Технология приготовления эмульсий
3.11. Приготовление анионных и катионных эмульсий может осуществляться по двум технологическим схемам (рис. 1). По первой схеме эмульгатор и щелочь (или кислоту) вводят в воду, приготовляют раствор определенной концентрации, а затем подают его и битум в определенных соотношениях в диспергатор, где происходит образование эмульсии.
По второй схеме эмульгатор вводят в битум, щелочь (или кислоту) - в воду, а затем эти компоненты поступают в диспергатор.
3.12. Вид и количество эмульгатора для анионных эмульсий назначают по табл. 4 в зависимости от класса эмульсии.
3.13. В эмульгаторах, содержащих воду, ее количество определяют в соответствии с п. 4.1.
3.14. В эмульгаторах: асидоле, асидол-мылонафте, сульфокислотах определяют кислотное число согласно п. 4.2.
3.15. В эмульгаторах: талловом масле, кубовых остатках синтетических жирных кислот, окисленном петролатуме, госсиполовой смоле и втором жировом гудроне определяют число омыления согласно п. 4.3.
3.16. Количество эмульгатора, необходимое для введения в воду или битум (см. табл. 4) уточняют с учетом воды, содержащейся в продукте по формуле
(1)
где N - количество эмульгатора?? необходимое для приготовления эмульсии?? %; n - количество эмульгатора?? %?? установленное по табл. 4; В - содержание воды в эмульгаторе?? %.
3.17. Количество едкого натра А (в % массы воды) рассчитывают по формуле
(2)
где а - кислотное число или число омыления эмульгаторов в соответствии с пп. 3.14 и 3.15 (мг КОН на 1 г); n - количество эмульгатора?? %?? в соответствии с табл. 4; 0??714 - коэффициент пересчета молекулярного веса от едкого натра к едкому кали; с - избыток едкого натра в водном растворе эмульгатора?? % (0??4 - для госсиполовой смолы?? 0??1 - 0??12 - для остальных эмульгаторов).
Если едкий натр поступает на производство не в твердом виде, а в растворе, его дозируют с учетом концентрации раствора (табл. 5), которую контролируют ореометрами (денсиметрами).
3.18. Водные растворы эмульгаторов: асидола, асидол-мылонафта, мыла нафтенового, сульфатного мыла, сульфокислот, смолы древесной омыленной, СНВ - приготавливают способом растворения эмульгатора и щелочного вещества (если оно входит в состав) в полной норме воды до рабочей концентрации. В воду, нагретую до температуры около 50?? С, вводят шелочное вещество и эмульгатор (в количестве, соответствующем табл 4, пп. 3.16 и 3.17), тщательно перемешивают до полного растворения, а затем подогревают раствор до 70 - 80?? С.
Пример. Требуется приготовить 1 т раствора эмульгатора асидола марки А-2. Количества воды в асидоле - 3%. Кислотное число асидола - 90 мг КОН на 1 мг.
По табл. 4 назначаем количество асидола в растворе - 1,5%, количество едкого натра рассчитываем по формуле (2) :
%.
Пересчитываем количество асидола с учетом содержащейся в нем воды по формуле (1):
%.
Таким образом, на 1 т раствора необходимо: 15,5 кг асидола, 2 кг едкого натра (в случае использования водного раствора едкого натра, его количество назначают с учетом концентрации раствора в соответствии с табл. 5), 982,5 л воды. Воду заливают в емкость, нагревают до 70-80?? С, затем вводят в нее вышеуказанное количество асидола и едкого натра, перемешивают до полного растворения.
3.19. Водный раствор таллового масла получают путем предварительного приготовления концентрата (мыла) из эмульгатора, щелочного вещества и части воды с последующим разбавлением его остальным количеством воды до рабочей концентрации. В емкость для приготовления мыла загружают эмульгатор в количестве?? соответствующем табл. 4 и п. 3.16?? заливают 2??5 кратным количеством воды?? затем добавляют едкий натр в количестве?? соответствующем п. 3.17. Смесь эмульгатора?? щелочи и воды кипятят 1-2 ч при периодическом перемешивании?? пока она не станет однородной. Готовое мыло разбавляют водой до рабочей концентрации.
