Эмульгатор для обратных эмульсий

сная 9;сфчйО 1- клчот,И Сфефз СоветскиСфциалистическРеспублик 11704651 ОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ 1 Дополнительное к ав ви -ву.,в от%рцтн летеиь Йо 47 53) УДК 66.063 ,612(088.8) Дата опубликования писания 30. 12 В. Круть, В. И. Лысенко, Б.Н. Енина, А. А. Пигульский,Г. Х. Новаков и А. А. Рг) Авторь изобретени 71) Заявитель(54) ЭМУЛЬГАТОР 3 Лй ОБРА ЭМУЛЬСИЙ При этом широко используются в качествезмульгаторов как сами ими золины и диамидй полученные в результате указанной реакции конденс ции, так и их соли с минеральными органическими кислотами.установлено, что эмульгируюшая способнбСть"и тип эмуЛьсий в зн тельной степейи определяются ст нием и соотношенйем вещестн, получ емык в результате реакции конденса ции высших алифатическнх кислот ил их замешенных с полиэтнленполиамнн ми,Так, например, известны эмульсии (в системах носки, масла - вода) на основе зам имидазолиновстроенияВ,с - .сН, НС -ачи- роепрямые нефтяны ешенных Сн,Ю(СНу)р ЯЯС.У-(снг)р Ои С алифатиче от 10 ли на ос имидаэолигде п=03, Врадикал, содержашиатомов углеродатсолей вышеуказанны кийо 17овеов Изобретение относится к областиполучения эмульгаторов для обратныхэмульсий, где в качестве аполярнойфазы испбльзуются. бензол, тблуол,гептан, углеводородные топлива идругие нефтепродукты, а также масла жФ-вотного и растительного происхождения;Эмульсии этого типа широко применяются в народномхозяйстве в процес- рсах обработки металлов, в нефте- игазодобыче, косметике и сельском хозяйстве. Они используются в качествесмазочно-охлажданщих и гидравлическихжидкостей, промывочньвс растворбвФибурении.При получении эмульсиитипа водамасло используются различные-химичес-кие классы поверхностно.активных ве-ществ анионного, катионного и неионо- )(генного типов .В литературе имеются указания наприменение в качестве эмульгатороЪкатионных поверхностно-активных веществ, полученных из высших алифатических кислот юти ихзамеШеннйй "и" йо=лиэтиленполиаминов (этилендиамина,диэтилентриамина, триэтилентетрамина,тетраэтиленпентамина) нлн их (Ь -оксиэтилзамешенвых,ЗР Чистяков, Л. В. МутоИ, Гаврюшенко,в(ук704651 Эмульгатор получают двумя методами: первым - простым смешением уже готовых, компонентов 1, 11 и 111; вто-. рым - полученйем смеси имидазолинов и аминоамидов реакцией термической циклоконденсации соответствукщих вьжших алифатических кислот (или их эфиров) и"полиэтйленполиаминов (ПЭПА) при мольном соотношении - кислота: ПЭПА, равном 1 г 1,1-3 (температура 180-260 ф, давленйе 1-760 мм рт.ст.) Р последующей нейтрализацией полученной смеси имидазолинов и аминоамидов соответствующими алифатическими кислбтами с целью получения нх солей.Получанщиеся соли Формулы 1, 11 и 111 представляют собой воскообразные вещества светло-желтого или белого цвета с температурой плавления 50 С- ВН- С 1, - СН 2ОНС=Ой 5 ян-с-зОН Й), 50С=Ояп 555где и - 1-4 К - Н или высший алкиль"ный радикал К -СНВСНЕ (ИНСНВСНВ 1) х,60 где х1-,5 В,К 1, В В и алифатический радикал высшей карбоновой кислоты (С-С 1 О ) . Содержание каждо.Й соли в смеси - .От,15 до 85%. . дьстатком данного эмульгатора является не 4Ц и 2 как с органическими высокая устойчивость эмульсии во врекислотами с длиной углеводород- мени (-2 ч) при относительно высокомнего радйкала С 1-.4, так и с неорга- Расходе эмульгатора (до 10% по масническими (например, соляной) . Для се) .повышения растворимости эмульгатора Цель изобретения - повышение устойвводят высшие жирные кислоты С 1 г чивости эмульсий при повышенных темС, 1 . пературах и снижении расхода эмульИзвестен буровой промывочный раст- гаторавор, содержащий соли имидаэолинов Это достигается тем, что эмульгастроения, тор содержит в качестве соли имидазоН с-си: . (О лина соль ФормулыгМ(СН 2 (Н У ИЯСООН.)