МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЕМКОСТЕЙ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
DETERGENT FOR CLEANING CONTAINERS AND METAL SURFACES

Изобретение относится к техническим моющим средствам и к технологии очистки им емкостей, резервуаров, танков нефтеналивных судов, трубопроводов, промывки скважин и оборудования в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности от минеральных, нефтяных, асфальтобитумных, смолистых, парафиновых загрязнени, для очистки оборудования и поверхностей от смазок, например графитовых, и масел на машиностроительных предприятиях, для очистки поверхностей в труднодоступных местах, микротрещинах, поверхностях, поврежденных с потерей металла, от окалины и коррозии.
Известно моющее средство для очистки металлической поверхности по патенту на изобретение РФ №2259393, опубл. 10.11.2007 г., которое содержит, мас.%: ионогенное ПАВ - синтерол 10,0-12,0; метасиликат натрия 2,0-5,0; триполифосфат натрия или тринатрийфосфат 15,0-20,0; бактерицидно-антикоррозионную добавку 3,0-5,0; карбонат натрия (кальцинированная сода) до 100. Однако известное средство плохо удаляет загрязнения, характеризуется низкой эффективностью в высокоминерализованной воде и высокой емкостью рабочих растворов по нефтепродуктам, что требует дополнительной обработки по их очистке от указанных нефтепродуктов.
2
5
2
2
5
2
Известен способ удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО), описанный в патенте на изобретение РФ №2209937, опубл. 10.08.2003 г., согласно которому производят обработку скважины или трубопровода водным раствором 1-2%-ной концентрации нагретого не выше 60°С моющего реагента, содержащего порошкообразное синтетическое моющее средство, включающее не менее 12 мас.% ПАВ, не менее 10,5 мас.% фосфорнокислых солей в пересчете на РО и не менее 2 мас.% силиката натрия в пересчете на SiO, и порошкообразное техническое моющее средство, включающее не менее 4,5 мас.% ПАВ, не менее 11 мас.% фосфорнокислых солей в пересчете на РО и не менее 1,7 мас.% силиката натрия в пересчете на SiO, при следующем соотношении компонентов, мас.%: CMC 20-30; ТМС 70-80. Указанный способ применим и для очистки емкостей.
3
Однако указанный известный способ не обеспечивает получение положительного результата при наличии минерализованных вод с плотностью выше 1,005 г/см, т.к. при этом происходит выпадение осадков. Кроме того, известный способ может быть реализован только при температуре моющего реагента не выше 60°C, т.к. при более высокой температуре он теряет свои отмывающие свойства, что не позволяет бороться с застарелыми, например битумомизированными, осадками нефтепродуктов и АСПО и приводит к повышенному расходу как реагента, так и времени обработки. Все это снижает эффективность способа.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является рецептура моющего средства «ПАН» для очистки поверхности от органических загрязнений, описанного в патенте России №2309979, опубликованном 10.11.2007 г., включающее поверхностно-активные вещества ПАВ, фосфатсодержащий реагент, метасиликат натрия и кальцинированную соду, дополнительно содержит каустическую соду, полифосфат натрия и сульфат натрия, в качестве ПАВ содержит смесь неонола и синтамида-5 при их массовом соотношении 1:0,25-10,0 соответственно, а в качестве фосфатсодержащего реагента - триполифосфат натрия и тринатрийфосфат, при следующем соотношении компонентов, мас.%: неонол - 0,5-4,0; синтамид-5 - 1,0-5,0; метасиликат натрия - 8,0-15,0; триполифосфат натрия - 8,0-15,0; тринатрийфосфат - 10,0-15,0; полифосфат натрия - 2,0-10,0; сода каустическая - 1,0-5,0; сода кальцинированная - 15,0-23,0; сульфат натрия - до 100. Данное моющее средство обладает комплексом физико-химических свойств: растворяющей, смачивающей и обезжиривающей способностью. Расход моющего средства и его пенообразование небольшие, а степень очистки от застарелых загрязнений, а также сохранение этих свойств в широком диапазоне температур до 98°C и в присутствии воды с различной степенью минерализации значительно выше, чем у вышеперечисленных аналогов.
