SU518112A3 - Способ эмульгировани гидрофобной жидкости - Google Patents

Description

С целью устранени  этих недостатков, т. е. с целью улучшени  эмульгирующего действи , в -качестве эмульгатора иоползуют 0,5- 50%-ный водный и/или гликолевый раствор соединени  общей формулы:

КСОО(С„Н2„0)рКь

где R - алкил или алкенил Cis-С з,

RI - алкил, циклоалкил или арил Ci-Се;

или 2 и 3; в случае и 3 - число пропиленгликолевых трупп соста вл ет .не более 40% от числа этиленгликолевых групп;

р 15-35.

Указа-нные соединени  имеют очень малую токсичность по отношению к морской фауне и в то же врем  эмульгирующие свойства. СносОбно Сть снижать активность в биологической среде очен высока, и эти соединени  тер ют свою цоверхностную а-ктив-ность при биохимической обработке так же быстро, как и другие сложные эфиры жирных кислот. Наконец, эти соединени  смешиваютс  с морской водой в любых пропорци х и имеют точку воспламенени  выше 120°С, что значительно выше точ/ки (вооцл менени  обычно иопользуемых эмульгирующих агентов.

Предложенные соединени  могут быть приготовлены лутем сжижени  в щелочной среде соединени  общей формулы

К,-(СО„Н2„;хОН,

где RI обозначает алкильную, циклоалкильную или арильную irpyniny, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, или 2 и 3, нричем число «пропиленгликолевых блоков подбираетс  таким образом, чтобы оно не превышало 40% от числа этиленгликолевых в конечном продукте, а х.15-35. Продукт, получаемый таким образом, реагирует в кислотной среде с жирной кислотой или соответствующим хлора1нгидридо;м жирного р да, жирна  кислота имеет общую формулу

RCOOH,

где R обозначает насыщенную или «енасыщенную углеродную цепочку, имеющую от 15 до 23 атомов углерода.

Предложенные соединени  преимущественно приготовл ютс  из алкилмоногликолей или алкилдигликолей путем сжижени  их совместно с подход щим количеством окиси алкилена в присутствии щелочи. Последующа  реакци  продуктов конденсации с жирной кислотой проводитс  в присутствии кислоты :В качестве катализатора. Подход щими катализаторами  вл ютс , например, р-толуолсульфокислота, серна  кислота, сульфокислота, фтористый водород и катионообменники в насыщенной водородоМ форме.

В качестве исходных продуктов можио также использовать другие соединени , такие как соответствующие спирты и алкилт1ри1гликоли и т. п. Это пе вызовет каких-либо существенных изменений в способе их приготовлени . Аналогично вместо жирных кислот можно кспользовать соответствующие хлорангидриды жирного р да. Соединени , описываемые в изс|бретении, могут также быть приготовлены путем добавлени  непосредственно в жирную кислоту окиси алкилена и затем в завершающую алкильную грунту. Однако этот метод дает малый количественный выход, поскольку образуетс  большое количество сложных эфиров полиалкилбнгликолей.

Алкилмсногликол ми и алкилдигликол ми, используемыми в данном случае, в первую очередь  вл ютс  метил-, этил-, пропил-, изопропил- , бутил- и гексилмоноэтиленгликоли или соответствующие диэтиленгликоли, (монопропиленгликоли и дипропиленгликоли. Алкилдиэтиленгликоли , имеющие от 2 до 4 атомов углерода в середине алкилыной группы, в указанных соединени х в особеа ности предпочтительны , поскольку они не дефицитны и дают соединени , обладающие отличными свойствами.

Насьвщенные и -ненасыщенные жирные -кислоты могут использоватьс  в качестве жирных кислот, однако ненасыщенные кислоты, имеющие от ,1 до 5 двойных св зей, лредпочтителькей благодар  тому, что соединени , приготовленные из них, имеют более высокую растворимость , например в соленой воде, чем соответствующие соединени , приготовленные из насыщенных жирных (Кислот. Ненасы-щенные ж:ирные кислоты могут быть получены путем отделени  карбоашвых кислот от таллового масла при удалении смол ных масел или от животных масел, таких как сельд ной жир или китова  ворвань. Кроме таллового масла, додход щи-ми растительными .масла.ми  вл ютс  пальмовое масло, рапсовое масло, соевое масло, кукурузное масло, масло сального дерева и арахисное масло. Примерами конкретных жирных кислот, которые -могут быть использо,ва-ны в данном случае,  вл ютс  пальмитинова  кислота, стеаринова  кислота, бегенова  кислота, олеинова  кис-лота, линолева  кислота, линоленова  кислота и эрукова - кислота. Наиболее предпочтительными с точки зрени  токсичности  вл ютс  соединени , основанные на ненасыщенных жирных кислотах, имеющих -20-22 атомов углерода, к которым добавлено 20-30 молей окиси этилена .