где и = 0-3, с уксусной кислотой. 5ВИМидазолины укаэанного строения полу-, в качестве соли ДиамиДа соль фоРмулычены на основе жирных кислот кокосового масла и полиэтиленполйаминов ВсОмн(снг)г юнн сОВ (и) ВсООн(смесь диэтилентриамина, триэтилентетрамина и тетраэтиленпентамина) 2,20 и дополнительно соль аминоамида ФорОднако 11 ри использовании такихэмульгаторов нельзя -получйть необхо-димыйтип эмульсиие вместо эмульсий( 2)2 итипа вода - масло получаются эмуль-,Сии -Масло-вода, .".где и : 1-3; у = Н, СОВ; В - алкильНаиболее близким по технической ный Радкал с числом углеродных атосуцности,к йредложенйсму является мов 8-50 при следующем соотношенииэмульгаторна основе продуктов ко,денкомпонентов (масс.%):сации высших алйфатических кислот и , соль имидазолина 20-70полйэтиленполиаминов Рля обратнысоль диамида 1 20эмульсий 3, :;, -; .;,: ; , З 0 - "соль "аминоамида :10 79В качестве такого эмульгатора ис- , Для получения компонентов, входяпользуют композицию.содержащую в щих всостав композиции, используютсвоем составесоли высших алифатичес- ., индивидуальные Алифатические кислоты" "ких кислот (Св-С ) с имидазолинами " с длиной углеводородного радикала отй, диамидами следущего строения и со- ,СВ 16 До Сгвф ФРакции синтетических .отношейия: . жирных кислот Фракций С "-С10 1617соль имидазолинов строения : Сго . С 21 Сгкислоты прироДного происхождения или низшйе алкиловые эфиг,-."Ры этйх кислот. углеводородная цепьСН сн . " ..-:40 карбоновой. кислоты может быть пред 1 . Ь) .;: ставлена"йасыщенным алкильным ради К М %2-ОНКЪСООИ в ." : калом -нормального и изостроенияр может содержать ненасыщенные связи, .кеЯ ;.то- иоксигрунпы, В качестве аминовсоль диамидов строения -45 используют этилендиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, ь-пиперазин100 С,: растворимые в спиртах, углеводородах и маСлах.Присутствие в композиции соединений Формулы 1, 11 и 111 объясняетсятем, что соли имидазолинов (Формула1) и аминоамидов (Формула 11) являются весьма эффективными змульгаторами.Но при этом соли аминоамидов обладают большей поверхностной активностьюи меньшей растворимостью в углеводо, родных средах, чем имидазолины.Поэтому присутствие в смеси "иййдазолинов позволяет повысить раствориьюсть компонентов в аполярной Фазе иполучить высокоустойчивне эмульсии.соли диамидов формулы 111 обладают 5худшей эмульгируюшей способностью посравнению с соединениями 11 и 1. Ноих присутствие объясняется тем, чтодиамиды практически всегда присутствуют в реакционной смеси, если получение эмульгатора вести по описаннойвыше технологии. Кроме того, даже еСли провести полную дистилляцию получаемой смеси имидазолинов и аминоамидов, то диамиды ввиду трудностиразделения данных соединений всегдаприсутствуют в конечном продукте вколичестве не менее 1.Для определения эмульгирукцей способности предлагаемого эмульгатора ,: готовили 50-ные эмульсии.30Приготовление производили"СледувШим образомНеобходимое количество эмульгируюШей композициивеШеств 1, 11 и 111растворяли при 65 в течение 0,5 ч в 3550 объемных частях аполярной фазы,затем к полученному раствору эмульгатора добавляли 50 объемных частей воды приперемешивании пропеллерной ме-:шалкой (3000 об/мин) в течение 5 мин 4 Опри заданной температуре. Устойчивость эмульсий определяли при тбйжетемпературе и оценивали повремени вы-деления первых капель воды Х и половины эмульгированного объема водыХр 45Использование предложенного эмульгатора позволяет снизить расход эйуль-гатора" до 0,2- 2 масс повысить устойчивость эмульсйи тийа вода-масло : до 4-20 ч. при повышенных тейлеРату":"5 О рах (50 фс) .