Техническое средство для удаления остатков нефти и нефтепродуктов с поверхностей

 

Изобретение относится к моющим и чистящим техническим средствам и может быть использовано для удаления остатков нефти и нефтепродуктов с поверхностей, например, с металлических поверхностей, емкостей. Цель изобретения - создание технического средства для удаления остатков нефти и нефтепродуктов, обладающего высокой моющей активностью при обеспечении возможности неоднократного использования активных компонентов средства. Сущность изобретения заключается в том, что техническое средство для удаления остатков нефти и нефтепродуктов с поверхностей содержит полимер акрилового ряда и воду, в качестве полимера акрилового ряда использована натриевая соль полиакриловой кислоты с м. м. от 20000 до 120000, модифицированная эфирными группами - ОС_пH_2п-1, где n = 2-4, в количестве от 5% до 12% от массы полимера, и в состав дополнительно включен электролит, при следующем содержании компонентов, мас.%: Натриевая соль полиакриловой кислоты, модифицированная эфирными группами - 0,1 - 10,0 Электролит - 0,5 - 40,0 Вода - До 100,0 1 табл.

Изобретение относится к моющим и чистящим техническим средствам и может быть использовано преимущественно для удаления остатков нефти и нефтепродуктов с внутренних или внешних поверхностей металлических емкостей для хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов.

Известно, что в отношении загрязнений нефтью и нефтепродуктами высокой эффективностью обладают композиции на основе углеводородных растворителей, включающие также поверхностно-активные вещества (ПАВ) различного типа. (Авт. св. СССР N 309040, C 11 D 1/66, публ. 09.07.71; авт. св. СССР N 1698278, C 11 D 3/43, публ. 15.12.91).

Недостатками указанных технических средств являются высокая пожароопасность и способность образования в жидкостях зарядов статического электричества.

Пожаробезопасными являются технические моющие и чистящие средства на водной основе. Для достижения требуемого моющего эффекта в отношении нерастворимых в воде нефти и нефтепродуктов в состав указанных средств приходится вводить несколько ПАВ различного функционального типа. (Авт. св. СССР N 323433, C 11 D 1/68, публ. 10.12.71; авт. св. СССР N 1824430, C 11 D 13/04, публ. 30.06.93; междунар. заявка N 93/08252, C 11 D 3/28, публ. 29.04.93).

Данные технические средства имеют многокомпонентный состав, что увеличивает их стоимость, а также усложняет технологию изготовления композиции и процесс дальнейшей переработки и утилизации отработанных промывочных вод.

Известны водные технические средства для удаления нефтяных загрязнений с поверхностей, характеризующиеся использованием в качестве действующего вещества полимера органической природы или органического соединения при относительно низком его содержании в растворе.

Известно моющее средство для очистки металлических поверхностей от нефтепродуктов на водной основе, содержащее от 0,001 до 0,01 мас. полиэтиленгликоля с мол.массой от 4000 до 10000. (Авт. св. СССР N 1245584, C 11 D 3/37, публ. 23.07.86).

Указанное средство имеет простой состав, но образование стойкой эмульсии нефтепродуктов в моющем растворе усложняет процесс дальнейшей переработки и утилизации отработанных продуктов.

Известно применение 0,05%-ного водного раствора солянокислых первичных алифатических аминов для удаления с поверхностей остатков нефтепродуктов. (Авт. св. СССР N 1719424, C 11 D 1/40, публ. 15.03.92).

Данное средство имеет простой состав, обеспечивает эффективное удаление нефтяных загрязнений, при этом отработанный раствор при отстое разделяется на фазы, что упрощает последующую флотационную очистку загрязненной воды от эмульгированных нефтепродуктов и моющего вещества.

Однако используемые в композиции соли аминов относятся к классу токсичных продуктов, что может ограничить применение указанного технического средства.

Наиболее близким к предлагаемому является техническое средство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхностей, содержащее полиакриламид в количестве 0,01-0,05% и воду, которое выбрано авторами в качестве прототипа. (Авт. св. СССР N 1110506, B 08 B 9/12, публ. 1985 г.) Полиакриламид является хорошим дезмульгатором, способствует дестабилизации эмульсии, что упрощает процесс очистки отработанных жидкостей, однако указанное средство обладает недостаточной моющей способностью.

Цель изобретения создание технического средства для удаления остатков нефти и нефтепродуктов с поверхностей, обладающего высокой моющей активностью при обеспечении возможности неоднократного использования активных компонентов средства.

Цель достигнута тем, что в техническом средстве для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхностей, содержащем полимер акрилового ряда и воду, в качестве полимера акрилового ряда использована натриевая соль полиакриловой кислоты с молекулярной массой от 20000 до 120000, модифицированная эфирными группами ОС_пH_2п-1, где п 2-4, в количестве от 5% до 12% от массы полимера, и в состав дополнительно включен электролит при следующем содержании компонентов, мас.

Натриевая соль полиакриловой кислоты, модифицированная эфирными группами 0,1 10,0 Электролит 0.5 40,0 вода до 100,0 Новым в изобретении является то, что в качестве полимера акрилового ряда использована натриевая соль полиакриловой кислоты с м.м. от 20000 до 120000, модифицированная эфирными группами OC_пH_2п-1, где п 2-4, в количестве от 5% до 12% от массы полимера, и в состав дополнительно включен электролит, при следующем содержании компонентов, мас.

натриевая соль полиакриловой кислоты, модифицированная эфирными группами
0,1 10,0
электролит 0,5 40,0
Вода До 100,0
Путем экспериментальных исследований было установлено, что предлагаемый качественный и количественный состав технического средства обеспечивает требуемый баланс свойств композиции.

