КОМПОЗИЦИОННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОД, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТВЕРДЫМИ ВЗВЕШЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ, ДИСПЕРГИРОВАННЫМИ МАСЛАМИ И/ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТАМИ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

КОМПОЗИЦИОННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОД, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТВЕРДЫМИ ВЗВЕШЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ, ДИСПЕРГИРОВАННЫМИ МАСЛАМИ И/ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТАМИ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ


RU (11) 2301200 (13) C1

(51) МПК
C02F 1/54 (2006.01)
B01D 21/01 (2006.01)
C07F 9/38 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006104791/15 
(22) Дата подачи заявки: 2006.01.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.01.27 
(45) Опубликовано: 2007.06.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1782944 А, 23.12.1992. SU 893899 А, 30.12.1981. SU 1275009 А, 07.12.1986. RU 2153501 А, 27.07.2000. RU 2107688 А, 27.03.1998. JP 07-025889 А, 27.01.1995. US 4851123 А, 25.07.1989. US 6040476 А, 21.03.2000. US 5888405 А, 30.03.1999. 
(72) Автор(ы): Тэслер Александр Германович (RU); Кайдалов Сергей Николаевич (RU); Перминов Игорь Альбертович (RU); Политов Леонид Владимирович (RU); Бармин Игорь Викторович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ХИМТЭК" (RU) 
Адрес для переписки: 620026, г.Екатеринбург, ул. Куйбышева, 44, оф.311, ООО "Юридическая фирма Городисский и Партнеры", Б.С. Оборину 

(54) КОМПОЗИЦИОННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОД, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТВЕРДЫМИ ВЗВЕШЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ, ДИСПЕРГИРОВАННЫМИ МАСЛАМИ И/ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТАМИ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
Изобретение относится к очистке технологических и сточных вод, загрязненных твердыми взвешенными частицами, диспергированными маслами и/или нефтепродуктами. Композиционный состав содержит алкиламинофосфонаты натрия общей формулы



где n=9-19, а также хлорид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкиламинофосфонаты натрия 10-25; хлористый натрий 1-5; вода 70-89. Состав получают термической обработкой технических алифатических аминов фосфористой кислотой и формальдегидом, причем обработку алифатических аминов формулы СН3-(CH2) n-NH2, где n=9-19, ведут в присутствии катализатора - соляной кислоты, при температуре 95-105°С в течение 1,5-3,0 часов, с последующим охлаждением и нейтрализацией натриевой щелочью до рН 10. Заявленное изобретение обеспечивает повышение степени очистки обрабатываемых вод. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к полимерным композициям, а более конкретно к водорастворимым полимерным композициям, используемым в качестве коагулянта для очистки технологических и сточных вод, загрязненных твердыми взвешенными частицами, диспергированными маслами и/или нефтепродуктами.

Известно, что водорастворимые полимеры разнообразной химической структуры, содержащие атомы азота, широко используются в качестве флокулянтов для очистки различных водных систем, содержащих твердые взвешенные частицы, дисперсии.

В последнее время широкое распространение среди водорастворимых полимеров уделяется полиакриламиду (ПАА), обладающему рядом ценных свойств для его использования в различных отраслях промышленности в качестве флокулянта.

Полимеры акриламида (АА) и его производных получают радикальной полимеризацией мономеров преимущественно в растворах (в воде или в органических растворителях), а также в кристаллическом состоянии. Радикальная полимеризация АА может инициироваться ультразвуком, радиацией, теплом, светом, перекисями, гидроперекисями, азосоединениями и окислительно-восстановительными системами.



Известен способ получения полиакриламида полимеризацией акриламида в присутствии неорганических солей металлов II и III групп в водной фазе при 55°С (пат. РФ №2043997, 1995 г.).

Известен способ получения полиакриламидного флокулянта сернокислотной гидратацией акрилонитрила, нейтрализацией полученного сульфоакриламида аммиаком (пат. РФ №1678010, 1989 г.).