Ниже приведены результаты испыта-ний стабильности гидрофобных эмульсий, где вкачестве эмульгатора использованы соли высших алифатических"кислот и продуктов койденсаций"эЫхкислот с полиэтиленполиаминами приразличных соотношениях компонентов 1,11 и 111 в композиции.Пример 1.: Для получения эмульгатора исполь-" 60зуют товарную фракцию синтетическихжирных кислот (СИК) Фракции С,-С 6и полиэтиленполиамины, содержавшие всвоем составе этилендиамин (ЭДА) 515, диэтилентриамин 70-80 (ДЭТА), 65 триэтилентетрамини"тетразтиленпейтамин 5-15 (ТЭТА и ТЭПА), Термическую циклоконденсацию С)Я и ПЭПА производят "следуюшим образом, Смешивают116 г С)Я и 61 г ПЭПА при 25-70 С иподнимают температуру до 230-250отгоняя образуюШуюся в процессе реакции воду. После достижения этойтемпературы нагревают реакционнуюмассу в течение 3-4 часов при нормальном давлении в"токе"азота, затем под-"ключают вакуум й-при 30-100 м рт.ст.отгоняют избыточные амины и оставшуюся реакционную воду.Полученный продукт имел воскообразный вид, светло-желтый цвет темеГпературу плавления 35-40, аминноечисло в мг НС 1/г (А,ч. мг НС 1/г)150; кислотное число мг КОН/г (К,ч,мг КОН/г) - 1,5; содержание имидазолинов формулы 1 - 55 масс .; аминоамидов формулы 11 - 35 масс.; диамидов Формулы 111 - 10 масс.После охлаждения реакционной масосы до 50-70 , прибавляли при перемешивании (расчетное по аминному числу)необходимое для нейтрализации количество С)К Фракции С-С 6 .В данном случае на 100 г продуктаприбавляли 95 г СЖК фракции С 4 о СьПслученные соли СВК Фракции СоСь и смеси имидазолинов с аминоамидами имели светло-желтый воскообразный вид; температуру плавления 40 о45 С; растворялись в углеводородах,спиртах, эфире, ацетоне, маслах и нерастворялись в воде;Приготовление 50-ных гидрофобныхэмульсий производили следуюшим образом: 2 гэмульгатора растворяли при65 в течение 0,5 ч в 50 объемныхчаСтях дизельного топлива, затем кполученному расТвбру Эмульгатора -добавляли 50 объемных частей воды приперемешивании пропеллерной мешалкой.(3000 об/мин) в течение 5 мин приТемператУре 70 С. Устойчивость эмульсии определяли при той же температуре и оценивали по времени выделенияпервых капель"воды"Йо иполовйныэмульгйрованного объема воды ХДанные по эмульгируюшей способностиэмульгатора прйведейы" в таблице (опыты 2, 3),Приготовление 50-ных эмульсийс 0,2 эмульгатора проводили аналогичным образом.Данные по эмульгируюш 1 ей способности 50-ных эмульсий приведены в таблице.(опыт 1).Пр имер 2.Для получения эмульгатора использовали товарную Фракцию СЖК С-Саои полиэтиленполиамины. На 350 г кислот Фракции С( -Со брали 155 г ПЭПА.Режимы получения эмульгатора те же,что и в примере 1. Полученный в процессе циклоконденсации СЖК и ПЭПА704651 Строение их соответствовало формуле 1.Данные имидазолины нейтрализовалиСЖК Фракции- Со -С 1 ь . Эмульсии готовили как в примере 1. Результаты оцен ки эмульгирующей способности получен.ных солей в системе вода-дизельноетопливо приведены в таблице (опыт б) .В таблице (опыты 7, 8, 9, 10, 11,12) даны эмулЬгирующие способностииндивидуальных ксмпонен тов, входящихв состав предлагаемого эмульгатора,Полученные данные, характеризую-"щие устойчивость гидрофобных эмульсий, показали, что предлагаейая композиция на основе аминоамидов и ами-.дозолинов формулы 1, 11 и 111 позволила снизитьрасход эмульгатора до0,2, получив при этом эмульсии с периодомполураспада более 72 ч, Приэтом было отмечено, что устойчивостьэмульсий (8) и период полураспада(1/2) в значйтельйой степени зависит от аполярной Фазы и строения компонентов, входрщих в состав эмульгатора.