Как выяснилось, растворенная в воде натриевая соль полиакриловой кислоты с м. м. от 20000 до 120000, модифицированная эфирными группами - ОС_пH_2п-1, где п 2-4, в присутствии электролита проявляет одновременно функциональные свойства как анионоактивного, так и неионогенного ПАВ, что с одной стороны позволяет быстро и эффективно удалять остатки нефти и нефтепродуктов с поверхности за счет их эмульгирования с образованием стабильной эмульсии, а с другой стороны, обеспечивает последующую коалесценцию указанной эмульсии с высокой скоростью. При этом отделенная от расслоившейся эмульсии водная фаза содержит активные компоненты использованного технического средства и вследствие этого сохраняет функциональные свойства исходной композиции, что позволяет использовать отработанное техническое средство повторно (два и более раз).

При содержании эфирных групп менее 5% от массы полимера не обеспечивается бифункциональность свойств соединения, а при содержании указанных групп более 12% нарушается однородность композиции.

В качестве электролита могут быть использованы такие соединения, как гидроксид натрия или калия, карбонат натрия, бикарбонат натрия, сульфат натрия, хлорид натрия или калия, метасиликат натрия, а также другие электролиты, выбранные из группы экологически безопасных соединений, или смесь перечисленных выше соединений.

Предлагаемые количественные пределы содержания компонентов в составе подобраны экспериментально и обеспечивают оптимальный баланс свойств технического средства.

Техническое средство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхностей готовят следующим образом.

Натриевую соль полиакриловой кислоты растворяют в воде при температуре около 50^oC и перемешивают до образования однородного прозрачного геля. После охлаждения геля до комнатной температуры в него вводят при перемешивании электролит. Вязкость полученного продукта зависит от содержания в нем акрилового полимера. Варьируемая консистенция технического средства позволяет использовать его в виде раствора или пасты для удаления загрязнений с поверхностей.

Натриевую соль полиакриловой кислоты, модифицированную эфирными группами, можно получить, например, путем щелочного гидролиза полиакрилнитрильного волокна в присутствии алифатических спиртов C₂ C₄ (Технологический регламент N 26-85-95 ПО "Навои азот") или другим известным способом.

Пример 1. 2,5 г натриевой соли полиакриловой кислоты с м.м. 20000 80000 и содержанием эфирных групп (-ОС₂H₃) (-OC₄H₇) в количестве 10% растворяли в 947,5 г воды (Т 50^oC) и перемешивали. После охлаждения полученного геля до комнатной температуры в него добавляли при перемешивании 50 г метасиликата натрия (SiO₂ · Na₂O). Полученный состав имел плотность 1,02 г/см³ и вязкость 2,95 сСт. Испытывали свойства полученного состава. На взвешенные металлические пластины из стали 3 наносили сырую нефть и оставляли на 7 сут, затем пластины взвешивали и погружали их в емкость с раствором технического средства, выдерживали пластины в моющем растворе в течение 20 мин при перемешивании, после чего пластины извлекали из раствора, промывали водой, сушили и взвешивали. Моющую способность (степень очистки) (α) определяли по формуле:

где P_O исходная масса образца, г;
P₁ масса образца с загрязнением, г;
P₂ масса образца после обработки составом, г.

Определенная описанным способом моющая способность составила 95% Оставшуюся после отмывки эмульсию сливали в мерный цилиндр и оставляли до полного разделения органической и водной фаз. Через 10 мин наблюдали полное расслоение эмульсии. Водную фазу отделяли и использовали повторно для отмывки загрязненных нефтью пластин. Моющая способность вторично использованного состава практически не изменилась. Высокая моющая способность сохранялась при проведении 10 циклов обработки загрязненных пластин.

Примеры 2-10. Готовили составы технического средства и проводили испытания, как описано в примере 1. Составы и результаты испытаний представлены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что в предлагаемом диапазоне концентраций компонентов техническое средство демонстрирует высокую моющую способность (от 87 до 95%), при этом отработанная эмульсия разделяется на фазы за 10-120 мин. Предлагаемое техническое средство испытывали также в натурных условиях, осуществляя с его помощью отмывку от нефтепродуктов железнодорожных цистерн. Испытания показали высокую эффективность средства и возможность повторного использования отработанного состава.

Следует отметить также, что предлагаемое техническое средство обладает хорошей адгезией к металлическим поверхностям и способно покрывать обработанную поверхность тонкой защитной гидрофильной полимерной пленкой, которая устойчива к атмосферным осадкам и одновременно препятствует загрязнению поверхности нефтепродуктами.

Таким образом, предлагаемое техническое средство для удаления остатков нефти и нефтепродуктов с поверхностей обладает высокой моющей способностью и обеспечивает возможность повторного использования активных компонентов средства.

Кроме того, средство имеет простой компонентный состав, что делает его экономичным и технологичным в изготовлении. Средство не коррозионно-активно по отношению к поверхностям из углеродистой стали, легированной стали, сплавов алюминия. Применяемые компоненты средства экологически безопасны.

Формула изобретения

Техническое средство для удаления остатков нефти и нефтепродуктов с поверхностей, содержащее полимер акрилового ряда и воду, отличающееся тем, что в качестве полимера акрилового ряда средство содержит натриевую соль полиакриловой кислоты с мол.м. 20000 120000, модифицированную эфирными группами
-OC_nH_2n-1,
где n 2 4,
в количестве 5 12% от массы полимера и дополнительно содержит электролит при следующем соотношении компонентов, мас.

Натриевая соль полиакриловой кислоты, модифицированная эфирными группами
0,1 10,0
Электролит 0,5 40,0
Вода До 100,0к

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2