脱脂组合物，其制备方法和用途

发明领域

本发明涉及清洁/脱脂组合物领域，特别涉及用于清洁来自被污染基底、表面或区域的油污和/或修复来自土壤的油/烃溢出和从颗粒固体分离油的组合物。

背景技术

能够从各种表面除去油污的几种油脱脂制剂是已知的。通常，脱脂组合物含有卤素和所谓的“碱性助洗剂”。其它组合物包括用于除去油污的洗涤剂和水的混合物。

还有其他已经开发了可用于从混凝土表面去除油污的机器和程序，包括将粘土-沙混合物研磨到混凝土表面。然而，这样的机器和程序可能难以使用且成本昂贵。减少污染物的另一种方式是通过结合原油的吸附剂。

非水基清洁流体还用于从基底清洁不需要的油，例如，从衣服或其他织物去除油脂斑点。然而，这些清洁流体倾向于稀释和扩散油，而不是将其从基底完全去除。此外，许多这些非水基清洁流体是有毒的。

还需要从沙子、砾石和土壤中清除溢出的油和燃料的有效方法。此外，钻井操作通常采用污染钻屑的油基钻井液。钻井液污染钻屑的处置受到严格规定，并且还需要清洁钻屑处置的方法。

常规地，基础油洗涤或洗涤剂洗涤已用于清洁污染的土壤和/或钻屑。基础油洗涤和洗涤剂洗涤包括使污染的土壤或钻屑分别与基础油或表面活性剂水溶液接触。基础油和洗涤剂洗涤方法通常能够将油含量降低到仅约5％至约20％。

生物去除原油的方法已被采用，其一方面使用昂贵，并且另一方面不可回收地破坏溢出的原油。还使用了包括表面活性剂如烷基芳基磺酸的钠盐和溶剂如石脑油的混合物的工业洗涤剂。

众所周知，由于地层/储层的自然能量，只有一部分油可以从含油地层/储层中回收。根据科学家研究，高达60％的油留在储油层中，并且不能用现有技术回收。可以使用几种二次开采技术来迫使更多的油离开储层，最简单的方法是用另一种介质直接替换，通常是水或诸如CO

因此，需要开发一种脱脂/清洁组合物，其对于以下方面是经济的、环境友好的并且有效的：从各种基底/表面去除油污，清洁颗粒固体诸如土壤、钻屑等，和/或从土壤中回收油，诸如石油烃，并且通过它们的生物降解性，使环境影响最小化，并且不破坏烃链，从而允许以环境安全的方式回收大部分溢出物。这种类型的组合物的需求随着世界的经济发展而显著增长，增加了油产量和潜在的环境灾害。

提供该背景信息是为了使申请人认为可能与本发明相关的信息被知晓。不必承认，也不应当解释为，任何前述信息构成反对本发明的现有技术。

发明概要

本发明的目的是提供脱脂组合物，其制备方法和用途。

根据本发明的一个方面，提供了一种脱脂组合物，其包括：按组合物的重量计约4％至约16％的HLB值小于12的第一阴离子表面活性剂；按组合物的重量计约1％至约5％的HLB值大于12的第二阴离子表面活性剂；按组合物的重量计约1％至约4％的弱酸；按组合物的重量计约2％至约6％的尿素；按组合物的重量计约1％至约5％的磷酸三钠；组合物的约1％至约4％的无机碱；以及按组合物的重量计约60％至约90％的水。

根据本发明的一个方面，提供了制备本发明的组合物的方法。方法包括：a)在约20-50℃的温度下，将弱酸与组合物中的水总量的第一部分混合，直到弱酸溶解；b)将第一阴离子表面活性剂逐渐添加到混合物中；c)将第二阴离子表面活性剂逐渐添加到混合物中；d)在添加表面活性剂之后，使混合物静置；e)将组合物中的水总量按重量计的第二部分添加到混合物中，水具有约20-50℃的温度；f)将磷酸三钠和尿素添加到混合物中；g)添加无机碱(作为10-15％的水溶液)；以及h)使混合物静置在室温下以使气泡逸出。

根据本发明的一个方面，提供了利用本发明的组合物清洁油污表面的方法。方法包括：将如权利要求1-10中任一项的脱脂组合物施加到被污染表面上以形成组合物-油混合物；以及从表面去除脱脂组合物-油混合物，并且可选地从去除的油中分离组合物。

根据本发明的一个方面，提供了利用本发明的组合物清洁被油污染的颗粒固体的方法。方法包括将根据权利要求1-10中任一项的脱脂组合物与被污染固体混合以形成组合物-油混合物；将脱脂组合物-油混合物与固体分离，以及将脱脂组合物与从土壤分离的组合物-油混合物中分离。

附图简述

现在将参考所附简化的、图解的、不按比例的附图通过示例性实施例来描述本发明。图中：

图1是根据本发明的实施例用于生产组合物的装置和系统的示意图。

图2是根据本发明的实施例将组合物施加在被污染的表面上并从表面分离烃的方法的示意图。

详细说明

除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。

如本文所用，术语“油”是指原油、发动机油、液压油、矿物油、传动液、动力转向液、制动液、汽油、煤油、柴油、燃料油、曲轴箱油、润滑脂、锂脂肪、白油脂、切削油、植物油脂、植物油、猪油、人造黄油、烹饪油、动物排泄物、马粪肥料等。

如本文所用，术语“HLB值”是指表面活性剂分子的亲水-亲脂平衡，其是表面活性剂的亲水和亲脂部分的尺寸和强度的平衡，以及表面活性剂可以是亲水或亲脂程度的量度。

如本文所用，术语“亲水”是指被水分子吸引并倾向于被水溶解的分子或部分。

如本文所用，术语“亲脂”是指溶解在脂质、脂肪、油和非极性溶剂中的分子或部分。

如本文所用，术语“约”是指与给定值的约+/-10％的变化。应当理解为，这种变化总是包括在本文提供的任何给定值中，无论是否具体提及。

本发明提供了新型水性脱脂组合物，其适用于清洁油污基底和表面以及从固体中分离油，更具体地，适用于从颗粒固体如土壤/砾石/沙/灰、钻屑等中分离油。

本发明的清洁/脱脂组合物包括按组合物的重量计约4％至约16％的HLB值小于12的第一阴离子表面活性剂；按组合物的重量计约1％至约5％的HLB值大于12的第二阴离子表面活性剂；按组合物的重量计约1％至约4％的弱酸；按组合物的重量计约2％至约6％的尿素；按组合物的重量计约1％至约5％的磷酸三钠；约1％至约4％的无机碱；以及按组合物的重量计约60％至约90％的水。

在一些实施例中，第一阴离子表面活性剂是直链C

在一些实施例中，第一阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸。在一些实施例中，第一阴离子表面活性剂是4-十二烷基苯磺酸。在一些实施例中，第一表面活性剂是2-十二烷基苯磺酸。

在一些实施例中，第二阴离子表面活性剂是具有2-8个醚单元的C

在一些实施例中，第二阴离子表面活性剂是具有2-6个醚单元并且具有以下化学式的十二烷基醚硫酸钠：

在一些实施例中，第二阴离子表面活性剂是月桂醇聚醚-3-硫酸钠或月桂醇聚醚-2-硫酸钠。

在一些实施例中，弱酸是硼酸。

无机碱用于调节组合物的酸度。适当选择量的酸度调节剂可以获得乳液的中性pH(优选pH 7.5(*/-)1)。

在一些实施例中，无机碱可以是NaOH、KOH或NH

在一个实施例中，本发明的组合物包括：

重量计约1.5％-2.5％的月桂醇聚醚硫酸钠；

重量计约1.5％-2.5％的硼酸；

重量计约7％-10％的十二烷基苯磺酸；

重量计约2％-3.5％的尿素；

重量计约1.5％-2.5％的磷酸三钠；

重量计约1.5％-2.5％的氢氧化钠；以及

平衡水。

在一个实施例中，本发明的组合物包括：

重量计约1.8％-2.2％的月桂醇聚醚硫酸钠；

重量计约1.8％-2.2％的硼酸；

重量计约8％-9％的十二烷基苯磺酸；

重量计约3％的尿素；

重量计约1.8％-2.2％的磷酸三钠；

重量计约1.8％-2.2％的氢氧化钠；以及

平衡水。

在一些实施例中，组合物具有约10的HLB值。

在一些实施例中，组合物为乳液形式，和/或包括微乳液。

本发明的清洁/脱脂组合物基于两种适当选择的洗涤剂，即表面活性剂，(其中一种可以是水乳化油，另一种可以是油乳化水)，以特定方式混合在一起，导致形成乳液或微乳液，这提供了油和水层的分离。

应理解为，根据活性成分的性质和水平选择待使用的表面活性剂或表面活性剂的混合物以及它们的水平，以便形成本发明的微乳液。通常，微乳液占总表面活性剂乳液或其混合物的重量计约0.01％至40％，优选0.05％至25％，最优选0.1％至12％。

用于组合物的合适的表面活性剂包括本领域技术人员已知的能够形成如本文所定义的微乳液的任何阴离子表面活性剂，其包括无机酸或其活性成分。

本发明的组合物可进一步包括非离子、阳离子、两性和/或两性离子表面活性剂。

本发明的组合物可用作清洁剂/脱脂剂，以从被污染的基底/表面去除油污和/或从被污染的表面或区域/土壤和其它固体颗粒清洁烃溢出物(特别是石油)。本发明的组合物和制剂特别适用于从多孔表面，包括但不限于混凝土、木材、石头、砖石、织物、合成和其它吸油基底，去除烃污渍，包括但不限于石油基、烃基产品，特别是处理被漏油污染的陆地。

清洁制剂的合成取决于选择条件和适当的电解质屏蔽，使得水溶液没有释放和/或任何组分从混合物中分解，其失去了经典溶液(溶解的化学分子)的特性并在反应的最后阶段变成胶体(溶胶)。这种胶体-溶胶是亚稳态的。其耐久性[适用性]的期限确定为3-5年。诸如强电解质、钙和铁离子的因素会导致溶胶分解和制剂的特定乳化性质的损失。

当将这种亚稳态“溶液”添加到环境中以结合石油产品时，它会分解并且一种组分迁移到疏水相。根据配方的其它成分能够形成胶体并且使胶体稳定。如上所述，制作精良的制剂是耐用的，持续几十个月并且是可生物降解的。

在另一方面，本发明提供了用于制备如上定义的组合物的方法。本发明的方法包括以下步骤：a)在约20-50℃的温度下，将弱酸与组合物中的水总量的第一部分混合，直到弱酸溶解；b)将第一阴离子表面活性剂逐渐添加到混合物中；c)将第二阴离子表面活性剂逐渐添加到混合物中；d)在添加表面活性剂之后，使混合物静置；e)将组合物中的水总量按重量计第二部分添加到混合物中，水具有约20-50℃的温度；f)将磷酸三钠和尿素添加到混合物中；g)添加无机碱(作为10-15％的水溶液)；以及h)使混合物静置在室温下，以使气泡逸出。

添加单个物质的顺序可以根据需要改变。

在一些实施例中，步骤a)中使用的第一部分水为水总量的约25％至45％。在一些实施例中，步骤e)中使用的第二部分水为水总量的约25％至45％。

在一些实施例中，步骤a)包括将弱酸添加到反应器中提供的水中。在一些实施例中，向反应器提供混合器以在需要时混合反应混合物。

在一些实施例中，在步骤b)中，混合反应混合物，同时添加第一阴离子表面活性剂，随后混合至多约30分钟。在一些实施例中，在步骤c)中，将混合物混合，同时添加第二阴离子表面活性剂，随后混合至多约30分钟。

在一些实施例中，在步骤d)中，使混合物静置至多60分钟，并且在步骤d)中，使混合物静置至多24小时。

本发明的组合物可以通过使这种污染表面与设计成以简单、容易和安全的方式除去目标油污的特定制剂接触来实现油污表面的清洁/脱脂。可去除的污渍包括但不限于原油、发动机油、液压油、矿物油、传动液、动力转向液、制动液、汽油、煤油、柴油、燃料油、曲轴箱油、润滑脂、锂脂肪、白油脂、切削油、植物脂肪、植物油、猪油、人造黄油、烹饪油、动物排泄物和马粪肥料。

因此，本发明的组合物可以用于钻井操作、油溢出的环境净化以及从油泥中开垦有价值的油。

本发明的组合物还可用于通过将组合物的水溶液或组合物在水中的乳液(微乳液)注入地层而从地层回收石油的方法中。

在一些实施例中，本发明的组合物可用于增强从地层/储层的原油中采油，优选以水中的乳液或微乳液的形式。

在一些实施例中，本发明的组合物可以用作扑灭燃烧油的试剂，优选以水中的乳液或微乳液的形式。

组合物可以以浓缩形式或在水中的稀溶液中使用，组合物与水的重量或体积比为1:10至1:1000，这取决于所需的清洁方法。

适合于制备和/或与本发明的组合物一起使用的水可以是任何类型的水，例如海水、盐水、饮用水、新鲜/甜的水、蒸馏水等。

本发明还包括去除由石油(和其它烃)溢出到地面、表面污染、罐、管道等所引起的污染物的方法，通过后续的步骤：(1)将制剂输送到污染位点，(2)将油产品与制剂结合，(3)形成稳定的乳液，(4)从污染表面分离乳液(石油/烃与制剂的组合)，然后(5)从制剂分离石油。

在一些实施例中，本发明的组合物用于清洁油污表面的方法，包括以下步骤：将本发明的脱脂组合物施加在被污染的表面上以形成组合物-油混合物；从表面除去脱脂组合物-油混合物，且可选地从除去的油中分离组合物。

在一些实施例中，脱脂组合物以其浓缩形式施用。在一些实施例中，脱脂组合物作为在水中的稀溶液施用，组合物与水的重量或体积比为1:10至1:1000。

在一些实施例中，脱脂组合物-油混合物可以通过用布或刷子冲洗和/或擦拭或擦洗来去除，或者可以在压力下机械地去除。

在一些实施例中，脱脂组合物通过喷涂施加，优选在压力下。

在一些实施例中，方法涉及清洁/去除原油、发动机油、液压油、矿物油、传动液、动力转向液、制动液、汽油、煤油、柴油、燃料油、曲轴箱油、润滑脂、锂脂肪、白油脂、切削油、植物脂肪、植物油、猪油、人造黄油、烹饪油、动物排泄物和/或马粪肥料的污渍。

在一些实施例中，被污染的表面包括混凝土、木材、石头、砖石、织物、合成和吸油基底、油储层、罐、管道和/或颗粒固体，例如土壤、钻屑、砾石、沙子、灰等。

在一些实施例中，本发明的组合物用于清洁被油污染的颗粒固体的方法，其中该方法包括：将本发明的脱脂组合物与被污染的固体混合以形成组合物-油混合物；将脱脂组合物-油混合物与土壤分离，并将脱脂组合物与从土壤分离的组合物-油混合物分离。

在一些实施例中，被污染的固体是被油溢出污染的土壤。

为了更好地理解本文描述的本发明，以下示例是参考附图阐述的，附图未按比例绘制，并且所示组件不一定彼此成比例绘制。应当理解为，这些实施例旨在描述本发明的说明性实施例，而不旨在以任何方式限制本发明的范围。

实施例

生产方法

按照下述方法制备示例性组合物。

设备

用于生产示例性组合物的基本装置是如图1所示的R1反应器，由耐酸钢制成的具有至少1.5m

关于图1：

R1 反应器

M1 混合器

W1 称重器

A 组件装载线

B 加水线

O1 液罐

pH pH计

FT 子组件装载线

T1 温度探头

HT 加热器

生产1500升浓缩液的方法：

1.向反应器中加入600升温度为30℃(±5℃)的水

2.将30kg硼酸加入水中，混合15-30分钟，使其溶解，

3.加入125-130升烷基苯磺酸(ABS)(仍混合)，混合30分钟，

4.加入30升月桂醇聚醚硫酸钠(SLES)，仍混合组合物约30分钟，关闭混合器-使反应混合物静置(使混合物平静)约60分钟，

5.加入500升水(温度为30℃)，继续混合，加入30kg磷酸三钠(Na

6.制备酸度调节剂-约300升NaOH(10％)，

7.通过加入约250-300升NaOH溶液(10％)，将所得制剂的pH调节到7.8-9.1的水平，

8.使反应混合物在反应器中静置24小时，使得其中含有的气泡逸出，最终-将所得制剂倒入PEHD罐中。

以上提及的生产方法的结果是浓缩液体，根据所需的用途，必须以1:10至1:1000(液体与水的重量或体积比)的比例稀释浓缩液体。

根据与水混合的比例，乳液可用于：

-清洁被烃污染的表面；

-清洁家庭中的脂肪污渍和类似物质；

-清洗工业设备-罐、蓄水池、输油管道、油罐等。；

-洗去烃污染物-石油衍生物；

-从地面洗掉溢出的油，在生态意义上清除污染物，清理伴随产油井的“生产坑”；

-废弃油井的清洗(再生)；

-清洁因油溢出引起的土壤污染；

-从原油中提高石油开采；

-扑灭燃烧油；以及

-将原油与油沙或油泥分离。

该组合物通过以下方法用于清洁污染表面：

1.将制剂施加到被污染的表面上，而不稀释，

2.等待约5-10分钟，

3.在压力下机械地工作或用布-刷子擦洗，

4.用水冲洗。

图2是将组合物施加在被污染的表面上并从表面分离烃的方法的示意图，其中当将组合物在水中的乳液(微乳液)添加到沙子中有油溢出的被污染的位点时，油产物与制剂结合，并形成包括石油产物/烃-组合物的组合的稳定乳液，其从被污染的位点分离。

上述示例性组合物的特征在于高渗透能力，包括难以到达的地方，这使得其在去除所有种类的污染物方面非常有效，包括油污。该制剂在表面上没有留下条痕，而且其在水中的不同浓度确保其通用性和广泛的应用。根据本发明的试剂具有友好的无刺激性气味，其不会对使用者造成任何毒性风险。由于皂物质的有机含量，它是低发泡剂，消除了对洗涤表面的额外密集冲洗的需要。根据本发明的表面清洁和脱脂剂的特征在于高生物降解性，甚至达到98.8％。

应确信，在操作过程中，当本发明的液体微乳液组合物施加到油污表面时，液体浸入表面的孔中。组合物与油颗粒结合并将它们带到表面，在该位置它们被收集到罐中并与水分离(通过分离过程)。

以上描述仅涉及优选的实施方式。本领域的专家以及制造或使用本发明的人将对本发明进行修改。因此，应当理解为，图中所示和上文所述的实施方式仅用于说明目的，并不旨在限制本发明的范围，其在以下权利要求中限定，根据专利法的原理解释，包括等同原则。