Состав для предотвращения испарения нефтепродуктов

 

Использование: в нефтеперерабатывающей промышленности для предотвращения испарения нефтепродуктов, что позволяет повысить разделяющую способность состава за счет улучшения его растекаемости по поверхности нефтепродукта и понижения адгезии к металлической поверхности при одновременном увеличении его электропроводности. Сущность изобретения: состав включает полиакриламид, сульфоэтоксилат натрия, хромкалиевые квасцы, бихромат калия, воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: полиакриламид 1,020 - 1,120; сульфоэтоксилат натрия 0,350 - 0,500; бихромат калия 0,940 - 0,948; хромкалиевые квасцы 0,070 - 0,200; вода остальное. 5 табл.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при предотвращении испарения нефтепродуктов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав для предотвращения испарения нефтепродуктов, включающий полиакриламид, пенообразователь, хромкалиевые квасцы и воду.

Недостатком данного состава является его высокая плотность, в результате чего состав тонет в нефтепродукте, а также при перемещении уровня нефтепродукта в резервуаре легко накапливает статическое электричество, что приводит к пожаровзрывоопасным ситуациям. Состав обладает высокой адгезией к металлу, достаточной для прилипания его к стенкам резервуара, что при перекачке нефтепродукта и изменении уровня в резервуаре приводит к деформации покрытия.

Целью изобретения является повышение разделяющей способности состава за счет улучшения его растекаемости по поверхности нефтепродукта и понижения адгезии к металлической поверхности при одновременном увеличении его электропроводности.

Цель достигается тем, что состав для предотвращения испарения нефтепродуктов, включающий полиакриламид, пенообразователь, хромкалиевые квасцы и воду, в качестве пенообразователя содержит сульфоэтоксилат натрия и бихромат калия, при следующем соотношении ингредиентов, мас. Полиакриламид 1,020-1,120 Сульфоэтоксилат натрия 0,350-0,500 Бихромат калия 0,940-0,948 Хромкалиевые квасцы 0,070-0,200 Вода Остальное Концентрация водного раствора полиакриламида обуславливается тем, что при концентрациях меньше 1,02% его коагулирующая способность оказывается недостаточной для создания структурной связи с аэрированным раствором сульфоэтоксилата натрия, вследствие чего состав не обладает необходимой упругостью и прочностью на механическое разрушение. Повышение концентрации полиакриламида выше 1,12% приводит к сгущению в воде надмолекулярных образований полиакриламида, ослабляет связь аэрированного раствора сульфоэтоксилата натрия и полиакриламида. Поэтому для разжижения раствора полиакриламида и укрепления межмолекулярных связей в него добавляют бихромат калия K₂Cr₂O₇. Для укрепления структурной связи полимера с аэрированным раствором сульфоэтоксилата натрия в состав добавляют водный раствор хромкалиевых квасцов. С целью уменьшения количества поверхностно-активного вещества при сохранении кратности пены и, как следствие этого, увеличения растекаемости состава по поверхности нефтепродуктов, сохранения электропроводности и уменьшения адгезии состава к металлической поверхности резервуара, вместо водного раствора триэтаноламиловой соли стали применять сульфоэтоксилат натрия.

Исследовали широкий спектр ПАВ как ионогенных (анионоактивные и катионоактивные), так и неионогенных. Результаты испытания представлены в табл.1. Как видно из данных, представленных в табл.1, наилучшими характеристиками обладает СВ 2118. Оценивая химическое строение данного ПАВ, можно отметить, что его ионогенная природа обеспечивает неограниченную растворимость и термодинамическую совместимость с водой и ионогенным полимером, а комбинация разветвленного алкила и оксиэтилированной цепочки позволяет создавать устойчивую пену при низких концентрациях (до 0,3%) ПАВ.

