Способ получения пенообразователя для тушения пожаров

(1) Всесоюзный научно-исследоватеский институт противопожарной оборны(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНООБРАЗО ВАТЕЛЯ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ, о т л.ич а ю щ и й с я тем, что высшие жирные спирты Фршции Сг -С,; подвергают сульфатированию избытком 3 слорсульфоновой кислоты при 35-50 С с последующей нейтрализацией сульдюмас ль- сы водньщ раствором триэтаноламина о- до РН 6,5-8 при 40-45 С и содержаниятриэтаноламина в целевом продукте 1-5 ж. 7(088.8)кое свидетельство ССС А 62 0 1/02, 1972. ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ64 11332 1 О 1Изобретение 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 повьппения степени сульфирования) при температуре 35-45 С сй последующей нейтрализацией сульфомассы раствором каустической соды епри температуре 55-65 С 113.Однако известный пенообразова тель характеризуется низкой огнету,шащей эффективностью.Цель изобретения - разработка способа получения нового пенообразователя, который бы имел высокую ог нетушащую эффективность.Поставленная цель достигается за счет того, что высшие жирные спирты фракции С 1 - С подвергают сульфатированию избытком хлорсульфоновой 25 кислоты (обычно используют 5 Х-ный избыток, при котором устанавливается соотношение спирт:хлорсульфоновая кислота, равном 1:1,05) при температуре 35-500 С с последующей нейтрали- Зо зацией сульфомассы водным раствором триэтаноламина до рН 6,5-8 при 40 - 45 С и содержания триэтаноламина воцелевом продукте 1-5 У.Температурный режим нейтрализации35 установлен на основании экспериментальных данных: сульфомасса после сульфатирования имеет температуру 40- 500 С и низкую вязкость (до 30 сСт), Хорошая подвижность и легкость пере мешивания массы являются необходимыми условиями процесса нейтрализации.При температуре вьппе 50 С происходит гидролиз алкилсульфатов, что нежелатель" но.Поэтому верхней предел температуры 50 С. Реакция нейтрализации сульфомассы экзотермична, поэтому процесс вдут с охлаждением, Однако, как было экспериментаЛьно установлено, при 30 С резко повышается вязокость сульфомассы (100-150 сСт), что приводит к комкованию продукта. Оптимальной является температура 40 - 45 фС. Нейтрализацию проводят с обеспечением в 4 готовом продукте избытка 1-57 триэтаноламина, который используют преимущественно в виде 30-357 ного водного раствора как в чистом виде, так и технический. Пенообразо ватель при этом имеет огнетушащуюэффективность на ЗОХ вьппе известного. Интервал избытка триэтаноламина(1-5 Х) обеспечивает реакцию среды пенообразователя рН = 6,5-8,0, необходимую для его длительного хранения и применения в пожарной технике. При содержании триэтаноламина менее 1 Х и более 5 Х пенообразователь имеет реакцию среды (соответственно рН ( 6 и рН 1 9), выходящую за пределы требований .технических условий на пенообразователи этоготипа. 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.П р и м е р 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 40-45 С. Подача хлорсульфоновой кислоты в реактор осуществляется небольшими порциями до достижения кислотного числа в реакционной массе 180 мг МаОН,на грамм сульфо." эфиров.Общая загрузка хлорсульфоновой кислоты, идущей на сульфатирование, составляет 950 г. Для лучшего удаления газообразного хлористого водорода (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 хроматографического состава, Е: С0,2;Получено 1900 кг сульфомассы. Позавершению стадии сульфатированиясульфомасса разделена перед нейтрализацией на четыре равные части, Сульфомасса представляет собой смесь кислых сульфоэфиров .жирных спиртов, отвечающих хроматографическому составуиспользуемых высших жирных спиртов.Она .