Способ получения пенообразователя для тушения пожаров

Способ получения пенообразователя для тушения пожаров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ, о т л ич а ю п и и с я тем, что высшие жирные спирты фракции иог вкргают сульфатированию избытком Хлорсульфоновой кислото при 35-50 С с последующей нейтрализацией сульфомассы нодньм раствором триэтаноламина до рН 6,5-8 при 40-45°С и содержания триэтаноламииа в целевом продукте 1-5%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SUÄÄ 1133264

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3495979/23-04 (22) 30.09.82 (46) 07.01.85. Бюл . В 1 (72) С.В.Баженов, Д.Г.Билкун, И.Г.Власенко, В.С.Волошин, М.В.Казаков, В.Г.Маташкин, В.Т.Назаренко и М.Д.Троян (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны (53) 547. 541 . 07 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 461526, кл. А 62 0 1 /02, 1972.

4(51) С 07 С 141/02//А 62 0 1/02 (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ, о т л.ич а ю шийся тем, что высшие жирные спиРты ФРакции С1 -С „ подвергают сульфатированию избытком клорсульфоновой кислоты при 35-50 С с последующей нейтрализацией сульдюмассы водньж раствором триэтаноламина до РН 6,5-8 при 40-45 С и содержания триэтаноламина в целевом продукте

1-5Х.

264

1133

1

Изобретение относится к способу получения нового пенообразователя, который может быть использован для тушения пожаров.

Известен способ получения пенообразователя, заключающийся в том, что первичные жирные спирты фракции С„ - С„ подвергают сульфатированию избытком хлорсульфоновой кислоты (для повышения степени сульфирования) при температуре 35-45 С с последующей нейтрализацией сульфомассы раствором каустической соды упри температуре 55-65 С 313

Однако известный пенообразова- 15 тель характеризуется низкой огнету.шащей эффективностью.

Цель изобретения — разработка способа получения нового пенообразователя, который бы имел высбкую ог- 70 нетушащую эффективность.

Поставленная цель достигается за счет того, что высшие жирные спирты фракции С вЂ” С подвергают суль10 12 фатированню избытком хлорсульфонов ой 75 кислоты (о бычно используют 5Х-ный избыток, при котором устанавливается соотношение спирт : хлорсульфоновая кислота, равном 1: 1, 05 ) при температуре 35-50О С с последующей ней трали- З0 з ацией сульфомассы водным раствором триэ таноламина до рН 6, 5-8 при 40—

4 5 С и содержания триэ таноламина в о целевом продукте 1-5Х.

Температурный режим нейтрализации

35 установлен на основании экспериментальных данных: сульфомасса после сульфатирования имеет температуру 4050ОС и низкую вязкость (до 30 сСт), Хорошая подвижность и легкость пере- 40 мешивания массы являются необходимыми условиями процесса нейтрализации.При температуре выше 50 С происходит гидролиз алкилсульфатов, что нежелательно.Поэтому верхней предел температуо ры 50 С. Реакция нейтрализации сульфомассы экзотермична, поэтому процесс в дут с охлаждением. Однако, как было экспериментаЛьно установлео но, при 30 С резко повышается вязкость сульфомассы (100-150 сСт), что приводит к комкованию продукта. Оптимальной является температура 40— 45 C.

Нейтрализацию проводят с обеспечением в готовом продукте избытка

1-5% триэтаноламина, который используют преимущественно в виде 30-35%ного водного раствора как в чистом виде, так и технический. Пенообразо ватель при этом имеет огнетушащую эффективность на ЗОХ выше известного.

Интервал избытка триэтаноламина (1-5%) обеспечивает реакцию среды пенообразователя рН = 6,5-8,0, необходимую для его длительного хранения и применения в пожарной технике. При содержании триэтаноламина менее 1Х и более 5Х пенообразователь имеет реакцию среды (соответственно рН (6 и рН 9 9), выходящую за пределы требований .технических условий на пенообразователи этого типа. Поэтому выбранный интервал рН является не толь. ко важным технологическим параметром

-проведения процесса нейтрализации, но и необходимым условием применения и эксплуатации пенообразователя в пожарной охране.

Пример 1. Проведение процесса сульфатирования.

Высшие жирные спирты в количестве 1200 кг повергают сульфатированию хлорсульфоновой кислотой в реакторе периодического действия с охлаждением, оборудованного механической мешалкой. Температуру в реакторе во время сульфатирования поддерживают в пределах 40-45ОС. Подача хлорсульфоновой кислоты в реактор осуществляется небольшими порциями до достижения кислотного числа в реакционной массе 180 мг NaOH.íà грамм сульфо." эфиров.

Общая загрузка хлорсульфоновой кислоты, идущей на сульфатирование, составляет 950 r. Для лучшего удаления газообразного хлористого водоро да (побочного продукта реакции сульфатирования) аппарат во время сульфатирования находится под разряжением 500+100 мм вод.ст.

