АНТИГОЛОЛЕДНЫЙ РЕАГЕНТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК C09K3/18 B01J2/02 

Настоящее изобретение относится к составам, используемым для предотвращения и удаления гололедных образований с покрытых снегом или льдом поверхностей.

Антигололедные реагенты применяются как для предотвращения образования, так и разрушения уже образовавшегося льда. В качестве таких реагентов широко известны неорганические соли такие, как хлориды натрия, магния, кальция, фосфата калия, натрия, аммония, нитраты щелочноземельных металлов, сульфаты щелочных металлов, а также органические соединения, такие как низкомолекулярные спирты, гликоли, глицерин, карбоксилаты.

При применении указанных реагентов особое значение придается вопросам их коррозионного воздействия на конструкции, содержащие металл, а также влияния на окружающую среду. Известно, что из-за своей дешевизны наиболее применимы неорганические соли: хлориды натрия, кальция и магния. Содержание хлора в названных реагентах обуславливает не только разрушения льда, но и сильную коррозию металлических конструкций (скорость коррозии Ст3 в растворах CaCl₂ достигает 0,65 мм/год, причем коррозия язвенная). Вредное воздействие хлорида натрия на окружающую среду проявляется в накоплении ионов хлора в придорожной полосе, что ведет к загрязнению грунтовых вод, в том числе подземных источников водоснабжения, способствующих ветровой и водной эрозии почв, повреждению и угнетению придорожной растительности.

При применении органических антигололедных реагентов коррозия уменьшается, но все же остается значительной. Кроме того, встает экономическая проблема вследствие больших потерь применяемого реагента из-за его летучести и проблема охраны окружающей среды.

Распространение получают реагенты, использующие менее коррозионно-агрессивные и более экологически безопасные соединения, такие как карбамид и нитраты щелочных и щелочноземельных металлов.

Известен антигололедный реагент, содержащий нитрат кальция и карбамид. Недостатком его является повышенная слеживаемость при хранении и недостаточная коррозионная стойкость [ТУ 6-03-362-86].

Известен антиобледенительный состав, содержащий нитрат кальция и карбамид, отличающийся тем, что с целью уменьшения гигроскопичности и слеживаемости в него введен мочевино-кротоновый полимер [SU 306162].

Недостатком его является высокая коррозионная активность по отношению к металлам.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение на основе нитрата кальция и карбамида коррозионно-безопасного и неслеживаемого реагента для удаления/предотвращения образования льда с поверхности дорог, тротуаров и других поверхностей.

Указанный результат достигается тем, что в реагент на основе нитрата кальция и карбамида входят следующие компоненты: ингибитор коррозии - фосфаты кальция в количестве 0,1-0,5%, антислеживающие добавки - нитрат магния в количестве до 6% и карбамидоформальдегидный полимер в количестве до 3%, пролонгирующая добавка - карбонат кальция в количестве до 7%.

В качестве основных компонентов реагента могут быть использованы карбамид и нитрат кальция, полученные любым известным способом.

Известен способ получения антигололедного реагента, включающий стадии упаривания разбавленного раствора нитрата кальция, кристаллизацию и фильтрацию нитрата кальция, твердофазной реакции нитрата кальция с мочевиной при тщательном перемешивании компонентов с последующей сушкой полученного продукта [Попова И.М., Автореферат кандидатской диссертации "Исследование физико-химических основ и технологии получения жидких и твердых азотных удобрений с использованием отходов, содержащих нитрат кальция", Одесса, 1975 г.].

Недостатком этого способа является многостадийность его получения, трудность управляемости стадии твердофазной кристаллизации, сложность введения и равномерного распределения антикоррозионных и антислеживающих добавок и как следствие удорожание продукта и экономическая целесообразность получения.

Предлагаемый в данном изобретении способ включает получение плава нитрата кальция, дозирование добавок и карбамида. Полученную смесь упаривают, подвергают гранулированию или приллированию с последующим охлаждением. Преимуществом данного способа является использование концентрированного раствора (плава) нитрата кальция, что позволяет уйти от стадии упаривания слабых растворов нитрата кальция. Кроме того, смешение жидких реагентов - легко поддающийся управлению по сравнению с твердофазной кристаллизацией процесс. Это делает настоящий способ менее энергоемким и более технологичным. В частности, нитрат кальция может быть получен азотнокислотным разложением апатита, который содержит в своем составе ингибитор коррозии - фосфаты кальция.