Рис. 2. Схема хранения битумной эмульсии: 1. Емкость для хранения эмульсии. 2. Эмульсия. 3. Трубопровод для подачи эмульсии от диспергатора в емкость. 4. Трубопровод для закачивания эмульсии из емкости в транспортные средства
Таблица 4
Состав эмульгатора |
Количество вещества?? вводимое в воду?? % массы воды |
Количество вещества?? вводимое в битум?? % массы битума |
Эмульсии класса ЭБА-1 |
||
Асидол марки А-2 |
1 - 1??5 |
- |
Едкий натр |
по п. 3.17 |
- |
Жидкое стекло |
0,2 |
- |
Асидол - мылонафт |
2-2,5 |
- |
Едкий натр |
0,1 |
- |
Мыло нафтеновое |
2-2,5 |
- |
Едкий натр |
0,1-0,12 |
- |
Сульфатное мыло |
1-1,5 |
- |
Едкий натр |
0,1-0,12 |
- |
Госсиполовая смола |
- |
2-4,5 |
Едкий натр |
0,3-0,4 |
- |
Окисленный петролатум |
- |
2-3 |
Едкий натр |
по п. 3,17 |
- |
Синтетические жирные кислоты (кубовый остаток) |
- |
1,5-3,5 |
Едкий натр |
по п. 3.17 |
- |
Эмульсии класса ЭБА - 2 |
||
Масло талловое сырое |
2-2,5 |
- |
Едкий натр |
по п. 3.17 |
- |
Сульфатное мыло |
2-3 |
- |
Едкий натр |
0,2-0,3 |
- |
Контакт Петрова (сульфокислоты?? газойлевый контакт) |
1,2-1,4 |
- |
Едкий натр |
по п. 3.17 |
- |
Синтетические жирные кислоты (кубовый остаток) |
- |
3-3,5 |
Триполифосфат натрия |
1,5-2 |
- |
Второй жировой гудрон |
- |
6-7 |
Триполифосфат натрия |
1,5-2 |
- |
Жировая масса |
1,5-1,8 |
- |
Едкий натр |
0,6-0,7 |
- |
Госсиполовая смола |
- |
4,5-5 |
Едкий натр |
0,4-0,5 |
- |
Смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ) |
2,5-2,8 |
- |
Эмульсии класса ЭБА-3 |
||
Смола древесная омыленная |
6-8 |
- |
Талловый пек |
- |
15-20 |
Едкий натр |
0,8 |
- |
Контакт Петрова (сульфокислоты?? газойлевый контакт) |
2,4-2,6 |
- |
Едкий натр |
по п. 3.17 |
- |
Госсиполовая смола |
6-8 |
3-5 |
Едкий натр |
по п. 3.17 |
- |
Второй жировой гудрон |
- |
6-8 |
Триполифосфат натрия |
2 |
- |
Жировая масса |
2-2,5 |
- |
Едкий натр |
0,6-0,7 |
- |
Смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ) |
2,8-3 |
- |
Пек талловый омыленный |
5-10 |
- |
Таблица 5
Концентрация NaOH?? % |
Плотность NaOH?? г/см3 |
Концентрация NaOH?? % |
Плотность NaOH?? г/см3 |
2 |
1,023 |
32 |
1,352 |
4 |
1,046 |
34 |
1,374 |
6 |
1,069 |
36 |
1,395 |
8 |
1,092 |
38 |
1,416 |
10 |
1,115 |
40 |
1,437 |
12 |
1,137 |
42 |
1,458 |
14 |
1,159 |
44 |
1,478 |
16 |
1,181 |
46 |
1,499 |
18 |
1,203 |
48 |
1,519 |
20 |
1,225 |
50 |
1,54 |
22 |
1,247 |
52 |
1,56 |
24 |
1,268 |
54 |
1,58 |
26 |
1,289 |
56 |
1,601 |
28 |
1,31 |
58 |
1,622 |
30 |
1,332 |
60 |
1,643 |
3.20. Водные растворы анионных эмульгаторов рабочей концентрации назависимо от способа приготовления должны быть щелочными?? т.е. иметь водородный показатель рН в пределах 9-12 (определение рН см. п. 4.4.). Если рН готового раствора меньше указанных значений?? необходимо добавить в раствор едкий натр.