Предлагаемый состав снижает испарение легких фракций нефтепродукта. Исследование состава в лабораторных условиях проводили на модели, имитирующей резервуар. Эксперимент проводили при неподвижном уровне бензина. Степень снижения испарения покрытий (в) определяли по формуле i 100-П/П_о ˙100, где П и П_о потери бензина от испарения соответственно с покрытием и без покрытия поверхности, кг. Масса бензина во всех экспериментах равна 0,1 кг. Бензин марки А-93 заливали в четыре стеклянные емкости одинакового объема. Сверху заливали состав (аналог, прототип, предложенный состав). Толщина слоя покрытия во всех случаях одинакова и равна 0,01 м. Одну емкость оставляли без покрытия. Эксперимент проводили при одинаковой температуре окружающей среды (Т 25^оС). Ежедневно в течение 30 дн снимали показания, взвешивая емкости на аналитических весах. Результаты исследования приведены в табл.2.

Проводили исследования по выбору толщины слоя предложенного состава. Определили, что при толщине слоя меньше 0,5% от соотношения толщины покрытия и уровня залива нефтепродукта на поверхности образуются пузыри, деформации и прорыв от напряжения паров нефтепродукта, образующихся под поверхностью покрытия и, как следствие, имеют место потери от выброса паров. Результаты приведены в табл.3.

Объем состава (V), необходимого для предотвращения испарения определяется по формуле V 1/4 π D²h, где D и h соответственно диаметр резервуара и толщина поверхности слоя.

Во избежание взрывоопасных, пожароопасных ситуаций необходимо, чтобы электропроводность состава была не менее 10⁸ Ом ˙м. Данные по исследованию электропроводности предлагаемого состава, прототипа и аналога приведены в табл.4.

Порядок приготовления состава следующий: 0,3%-ный водный раствор сульфоэтоксилата натрия аэрируют до получения тридцатикратной пены. Одновременно приготавливают водный раствор полиакриламида и растворяют в нем бихромат калия. Затем в аэрированный раствор сульфоэтоксилата натрия добавляют при постоянном перемешивании раствор полиакриламида с бихроматом калия, после чего добавляют водный раствор хромкалиевых квасцов.

В табл.5 представлены составы для предотвращения испарения нефтепродуктов согласно изобретению в зависимости от плотности состава.

Из табл. 5 видно, что состав лучше всего применять при плотности от 500 до 700 кг/м³, так как при этом эффективность предотвращения испарения нефтепродуктов наибольшая и составляет 87-99% Оптимальная величина плотности состава 590 кг/м³, при которой эффективность составляет 99% При этом создается прочное покрытие от прорыва паров бензина с плотностью ниже плотности нефтепродукта и обеспечивается такая растекаемость состава, при которой он контактирует со стенками резервуара, не образуя кольцевой зазор, через который может интенсивно испаряться нефтепродукт. При плотности менее 500 кг/м³ происходит разрыв покрытия парами, а при плотности выше 700 кг/м³ погружение покрытия в нефтепродукт.

Таким образом, соотношение плотностей нефтепродукта и состава должно быть 1:(0,66-0,93).

Технология применения состава следующая.

Состав готовится в количестве, необходимом для покрытия поверхности нефтепродукта слоем толщиной в 10-15 см. При этом плотность состава должна быть меньше плотности нефтепродукта. Готовый состав закачивается в резервуар для хранения нефтепродуктов по трубопроводам с помощью насосов. В резервуаре он всплывает и растекается по всей поверхности нефтепродукта. Через 2-2,5 ч состав схватывается (полимеризуется) и приобретает упругие свойства. Это упрощает его сбор и удаление с поверхности нефтепродукта. Предлагаемый состав пожаробезопасен при поджигании не горит.

Таким образом, предложенный состав обладает следующими преимуществами: хорошая растекаемость по поверхности нефтепродукта; низкая адгезия состава к металлической поверхности; высокая электропроводность.

Использование изобретения позволит предотвратить потери нефтепродукта и обеспечить пожаро- и взрывобезопасность.

Формула изобретения

Состав для предотвращения испарения нефтепродуктов, включающий полиакриламид, хромкалиевые квасцы, пенообразователь и воду, отличающийся тем, что в качестве пенообразователя он содержит сульфоэтоксилат натрия и бихромат калия при следующем соотношении ингредиентов, мас.

Полиакриламид 1,020 1,120 Сульфоэтоксилат натрия 0,350 0,500 Бихромат калия 0,940 0,948
Хромкалиевые квасцы 0,070 0,200
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2