Способ получения пенообразователя для тушения пожаров

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНООБРА ЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ, о тличающ ,ийся тем, что вульфированию газообразным серным ангидридом концентрации :7-8 об.% в сульфирующем газе - отходом производства серной кислоты при 50-70°С с последующей нейтрализацией водным раствором соды до рН 8-10 подвергают смесь фракции керосина с т.кип. 160-300с и керосина, выделенного и осушенного после стадии нейтрализации, взятых в объемном соотношении

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3464254/23-04 (22)12.05.82 (46)07.01.84. Бюл. ((1 (72)С.В. Баженов, Д.Г. Билкун, В.Т. Золотов, М.В . Казаков, A.Ï. Кириллов, И.В. Кувайцев, N.Ã. Рахимкулов и A.Þ. Яну (71)Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной оборо« (53)547.541.07(088.8), (56)1. Авторское свидетельство СССР

Р 292693, кл. А 62 D 1/00, 16.10.69.

З(59 С 07 С 139 06/ А 62 D 1/00 (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНООБРА:

ЗОВАТБЛЯ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ, о.тл и ч а ю шийся тем, что аульфированию газообразным серным ангидридом концентрации 7-8 об.Ъ в сульфирующем газе - отходом производства серной кислоты при 50-70 С с последующей нейтрализацией водным раствором соды до рН 8-10 подвергают смесь фракции керосина с т.кип. 160-300 С и керосина, выделенного и осушенного после стадии нейтрализации, взятых в объемном соотношении (1,3-3):1.

1065395

Изобретение относится к способам получения нового пенообразователя, который может найти применение при тушении пожаров.

Известен способ получения пенообразователя для тушения пожаров, 5 заключающийся в сульфировании фракции керосина при 50-80 C с последую,щей нейтрализацией сульфомассы водным раствором соды f 1 j.

Недостатком известного пенообра- iO зователя является его невысокая огнетушащая эффективность. Кроме того, способ получения пенообразователя вследствие низкой степени сульфирования исходного керосина имеет большое количество керосиновых отходов.

Целью изобретения является разработка безотходного способа получения нового пенообразователя для тушения пожаров, который бы обладал высокой огнетушащей активностью.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения нового пенообразователя, сульфированию газообразным серным ангидридом концентрацией 7-8 об.-. в сульфирующем газе — отходом производства серной кислоты при 50-70 С с последуюо щей нейтрализацией водным раствором соды до рН 8-10 подвергают смесь о фракции керосина с т.кип. 160-300 С и керосина, выделенного и осушенного после стадии нейтрализации, взятых в объемном соотношении (1,3-3):1.

Выход продукта достигает 69%.

В качестве исходного может быть использован также гидроочищенный керосин по СТП 0-63-80 (начало кипения не ниже 160 С, 90- перегоняется при температуре не ниже 255 С, конец кипения не более 300 С ). 40

Использование отходного керосина заключается в улавливании отсульфированного керосина после стадии нейтрализации, отделении от него водного раствора сульфосолей, осушке путем пропускания его через отбойные.колонны, отстаивания в емкостях и последующем смешении с исходным керосином, поступающим на сульфирование. Возвратный керосин должен иметь влажность, не превышающую влажность исходного керосина, так как в противном случае происходит резкое возрастание сульфата натрия, что приводит к образованию осадков в пенообразователе.

Дальнейшую нейтрализацию и очистку сульфосолей проводят известным способом.

Пример. Керосин, отвечающий требованиям СТП 0-63-80 (начало ки- 60 пения 168 С, конец кипения 298 С, содержание ароматических соединений

18%), непрерывно с расходом 10 м /ч

3 поступает на сульфирование в смеси с керосином, выделенным и осушенным, 65 после стадии нейтрализации сульфокислот. Расход возвратного керосина

6 м /ч (отношение расходов исходного керосина к возвратному 1,66 ).