Недостатком данного моющего средства является его недостаточная экологичность из-за наличия в рецептуре триполифосфата натрия, тринатрийфосфата, которые являются аллергенами и крайне вредны для окружающей среды, попадая в водоемы, способствуют усиленному образованию сине-зеленых водорослей, которые приводят к отравлению. Кроме того, описанное моющее средство обладает недостаточной эффективностью при очистке металлических поверхностей от загрязнений в труднодоступных местах и микротрещинах, в местах окалины и коррозии, недостаточной эффективностью при очистке металлических поверхностей от окалины и коррозии, недостаточной антикоррозийной защитой очищаемой поверхности, вследствие чего внешний вид металлической поверхности не производит достаточно чистого впечатления и очень быстро происходит повторное осаждение загрязнений на очищаемой поверхности, особенно в местах окалины и коррозии, даже в процессе непосредственной очистки, то есть данное моющее средство обладает низкими эксплуатационными характеристиками при использовании его в промышленных целях.
Задачей изобретения является создание нового моющего средства для очистки емкостей и металлических поверхностей от загрязнений с высокими эксплуатационными характеристиками при использовании его в промышленных целях: экологичного, в широком диапазоне температуры водного раствора, с высокой очищающей способностью от загрязнений в труднодоступных местах и микротрещинах, в местах окалины и коррозии, с высокой очищающей способностью от окалины и коррозии, с последующей антикоррозийной защитой очищаемой поверхности.
Указанный технический результат достигается тем, что моющее средство для очистки емкостей и металлических поверхностей от загрязнений, включающее поверхностно-активные вещества ПАВ - неонол и синтамид-5, ингибитор коррозии, метасиликат натрия, кальцинированную соду, каустическую соду, полифосфат натрия и сульфат натрия, согласно изобретению в качестве ингибитора коррозии содержит жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 и силикат с кремнеземистым модулем 4,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
неонол
0,5-4,0
синтамид-5
1,0-5,0
метасиликат натрия
8,0-15,0
жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7
10,0-15,0
силикат с кремнеземистым модулем 4,0
5,0-10,0
полифосфат натрия
5,0-15,0
сода каустическая
1,0-5,0
сода кальцинированная
15,0-23,0
сульфат натрия
до 100
За счет введения в моющее средство для очистки емкостей и металлических поверхностей от загрязнений в качестве ингибитора коррозии жидкого стекла при следующем соотношении компонентов, мас.%: неонол - 0,5-4,0; синтамид-5 - 1,0-5,0; метасиликат натрия - 8,0-15,0; жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 - 10,0-15,0; силикат с кремнеземистым модулем 4,0 - 5,0-10,0; полифосфат натрия - 5,0-15,0; сода каустическая - 1,0-5,0; сода кальцинированная - 15,0-23,0; сульфат натрия - до 100, улучшаются эксплуатационные характеристики моющего средства при использовании в промышленных целях, а именно получают средство более экологичное, в широком диапазоне температуры водного раствора, с высокой очищающей способностью от загрязнений в труднодоступных местах и микротрещинах, в местах окалины и коррозии, с высокой очищающей способностью от окалины и коррозии, с последующей антикоррозийной защитой очищаемой поверхности.
Заявляемое моющее средство для очистки емкостей и металлических поверхностей от органических загрязнений обладает новизной по сравнению с прототипом, отличается от него вышеперечисленными признаками и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Совокупность существенных признаков заявляемого технического решения состава не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявленное моющее средство найдет широкое применение для очистки им емкостей, резервуаров, танков нефтеналивных судов, трубопроводов, промывки скважин и оборудования в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности от минеральных, нефтяных, асфальтобитумных, смолистых, парафиновых загрязнений, для очистки оборудования и поверхностей от смазок, например графитовых, и масел на машиностроительных предприятиях, от окалины и коррозии, с последующей антикоррозийной защитой очищаемой поверхности.