3.21. Эмульгаторы?? которые надо вводить не в воду?? а в битум?? предварительно отвешивают в количестве?? соответствующем табл. 4?? и загружают в битумный котел к моменту окончания обезвоживания битума. Для равномерного распределения эмульгатора необходимо перемешивать битум. Битум с эмульгатором не рекомендуется держать в нагретом состоянии более суток. При этом способе введения ПАВ щелочное вещество в необходимом по составу количестве растворяют в воде.
3.22. Вид и количество эмульгатора для катионных эмульсий назначают по табл. 2 в зависимости от класса эмульсии. Количество эмульгатора не зависит от концентрации битума в эмульсии.
3.23. Катионные эмульгаторы вводят в воду или в битум в соответствии с табл. 6. Соляную кислоту вводят только в воду.
Таблица 6
Состав эмульгатора |
Количество вещества?? вводимое в воду?? % массы воды |
Количество вещества?? вводимое в битум?? % массы битума |
Эмульсии класса ЭБК-1 |
||
АТМ |
0,5-1 |
- |
Соляная кислота |
0,2 |
- |
Амины С17-С20 |
- |
1-2 |
Соляная кислота |
по п. 3.26 |
- |
Эмульсии класса ЭБК-2 |
||
АТМ |
2 |
- |
Соляная кислота |
0,2 |
- |
БП-3 |
- |
2 |
Соляная кислота |
по п. 3.26 |
- |
Эмульсии класса ЭБК-3 |
||
БП-3 |
- |
3-4 |
Соляная кислота |
по п.3.26 |
- |
3.24. Количество эмульгатора для введения в воду или битум?? установленное по табл. 6?? уточняют по концентрации основного вещества в продукте?? указанной в паспорте?? по формуле
??(3)
где N - количество эмульгатора?? необходимое для приготовления эмульсии?? %; n - количество эмульгатора?? %?? установленное по табл. 6; с - концентрация основного вещества в продукте?? %.
3.25. Для каждой партии соляной кислоты необходимо устанавливать концентрацию путем измерения ореометром (денсиметром) ее плотности (табл. 7).
3.26. Количество соляной кислоты?? необходимое для введения в воду при использовании эмульгаторов БП-3 и аминов?? рассчитывают по формуле
(4)
где А - количество соляной кислоты?? % массы воды; О - основность эмульгатора?? мл 0,1Н раствора HCl; 0??00365 - г-экв 0??1Н раствора HCl; n - количество эмульгатора?? %?? установленное по табл. 6; с - концентрация HCl?? %.
Если основность эмульгатора дана в мг КОН на 1 г?? то для перевода в мл. 0??1Н раствора HCl этот показатель следует разделить на 5??61 (титр 0??1Н раствора HCl?? выраженный в мг КОН на 1 г).
Пример. Требуется приготовить 1 т водного раствора соляной кислоты для получения эмульсии с 3% БП-3. Соляная кислота имеет плотность 1??179 г/см3?? следовательно?? концентрация ее (по табл. 7) 36%. Основность БП-3 41??45 0??1Н раствора HCl (или 232??5 КОН на 1 г). По формуле (4) находим необходимое количество соляной кислоты
%.
Следовательно?? на 1 т водного раствора 14??6 кг?? или 12??4 л (14??6:1??179) соляной кислоты.
3.27. Количество соляной кислоты?? необходимой для введения в раствор эмульгатора при использовании АТМ?? устанавливают по табл. 6. Нормы расхода кислоты?? указанные в табл. 6?? относятся к кислоте 36%й концентрации с плотностью 1??179. При наличии кислоты другой концентрации ее количество корректируют по табл. 7.
Таблица 7
Концентрация HCl, % |
Плотность соляной кислоты?? г/см3 |
Коэффициент |
Концентрация HCl, % |
Плотность соляной кислоты?? г/см3 |
Коэффициент |
20 |
1,098 |
1,784 |
30 |
1,149 |
1,197 |
22 |
1,108 |
1,614 |
32 |
1,159 |
1,113 |
24 |
1,119 |
1,486 |
34 |
1,169 |
1,052 |
26 |
1,129 |
1,366 |
36 |
1,179 |
1,000 |
28 |
1,139 |
1,279 |
38 |
1,189 |
0,951 |
|
|
|
40 |
1,198 |
0,905 |