Состав углеводородного пенообразователя для тушения пожаров нефтепродуктов

Авторы патента:

Шароварников Александр Федорович (RU)

Корольченко Дмитрий Александрович (RU)

Дегаев Евгений Николаевич (RU)

A62D1/02 - содержащие или образующие газовую фазу, например пены (A62D 1/06,A62D 1/08 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2607222:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") (RU)

Изобретение относится к пенным составам, при смешивании водных растворов которых с воздухом или другим газом образуется пена, используемая для тушения пожаров в различных областях народного хозяйства, например строительной, химической, нефтехимической, авиации. Состав включает (мас.%): алкилсульфаты первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 – 0,5-25, оксиэтилированный лаурилсульфат натрия - 0,2-10, алкилиминодипропионат натрия - 0,05-8, карбамид - 2-15, этиленгликоль - 5-35, вода - остальное до 100. Изобретение позволяет исключить зависимость пенообразующих свойств пенообразователя от жесткости воды, что дает возможность работы с ним на морской воде и определяет основную область использования пенообразователя; при смешивании компонентов состава, снижение вязкости продукта и усиление процесса их взаимного растворения. 1 табл., 3 пр.

Известно множество пенообразующих составов, предназначенных для пенного пожаротушения.

Известен пенообразующий состав (Патент РФ 2270711 С2, 27.02.2006), который содержит исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С8-С10 13,0-28,0; этиленгликоль 15,0÷25,0; карбамид 5,0÷15,0, остальное вода [1]. Недостатком этого изобретения является высокая концентрация рабочего раствора, которая приводит к большому расходу состава, и низкие огнетушащие свойства пены высокой кратности.

Известен состав пенообразователя для тушения пожаров (RU 2212918 С1, 27.09.2003), содержащий исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислот 40,0-44,0; алкилсульфонат фракции С11-С17 26,0-30,0; стабилизатор пены (этиленгликоль, этиловый или изопропиловый спирт) и вода - остальное [2].

Известный состав обеспечивает получение пены, кратность которой для 2% раствора составляет 8-20, устойчивость пены для той же концентрации составляет 220-300, однако использование триэтаноламиновых солей алкилбензолсульфокислот в количестве 40,0-44,0 мас.% снижает пенообразующий эффект состава и отрицательно влияет на окружающую среду.

Недостатком известного изобретения является высокая концентрация рабочего раствора (6%), которая приводит к большому расходу состава, и низкие огнетушащие свойства пены высокой кратности. Кроме того, высокое содержание карбамида в рабочем растворе ограничивает использование известного состава в замкнутых пространствах на судах морского и речного транспорта.

Известен пенообразующий состав для тушения пожаров (патента РФ №2270712), включающий поверхностно-активное вещество, высшие жирные спирты, карбамид, н-бутиловый спирт, бутилцеллозольв, неонол, оксанол и воду [3].

Наиболее близким известным решением к заявляемому изобретению является пенообразующий состав для тушения пожаров (Патент РФ 2263527 С1, 10.11.2005), содержащий исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 и фракции С12-С14, взятых в массовом соотношении 1,0÷5,0:1,0-15,02÷32,0; первичные высшие жирные спирты фракции (ВЖС) С12-С14 0,5÷3,0; карбамид 1,0÷12,0; сульфоэтоксилаты-натрия первичных высших жирных спиртов фракции С12-С14 1,4÷8,5 и вода - остальное [4].

Известное решение позволяет получать пену средней и высокой кратностью. Недостатком состава-прототипа является недостаточно высокая огнетушащая эффективность пены низкой кратности.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Технический результат обеспечивается тем, что пенообразующая композиция для тушения пожаров содержит: алкилсульфат натрия первичных жирных спиртов фракции С8-С10, оксиэтилированный лаурилсульфат натрия, алкилиминодипропионат натрия, карбамид и вода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алкилсульфаты первичных высших жирных спиртов
фракции С8-С10,	0,5-25
Оксиэтилированный лаурилсульфат натрия	0,2-10
Алкилиминодипропионат натрия	0,05-8,0
Карбамид	2-15
Этиленгликоль	5-35
Вода	Остальное до 100

Заявленный состав готовят следующим образом. В аппарат, снабженный перемешивающим устройством, прибором для измерения и записи температуры, штуцерами для загрузки сырья и выгрузки готового продукта, вакуумом, загружают оксиэтилированный лаурилсульфат натрия и этиленгликоль. Включают мешалку и перемешивают в течение 25-30 минут. Затем загружают натриевые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 и воду. Карбамид загружают на заключительной стадии, поскольку его растворение сопровождается самопроизвольным охлаждением раствора, поэтому смесь необходимо, предварительно, нагреть до температуры 50-60°С.

После загрузки всех компонентов массу перемешивают в течение 30-40 минут, затем полученный раствор охлаждают до комнатной температуры.

Ниже представлена структурная формула алкилиминодипропионата натрия

где R - С₈-С₁₄.