Для получения предлагаемого моющего средства как в лабораторных, так в промысловых условиях были использованы следующие вещества:
9-6
9-12
- неонол - оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримеров пропилена типа АФ по ТУ 38.507-63-171-91 или АФ по ТУ 2483-077-05766801-98;
10
18
- синтамид-5 - полиэтиленгликолевые эфиры моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракций C-C по ТУ 6-02-640-80;
- метасиликат натрия по ТУ 2145-026-00204872-2002;
- жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 по ТУ 2385-001-54824507-2000;
- силикат с кремнеземистым модулем 4,0, производимый компанией «Anticorr paint»;
- полифосфат натрия по ГОСТ 20291-80; - сода каустическая (гидроокись натрия) по ГОСТ 2263-79;
- сода кальцинированная (карбонат натрия) по ТУ ГОСТ 5100-85; - сульфат натрия по ТУ 2141-084-00209527-99.
Предлагаемые моющие средства готовили путем сухого смешения ингредиентов при заявленном их количественном соотношении.
Для проведения испытаний в лабораторных условиях были приготовлены три композиции заявляемого средства, компонентный состав которых приведен в премерах 1, 2, 3.
Пример 1
Технологическая схема производства моющего средства для очистки емкостей и металлических поверхностей состоит их следующих стадий:
1. Дозируют неонол - 0,5.
2. Дозируют синтамид-5 - 1,0.
3. Дозируют метасиликат натрия - 8,0.
4. Дозируют жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 - 10,0.
5. Дозируют силикат с кремнеземистым модулем 4,0 - 5,0.
6. Дозируют полифосфат натрия - 5,0.
7. Дозируют соду каустическую - 1,0.
8. Дозируют соду кальцинированную - 15,0.
9. Дозируют сульфат натрия - 54,5.
Все хорошо перемешивают.
Пример 2
Технологическая схема производства моющего средства для очистки емкостей и металлических поверхностей состоит их следующих стадий:
1. Дозируют неонол - 4,0.
2. Дозируют синтамид-5 - 5,0.
3. Дозируют метасиликат натрия - 15,0.
4. Дозируют жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 - 15,0.
5. Дозируют силикат с кремнеземистым модулем 4,0 - 10,0.
6. Дозируют полифосфат натрия - 15,0.
7. Дозируют соду каустическую - 5,0.
8. Дозируют соду кальцинированную - 23,0.
9. Дозируют сульфат натрия - 8.
Все хорошо перемешивают.
Пример 3
Технологическая схема производства моющего средства для очистки емкостей и металлических поверхностей состоит их следующих стадий:
1. Дозируют неонол - 2,25.
2. Дозируют синтамид-5 - 3,0.
3. Дозируют метасиликат натрия - 11,5.
4. Дозируют жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 - 12,5.
5. Дозируют силикат с кремнеземистым модулем 4,0 - 7,5.
6. Дозируют полифосфат натрия - 10,0.
7. Дозируют соду каустическую - 3,0.
8. Дозируют соду кальцинированную - 19,0.
9. Дозируют сульфат натрия - 31,25.
Все хорошо перемешивают.
При проведении лабораторных испытаний определяли следующие свойства предлагаемого моющего средства:
- моющую способность рабочего водного раствора моющего средства в отношении АСПО и графитовой смазки, в отношении оксидов и коррозии.
3
Моющая способность, очищающая от оксидов и коррозии (далее - моющая способность), определялась весовым методом, сущность которого заключается в определении отмываемости загрязнений, оксидов, следов коррозии с поверхности образцов. Мойку образцов осуществляют на лабораторной моечной установке методом окунания с возбуждением моющего раствора при помощи мешалки, имеющей постоянное число оборотов, равное 3000 об/мин. Общая концентрация моющих средств в рабочем растворе составляет 7 г/дм (т.е. рабочий раствор 0,7%-ной концентрации), температура мойки от 45 до 98°C, большинство опытов проводилось при температуре 75°С. Для испытаний берут два одинаковых образца №1 и №2, выполненные из стали марки Ст-3 со следами оксидов и коррозии, визуально определимыми, промывают их проточной водой, ацетоном, высушивают и взвешивают на аналитических весах. Далее образец №1 загрязняют АСПО с реальных объектов нефтедобычи (насосно-компрессорные трубы, элементы погружных насосов и т.п.) путем окунания в расплав или загрязняют поверхность образца графитовой смазкой. Загрязненный образец №1 охлаждают при комнатной температуре, взвешивают и помещают в моечную машину, где моют в течение 3 мин. После мойки образец №1 высушивают на воздухе до постоянной массы. Моющую способность определяют как отношение массы загрязнений, смытых с поверхности испытуемого образца №1, к общей массе загрязнений, находящихся на его поверхности до мойки, выраженное в процентах. Моющую способность определяли при различной температуре рабочего раствора, а также при различной минерализации воды, используемой для приготовления рабочего раствора (с низкой степенью минерализации 4,5 промилле и с высокой степенью минерализации 45 промилле, которую получали растворением естественной морской соли в заданном количестве дистиллированной воды). Очищающую способность от оксидов и коррозии определяют визуально сравнивая образец №1 с образцом №2, который не подвергался мойке.
