СОСТАВ УГЛЕВОДОРОДНОГО ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ
COMPOSITION OF HYDROCARBON FOAMING AGENT FOR EXTINGUISHING FIRE OF OIL PRODUCTS

Изобретение относится к пенным составам, при смешивании водных растворов которых с воздухом или другим газом образуется пена, используемая для тушения пожаров в различных областях народного хозяйства, например строительной, химической, нефтехимической, авиации.
Известно множество пенообразующих составов, предназначенных для пенного пожаротушения.
Известен пенообразующий состав (Патент РФ 2270711 С2, 27.02.2006), который содержит исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С8-С10 13,0-28,0; этиленгликоль 15,0÷25,0; карбамид 5,0÷15,0, остальное вода [1]. Недостатком этого изобретения является высокая концентрация рабочего раствора, которая приводит к большому расходу состава, и низкие огнетушащие свойства пены высокой кратности.
Известен состав пенообразователя для тушения пожаров (RU 2212918 С1, 27.09.2003), содержащий исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислот 40,0-44,0; алкилсульфонат фракции С11-С17 26,0-30,0; стабилизатор пены (этиленгликоль, этиловый или изопропиловый спирт) и вода - остальное [2].
Известный состав обеспечивает получение пены, кратность которой для 2% раствора составляет 8-20, устойчивость пены для той же концентрации составляет 220-300, однако использование триэтаноламиновых солей алкилбензолсульфокислот в количестве 40,0-44,0 мас.% снижает пенообразующий эффект состава и отрицательно влияет на окружающую среду.
Недостатком известного изобретения является высокая концентрация рабочего раствора (6%), которая приводит к большому расходу состава, и низкие огнетушащие свойства пены высокой кратности. Кроме того, высокое содержание карбамида в рабочем растворе ограничивает использование известного состава в замкнутых пространствах на судах морского и речного транспорта.
Известен пенообразующий состав для тушения пожаров (патента РФ №2270712), включающий поверхностно-активное вещество, высшие жирные спирты, карбамид, н-бутиловый спирт, бутилцеллозольв, неонол, оксанол и воду [3].
Наиболее близким известным решением к заявляемому изобретению является пенообразующий состав для тушения пожаров (Патент РФ 2263527 С1, 10.11.2005), содержащий исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 и фракции С12-С14, взятых в массовом соотношении 1,0÷5,0:1,0-15,02÷32,0; первичные высшие жирные спирты фракции (ВЖС) С12-С14 0,5÷3,0; карбамид 1,0÷12,0; сульфоэтоксилаты-натрия первичных высших жирных спиртов фракции С12-С14 1,4÷8,5 и вода - остальное [4].
Известное решение позволяет получать пену средней и высокой кратностью. Недостатком состава-прототипа является недостаточно высокая огнетушащая эффективность пены низкой кратности.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат обеспечивается тем, что пенообразующая композиция для тушения пожаров содержит: алкилсульфат натрия первичных жирных спиртов фракции С8-С10, оксиэтилированный лаурилсульфат натрия, алкилиминодипропионат натрия, карбамид и вода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алкилсульфаты первичных высших жирных спиртов
фракции С8-С10,
0,5-25
Оксиэтилированный лаурилсульфат натрия
0,2-10
Алкилиминодипропионат натрия
0,05-8,0
Карбамид
2-15
Этиленгликоль
5-35
Вода
Остальное до 100
Заявленный состав готовят следующим образом. В аппарат, снабженный перемешивающим устройством, прибором для измерения и записи температуры, штуцерами для загрузки сырья и выгрузки готового продукта, вакуумом, загружают оксиэтилированный лаурилсульфат натрия и этиленгликоль. Включают мешалку и перемешивают в течение 25-30 минут. Затем загружают натриевые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 и воду. Карбамид загружают на заключительной стадии, поскольку его растворение сопровождается самопроизвольным охлаждением раствора, поэтому смесь необходимо, предварительно, нагреть до температуры 50-60°С.
После загрузки всех компонентов массу перемешивают в течение 30-40 минут, затем полученный раствор охлаждают до комнатной температуры.
Ниже представлена структурная формула алкилиминодипропионата натрия
,
8
14
где R - С-С.
Обоснование пределов содержания компонентов
Минимальное содержание алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 определяется кратностью пены, полученной на электромеханическом миксере. При концентрации ниже 0,5 мас.% кратность пены становится предельно низкой, равной 4,5, поэтому нижняя концентрация равна 0,5 мас.%.
Минимальное содержание оксиэтилированного лаурилсульфата натрия определяется заметным эффектом повышения устойчивости пены, которая проявляется при концентрации более 0,2 мас. %.
2
Минимальное содержание алкилиминодипропионата натрия определяется наличием эффекта повышения огнетушащей эффективности пены. Время тушения пламени гептана при интенсивности подачи пены 0,05 кг/мс заметно снижается при содержании алкилиминодипропионата натрия при концентрации более 0,05 мас.%.
Минимальное содержание карбамида и этиленгликоля определяется требуемой температурой застывания концентрированного раствора пенообразователя, которая должна быть не хуже минус 5°С, что обеспечивается содержанием компонентов не ниже 2,0 и 5,0 мас.%, соответственно.
Максимальное содержание алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 определяется из требуемой концентрации рабочего раствора. Если требуемая концентрация равна 3,0 мас.% от концентрата, то содержание должно быть 25 мас.%, соответственно содержание оксиэтилированного лаурилсульфата натрия - 10,0 мас.%, а алкилиминодипропионат натрия - 5,0 мас.%.
Максимальное содержание карбамида и этиленгликоля определяется наибольшей морозоустойчивостью, температурой застывания концентрированного раствора пенообразователя - минус 30°С, которая обеспечивается при концентрации карбамида и этиленгликоля 15 и 35 мас.%, соответственно.
Оптимальные соотношения компонентов в концентрированном пенообразователе
Сопоставление огнетушащей эффективности с составом-прототипом.
Огнетушащую эффективность пены низкой кратности определяли по методике, описанной в ГОСТ 53280.2-2010, при этом пену подавали непосредственно на горящую поверхность гептана. Огнетушащую эффективность характеризовали временем тушения пламени гептана. Кратность пены 7,0±1,0.
В табл. 1 представлены результаты сравнительных испытаний огнетушащей эффективности предлагаемого пенообразователя и состава-прототипа. Относительная эффективность предложенного состава на 30-50% превышает состав-прототип, что является существенным преимуществом.
Взаимное влияние подобранных компонентов привело к следующим эффектам: исключена зависимость пенообразующих свойств пенообразователя от жесткости воды, что дает возможность работы с ним на морской воде и определяет основную область использования пенообразователя; при смешивании компонентов состава снижается вязкость продукта и усиливается процесс их взаимного растворения; пониженная температура застывания состава до минус 30°С дает возможность хранения и использования состава при температурах до минус 10°С.
Концентрированный пенообразователь обладает сравнительно небольшой кинематической вязкостью при 20°С, что не создает проблем с его дозированием. Рабочие растворы пенообразователя имеют пониженное содержание ПАВ (около 1%), что обеспечивает большую экологическую безопасность продукта по сравнению с другими пенообразователями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Патент №2270711 С2 "Пенообразующий состав для тушения пожаров".
2. Патент №2212918 С1 "Состав пенообразователя для тушения пожаров способ его получения".
3. Патент №2270712 "Пенообразующий состав для тушения пожаров".
4. Патент №2263527 "Пенообразующий состав для тушения пожаров".