Известен способ получения полиакриламида полимеризацией акриламида в присутствии окислительно-восстановительного инициатора при криогенной обработке водного раствора мономера при температуре реакционной массы -3...-40°С в течение 1-36 ч (пат. РФ №2196780, 2003 г.).

Наиболее близким по технической сущности является метилольная производная ПАА, полученная при взаимодействии формальдегида с ПАА в водной среде при 45-50°С и рН 10,0-10,5. Обработка этого ПАА сульфитами или сернистой кислотой приводит к получению сульфопроизводной ПАА



(см. Бектуров Е.А. и др. Синтетические водорастворимые полимеры в растворах. Алма-Ата, 1981 г., с.64).

К недостаткам известного состава следует отнести то, что при его использовании степень очистки вод, загрязненных твердыми взвешенными частицами, диспергированными маслами и/или нефтепродуктами, довольно невысокая.

Задачей заявляемого изобретения является повышение степени очистки вод, загрязненных твердыми взвешенными частицами, диспергированными маслами и/или нефтепродуктами.

Указанный результат достигается тем, что композиционный состав для очистки вод, загрязненных твердыми взвешенными частицами, диспергированными маслами и/или нефтепродуктами, содержащий алкиламинофосфонаты натрия общей формулы:



где n=9-19,

а также хлорид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%

алкиламинофосфанаты натрия 10-25 
хлористый натрий 1-5 
вода 70-89 


Способ получения композиционного состава для очистки вод, загрязненных твердыми взвешенными частицами, диспергированными маслами и/или нефтепродуктами, включающий термическую обработку технических алифатических аминов фосфористой кислотой и формальдегидом, что ведут обработку алифатических аминов формулы СН3-(СН2) n-NH2, где n=9-19, в присутствии катализатора - соляной кислоты, при температуре 95-105°С в течении 1,5-3,0 часов с последующим охлаждением и нейтрализацией натриевой щелочью до рН 10.

При n<9 эффективность очистки не проявляется, поскольку при этом значении резко падают поверхностно-активные свойства веществ, входящих в состав реагента.

При n>19 описанные вещества практически нерастворимы при любых значениях рН, они лишь диспергируются, снижая поверхностную активность.

При t<95°C уменьшается степень конверсии (превращения) аминов в аминофосфонаты и происходит неполное введение фосфоновой группы, т.е. уменьшается содержание соединений вида



и увеличивается содержание монопроизводной



что приводит к уменьшению эффективности действия состава.

При t>105°C наступает кипение реакционной массы, вынос летучих компонентов (формальдегида), увеличивается степень окисления конечного продукта растворенным кислородом, что приводит к ухудшению качества и эффективности работы полученного состава.

Содержание алкиламинофосфонатов в натриевой форме в предложенном составе от 10 до 25% получается в результате нейтрализации (натриевой щелочью - NaOH) и с технологической точки зрения их удаление не имеет смысла из-за трудоемкости процесса этого удаления. При их содержании менее 10% ухудшается эффективность работы реагента. При их содержании более 25% реагент становится нерастворимым и создаются технологические трудности его применения.

Хлористый натрий в предлагаемом составе является сопутствующим, по технологии получения состава его не может быть меньше 1% и его максимальное количество не может превысить 5%.

Время синтеза предложенного состава не может быть менее 1,5 часов, поскольку реагирование исходных компонентов наступает по истечении этого времени.

В интервале от 1,5 до 3 часов практически идет некоторое увеличение степени завершенности процесса и полное реагирование исходных компонентов. При синтезе свыше 3 часов начинается процесс окисления и качество продукта падает.

Предлагаемый композиционный состав исследовали следующим образом.