В качестве алкоксилирую щего агента может использоватьс  исключительно окись этилена или пропилена. Общее количество добавленных блоков «пропиленгликол , однако, не должно быть боль-ше 40% от количества блоков этиленгликол , поскольку большее содержание делает эмульгирующий агент недостаточно растворимым в холодной воде. Однако иногда удобно включать меньшие количества пропиленгликол , поскольку точка плавлени  соединений благодар  этому может быть снижена .

Эмульгирующий агент в -случае надобности раствор ют, например, в соленой воде до концентрации от 0,5 до 50% по весу, после чего

указанный раствор «аноситс  на (поверхность воды. Дальнейшее смешивание затем )может быть достигиуто посредством винта самого судна. Кроме воды в .качестве растворител  могут использоватьс  также этиленгликоли или прапилепгликоли, имеюш,ие средний молекул рный вес 62-250. Среди указанных гликолей особенно подход щим  вл етс  мо оэтиленгликоль , частично благодар  своим хорошим свойствам как растворител  дл  эмульгиру1ош ,их агентов и частично благодар  значнтельнОму понижению точки за.мерзани , что желательно в зимних услови х.

Пример 1. В автоклав, снабже ный мешалкой и устройством дл  охлаждени  и нагревани , ввод т 134 г (1 моль) ЗТ|ИЛОВО ГО

эфира диэтиленгликол  и 2 г NaOH, после чего через жидкость пропускают сухой газообразный водород лри температуре 100°С в течение 30 мин. Затем добавл ют в течение

2час 1100 г окиси этилена (25 моль), причем темлоратуру поддерживают на ypOiBHe 130°С. Охлажденный продукт прол-гывают уксусной кислотой дл  нейтрализации избытка ш,елочи. Реагирующа  жидкость состоит из густотакущсй ПОЧТИ бесцветной пасты, имеющей величину рН 47. В стекл нную колбу, снабженную мешалкой и нагревательной рубашкой, ввод т 238 г (0,2 ,моль) упом нутого продукта и 64 г (0,2 моль) смеси технического сельд ного жира и жириой кислоты (ненасыщенные жирные кислоты, имеющие 20-22 атомов углерода ) совместно с 1,6 г р-толуолсульфокислоты в качестве катализатора, после чего смесь поддерживают при 200°С в течение

3час при продувании через нее сухого газообразного водорода. Продукт реакции - этоксилированна  жирна  кислота сельд ного жира имеет величину кислотности 5 и точку тверденп  46°С.

25 вес. ч. указанного .продукта раствор ют в омеси 21 вес. ч. этиленглижол  и 54 вес. ч. воды. Найдено, что указанный раствор смешивают с морской водой в любых весовых отношени х , и он имеет в зкость 100 опз при - 15°С.

Способность эмульгировать нефть у этоксилированной жирной кислоты сельд ного жира исследуют, добавл   7 вес. ч. указанного раствора 1К 100000 вес. ч. морской воды при -{-б С. Затем в смесь ввод т 1000 вес. ч. топливной нефти. Нефть э-мушьгируют путем вращени  цилиндра вокруг оси, перпендикул рной продольному направлению цилиндра. Затем цилиндр помещают в термостат при , через 30 1МИН 30% нефти образует свободный слой.

Дл  сравнени  тот же тест провод т с обычно используемым коммерческим э-мулыгирующиМ аге 1тОМ, состо щим из 30% по весу сложного эфира сорйита этоксилированной жирной кислоты в растворе изопропанола и воды. В этом случае через 30 ,мин 65% нефти образует свободный слой.

Токсичность продукта, описанного в изобретении , исследуют следующим образом: в аквариум , в который непрерывно добавл ют морскую воду при +-8°С, дозируют 7,5%-ный

раствор продукта при полющи дозирующего насоса, так что концентраци  в аквариумной воде равна 500 част м на тыс чу. В указанный аквариум помещают две рыбы из нороды трески весом 150-200 г. Кроме слабой рвоты (спуст  53 час) других отрицательных  влений у рыб не наблюдаетс , через 96 час тест прерывают. В соответствующем тесте с упом  нуты м ко мм ерЧ ески м э му л ьги ру Ю1ЩИ1М агеитОМ, который имеет малую токсичность,

две рыбы гибнут через 60 час.

Из указанных тестов следует, что иредложенный продукт про вл ет очень хорошую способность эмульгировать нефть и малую токсичность по сравнению с ранее использовавщимис  продуктами.

Пример 2. Таким же образом, как и в примере 1, готов т вещество (I), состо щее из олеиновокиолого сложного эфира этилдиэтиленгликол  и 20 моль окиси этилена. Продукт , полученный таким образом, нмеет, как было найдено, хорошую способность эмульгировать нефть и был проверен в отношении тожсич.ности дл  трески в соответствии с Методом , изложенным в примере L

Дл  сравнени  используют вещество (II), состо щее из олеиновокислого сложного эфира этиленгликол  и 10 молей окиси этилена, а также вещество (1П), состо щее из равных частей цетилового и стеарилового спирта, с

до;бавлением 10 молей окиси этилена на 1 1моль спирта. Результаты опытов приведены в таблице.

40

45

Когда тест был прерван, спуст  96 час, ни одна из рыб не была погибшей.

Из указанных результатов  сно, что продукт (I), описываемый в изобретении, значительно менее токсичен, чем тесно св занные соединени  (II) и (III). Пр им ер. 3.

В автоклав, снабженный мещалкой и устройством дл  охлаждени  и нагревани , ввод т 1 моль изопропанола и подвергают взаимодействию в присутствии щелочи с 2 мол ми окиси пропилена при 180°С в течение 1 час, после чего к реагирующей омеси добавл ют 20 молей окиси этилена, и смесь выдержи вают при 140°С в течение дополнительные

9. час. Полученный аддукт ок;::п ПЛ.килена затем реЭГирует -с 1 МОлем пальмитикозой кислоты при тех же услови х, что и при реакции смеси техничесКОГО сельданого жи-ра и жиргюй КИСЛОТЫ в соответствии с тримером 1, причем получают пальмитиновокислый сложный эфир а.ддукта изопропилового эфира окиси полиалкилена.

Указаи ын аддукт провер ют тем же способом , как и соединени  в примере 2, наход т, что он имеет хорошую эмульгирующую способность и такую же малую токсичность, как продукт (I) в лримере 2.

Пример 4.

В этом примере 1 Моль фенола и 30 молей Окиси этилена 1реагируют в ооновно.м при тех }ке услови х, что и в примере 1. После этого полученный продукт взаимодействует -с жирной кислотой технического рапсового масла, т. е. смесью ненасыщенных жирных кислот, имеющих от 18 до 22 атомов углерода. Полученный продукт Провер ют таким же обраЗОМ , как соединени  в примере 2, он имеет, как было найдено, отличную эмулыгИруЮ|Щ)ю СНОСОбность :И малую токсичность.

П р и м е р 5.

Способ (Приготовлени  в соответствии с П|римером 4 повтор ют за исключением того, что фенол замен ют эквивалентным «ол.ичеством циклогексанола. Продукт, полученный таким

образом, П 2рвер ют так же, Как соединени  в при/мере 2. Он также иадеет отличную э-мульгирующую апособность и малую токсйчHOiCTb .

При м е р 6.

Повтор ют способ Приготовлени , описанный в Примере 4, за исключением того, что фенол замен ют эквивалентным количеством бутанола и количество ОКИси этилена уменьшают до 25 молей. Продукт, лолученньш таким образсм, провер ют так же, как соединени  :в примере 2.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ эмульгировани  гидрофобной жидкости 1утем ее смешени  с э(мульгатороМ, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью улуч:швни  эмульгирующего действи , в качестве эмульгатора используют 0,5-50%-ный водный и/или гликолевый раствор соединени  общей формулы

   КСОО(С„Н2пО)рКь

   где R - алкил или алкенил Cis-Сгз;

   RI - алкил, циклоалкил или арил

   п,2 или 2 и 3; в случае п,2 и 3 - число прапиленгликолевых трушп составл ет не более 40% от числа этиленгликолевых Групп 9 15-36 .