分散水面浮油的组合物的制作方法

专利名称：分散水面浮油的组合物的制作方法
专利说明 本发明系关于分散水面浮油的组合物。
石油污染对于海洋生态以及人类环境的损害是众所周知的，所以，人类以很大的精力致力于海洋油污染的防治。近几十年来，虽然已成功地开发了多种物理的，机械的回收设备，但是，常常由于恶劣的气象和海况条件，限制了这些设备的作业。无法回收地水面浮油是很难自行分散降解的，常被称为“永久性”的污染。因此，作业受海况影响小，能够分散水面浮油，促进其降解过程的化学组合物得到很大的发展。水面浮油分散剂的作用是将水面浮油乳化，形成油/水型乳状液，由于水体的天然运动或其它形式混合能的作用而扩散到广阔的水域内，从而使水体各部分油含量降低。低浓度油份将很快地被水中溶解氧氧化和微生物降解，获得消除水面浮油，净化水体的效果。
目前，已有不少关于分散水面浮油的组合物及其配制方法的专利。现有技术中关于低表面活性剂含量的组合物-常规型溢油分散剂，例如GB1255394，GB1404684，其组合物中表面活性剂含量一般为10-30%。所以，尽管大量油溶剂对于油，特别是比较干涸的油有很好的溶解作用，但是毕竟是可用于分散油膜的表面活性剂含量低，其对油的乳化效率和乳化稳定性都很低，而且向水体中倾到了9-2.3倍于有效成份的有机物，增加水体负担，不适应于处理大面积溢油的需要。此外，在分散剂的贮存或作业中，由于溶剂中大量易挥发组分的挥发可能会构成火灾危险。
高表面活性剂含量的组合物-浓缩型溢油分散剂，例如GB2108951A，其组合物中表面活性剂的含量一般在50%以上，乳化效率有可能提高。但是，许多浓缩型分散剂采用水溶性强的溶剂，对油的溶解和渗透能力差。所以有人采用了渗透性能好的表面活性剂，例如GB2108951A，其35-40%的表面活性剂是二烷基磺化琥珀酸碱金属盐，这类阴离子表面活性剂虽然改善了组合物对油的乳化性能，但是，毒性很大。本发明的目的在于寻找一种对多种油品具有良好乳化性能，使用安全，对水生物毒性低，易生物降解的水面浮面分散剂。
本发明是含有大量高碳数脂肪酸的聚氧乙烯酯以及多元醇酯的混合物与溶剂的组合物，溶剂中含有部分正构烷烃，以改善组合物分散水面浮油的实际效果。
本发明的组合物是由表面活性剂混合物(A)和溶剂混合物(B)组成，其中(A)占组合物总量25-80%，最好是60-75%。(B)占组合物总量75-20%，最好是40-25%。
表面活性剂混合物(A)包括ⅰ聚氧乙烯脂肪酸酯ⅱ聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯ⅲ多元醇脂肪酸酯。所采用的脂肪酸为C10-C22天然脂肪酸和/或其混合酸，最好是C18-C22不饱和酸含量高于50%的天然脂肪酸，例如菜籽油脂肪酸(混合酸)。聚氧乙烯脂肪酸酯是环氧乙烷加成数为3-15的混合物，最好是3-10的混合物。聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯为聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯或聚氧乙烯单脂肪酸甘油酯，最好是聚氧乙烯单脂肪酸甘油脂，聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯的环氧乙烷加成数为3-14，最好是3-8。单脂肪酸甘油酯可以采用甘油与脂肪酸直接酯化法制备，也可以采用酯交换法制备，最好采用酯交换法，成本低廉。表面活性剂的混合物中聚氧乙烯脂肪酸酯与聚氧乙烯多元醇脂肪酸脂的比例为1∶5-5∶1。多元醇脂肪酸酯最好为失水山梨糖醇或甘油脂肪酸酯，其添加量不多于前两组份总量的12%，最好是3%-7%。