Сульфирование керосина при 5570 С происходит в коническом сульфаторе объемом 40 м путем барботи3 рования газообразным серным ангидридом (отходы производства серной кислоты, содержание 80 7, 5% ) . При сульфировании керосина образуются сульфокислоты различного молекулярного состава. Маслорастворимые сульфокислоты в растворе керосина (кислый керосин ) по верхнему перетоку непрерывно поступают в систему отстойников (3 отстойника, V = 40 м3) для отделения от частиц кислого гудрона и далее vy нейтрализацию раствором соды (12-22%). Образовавшийся кислый гудрон оседает на дно сульфатора и непрерывно удаляется на переработку в НЧК (побочный продукт). Нейтрализация кислого керосина происходит в смесителе эжекционного типа до рН 8-9. Нейтрализованный керосин и часть содового раствора непрерывно поступают в отстойники (два последовательных отстойника V = 40 м ), где происходит разделение (отстаивание ) керосина и водного раствора натриевых солей сульфокислот. Керосин собирается в верхней части отстойника, а водныи раствор натриевых соль-фосолей оседает на дно и непрерывно подается в емкость 7 = 23 м для накоплез ния сульфосолей перед упаркой . Отделенный в отстойниках керосин после стадии нейтрализации содержит частички влаги. Для дальнейшего отделения от влаги его направляют в отбойную колонку (ф = 3,540 м, Н

5 450 м, 7 = 40 мЗ), заполненную кольцами рашига. В верхней части колонны собирается осушенный керосин, который направляется в емкость (V

23 мз)для сбора возвратного керосина, откуда непрерывно насосом часть керосина возвращается на смешение с исходным керосином, поступающим на сульфирование.

Регулирование расходов исходного и возвратного керосина осуществляется автоматическими диафрагмовыми доза. торами и регистрируется на пульте установки.

Водный раствор натриевых сульфокислот после стадии отделения от керосина подается на упарку, которая происходит при 100-110 С в вь ю парном кожухотрубном аппарате до концентрации сульфосолей около 45%.

При упарке из раствора отгоняется с водой эмульгированный керосин. Полученный 45%-ный концентрат разбавляется водой до 26-29Ъ и представляет собой готовый пенообразователь.

1065395

Во время технологического процесса осуществляется периодический контроль за глубиной сульфирования керосина, который определяется изменением содержания ароматических соединений в исходном керосине и от- 5 работанном. По глубине сульфирования можно косвенно судить о изменении выхода основного продукта — пенообразоватеЛя. Качество полученного пенообразователя, технологические режи- Ц мы, существенность выбранных параметров в сравнении с известным способом приведены в таблице. Контроль качества пенообраэователя осуществляется в соответствии с требованиями технических условий.

Как видно из таблицы, пенообразователь, полученный По предлагаемому способу, обладает огнетушащей способ-. ностью, оцениваемой по величине интенсивности, в два раза превышающей огнетушащую эффективность пенообраэователя, полученного по известному способу.

Критическая интенсивность подачи при тушении бензина новым пенообразователем равна 0,04 кг/м с,.что сооТ2 ветствует требованию, предъявляемому к пенообразователям этого типа.

Выбор фракции керосина с началом кипения 160 С и концом кипения не более 300 С обусловлен тем, что сульо фирование керосина с началом кипения 155-158 С приводит к образовао нию низкомолекулярных алкиларилсульфонатов, что снижает на 104 устойчи- 35 вость пены по сравнению с пеной, полученной из керосина с началом кипения, большим или равным 160 С. о

Поэтому для получения пенообразователей необходимо применять керосин с температурой кипения более или равной 160 С и концом кипения не более

300 С (верхний температурный пределконец кипения 300 С для керосина яво ляется предельным ) ..

Улучшение огнетушащих свойств пе-. нообразователя связано с увеличением глубины сульфирования ароматических соединений керосина при выбранном режиме сульфирования. Как видно из приведенных в таблице данных, глубина сульфирования при получении пенообразователя по предлагаемому способу возрастает почти в два раза.

Влияние глубины сульфирования на ка-. чество пенообразователя объясняется тем, что в реакции сульфирования в основном принимают участие ароматические соединения, которые содержатся в исходном керосине. При сульфировании их образуются сульфокислоты, 60 при нейтрализации которых щелочью образуются соли этих кислот, которые являются сильными поверхностноактивными веществами (ПАВ), что дает воэможность использовать их водные растворы для получения пен, Состав ароматических соединений в керосине очень широкий.

Прямое сульфирование такого керосина по известному способу приводит к тому, что в состав ПАВ переходят в основном низкомолекулярные гомологии, которые не обеспечивают необходимого качества.

Попытки увеличения глубины сульфирования керосина по известному способу более 30% приводят к осмолению кислого гудрона и засорению осмоленными продуктами стоков сульфатора. Осмоление кислого гудрона происходит в следствие пересульфирования ароматических соединений керосина, так как увеличение глубины сульфирования по известному способу может быть достигнуто только в результате увеличения времени пребывания керосина в сульфаторе, т.е. Уменьшением расхода керосина, подаваемого. на сульфирование.

