиллятов. Из за особенностей технологического производства данную модификацию экономически выгодно производить именно 40% или 45% концентрации по действующему веществу. Свободных серной и сернистой кислот соответственно – до 6% и до 20%.

3. Сульфонол обессоленный. Если в составе обычного сульфонола количество остаточной серной и сернистой кислот достигает 20%, то в данной модификации количество свободных кислот не превышает 1 – 2 %. Данная модификация специально ориентирована на применение в качестве пенообразующего агента, не раздражающего кожу и слизистые оболочки органов дыхания и глаз.

Ближайшие зарубежные аналоги:

Canco AAS (Continental Chem. Co. – США) Arylan S90 (Flane Lankro Chem. Ltd – Англия) 4. Сульфонол НП1. Изготавливается на основе тетрамеров пропилена. Основного вещества – до 50%. Свободных кислот – до 40%.

Ближайшие зарубежные аналоги:

Igepal NA – (Hoechst – Германия) Marlopon – (Huls – Германия) Tensopol Serie – (Tensia – Бельгия) 5. Сульфонол НП2. Изготавливается на основе тетрамеров пропилена. Основного вещества – до 33%. Свободных кислот – до 6%.

6. Сульфонол НП3. Изготавливается на основе альфаолефинов термокрекинга парафинов. Выпускается двух модификаций – обычной (действующего вещества до 30%) и отбеленный (действующего вещества – до 80%). В обеих модификациях свободных кислот до 5%.

Весьма перспективной, особенно для строительных нужд, обещала стать еще одна группа алкилбензосульфонатов группа “Азолят”. Получаемые в качестве отхода некоторых специализированных производств крекинга азербайджанских нефтей даже не очищенные и не рафинированные смеси нафтеновых и нефтяных кислот, тем не менее, обладали оптимальными характеристиками для производства пенообразователей. И что особенно важно для строительных нужд, вместо свободных серных и сернистой кислот (сильных замедлителей схватывания и твердения цемента) в них присутствовал сульфат натрия (отличный ускоритель). С распадом СССР это перспективное направление развития ПАВ пришло в упадок.

>>> Вопрос: Какие пожарные пенообразователи, выпускаемые серийно изготовлены на основе ПАВ из нефтяных сульфокислот? Отечественная промышленность давно и успешно выпускает пенообразователи на основе поверхностно активных веществ получаемых из нефтяных сульфокислот. В первую очередь следует отметить пожарные пенообразователи:

1. ПО1 – жидкость от желтого до коричневого цвета, без осадка и посторонних включений. Получается в результате нейтрализации керосинового контакта. Содержит не менее 45% сульфокислот. Применяется в основном в переносных огнетушителях.

2. ПО1А – “разбавленная” версия – содержит до 20% сульфокислот. Применяется в качестве пенообразователя в мобильных установках получения воздушномеханической пены на нефтехранилищах.

Pages:     || 2 | 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.