Состав и способ осуществления представлены в примерах.

Пример 1. Расчетное количество компонентов: 38,8% нитрата кальция, 56,0 карбамида, 4,4% нитрата магния, 0,6% воды перемешивают и нагревают до получения прозрачного плава, затем в плав добавляют 0,2% фосфата кальция и обрабатывают с получением гранул. Полученные гранулы охлаждают, Продукт имеет температуру эвтектики -17^oC, скорость коррозии 0,03 мм/год, время полного растворения гранул составляет 20 мин.

Пример 2. Расчетное количество компонентов: 46,0% нитрата кальция, 50% карбамида, 3,6% нитрата магния, 0,4% воды перемешивают, нагревают до получения прозрачного плава и обрабатывают с получением гранул. Полученные гранулы охлаждают. Продукт имеет температуру эвтектики -18^oC, скорость коррозии 0,11 мм/год, слеживаемость 0,2 кг/см².

Пример 3. Расчетное количество компонентов: 40,6% нитрата кальция, 59,4% карбамида, перемешивают, нагревают до получения прозрачного плава и обрабатывают с получением гранул. Полученные гранулы охлаждают. Продукт имеет температуру эвтектики -19^oC, скорость коррозии 0,12 мм/год, слеживаемость 0,4 кг/см².

Пример 4. Расчетное количество компонентов: 39,7% нитрата кальция, 58,0% карбамида, 1,0% нитрата магния, 0,5% воды перемешивают, нагревают до получения прозрачного плава, добавляют 0,6% карбамидформальдегидного полимера, 0,2% фосфата кальция и обрабатывают с получением гранул. Полученные гранулы охлаждают. Слеживаемость продукта 0,09 кг/см².

Пример 5 Расчетное количество компонентов: 37,4% нитрата кальция, 0,2% фосфатов кальция, 3,4% нитрата магния, 55,4% карбамида, перемешивают и нагревают до получения прозрачного плава, затем в плав добавляют 3% карбоната кальция и обрабатывают с получением гранул. Полученные гранулы охлаждают. Продукт имеет температуру эвтектики -17^oC, скорость коррозии 0,03 мм/год. Время полного растворения гранул составляет 40 мин.

Приведенные примеры свидетельствуют, что антикоррозионная добавка уменьшает скорость коррозии в статических условиях в 3 раза (примеры 1 и 2), слеживаемость уменьшается в 1,5 раза при введении нитрата магния и в 2-2,5 раза при введении карбамидформальдегидного полимера. Введение карбоната кальция увеличивает время растворения в 2 раза.

Использование: для предотвращения и удаления гололедных образований с покрытых снегом или льдом поверхностей. Реагент на основе нитрата кальция и карбамида дополнително содержит нитрат магния до 6,0 мас.%, фосфаты кальция до 0,1 - 0,5 мас.%, карбамидформальдегидный полимер до 3%, карбонат кальция до 7,0%. Нитрат кальция может быть получен любым известным способом, в том числе азотнокислотным разложением апатита. Для получения реагента в плав нитрата кальция вводят добавки и карбамид, смесь упаривают и подают на стадию грануляции или приллирования с последующим охлаждением готового продукта. Изобретение позволяет получить коррозионно-стойкий, неслеживаемый антигололедный реагент экономически выгодным способом. 2 с.п. ф-лы.

1. Антигололедный реагент, включающий нитрат кальция и карбамид, отличающийся тем, что в его составе содержатся следующие добавки: ингибитор коррозии - фосфаты кальция в количестве 0,1 - 0,5 мас.%, антислеживающие - нитрат магния в количестве до 6% и карбамидформальдегидный полимер в количестве до 3%, пролонгирующего действия - карбонат кальция в количестве до 7%. 2. Способ получения антигололедного реагента на основе нитрата кальция и карбамида, отличающийся тем, что в плав нитрата кальция вводят добавки и карбамид, полученную смесь упаривают до получения состава реагента, указанного в п. 1, и подают на стадию грануляции или приллирования с последующим охлаждением готового продукта.