Способ получения растворимых маселили эмульсолов
Союз Советских
Социалистических
Республик (n>822869
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250579 (21) 2767830/23-26 (5ЦМ. К,.з
В 01 F 17/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
ГосударственмыЯ комнтет
СССР яо делам нзобретениЯ н открытиЯ
Опубликовано 230481 Бюллетень Но 15 (53) УДК 661.18 (088. 8) Дата опубликования описания 230481
Е.И. Жирнов
I к
f !
Азербайджански и государстве нный научно-иселед6в)а)гельский и проектный инсТитут нефт ой Йфбйфт)тркности 2 (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРИМЫХ МАСЕЛ
ИЛИ ЭМУЛЬСОЛОВ
Изобретение относится к способам приготовления эмульсий, а именно ра. створимых масел или эмульсолов, и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатываюшей, пищевой, косметической и др. отраслях промышленности.
Известен способ получения эмульсий с одновременным проведением химической реакции на границе раздела масло-вода, заключающийся в ме.ханическом перемешивании масляного раствора соответствующей жирной кислоты с водным раствором щелочи (1).
Недостатком способа является боль- 1з шая энергоемкость процесса,.использование большого количества. щелочи, зависимость процесса, зависимость способа от физико-химических свойств углеводородной фазы (для получения эмульсий бензин-вода, керосинвода способ неосуществим). ) Наиболее близким по технической. сущности и достигаемому результату 25 к предлагаемому является способ получения растворимых масел или эмуль"олов, включающий механическое перемешивание углеводородной фазы с водой, при этом в углеводородную Фазу 30 вводят от 10 до 40% сильно поверхностно-активных кислых натриевых мыл(2).
Недостатком этого способа является его зависимость от Физико-химических свойств углеводородной Фазы, большая энергоемкость процесса, использование большого количества (до 40%) поверхностно-активного вещества и его дороговизна.
Цель изобретения — получение устойчивых, растворимых в воде систем, не зависящих от Физико-химических свойств углеводородной фазы, и удешевление.процесса эа счет уменьшения его энергоемкости и снижения затрат
ПАВ.
Указанная цель достигается тем, что углеводородную фазу, поверхностно-активные вещества, например растворимые соли кремниевой кислоты и воду, подвергают механическому перемешиванию в течение 3-5 мин, после чего добавляют канифоль и полученную смесь перемешивают до образования гелеобразно-структурированной системы, при этом компоненты используют в сле" дующем соотношении, вес.Ъ.. углеводородная Фаза 70-90
Поверхностно-активные вещества 0,1-0,5
822869
Канифоль 0,1-0,5
Вода Остальное
Отличительными признаками предложенного способа является то, что механическое перемешивание исходных компонентов ведут в течение 3-5 мин, после чего добавляют канифоль и полученную смесь перемешивают до образования гелеобраэно-структурированной системы, при этом исходные компоненты используют в вышеуказанном соотношении.
Другое отличие заключается в том, что -в качестве поверхностно-активных веаМств берут растворимые соли кремниевой кислоты.
По предложенному способу механическое неремешивание на первой стадии углеводородной фазы IIAB и воды обеспечивает увеличение поверхности раздела масла в воде и способствует на второй стадии перемешивания интенси- 20 фикации скорости взаимодействия канифоли со смесью.
Добавление канифоли в полученную массу в присутствии соли кремниевой кислоты в качестве ПАВ обеспечивает средство между углеводородной фазой и водой, посредством достигается возможность использования прилагаемой извне механической энергии в качестве основного источника энергии, способствующей проявлению механико-химического и каталитического эффектов, связанных с нарушением молекулярных структур взаимодействующих фаз, и, как следствие, проявлению различного рода физико-химических взаимодействий, которые обеспечивают, незавнсимз от физико-химических свойств углеводородной фазы, получение устойчивых, гелеобраэно-структурированных,растворимых в воде систем. 40
Исходные компоненты в предложенном способе легкодоступны и недороги и выпускаются отечественной промышленностью в достаточных количествах.
Соль кремниевой кислоты Ыд Я О производится в виде кусков и порошка (трудно- и легкорастворимым) и в виде жидкости разной крепости (36-40 Б-орО дннарное, 50-58 и 70 Б-двойное) °
Канифоль — продукт перегонки живицы или серы-смолы, добываемой путем искусственного поранения коры хвойных деревьев. При перегонке живицы с паром употребляется скипидар, а твердый остаток после очистки является канифолью. .