содержит также примеси продуктов1133 35 22,0 555 на Партии 1-3 характеризуют предлагаемый способ получения пенообразователя, который представляет собой.3побочных реакций, не вступивших вреакцию жирных спиртов, так как глубина сульфатирования не превышает973 и сульфирующий агент, которыйберется с избытком в 5 Х по сравнениюс теоретическим расходом,Проведение процесса нейтрализации.В реактор периодического действия,оборудованный механической мешалкойи рубашкой для охлаждения, загружают 10первую партию сульфомассы (475 кг),полученной ранее и при 40-45 С осуществляют ее нейтрализацию 307-нымводным раствором триэтаноламина дорН 7,5. Полученный продукт представ-. 15ляет собой готовый пенообразователь.Выход готового продукта - 1708,5 кг.Полученный пенообразователь харак"теризуется данными химического анализа (при рН 7,5), Х:ЮСодержание ПАВ 25,5Содержание несульфатированных соединений 1,35Избыток триэтаноламина 3В реакторе периодического действияпроводят нейтрализацию второй партиисульфомассы (475 кг) при 40-45 С353-ным водным раствором триэтанол.амина до РН 6;5.После нейтрализациии охлаждении получают 1420 кг пенообразователя.Полученный пенообразователь характеризуется данными химическогоанализа (при РН 6,5), Х:Содержание ПАВ 27,0Содержание несульфатированных соединений 1,43Избыток триэтаноламина 1В реакторе периодического действия проводят нейтрализацию третьейпартии сульфомассы (475 кг) 307-нымводным раствором триэтаноламинадо РН 8,0 при 40-45 С, выход пенообразователя - 1785 кг.Полученный пенообразователь характеризуется данными химического анализа (при рН 8,0), 7:Содержание ПАВ1Содержание несульфатированных соединений 1,2Избыток триэтанолами 2644концентрированный водньй раствор смеси триэтаноламиновых солей сульфоэфиров жирных спиртов, свободногоо триэтаноламина и продуктов побочных реакций сульфатирования и нейтрализации и не вступивших в реакцию жирньр спиртов -(несульфатированные соединения). Для получения огнетушащих пен с использованием стандартной аппаратуры (пеногенераторы типа ГПС и др.) применяются6 Ж-ные водные растворы исходного концентрата.П р и м е р 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 13,87-ным раствором щелочи (ИаОН) до рН 8,0. Выход пенообразователя - 1180 кгПолученный пенообразователь харакФ теризуется химическими анализами (при РН 8,0), Ж:Содержание ПАВ 38Содержание несуль;фатированных соединений 2,8Содержание сульфатанатрия 5,5В соответствии с методикой определения огнетушащей эффективности воздушно-механической пены проводят огневые испытания полученных пенообразователей по предлагаемому и известному способам при тушении бензина марки Апеной из растворов пенообразователей. В качестве рабочих растворов применяют 6 Х-ные водные Растворы пенообразователей.Испытания проводят на пожарном полигоне. Огнетушащую эффективность пенообразователей определяют на модели резервуара площадью 10 м при тушении бензина марки А. Для каждого пенообраэователя определена критическая интенсивность подачи раствора в соответствии с известной методикой.В результате испытаний установлено, что критическаяоинтенсивность 1подачи раствора пенообразователей партий 1-3 составляет 0,031 кг/мс, . а пенообразователя полученного по известному способу (партия 4) 0,041 кг/м с, причем концентрация рабочего раствора для предлагаемого и известного способов составляет 6 Х.1133264 Составитель Т.ВласоваТехред 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, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г.уагород, ул.Проектная, 4 Полученные данные показывают, что огнетушащая эффективность пенообразователя, полученного по предлагаемому способу, на ЗОХ вьиве, чем у известного биологически мягкого пенообраэователя.Как показывают проведенные эксплуатационные испытания нового пенообразователя, его коррозионная активность к стали марки ст.З составляет 0,2110 кг/м с, что обычнодостигается при введении специальныхингибиторов коррозии. Низкая коррозионная активность нового пенообразователя является существенньи преимуществом предлагаемого изобретения.