Предлагаемый способ получейия пенообразователя путем сульфирования смеси исходного и возвратного керосина, выделенного и осушеннс-.о после стадии нейтрализации, позволяет при увеличении глубины сульфирования не увеличивать время пребывания в сульфаторе образующихся сульфокислот, что исключает их пересульфирование, так как происходит постоянное выделение образовавшихся сульфокислот на стадии нейтрализации, а в сульфатор возвращается керосин, содержащий только непросульфированные ароматические соединения. Сульфирование по предлагаемому способу обеспечивает более глубокое сульфирование и, следовательно, вовлечение в пенообразователь более высокомолекулярных гомологов, что улучшает его качество. Это подтверждается и данными о критической концентрации мицеллообразования (KEN) у пенообразователей (см. таблицу), так как увеличение ККМ однозначно свидетельствует об уменьшении молекулярного веса ПАВ. Увеличение глубины сульфирования приводит также к снижению расхода исходного керосина для получения пенообразователя.

Так, при содержании в исходном керосине 18% ароматических соединений при сульфировании по предлагаемому способу в пенообразователь из них. переходит 12% (вариант 2), а при получении пенообразователя по известному способу — всего 5%, что соответствует уменьшению норм расхода исходного керосина по предлагаемому способу и увеличению выхода пенообразователя с тонны керосина и является дополнительным его преимуи;еством.

1065395 н

v н

>3 о

1 Э

1 х ж

1 Р Х

Й 5

Э!А О ! н

1<6!А а

v о ж I I

OIиО и!Ооз

mIняж а.! охэ

I

53i у!оэ 1

1 Ф !

Л

Ю чф Ф ь ь с Ъ ь ю 3

Ю

1 о

9 аа х х х 3 х

10 А х цх !

» ж

Ii 0 m х эц

Х1 49 ино хож

С4 Ф э я с

Цобе а оа оэх

09г4Ц4

I! од- хцжо цжо

99О ОЭЭо

ФИ<чжжю э х о о хо

X Хс.! Х ХСЧ

Цо оо х а о э

Ж Х

Ц о х о

cdюЕ! юь ь ью ь

0Э Ф С0

РЪ Fl (Ч

I ью

ЮЮ

CO Ch

РЪ Р1! с их

II Е

И сс!1 Э

КЮ Д gdp э .:ъ э

ЦЭ 0 ЧЬи о х

v х и эс ж х и

Э O&1o

1йцдх ээ>о х е а.v o, C) 1»

О Ъ

Ill

Ю

l

Ю

Ol о э

99 IХЕ1О др.@Ц хижа

О ОООХОНОI хэцх1ожэ

НХО0ОО а 1 охххжа,хже1

Ch (Ч

Ю

РЪ а, %" 4!

Н 9 с ц э х Ф оа. х хлох ои! о оооо" ю жхаZ

О \

М! lO э с х э х охх

4 0 о о

N AX

1 Ц 1 о ц х о о х

Id О

1 F4 Х

I ь

% 1

1 1 1 1

99С9

@ а, н ю @

O !O Z X O 1!I жоож8ом

vvжхжmц

<Ч С ) О 1 — — ——

1о!

1 Х I Х

1 Э 1 Х ° Э

1 И 1 НКИД хоже

à1 аэоа, 1 Д1Х ХН

1 h Г

0 э v э ° с

91 ОХ

XIXXWV

Í 99<Ч

I хнЦЕ а,х о-!

КХИН

1

I

1

1

-4

Я I

° х с °

О ж i g &tc9 К

3 жоaxvаэ>аwй

- ° - ° -° " "5 у д со х ж со ct о ц э юж ооэо ooooö х.! х ж <ч о э х о ж о

1065395

Д и

» о н о

1 Ы

Э 9! хо

I (!!

1 Н

1eV

Э!

„1

K о ! о

I

1 1

I I Х !.аe î а м жн!!1

LA с

Э и v е е

Ф

I

I

I !

I

I .I

1

1

Ю

Ю

Х

v ф ° с ! оох

1ХХ О

1 НЭФ! 4 ! хнце

I ХИЦ ! y*0 cI

Ю с

Ю!

1

tll с

Ul

IA

1 о э аю х х хвк о A x

»ц х

Pi b I1I

1 ! о

1

C х

° Х с °

Ин 11 аg!о ахи

Э ; н Э 1.» Ц

g x цv о3 х х цхи

Э ЭО х И!о

О Хо

Х И<с! х х

X (.)