Результаты испытаний занесены в таблицу.
Таблица
Содержание компонентов, мас.%Концентрация рабочего раствора 7 г/дм<sup>3</sup>
Температура, °C
% отмывки нефтепродуктов
% очистки от окалины и коррозии
1
2
3
4
неонол - 0,5
синтамид-5 - 1,0
метасиликат натрия - 8,0
жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 - 10,0
силикат с кремнеземистым модулем 4,0 - 5,0
полифосфат натрия - 5,0
сода каустическая -1,0
сода кальцинированная - 15,0
сульфат натрия - 54,5
75
98,3
98,5
неонол - 4,0
синтамид-5 - 5,0
метасиликат натрия - 15,0
жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 - 15,0
силикат с кремнеземистым модулем 4,0 - 10,0
полифосфат натрия -15,0
сода каустическая - 5,0
сода кальцинированная - 23,0
сульфат натрия - 8
75
99,0
99,0
неонол - 2,25
синтамид-5 - 3,0
метасиликат натрия - 11,5
жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 - 12,5
силикат с кремнеземистым модулем 4,0 - 7,5
полифосфат натрия - 10,0
сода каустическая - 3,0
сода кальцинированная - 19,0
сульфат натрия - 31,25
75
97,6
97,8
ПРОТОТИП
неонол - 0,5-4,0
синтамид-5 - 1,0-5,0
метасиликат натрия - 8,0-15,0
триполифосфат натрия - 8,0-15,0
тринатрийфосфат - 10,0-15,0
полифосфат натрия - 2,0-10,0
сода каустическая - 1,0-5,0
сода кальцинированная - 15,0-23,0
сульфат натрия - до 100
75
95,0-97,0
10,0
Кроме того, для определения антикоррозийной способности заявляемого моющего средства образец №1, вымытый заявляемым средством, и образец №2 с прежними следами оксидов и коррозии оставляют под воздействием внешней среды и ежедневного смачивания водой на 5 дней. На образце №1 следов оксидов и коррозии к концу пятых суток не появилось, на образце №2 площадь, покрытая оксидами и коррозией, увеличилась в 1,5 раза.
Анализ данных таблицы показывает, что предложенное моющее средство для очистки емкостей и металлической поверхности улучшает эксплуатационные характеристики моющего средства при использовании в промышленных целях, а именно получают средство более экологичное, в широком диапазоне температуры водного раствора, с высокой очищающей способностью от загрязнений в труднодоступных местах и микротрещинах, в местах окалины и коррозии, с высокой очищающей способностью от окалины и коррозии, с последующей антикоррозийной защитой очищаемой поверхности, за счет введения в моющее средство для очистки емкостей и металлических поверхностей от загрязнений в качестве ингибитора коррозии жидкого стекла при следующем соотношении компонентов, мас.%: неонол - 0,5-4,0; синтамид-5 - 1,0-5,0; метасиликат натрия - 8,0-15,0; жидкое стекло с кремнеземистым модулем 2,7 - 10,0-15,0; силикат с кремнеземистым модулем 4,0 - 5,0-10,0; полифосфат натрия - 5,0-15,0; сода каустическая - 1,0-5,0; сода кальцинированная - 15,0-23,0; сульфат натрия - до 100.