Внедренное на ГУП «Опытный завод АН РБ» производство пенообразователя «Ялан» в связи с возросшей себестоимостью продукции и появлением новых пенообразователей общего назначения требует поиска путей снижения его цены, не ухудшая при этом качественные характеристики пенообразователя. В связи с этим целесообразной является разработка оптимального состава пенообразователя на основе солей высших алкилсульфатов, обладающего удовлетворительными показателями качества и невысокой себестоимостью.
Для производства пенообразователя «Ялан» в качестве исходного сырья используются высшие жирные спирты (ВЖС) ряда С8-С10 и С12-С14 в долевом соотношении 20/80. Готовый продукт представляет собой водный раствор с массовой долей основного вещества 29%.
Для решения задачи снижения цены пенообразователя «Ялан» при сохранении требуемых показателей качества во-первых, исследовалась возможность изменения соотношения исходных компонентов таким образом, чтобы снизилась массовая доля основного вещества в готовом концентрате, а во-вторых, осуществлялся подбор добавок, позволяющих улучшить показатели качества пенообразователя при малых концентрациях ПАВа в растворе.
Рассмотрено влияние соотношения фракций спиртов С8-С10 и С12-С14 в исходном сырье на устойчивость пены (рис.1)
Рис. 1. Влияние соотношения фракций спиртов С8-С10 и С12-С14 в исходном сырье на устойчивость пены (температура 20 0С, массовая доля основного вещества в растворе 6%)
Как следует из данных, представленных на рисунке 1, при изменении соотношения фракций спиртов С8-С10 и С12-С14 в сторону увеличения доли ВЖС С12-С14 наиболее высокие показатели по устойчивости пены проявляют при соотношении 50/50. Это можно объяснить тем, что, согласно литературным данным, пенообразующая способность растворов первичных алкилсульфатов возрастает с увеличением длины углеводородного радикала, достигая максимального значения для додецилсульфата [14]. У более высокомолекулярных гомологов пенообразующая способность падает из-за уменьшения их растворимости в воде.
При уменьшении концентрации основного вещества в пенообразующем растворе вплоть до 0.4 мас.% устойчивость пены падает для соотношений фракций спиртов С8-С10 и С12-С14 в исходном сырье 20/80, 30/70, 40/60, а при соотношении 50/50 наблюдается ярко выраженная экстремальная зависимость в области концентраций основного вещества 1.2 – 1.4 мас.% (рис 2).
Рис. 2. Зависимость устойчивости пены при разных соотношениях фракций спиртов С8-С10 и С12-С14 в исходном сырье от массовой доли основного вещества в рабочем растворе (температура 20 0С).
При введении в состав пенообразователя стабилизирующих добавок карбамида экстремум зависимости устойчивости пены от концентрации основного вещества в рабочем растворе смещается в сторону ещё более малых концентраций (рис. 3). Данный факт можно объяснить комплексообразованием карбамида и углеводородной части молекул алкилсульфатов, и, соответственно, увеличением механической прочности адсорбционных слоёв на границе разделе Ж-Г пены.
Рис. 3. Зависимость устойчивости пены (cоотношение фракций спиртов С8-С10 и С12-С14 в исходном сырье 50/50) от массовой доли основного вещества в рабочем растворе с добавками 7.17 мас. % карбамида (температура 20 ºС).
Таким образом, исследование влияния соотношения компонентов в исходном сырье при производстве пенообразователей на основе солей высших алкилсульфатов показало, что наиболее высокие показатели по устойчивости пены проявляют при соотношении фракций спиртов С8-С10 и С12-С14, равном 50/50. Также установлено, что оптимальное содержание основного вещества в пенообразующем растворе составляет 1.25 мас.% при соотношении фракций спиртов С8-С10 и С12-С14 в исходном сырье 50/50, тогда как ранее рекомендовалось разбавлять концентрат пенообразователя «Ялан» перед применением до концентрации основного вещества 3 – 6 мас.%. Следовательно, найдены пути снижения цены товарного продукта без ухудшения качественных характеристик пенообразователя.
Литература
1. www.penofor.ru
2. Шароварников А.Ф., Шароварников С.А. Пенообразователи и пены для тушения пожаров. Состав. Свойства. Применение. М.: Пожнаука. 2005. 334 с.
3. Пенообразователи и пены для тушения пожаров: Состав. Свойства. Применение. Шароварников А.Ф., Шароварников С.А., Пожнаука"
4. "Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов". Шароварников А.Ф., Молчанов В.П., Воевода С.С., Шароварников С.А. -2002.
5. ГОСТ Р 50588-93. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний. М.: Издательство стандартов. 1993 г.
6. Ковалёв В.М., Петренко Д.С., Технология производства синтетических моющих средств. М.: Химия, 1992. 272 с.
7. Временный технологический регламент по получению ПО «Ялан» на опытно-наработочной установке цеха И-10. №ВР-2-03.
8. Bikerman J.J. Physical Surfaces. New York, Academic Press, 1970. 475p.; Foams. New York, Springer Verlag, 1973. 336p.
9. Шароварников А.Ф., Молчанов В.П. Подслойное тушение //Пожарное дело. М.: 1995, №1, С. 40 – 41.
10. Безродный И.Ф. Современные технологии пожаротушения // Состояние и перспективы развития противопожарной защиты объектов добычи, транспортировки, переработки нефти и газа: Материалы Всероссийского совещения-семинара. – Альтемьевск, Республика Татарстан, 1997. С. 48 – 51.
11. Сойфер Р.Д., Горская С.В., Иванова Т.А. и др. - Антибиотики, 1968, №2, с.120-124