混合溶剂(B)包括液态正构烷烃，其含量为(B)的40-90%，最好是60-80%，和低碳烷基聚氧乙烯醚，最好是C2-C4烷基聚氧乙烯醚，环氧乙烷加成数为1-4，最好是2，即最好是二乙二醇单丁醚，其含量为(B)的60-70%，最好是40-20%。根据表面活性剂混合物的组成，选择正构烷烃和低碳烷基醚的适宜比例可以保证本发明组合物呈稳定，均匀的液体。
本发明组合物的HLB值为7.0-10.5，最好为8.0-9.2。
本发明的组合物对多种油品有很高的乳化率和乳化稳定性，曾在实验室内参照JT2007.1-84《溢油分散列阅鼙曜技笆匝榉椒ā分腥榛适匝槌绦蛞约澳Ｄ庀殖∈褂梅椒ǘ员痉⒚髯楹衔镆约笆稚唐贩稚⒓两卸员仁匝椋峁缦拢 例中聚氧乙烯均缩写为POE 例1.称量1.47克POE(7)棉籽油酸酯，3.43克POE(4)棉籽油酸酯，2.1克POE(5)失水山梨糖醇棉籽油酸酯，2.7克液体石蜡，0.3克二乙二醇单丁醚，常温下搅拌均匀。其中表面活性剂混合物的组份POE(7)棉籽油酸酯，POE(4)棉籽油酸酯，POE(5)失水山梨糖醇棉籽油酸酯的比例为2.1∶4.9∶3.0。溶剂混合物中液蜡与二乙二醇单丁醚的比例为9∶1。表面活性剂与溶剂比例为7∶3。
该组合物的HLB值为8.55。
参照JT2007.1-84乳化率试验程序，试验油为5克胜利原油(100℃拔顶)，加0.2克上述组合物，10分钟乳化率为28%。
例2.按例1的配制方法配制组合物，其中表面活性剂混合物的组份POE(8)菜籽油酸酯，POE(6)菜籽油酸酯，POE(4.5)单菜籽油酸甘油酯，失水山梨糖醇菜籽油酸双酯的比例为3.7∶2.5∶3.1∶0.7，溶剂混合物液蜡与二乙二醇单丁醚的比例为4∶1，表面活性剂与溶剂之比例为7.5∶2.5。该组合物HLB值为8.28。乳化率方法同例1，试验油分别为胜利原油(100℃拔顶)，11＃机油，20＃重柴油，0＃轻柴油，并同时与4种国外商品分散剂A(Hydrosol DN40)，B(Dasic Slickgone L.T.E)，C(BP1100WD)，D(Gamlen 2000)，对比试验，10分钟乳化率测试结果见表1。其它性能见表2。
表1
表2 例3.按例1的配制方法配制组合物，其中表面活性剂混合物的组份POE(8)菜籽油酸酯，POE(6)菜籽油酸酯，POE(5·5)单菜籽油酸甘油酯，失水嚼嫣谴疾俗延退崴サ谋壤 .1∶0.7∶7.5∶0.7，溶剂混合物液蜡与二乙二醇单丁醚的比例为2∶3，表面活性剂混合物与溶剂混合物的比例为7.5∶2.5。该混合物的HLB值为8.27。乳化率试验方法同例1。对胜利原油(100℃拔顶)10分钟乳化率为34.1%。
例4.按例1的配制方法配制组合物，其中表面活性剂混合物的组分为POE(8)菜籽油酸酯，POE(6)菜籽油酸酯，POE(5·5)单菜籽油酸甘油酯，失水山梨糖醇菜籽油酸双酯的比例为4.3∶2.9∶1.8∶1;溶剂混合物液蜡与二乙二醇单丁醚的比例为4∶1;表面活性剂混合物与溶剂混合物之比为7.5∶2.5。该组合物HLB值为9.0。乳化率试验方法同例1，对胜利原油(100℃拔顶)的10分钟乳化率为26%。
例5.表面活性剂混合物的组成及溶剂同例2，表面活性剂与溶剂之比为3∶7该组合物HLB值为8.94。按照JT2007.1-84乳化率试验方法，试验油为5克胜利原油(100℃拔顶)加入1克该组合物，10分钟的乳化率为54.6%。
例6.选用例2中所述的组合物，在一只大玻璃缸内加入人工海水，然后加5克胜利原油(100℃拔顶)，再向油面滴加0.2克该组合物，片刻，便可见到油在该组合物的作用下，不断地做迁移运动。用玻璃棒稍搅动，乳化油呈很细的颗粒悬浮于水体，形成棕色稳定的乳状液。
本发明的组合物燃点高，使用和贮存都很安全，对水生物的毒性低，易生物降解。合理地使用本发明组合物处理溢油将有益于生态环境。由上述实例可见，本发明组合物对于多种油品，例如多种原油及其炼制品有很好的乳化性能。