В качестве углеводородной фазы используют нефти, отобранные иэ различных месторождений, а также нефтепродукты (бензин, керосин, масла
AC-8, AC-10 и др). 60
П р и и е р. Цилиндр эмульсификатора заполняют смесью, состоящей из углеводородной фазы, соли кремниевой кислоты и воды, и в течение 3-5 мин проводят процесс смешивания. По ис-,65 течении указанного времени процесс смешивания останавлизают и в смесь добавляют канифоль, после чего процесс смешивания возобновляют до получения гелеобразно-структурированной системы. Весь процесс осуществляется за 10-15 мин. для определения выбора граничных и средних значений исходных компонентов готовят три смеси, содержащие каждая углеводородную фазу (бензин или масло AC-8)- 70 вес.Ъ и отличающиеся друг от друга содержанием соли кремниевой кислоты (жидкое стекло), соответственно, вес.Ъ;0,1; 0,3;
0,5, остальное вода, соответственно до, вес.Ъ. 99,9; 99,7; 99,5. Смесь подвергают перемешиванию в течение
3-5 мин, затем в каждую смесь добавляют канифоль, соответственно, вес.Ъ
0,1; 0,3; 0,5 т.е. соответственно до вес. Ъ;100, и процесс смешивания возобновляют до получения гелеобразно-структурированной системы.
Готовят три смеси, содержащие каждая углеводородную Фазу (бенэин или масло AC-8)- 80 вес.Ъ, отличающиеся друг от друга содержанием соли кремниевой кислоты (жидкое стекло), соответственно, вес.Ъ: О, 1; 0,3; 0,5, остальное вода, соответственно до, вес ° Ъ: 99 9; 99,7; 99,5. Смесь подвергают перемешиванию в течение 35 мин, затем в каждую смесь добавляют. канифоль, соответственно, вес.Ъ;0,2;
0,3; 0,5 (т.е. соответственно до, вес.Ъ: 100), и процесс смешивания возобновляют до получения гелеобразноструктурированной системы.
Готовят три смеси, содержащие каждая углеводородную Фазу (бензин или масло AC-8)- 90 вес.Ъ, отличающиеся друг от друга содержанием соли кремниевой кислоты (жидкое стекло), соответственно, вес.Ъ: 0,1; 0,3; 0,5, остальное вода, соответственно, до вес.Ъ: 99,9; 99,7; 99,5. Смесь подвергают перемешиванию в течение 35 мин, затем в каждую смесь добавляют канифоль, соответственно, вес.Ъ:
0,1; 0,3; 0,5 (т.е. соответственно до,нес.Ъ: 100) и процесс смешива" ния возобновляют до получения гелеобразно-структурированной системы.. кроме того, исследуют смеси, отличающиеся друг от друга содержанием канифоли и воды при прочих равных условиях.
Для этого готовят три смеси, содержащие каждая углеводородную фазу (бензин или масло AC-8)- 70 вес.Ъ и соль кремниевой кислоты (жидкое стекло)- 0,3 вес.Ъ, отличающиеся друг от друга содержанием воды, соответственно вес.Ъ: 29,2; 29,4у 29,6.
Смесь подвергают перемешиванию в течение 3-5 мин, затем в каждую смесь добавляют канифоль, соответственно, вес.Ъ: .0,5; 0,3; 0,1 (т.е ° соответ-
822869
Время повторного смешивания, мин
Характер получаемого продукта
Количество добавлений канифоли в смесь, вес.Ъ:
Характер смеси после
1-й стадии смешиванияя
Время смешивания, мин
Состав смеси, вес. Ъ
Темпера-. тура опыта, С
Na Б1О Вода
Бензин
90
0 5
9,4
Эмульсия +: свободный бензин
0 5
Студнеобразный коллоид
18
0i 3
9,4
0,3
Эмульсия + свободный бензин
Студнеобразный коллоид
9,8 5
0,1
Эмульсия + свободный бензин
0,1
Слабо выраженная структурированная система +
+ свободнь.Л бензин
19 3
80
0,5
Неустой- 0,5 чивая эмульсия
Студнеобразный коллоид
19,4 4
Студнеобраэный коллоид
0,3
Иеустой- 0,3 чивая эмульсия
Эмульсия + свободный бен- зин
19,8 5
80
0,1
Слабо выраженная структурированная .система + свободный бензин
3 Неустой- 0,5 чивая эмульсия
70
0,5,10
Гелеобраэно-структурированный коллоид ственно до, вес.Ъ: 100), и процесс перемешивания возобновляют до получения гелеобразно-структурированной .системы.