Обоснование пределов содержания компонентов

Минимальное содержание алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 определяется кратностью пены, полученной на электромеханическом миксере. При концентрации ниже 0,5 мас.% кратность пены становится предельно низкой, равной 4,5, поэтому нижняя концентрация равна 0,5 мас.%.

Минимальное содержание оксиэтилированного лаурилсульфата натрия определяется заметным эффектом повышения устойчивости пены, которая проявляется при концентрации более 0,2 мас. %.

Минимальное содержание алкилиминодипропионата натрия определяется наличием эффекта повышения огнетушащей эффективности пены. Время тушения пламени гептана при интенсивности подачи пены 0,05 кг/м²с заметно снижается при содержании алкилиминодипропионата натрия при концентрации более 0,05 мас.%.

Минимальное содержание карбамида и этиленгликоля определяется требуемой температурой застывания концентрированного раствора пенообразователя, которая должна быть не хуже минус 5°С, что обеспечивается содержанием компонентов не ниже 2,0 и 5,0 мас.%, соответственно.

Максимальное содержание алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 определяется из требуемой концентрации рабочего раствора. Если требуемая концентрация равна 3,0 мас.% от концентрата, то содержание должно быть 25 мас.%, соответственно содержание оксиэтилированного лаурилсульфата натрия - 10,0 мас.%, а алкилиминодипропионат натрия - 5,0 мас.%.

Максимальное содержание карбамида и этиленгликоля определяется наибольшей морозоустойчивостью, температурой застывания концентрированного раствора пенообразователя - минус 30°С, которая обеспечивается при концентрации карбамида и этиленгликоля 15 и 35 мас.%, соответственно.

Оптимальные соотношения компонентов в концентрированном пенообразователе

Сопоставление огнетушащей эффективности с составом-прототипом.

Огнетушащую эффективность пены низкой кратности определяли по методике, описанной в ГОСТ 53280.2-2010, при этом пену подавали непосредственно на горящую поверхность гептана. Огнетушащую эффективность характеризовали временем тушения пламени гептана. Кратность пены 7,0±1,0.

В табл. 1 представлены результаты сравнительных испытаний огнетушащей эффективности предлагаемого пенообразователя и состава-прототипа. Относительная эффективность предложенного состава на 30-50% превышает состав-прототип, что является существенным преимуществом.

Взаимное влияние подобранных компонентов привело к следующим эффектам: исключена зависимость пенообразующих свойств пенообразователя от жесткости воды, что дает возможность работы с ним на морской воде и определяет основную область использования пенообразователя; при смешивании компонентов состава снижается вязкость продукта и усиливается процесс их взаимного растворения; пониженная температура застывания состава до минус 30°С дает возможность хранения и использования состава при температурах до минус 10°С.

Концентрированный пенообразователь обладает сравнительно небольшой кинематической вязкостью при 20°С, что не создает проблем с его дозированием. Рабочие растворы пенообразователя имеют пониженное содержание ПАВ (около 1%), что обеспечивает большую экологическую безопасность продукта по сравнению с другими пенообразователями.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Патент №2270711 С2 "Пенообразующий состав для тушения пожаров".

2. Патент №2212918 С1 "Состав пенообразователя для тушения пожаров способ его получения".

3. Патент №2270712 "Пенообразующий состав для тушения пожаров".

4. Патент №2263527 "Пенообразующий состав для тушения пожаров".

Состав углеводородного пенообразователя для тушения пожаров, включающий алкилсульфаты первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10, оксиэтилированный лаурилсульфат натрия, добавки, улучшающие эксплуатационные свойства концентрата и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения огнетушащей способности, он дополнительно содержит: алкилиминодипропионат натрия, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Алкилсульфаты первичных высших
жирных спиртов фракции С8-С10,	0,5-25
Оксиэтилированный лаурилсульфат натрия	0,2-10
Алкилиминодипропионат натрия	0,05-8
Карбамид	2-15
Этиленгликоль	5-35
Вода	Остальное до 100

Композиция для применения в различных областях, таких как пожаротушение и рефрижерация. Композиция содержит гидрохлорфторуглерод, такой как 2,2-дихлор-1,1,1-трифторэтан, диспергатор, такой как CF3I, и инертный газ, такой как аргон.

Водные пены для огнетушения со сниженным содержанием фтора // 2595689

Изобретение относится к концентрату пенной композиции для огнетушения, образующей водную пленку на огнеопасной жидкости. Композиция содержит цвиттер-ионное или анионное мономерное С6перфторалкильное поверхностно-активное вещество с молекулярным весом менее 800 Дальтон, пеностабилизирующее средство и по меньшей мере одно нефторированное поверхностно-активное вещество.

Состав термостойкой пены для морской воды // 2583015

Изобретение относится к пенным средствам профилактики и тушения пожаров термостойкой пеной. Состав термостойкой пены включает, мас.%: основной хлорид алюминия - 0,17, сульфат аммония - 0,06, поверхностно-активное вещество (ПАВ) - 0,09 и морскую воду - остальное.

Пенообразующий состав // 2582708

Изобретение относится к пенообразующим составам, которые могут найти применение при пожаротушении, в частности при тушении пожаров классов А и В, при инертизации горных выработок, для подавления пыли в местах ее возникновения.

Огнетушащий состав // 2549862

Изобретение относится к водным растворам пенообразователя на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) и предназначено для тушения твердых горючих материалов, горючих жидкостей и легковоспламеняющихся жидкостей как на открытом пространстве, так и в помещениях в условиях низких температур. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении морозоустойчивости огнетушащего состава до - 52°С без выпадения твердой фазы и снижения огнетушащей эффективности. Огнетушащий состав на водной основе содержит пленкообразующий пенообразователь на основе фторорганических кислот и добавку на основе хлорида лития, снижающую температуру замерзания огнетушащего состава, при этом добавка включает мочевину при следующем соотношении компонентов в мас.%: Хлорид лития - 26÷29%; Мочевина - 8÷12%; Пленкообразующий пенообразователь - 14÷20%; Вода - остальное. 1 табл. .

Состав термостойкой пены для тушения пожара ацетона // 2549386

Изобретение может быть использовано для профилактики и тушения пожара ацетона и полярных органических жидкостей пеной. Состав рабочего раствора пенообразователя готовят на пресной и морской воде при следующем содержании компонентов, мас.%: оксихлорид алюминия - 0,50; сульфат аммония - 0,20; поверхностно-активное вещество на основе алкилсульфата натрия - 0,40; уксусная кислота - 0,02; полиметилсилоксан ПМС 200/0,65 - 0,03; вода - остальное.

Пенообразующий состав // 2510725

Изобретение относится к пенообразующим составам многоцелевого назначения, предназначенным для получения пены низкой, средней и высокой кратности с использованием пресной и жесткой воды в концентрации 1 об.%, 3 об.% и 6 об.%.

Состав пенообразователя для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов // 2508147

Изобретение относится к отрасли пожаротушения, в частности к водным растворам пенообразователей на основе поверхностно-активных веществ, применяемых для тушения пеной низкой, средней и высокой кратности.

Пенообразующий состав термостойкой пены для профилактики и тушения лесных и торфяных пожаров // 2496546

Изобретение относится к средствам профилактики и тушения лесных и торфяных пожаров. Пенообразующий состав термостойкой пены включает коагулянт - основной хлорид алюминия, поверхностно-активное вещество - ПО-6ТС (А), триэтаноламин и воду.

Фторалкенилполи[1,6]гликозиды // 2490044

Изобретение относится к фторированным соединениям, способу их получения, огнетушащим композициям, включающим фторированные соединения, и способам тушения, контролирования или предотвращения пожаров с помощью таких композиций.

Огнетушащий состав // 2622838

Изобретение относится к водным растворам пенообразователей на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) и может быть использовано для тушения горючих материалов и легковоспламеняющихся жидкостей на открытом пространстве и в условиях объемных очагов возгорания в помещениях. Огнетушащий состав включает пленкообразующий пенообразователь на водной основе и добавку, снижающую температуру замерзания раствора, при этом в качестве добавки используют гидрокарбонат натрия и сахарозу при следующем соотношении компонентов, мас.%: гидрокарбонат натрия – 10-13; сахароза – 2-5; пленкообразующий пенообразователь – 5-7; вода – остальное. В качестве пленкообразующего пенообразователя используют смесь лауретсульфата натрия и оксид лаурамина при соотношении 1:3. Изобретение позволяет повысить эффективность тушения очагов возгорания высокократной пеной и сократить время тушения возгорания при хранении и использовании пенообразующего состава в условиях низких температур (до -55°С) как на горизонтальных, так и на вертикальных поверхностях за счет образования стабильной охлаждающей теплоизолирующей водяной пленки и повышения гидростатической стойкости пены. 2 з.п. ф-лы, 6 пр., 3 табл.

Экологически безопасный пенообразующий состав термостойкой пены на основе "мыльного ореха" // 2642860

Изобретение относится к средствам профилактики и тушения пожаров пеной, а также пена может быть использована для дегазации токсичных материалов, пылеподавления, в медицине, в фармацевтике и в сельском хозяйстве. Описан пенообразующий состав термостойкой пены для профилактики и тушения пожаров, включающий поверхностно-активное вещество, основной хлорид алюминия, натрий двууглекислый и воду, в котором в составе используют ПАВ - мыльный орех при следующем соотношении компонентов в мас.%: основной хлорид алюминия, Al2(OH)5Cl - 0,50, натрий двууглекислый, NaHCO3 - 0,24, ПАВ - мыльного ореха - 0,40, вода - остальное. Технический результат: получен состав, который не включает синтетических ПАВ и обладает практически абсолютной экологической безопасностью. 1 табл., 2 пр.