本发明的组合物可用于处理海面或淡水(必要时)水面上的浮油，也可用于消除海滨，岩石，岸边建筑物，码头，船体，石油平台等处的油污。在处理大面积溢油时，使用本发明表面活性剂含量高的组合物(例如含75%的表面活性剂)用量很小(实验室用量为油量的4%)，这样既可以提高作业效率，又不增加水体负担。如果处理比较干涸的油污，则可用本发明表面活性剂含量低的组合物，大量溶剂对油污的溶解渗透作用，有助于表面活性剂乳化分散污油。
用本发明的组合物分散水面浮油，最好采用合适的工具喷洒分散剂原液，例如专用的分散剂喷洒设备或普通喷雾器，将本发明的组合物均匀地散布于水面浮油上。然后以各种方式搅拌，例如专用破碎板，船舶螺旋桨，船艏波或高压水，使被乳化油迅速分散到广阔的水域，进而为水体所净化。
权利要求
1、一种由表面活性剂和容剂组成的用于分散水面浮油的组合物，其特征在于表面活性剂是聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯的混合物，溶剂是液态正构烷烃和低烷基聚氧乙烯醚的混合物。
2、按权利要求1所述的组合物，其特征在于表面活性剂和溶剂分别占整个组合物重量的25%-80%和75%-20%，最好是60%-75%和40%-25%。
3、按权利要求1或2所述的组合物中的表面活性剂，其特征在于所用的聚氧乙烯脂肪酸酯是环氧乙烷加成数为3-15的混合物，最好是3-10的混合物，聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯为聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯或聚氧乙烯单脂肪酸甘油酯，多元醇脂肪酸酯为失水山梨糖醇或甘油脂肪酸酯。
4、按权利要求3所述的组合物中的表面活性剂，其特征在于聚氧乙烯脂肪酸酯与聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯的比例是1∶5-5∶1，多元醇脂肪酸酯的添加量不多于前两组分总重量的12%，最好为3-7%。
5、按权利要求3所述的组合物中的表面活性剂，其特征在于所用的脂肪酸为C18-C22天然脂肪酸和/或其混合酸，最好为C18-C22槐ズ退岷扛哂 0%的天然脂肪酸，如菜籽油脂肪酸。
6、按权利要求3所述的组合物中的表面活性剂，其特征在于聚氧乙烯脂肪酸酯中的环氧乙烷加成数为3-15，最好为3-10，聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯的环氧乙烷加成数为3-14，最好是3-8。
7、按权利要求1或2所述的组合物，其特征在于表面活性剂混合物的HLB值为7.0-10.5，最好是8.0-9.2。
8、按权利要求1或2所述的组合物中的溶剂，其特征在于所用的液态正构烷烃最好是液体石蜡等正构烷烃，低碳烷基聚氧乙烯醚最好是C2-C4烷基聚氧乙烯醚。
9、按权利要求8所述的组合物中的溶剂，其特征在于液态正构烷烃和低碳烷基聚氧乙烯醚的含量分别占整个溶剂混合物重量的40%-90%和60%-10%，最好是60%-80%和40%-20%。
10、按权利要求8所述的组合物中的溶剂，其特征在于聚氧乙烯烷基醚的环氧乙烷加成数为1-4。
全文摘要
本发明是关于一种对多种油品具有良好乳化性能、使用安全、对水生物毒性低、易生物降解的分散水面浮油的组合物。其特征在于采用聚氧乙烯脂肪酸酯，聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯的混合物作为表面活性剂，液态正构烷烃和低烷基聚氧乙烯醚的混合物作为溶剂。表面活性剂和溶剂分别占整个组合物重量的25％-80％和75％-20％。
本发明除了可以处理海面或淡水水面上的浮油，也可用于消除海滨、岩石、岸边建筑、码头、船体等处的油污。
文档编号B01F17/34GK1032302SQ8710670
公开日1989年4月12日 申请日期1987年10月9日 优先权日1987年10月9日
发明者张秀芝, 汪威, 涂键 申请人:交通部水运科学研究所