Готовят три смеси, содержащие каждая углеводородную Фазу (бензин или масло AC-8)- 80 вес.% и соль кремниевой кислоты (жидкое стекло)0,3 вес.%, отличающиеся друг от друга содержанием воды, соответственно вес.%: 19,2; 19,4; 19,6. Смесь подвергают перемешйванию в течение 35 мин,затем в каждую смесь добавля-. ют канифоль, соответственно, вес.Ъ:
0,5; 0,3; 0,1 (т.е. соответственно до, вес.%: 100), и процесс переме» шивания возобновляют до получения гелеобразно-структурированной систе"
Ь
Готовят три смеси, содержащие каждая углеводородную фазу (бензин или масло AC-8)- 90 вес.% и соль кремниевой кислоты (жидкое стекло)
0,3 вес.%, отличающиеся друг от друга содержанием воды, соответственно, вес.Ъ: 9,2; 9,4; 9,6. Смесь подвергают перемешиванию в течение 3-5 мин, затем в каждую смесь добавляют канифоль, соответственно, вес.Ъ:
0,5; 0,3у 0,1 (т.е. соответственно до, вес.%: 100), и процесс перемешивания возобновляют до получения гелеобразно-структурированной системы .
В таблице приведены данные по
Физико-химическому состоянию полученных систем в зависимости от условий получения продукта
822869
Неустойчивая эмульсия
0,3
29,4 . 4
0,3
70
0,1
10
19,5
Эмульсия + свободный бензин
0,5
Студнеобра эный коллоид
19 5
0,3
9,4
0i 3
19 5
0,3
9,6
0,1
СтуднеобРаэный коллоид
0 5.
80
l9 2 4
Неустойчивая эмульсия
0,3
19,5
Неустойчивая эмульсия
19,4 4
19,5
Студнеобразный коллоид
0,3
80
0,3
19,6 4
80
0,1
0,3
19 5
Неустойчивая эмульсия
0,3
19,5
0,3
29,4 4
0,3
19,5
Неустойчивая эмульсия
0,1
29,6 4
0,3
19,5
Неустойчивая эмульсия
0,1 .. 29,8 5
0,3, 9,2
Эмульсия + свободный бензин
Эмульсия + свободный бензин
Эмульсия + свобод» ный бензин
Неустой- О, 5 чивая эмульсия
Продолжение таблицы
Гелеобразно-структурированный коллоид
Слабо выраже иная структурированная система
СтуднеобРазный коллоид
Студнеобразный коллоид + свободный.. бензин
Студнеоб разный коллоид + свободный бензин
Гелеобразно-структурированный коллоид
Гелеобраэно-структурированный коллоид
Слабо выраженная структурированная система
822869
Составитель E. Жирнов
Техред С.Мигунова Корректор М. Коста
Редактор Н. Пушненкова
Заказ 1933/5
Тираж 578 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Филиал ППП Патент, r. Ужгород, Ул. Проектная, 4
Снижение содержания соли кремниевой кислоты и канифоли, меньше
0,1 вес.Ъ отрицательно влияет на процесс,так как становится невозможным осуществление процесса до конца, ибо около 20% исходной углеводородной Фа- . 5 эы не вступает во взаимодействие и ос,тается свободной,в 806 остальной массы приобретает вйсокие структурномеханические свойства, что делает затруднительным дальнейшее перемешивание системы.
Уменьшение содержания воды меньше 9,8 вес.В резко усложняет процесс смешивания, а увеличение больше
30 вес.В приводит к исчезновению структурно-механических свойств получаемых эмульсий.
Предлагаемый способ экономически целесообразен, так как кроме отсут- 20 ствия ограничений в выборе углеводородной Фазы и уменьшения энергоемкости процесса, он обеспечивает рез» кое сокращение использования поверхностно«активного вещества.. Экономический эффект от реализации предложенного способа только за счет снижения потребления GAB в расчете на
1000 тонн готовой продукции составит 236-тыс.руб/год.
Формула изобретения
Способ получения растворимых масел или .эмульсолов, включающий механическое перемешивание углеводородной Фазы, поверхностно-активных веществ и воды, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью получения устойчивых, растворимых в воде систем и удешевления процесса за счет уменьшения энергоемкости процесса и снижения затрат поверхностно-активных веществ, механическое перемешивание исходных компонентов ведут в течение
3-.5 мин, после чего добавляют канифоль и полученную смесь перемешивают до образования гелеоЭразно-структурированной системы, при этом компоненты используют в следующем соотношении, вес.Ъг
Углеводородная фаза 70-90
Поверхностно-активные вещества 0,1-0,5
Канифоль . 0,1-0,5
Вода Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Захарченко В.Н. Коллоидная химия, М., Высшая школа, 1974, 2. Клейтон В. Эмульсии, их теория и технические применения, М., Иностранная литература, 1950, с.. 33-34 (прототип).