ЭО д со х ч7

Х н<

1

1 1

Ю

1 Ю

l I

1 г! ц

Ф

Х о ñï

СОХ д4их

ЮЮ

Ю Ю Р Ю

Р! Р !

ЮЮ

ЮЮ с! 1о

С Ъ С Ъ

Ю

Ю

1о

Р1

Ф е е ! ОA Цю

Э»»Э

Ц Е V a III ох хэ !.! Х 1 В й

I !

I л

I c

1 Ю

1 р

I эх о Д !II c

1нцюх э е»ох

Ю

I ! ао

Ю г

tA

Etl

1" . ! с

I

1

Ю с

Р !

I 1

Н ф с

I4 III 3C III оао у овь6

Еovg

Ul

1 н.

1

1 ! н

1 Ц 1 3С III ! о ххаХ

1

I, I

1

1 ф l Д1 Ф

1 !" Н

1 Э

Х! О

l I!I

Х!

Щ! v ф ! ее 1МФ

i 3 орох

t 1 I I l

1 ЭЭЭЭ ! хан х

I

I. c

I !

1

I с!

I !

I бей I !

1 !!! цах

g ÎЕ I с

V1 о i. хс» х Ж . 1 ох! -м и ХнеЦХОДУ оаХ дюхх о цО царе м х ю о е о о а х о к 1 хХ Хд<чИЭЫV5

1 м м х ох х -кн

5 хо мхи ае

Ео Ээо ЭЗ ьдохдоцо ахоохо оа хх ххсчvе

1065395

1 й

1 а О

I

I

I

О

С Ъ Щ

CO с

Ю! x

I V ф ° с ! Ох ххФР

1 !» Е ф! хI»ЙХ

1 ах О

1 Ф4 Х И Ц

1 !

I, 1 !

1

1 !

C) с

Ю! о

Ф а О х х

Ж 6 М юйх ац х

Ц %63

si o x

1 с с

СЧ

I O

1 g Ж ! цо

I OO

I Х а

1 Q ф

I МХ

I

I .I

I

Ц о х

v ф Ю Е !

4 <О х

ЮЮ

ЮЮ

° Ф Ю

РЪ РЪ

Ю Ю

ЮЮ

1Р СО . РЪ Р ) 1 ф щ1 5 х о л.Б а са ц 1 е > ф цфоаа

o p х с

v @I

1аХ И

+ а,ф,!о

° Д ф с мцхет

e e o x

Ю (1 (Г) C)

1

lA

<Ч с

Р1

I I

1» ф цФ х Ф оа хаох о в r» o а. х ж 3. z фоо ц! хф

1оц х

IXOOX

UХ!»О

I ЮООО

0 LIC0 X

1 1 и о о х и8 о к

О О Х а ж а 1

1

I ! I

1»

Йа3

О I

Ю !!

1 ф I х !

Ж I е 1

Ж I ;1

Ц. I о ! а д!

I. 1

» х

1 1 1 I

Х I 0 I

Х ° ф ° 1» ф с! нхиыеф ° !

1 хох цах1

1.àÂOà."ЮЮ! м хнйоа

I

I, 1 с ° ! сР е ! и ++4 5 !

Царе(»

1 Х О К 1" .О

1Х О Д Ц

1

I

I 1

I !

I

lA

I !

I Vф IdP1 фщ IХф1О дадц хфхю!

О OOOXO,I O!

Х ф Ц Х V m III - 1 оххх23.хоай!

1 1

° Ц с ° 1

О Х - Х . !! 1.. Х

g avgxv аeco ах

ЕО фО ЕД<ф1, мах хсо ы5 амоохо Оахоц жХ1ХХ1ЧОаХОа0

1065 3< 5

Составитель Т. Власова

Техред Ж Кастелевич Корректор В ° Гирняк

Редактор В. Данко

Заказ 10993/26 Тираж 4 16 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

-. 113035, Москва, Ж-35,:Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4

Из таблицы также видно, что при соотношении исходного керосина к возвратному, превышающему 3,0 (вариант 7) глубина сульфирования существенно не возрастает, а устойчивость пены ниже норм технических условий (устойчивость пены по ТУ должна быть не менее 3 мин 50 сек

Сульфирование при соотношении ниже

1,3 приводит к образованию осадка в кислом гудроне и пенообразователе, что также не соответствует требованиям ТУ.

Таким образом, предлагаемый способ получения пенообразователя выгодно отличается от известного и позволяет получить пенообразователь более высокого качества.