с 5Так, например, было установлено,что наиболее эффективными эмульгаторами в исследованных системах явля"ются"к(омпонейтй 1 и 11 заявляемойО композиции (таблица 8, опыты 7-10).Соль диамидастроения 111 обладаетнаименьшей"Юмульгирующей способностью(опыты 11 и 12) .5 Для срав не ния с за являемой компо " "зйцийй ПАВ "Ойре(делена устойчивость50-ной эмульсии воды в толуоле, стабилизированной солью амина (опыт 13);и приведены данные, характеризующйеОпрототиП (опыт 14), В сравнимых условиях гептадецилат октадециламина необладаетдбстаточным стабилизирующимдействием, Заявляемая эмульгирукшаякомпозиция значительно эффективнеесоли амина;":.1:30: масло ВМ0 7 продукт имел воскообразный вид; светло-желтый цвет; ТпА - 50-55 С; А,ч,Мг НС 1/г1307 К.ч, мг КОН/г - 1,27содержание -ийидаэолинов формулы 1-50МасС; ) амииоамидов Формулы 11 - 30(ийЮдазолйнов," амин оамндов и дйамидов) моЖно также получить в прбцессе приготовления эмульсии.Для получения солей имидазолидов,амииозамидов и кислот в процессе приготовления",эмульсии в системе масло/водасмесь имидазолинов и аминоамидов, на основе СУ(К фракции С 4 -С о иПЭПАв количестве 1 г растворяют в25 мл масла ВИ-б и прибавляют к полу-.ченному раствору при перемешивании .1 г растворенных в масле ВИСУЗ. фракции. С, -СаоСмесЬ перемешивают при температу"ре 40-50 ОС в течение 10-15 мин и кполученному раствору эмульгатора прибавляют 50 объемных частей воды при(3000 об/мин) в течение 5 мин при 50 СДанные по устойчивости полученныхэмульсий сприменением данного эмульгатора в системам вода/дизельное топливо; вода/толуол 7 вода/масло ВИ,(приведены в таблице), (опыты 4,. 5) .Пример 3. 3Для получе нйя эмуль гатора йспользовали СЖК фракции С -С 4 ь и ПЭПАкак в примере 1. Термическую циклоконденсацию СЖК и ПЭПА пройзводйлипри режимах, описанных в примере 1,3при Соотнешении кислот и ПЭПА, "рав-" ном 1;3 (на 11 б г кислот брали 180 гПЭПА). ПосЛе отгонки избыточного ПЭПАйроизво(дили дистилляцйюполученногопродукта при пониженном давлении, собирая Фракцию, кипящую в интервалетемператур 230-280 С при 3 мм рт.ст.Полученные имидаэолины представляли собой желтые вяэкйе жидкости5,1 г 11 ф 111 = 5030:20В = С., -С о, п = 1-3 дизельноетопливо 70 11 24 6. 1 = 100В=С -С и=131 о ль 70 4,5 8 дизельноетопливо 1 - 100и = 1 7,70 2,5 3 толуол 8. 1 - 100В=С, п=1Ю70 5 6 11 - 100и 9. 70 Э 3,5 10. 11 - 100р 70 4,5 5 111 - 100В = С , и = 2 70 0,3 0,5 111 - 100В=СЛ 6 и= 2 12. 70 0,02 0,05 Октадецнламинагептадецинат 13. 70 0,03 0,0770 2 14, Прототип керосин Формула изобретения ВСОН(СН) ИН Н иВСООНр Нс - 4 НгЮ(СН)ЯК у иЯСООНС.В Составитель Г. ЛебедеваРедактор Ф, Серебрянский Техред М.Келемеш Корректор Н. Г.Рват Заказ 7913/13 Тираж 877 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретЕний и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г, ужгород, ул, Проектная, 4 Эмульгатор для обратных эмульсий 35 на основе соли имидаэолина и соли диамида, отличаю)ийся тем, что, с целью повышения устойчивости эмульсий при повышенных температурах и снижения расхода эмульгатора, он 40 содержит в качестве соли имидазолина соль формулы в.качестве соли диамида соль формулы ВСОИН СН ) ИН, СОВ (и) ВС,ООН и дополнительно соль аминоамида формулы где и = 1-3; В - алкильный радикал счислом углеродных атомов 8-50; у = Н,СОВ, при следующем соотноиении компонентов (масс,%):соль имидазолина 20-70соль диамида 1-20соль аминоамида 10-79Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СУ Р 2974106,кл. 2523115, 1968.2. Патент С 1) 9 3514399,кл. 25285, 1970,3. Патент С(й 9 3728277,кл; ВО 17/00, 1973 (прототип),