Для сульфатирования используют высшие жирные спирты технической фракции С„, — С„ следующего хроматографическ ого состава, Х.: С7 0,2;

Получено 1900 кг сульфомассы. По завершению стадии сульфатирования сульфомасса разделена перед нейтрализацией на четыре равные части. Сульфомасса представляет собой смесь кислых сульфоэфиров .жирных спиртов, отвечающих хроматографическому составу используемых высших жирных спиртов.

Она содержит также примеси продуктов

1133

22,0

5

55 на

Партии 1-3 характеризуют предлагаемый способ получения пенообразователя, который представляет собой.3 побочных реакций, не вступивших в реакцию жирных спиртов, так как глубина сульфатирования не превышает

97Х и сульфирующий агент, который берется с избытком в 5Х по сравнению с теоретическим расходом.

Проведение процесса нейтрализации.

В реактор периодического действия, оборудованный механической мешалкой и рубашкой для охлаждения, загружают 10 первую партию сульфомассы (475 кг), полученной ранее и при 40-45 С осуществляют ее нейтрализацию ЗОХ-ным водным раствором триэтаноламина до рН 7,5. Полученный продукт представ-. 15 ляет собой готовый пенообразователь.

Выход готового продукта — 1708,5 кг.

Полученный пенообразователь харак" теризуется данными химического анализа (при рН 7,5), Х:

Ю

Содержание ПАВ 25,5

Содержание несульфатированных соединений 1,35

Избыток триэтаноламина 3

В реакторе периодического действия проводят нейтрализацию второй партии сульфомассы (475 кг) при 40-45 Ñ

35Х-ным водным раствором триэтаноламина до рН 6;5.После нейтрализации и охлаждении получают 1420 кг пенообразователя.

Полученный пенообразователь характеризуется данными химического анализа (при рН 6,5), Х:

Содержание ПАВ 27,0

Содержание несульфатированных соединений 1,43

Избыток триэтаноламина 1

В реакторе периодического действия проводят нейтрализацию третьей партии сульфомассы (475 кг) 30Х-ным водным раствором триэтаноламина до рН 8,0 при 40-45 С, выход пенообразователя — 1785 кг.

Полученный пенообразователь характеризуется данными химического анализа (при рН 8,0), Х:

Содержание ПАВ

Содержание несульфатированных соединений 1,2

Избыток триэтанолами264

4 концентрированный водньй раствор .смеси триэтаноламиновых солей сульфоэфиров жирных спиртов, свободного о триэтаноламина и продуктов побочных реакций сульфатирования и нейтрализации и не вступивших в реакцию жирньрс спиртов -(несульфатированные соединения). Для получения огнетушащих пен с использованием стандартной аппаратуры (пеногенераторы типа ГПС и др.) применяются 6Х-ные водные растворы исходного концентрата.

Пример 2 (по известному способу). В реактор периодического действия с охлаждением, оборудованным механической мешалкой, загружают четвертую партию сульфомассы (475 кг) и при 55-65 С проводят нейтрализацию водным 13,8Х-ным раствором щелочи (NaOH) до рН 8,0. Выход пенообразователя — 1180 кг °

Полученный пенообразователь харакt теризуется химическими анализами (при рН 8, О), Х:

Содержание ПАВ 38

Содержание несуль;фатированных соединений 2,8

Содержание сульфата натрия 5,5

В соответствии с методикой определения огнетушащей эффективности воздушно-механической пены проводят огневые испытания полученных пенообразователей по предлагаемому и известному способам при тушении бензина марки А-72 пеной из растворов пенообразователей. В качестве рабочих растворов применяют 6Х-ные водные растворы пенообразователей.

Испытания проводят на пожарном полигоне. Огнетушащую эффективность пенообразователей определяют на модели резервуара площадью 10 м при тушении бензина марки А-72. Для каждого пенообраэователя определена критическая интенсивность подачи раствора в соответствии с известной методикой.

В результате испытаний установлено, что критическая интенсивность

I подачи раствора пенообразователей партий 1-3 составляет 0,031 кг/м .с, . а пенообразователя полученного по известному способу (партия 4) 0,041 кг/м .с, причем концентрация рабочего раствора для предлагаемого и известного способов составляет 6Х.

1133264

Составитель Т.Власова

Техред Ж.Кастелевич Корректор В.Бутяга

Редактор И.Дербак

Заказ 9915/23 Тирак 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ултород, ул.Проектная, 4

Полученные данные показывают, что огнетушащая эффективность пенообразователя, полученного по предлагаемому способу, на ЗОЖ вьияе, чем у известного биологически мягкого пенообраэователя.

Как показывают проведенные эксплуатационные испытания нового пенообразователя, его коррозионная активность к стали марки ст.3 составляет 0,21 ° 10 кг/м с, что обычно достигается при введении специальных ингибиторов коррозии. Низкая коррозионная активность нового пенообразователя является существенньи преимуществом предлагаемого изобретения.