В стеклянный реактор емкостью 1,0 литра, снабженный обратным холодильником и механической мешалкой, через масляный гидрозатвор с фторопластовым лепестком в качестве перемешивающего элемента, загружали 100 граммов жирных аминов СН3-(СН2) n-NH2 с равным соотношением в смеси каждого из аминов от n=12. Далее заливалось 100 граммов воды, 10 граммов концентрированной HCl (35%) в качестве катализатора, 80 граммов фосфористой кислоты Н3РО 3. Реакционная масса при перемешивании нагревалась на бане до 80°С. Далее в колбу добавлялось 0,05 грамма диспергатора (технические алкиларилсульфонаты натрия, водорастворимые полиоксиэтилированные пара-алкилфенолы и тому подобные). Температура реакционной массы повышалась до 90°С и при перемешивании в течение 0,5 часа дозировалось 150 граммов 37% водного раствора формалина. Температура в реакционной массе поддерживалась на уровне 95°С. Эта температура выдерживалась при механическом перемешивании в течение 1,5 часов. Далее реакционная масса при перемешивании охлаждалась холодной водой и порциями добавлялась 42% водная щелочь NaOH для нейтрализации до рН 10,0 единиц. Полученный состав в сравнении с известным обеспечил более эффективную степень очистки воды от загрязнений.

Эффективность работы заявляемого состава был проверен седиментационным методом и методом с использованием колонной флотации в лабораторных условиях.

Седиментационный метод.

В цилиндр на 500 мл добавлялся предлагаемый состав в количестве 10 мг/л загрязненной воды.

В другой цилиндр добавляли 10 мг/л полиакриламида средней молекулярной массы, равной 400000 единиц. Осаждение производилось в течение 24 часов.

По полученным результатам степень очистки загрязненной воды с использованием предлагаемого состава от взвешенных твердых частиц составлял 85%, от нефтепродуктов - 85%. С использованием полиакриламида степень очистки от взвешенных частиц составляет 45%, от нефтепродуктов - 40% (см. таблицу).

Флотационный метод очистки.

Более эффективным представляется флотационный метод очистки, основанный на флотации загрязняющих частиц в колонном аппарате пузырьками диспергированного воздуха в верхний пенный слой, с последующим его удалением и сливом очищенной (осветленной) воды.

Для проведения сравнительного эксперимента в две флотационные колонки объемом 250 мл, с устройством для барботажа воздуха в нижней части, заливалась загрязненная вода, та же, что и в седиментационном эксперименте. В одну колонку добавляли 10 мг/л предлагаемого состава, в другую - 10 мг/л полиакриламида молекулярной массы, равной 400000 единиц. Флотация велась в течение 2 минут.

По полученным результатам степень очистки загрязненной воды при флотационном методе с использованием предлагаемого состава для твердых взвешенных частиц - 95%, для нефтепродуктов - 95%. С использованием полиакриламида степень очистки от взвешенных твердых частиц составила 50%, от нефтепродуктов - 55%, что подтверждает эффективность работы предлагаемого состава (см. таблицу).

Результаты испытаний по очистки воды от взвешенных

примесей и нефтепродуктов

Исходное содержание взвешенных частиц 349 мг/л Седиментационный метод очистки Флотационный метод очистки 
Предлагаемый состав Полиакриламид Предлагаем. состав Полиакрилам. 
Содержание взвешенных частиц после очистки, мг/л Содержание взвешенных частиц после очистки, мг/л 
82 192 17 174 
Исходное содержание нефтепродукта в 199 мг/л Седиментационный метод очистки Флотационный метод очистки 
30 119 10 90 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Композиционный состав для очистки вод, загрязненных твердыми взвешенными частицами, диспергированными маслами и/или нефтепродуктами, содержащий алкиламинофосфонаты натрия общей формулы



где n=9-19, а также хлорид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алкиламинофосфонаты натрия 10-25 
Хлористый натрий 1-5 
Вода 70-89 


2. Способ получения композиционного состава для очистки вод, загрязненных твердыми взвешенными частицами, диспергированными маслами и/или нефтепродуктами, включающий термическую обработку технических алифатических аминов фосфористой кислотой и формальдегидом, отличающийся тем, что ведут обработку алифатических аминов формулы СН3-(CH2 )n-NH2, где n=9-19, в присутствии катализатора - соляной кислоты, при температуре 95-105°С в течение 1,5-3,0 ч, с последующим охлаждением и нейтрализацией натриевой щелочью до рН 10.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru