ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК C09K3/22 C09K3/18 

Изобретение относится к профилактическим средствам (композициям), предназначенным для предотвращения прилипания, примерзания и смерзания материалов, для борьбы с пылеобразованием в условиях низких отрицательных температур, для снижения потерь сыпучих материалов выдуванием при перевозках, а также для увеличения насыпного веса каменноугольной шихты.

Известно профилактическое средство, предназначенное для предотвращения прилипания и выдувания сыпучих материалов, содержащее, в мас.%: экстракт селективной очистки масляных фракций - 70-94, крекинг-остаток сернистых нефтей 2-10, гудрон сернистых нефтей 2-10, асфальт сернистых нефтей 2-10. Способ приготовления профилактического средства состоит в смешении указанных компонентов [1].

Известно также профилактическое средство "Универсин-У", предназначенное для борьбы с пылеобразованием и прилипанием сыпучих материалов, содержащее дистиллятную фракцию сернистых нефтей с интервалом кипения 270-410^oC и крекинг-остаток, причем указанные компоненты введены в композицию соответственно в количестве 40-60 мас. %. Профилактическое средство готовят путем смешения дистиллятной фракции и крекинг-остатка в предлагаемых пропорциях [2].

Указанные композиции имеют температуру застывания до минус 10^oC и характеризуются вяжущими и смазывающими свойствами, обусловливающими их возможность применения летом.

Известно профилактическое средство, предназначенное для борьбы с пылеобразованием при низких температурах, содержащее, в мас.%: легкий газойль каталитического крекинга с пределами кипения 190-320^oC - 45-60, остаток от термического крекирования тяжелых ароматизованных дистиллятов вторичных процессов 15-20, остаток от термического крекирования гудронов сернистых нефтей- 5-10, легкий газойль коксования с пределами кипения 190-350^oC - остальное. Данное средство готовят предварительным смешением остатков от крекирования тяжелых ароматизированных дистиллятов вторичных процессов с легким газойлем коксования при 100-110^oC и последующим смешением полученной смеси с легким газойлем каталитического крекинга при 80-90^oC [3].

Указанная композиция характеризуется температурой застывания до минус 63^oC и обладает хорошими вязкостно-низкотемпературными свойствами. Недостатком композиции является ее сложный состав (многокомпонентность). Входящие в состав композиции компоненты получаются в ходе различных нефтетехнологических процессов. При отсутствии в технологической схеме завода одной из установок:
каталитического крекинга, замедленного коксования или термического крекинга исключается возможность приготовления профилактического средства требуемого качества. Кроме того, известная композиция обладает недостаточно высокими пылесвязывающими свойствами, а способ приготовления композиции включает в себя ряд последовательных операций, что усложняет технологию приготовления средства.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции по технической сущности и достигаемому результату является профилактическое средство, предназначенное против смерзания и примерзания сыпучих материалов к транспортному оборудованию, содержащее, в мас.%: легкий газойль каталитического крекинга с пределами выкипания 180-360^oC - 80-90 и гудрон высокосернистых нефтей - 10-20 [4] . Приготовление данного профилактического средства осуществляют смешением компонентов в резервуаре при нагреве.

Однако, данное профилактическое средство, рассматриваемое в качестве прототипа, также характеризуется недостаточно высокими пылесвязывающими и низкотемпературными свойствами. Вовлечение в состав профилактического средства гудрона в количестве только до 20 мас.%, известного как более дешевый компонент композиции по сравнению с легким газойлем каталитического крекинга, отрицательно сказывается на товарной стоимости профилактического средства.

Задача изобретения - разработка профилактического средства, обладающего хорошими низкотемпературными и более высокими пылесвязывающими свойствами, а также способа приготовления профилактического средства с заданными характеристиками и содержащего большее количество гудрона.

Поставленная задача решается предлагаемым профилактическим средством, в котором согласно изобретению используют керосино-газойлевую фракцию вторичных процессов и гудрон в следующих соотношениях, в мас.%:
Керосино-газойлевая фракция вторичных процессов с пределами кипения 195-270^oC - 70-78
Гудрон - 22-30
Решение поставленной задачи достигается также способом приготовления, включающим смешение при 80-90^oC керосино-газойлевой фракции с пределами кипения 195-270^oC в количестве 70-78 мас.% с гудроном в количестве 22-30 мас.%, и изотермическую выдержку данной смеси при 80-90^oC в течение 60-90 мин.

Используемая при приготовлении профилактического средства керосино-газойлевая фракция с пределами кипения 195-270^oC может быть получена во вторичных процессах термического крекинга остаточного нефтяного сырья, в том числе в процессе замедленного коксования гудрона, или каталитического крекинга вакуумного газойля. Вовлечение в состав предлагаемого средства гудрона в количестве 22-30 мас.% позволяет улучшить пылесвязывающие свойства композиции, при этом низкотемпературные характеристики, как было неожиданно установлено, несмотря на такое большое содержание гудрона, не только не ухудшаются, а и наоборот, температура застывания смеси находится на уровне минус 58^oC -минус 65^oC. Входящие в состав композиции керосино-газойлевые фракции вторичных процессов и гудрон являются доступными продуктами, получаемыми на любом нефтеперерабатывающем заводе, работающим по топливной схеме.

Указанное профилактическое средство готовят смешением расчетных количеств нагретого до 80-90^oC гудрона и фракции с пределами кипения 195-270^oC каталитического или термического крекинга с последующим перемешиванием смеси в течение 5-10 мин при 80-90^oC и изотермической выдержкой в течение 60-90 мин при той же температуре. Осуществление изотермической выдержки приводит к установлению равновесной концентрации компонентов композиции во всем ее объеме, что способствует образованию менее прочной коагуляционной структуры и проявлению более высоких низкотемпературных свойств.

Пример 1. Готовят композицию профилактического средства: гудрон количестве 22 мас.% нагревают в термически устойчивой стеклянной посуде до 80^oC и к нему добавляют 78 мас.% фракции каталитического крекинга с пределами кипения 195-270^oC и перемешивают смесь в течение 10 мин при 80^oC, затем полученную смесь подвергают изотермической выдержке в течение 60 мин при 80^oC. Физико-химические свойства фракции каталитического крекинга с пределами кипения 195-270^oC и гудрона приведены в табл. 1. Далее полученная композиция исследуется стандартными методами с целью установления температуры застывания (ГОСТ 20287-74), температуры вспышки в закрытом тигле (ГОСТ 6556-75) и условной вязкости при 50^oC (ГОСТ 6258-52).

Пылесвязывающие свойства профилактического средства оценивают экструзионным методом (Зимон А.Д., Андрианов Е.Н. Аутогезия сыпучих материалов. М.: Металлургия, 1978, с. 287). Для этого пыль (фракция < 0,25 мм) обрабатывают избытком профилактического средства до установления его постоянной концентрации в объеме образца, термостатируют при 20^oC в течение 30 мин и определяют адгезионную прочность на разрыв. При продавливании образца пыли, обработанного профилактическим средством, через коническую насадку под действием собственного веса происходит отрыв стержня образца пыли определенной длины. По величине массы и площади сечения отрывающегося стержня рассчитывается усилие, необходимое для его разрыва.

Насыпной вес каменноугольной шихты с добавкой профилактического средства измеряют при 20^oC следующим образом. В навеску угольной шихты (влажность 8%) ситового состава (содержание класса 3-0 мм - 78,5%) вводится добавка профилактического средства в количестве 0,3 мас.%. Затем шихта тщательно перемешивается в течение 2 мин и высушивается в сушильном шкафу при 80^oC в течение 1 ч. Суть метода определения насыпного веса заключается в определении веса сыпучих тел, насыпанных определенным способом в известный объем. Был использован модернизированный аппарат А.А.Агроскина с цилиндрическим бункером и объемом приемника 2 л (Кауфман А.А., Динельт В.М. Подготовка и коксование углей. Вып. 5, Свердловск, Средне-Уральское книжное издательство, 1965, с. 301-314; Судья П.А. Увеличение загрузки коксовых печей. М.: Металлургиздат, 1948, с. 11). Количественные характеристики композиции приведены в табл. 2.

Пример 2. Топливные композиции, содержащие гудрон в количестве 25 и 30 мас. %, смешиваются при 90^oC и подвергаются изотермической выдержке при 90^oC в течение 90 мин. Результаты исследования свойств композиций приведены в табл. 2.

Пример 3. Аналогично примеру 2 готовятся композиции профилактического средства, содержащие фракцию процесса замедленного коксования с пределами кипения 195-270^oC (свойства которой приведены в табл. 1) в количестве 70, 75 и 78 мас. % и гудрон с вышеуказанными характеристиками в количестве соответственно 30, 25 и 22 мас.%.) Количественные характеристики композиций приведены в табл. 3.

Как видно из представленных данных, предложенное профилактическое средство обладает высокими низкотемпературными свойствами, что дает возможность использовать его в суровых климатических условиях. При использовании предлагаемого профилактического средства в качестве пылесвязывающего состава оно обнаруживает высокие адгезионные свойства по отношению к пыли, что позволяет сократить кратность обработки полотна автодорог и увеличить срок эффективной работы средства до 35-40 сут и более. Кроме того, при применении указанного профилактического средства в качестве добавки к каменноугольной шихте ее насыпной вес увеличивается на 10%.

Использование: для предотвращения прилипания, примерзания и смерзания материалов и пылеобразования в условиях низких температур в угольной, строительной и металлургической промышленности. Сущность изобретения: профилактическое средство содержит, в мас.%: керосино-газойлевую фракцию вторичных процессов с пределами кипения 195 - 270^oС 70 - 78 и гудрон 22 - 30. Указанную композицию готовят смешиванием 70 - 78 мас.% керосино-газойлевой фракции вторичных процессов и 22 - 30 мас.% гудрона при 80 - 90^oС и последующей изотермической выдержкой смеси при 80 - 90^oС в течение 60 - 90 мин. Предложенная композиция профилактического средства имеет улучшенные низкотемпературные и пылесвязывающие свойства. 2 с.п. ф-лы. 3 табл.

1. Профилактическое средство, содержащее керосино-газойлевую фракцию вторичных процессов с пределами кипения 195 - 270^oС и гудрон, отличающееся тем, что оно содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Керосино-газойлевая фракция вторичных процессов с пределами кипения 195 - 270^oС - 70 - 78
Гудрон - 22 - 30
2. Способ приготовления профилактического средства, включающий смешение керосино-газойлевой фракции вторичных процессов с пределами кипения 195 - 270^oС и гудрона при нагреве, отличающийся тем, что смешение керосино-газойлевой фракции в количестве 70 - 78 мас.% и гудрона в количестве 22 - 30 мас. % производится при 80 - 90^oС и после смешения компонентов смесь подвергают изотермической выдержке при 80 - 90^oС в течение 60 - 90 мин.