ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРИЛИПАНИЯ И СМЕРЗАНИЯ И ДЛЯ БОРЬБЫ С ПЫЛЕОБРАЗОВАНИЕМ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК C09K3/18 C09K3/22 

Изобретение относится к профилактическим средствам (композициям), предназначенным для предотвращения прилипания, примерзания и смерзания сыпучих материалов и для борьбы с пылеобразованием в условиях низких отрицательных температур.

Известно 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 и 60 мас.%. Профилактическое средство готовят путем смешения дистиллятной фракции и крекинг-остатка в предлагаемых пропорциях (SU 519468).

Указанная композиция имеет температуру застывания до минус 10^oC и характеризуется вяжущими и смазывающими свойствами, обусловливающими их возможность использования 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 ароматизованных 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 (SU 1214704).

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 и смазывающими свойствами, а способ приготовления композиции включает в себя ряд последовательных операций, что усложняет технологию приготовления средства.

Известно профилактическое средство, содержащее, в мас.%: легкий газойль каталитического крекинга с пределами выкипания 180-360^oC - 80-90 и гудрон высокосернистых нефтей - 10-20. Приготовление данного профилактического средства осуществляют смешением компонентов в резервуаре при нагреве (SU 1096271).

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

Задачей настоящего изобретения является разработка профилактического средства, обладающего хорошими низкотемпературными, более высокими пылесвязывающими и смазывающими свойствами и содержащего большее количество гудрона.

Поставленная задача решается предлагаемым профилактическим средством, в котором согласно изобретению используют 0,8-2,0 %-ный раствор низкомолекулярного полиэтилена в керосиногазойлевой фракции вторичных процессов с пределами кипения 195-270^oC при следующем соотношении компонентов, мас.% :
Раствор низкомолекулярного полиэтилена - 50 - 60
Гудрон - 40 - 50
Используемая при приготовлении профилактического средства керосиногазойлевая 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 прелагаемого средства гудрона в количестве 40-50 мас. % позволяет усилить пылесвязывающие и смазывающие свойства композиции, при этом низкотемпературные характеристики, несмотря на такое значительное количество гудрона, в присутствии низкомолекулярного полиэтилена улучшаются и температура застывания смеси находится на уровне технических требований, а именно минус 40^oC - минус 45^oC. Входящие в состав композиции керосиногазойлевые фракции вторичных процессов и гудрон являются доступными продуктами, получаемыми на любом нефтеперерабатывающем заводе, работающем по топливной схеме. Низкомолекулярный полиэтилен является побочным отходом производства высокомолекулярного полиэтилена и в некоторых случаях подвергается утилизации сжиганием /"Нефтепереработка и нефтехимия" 1993, N 2, с. 21-23/. Депрессорные свойства низкомолекулярного полиэтилена известны по отношению к дизельным топливам, однако он не рекомендован к применению в связи с отрицательным его влиянием на температуру помутнения дизтоплив /"Химия и технология топлив и масел", N 12, 1988. с. 15-16/.

Приготовление указанного профилактического средства включает две стадии, а именно: на первой стадии готовят 0,8-2,0 %-ный раствор полиэтилена в нагретой до 80-90^oC фракции с пределами кипения 195-270^oC каталитического или термического крекинга (данный раствор получил техническое название "Недисс"), а на второй смешивают расчетные количества этого раствора с гудроном при последующем перемешивании смеси в течение 5-10 мин при температуре 80-90^oC и изотермической выдержкой в течение 30-90 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 хороших низкотемпературных свойств.

Пример 1.

Готовят композицию профилактического средства следующим образом. Гудрон в количестве 40 мас.% нагревают в термически устойчивой стеклянной посуде до 80^oC и к нему добавляют раствор 0,8-2,0 %-ного раствора полиэтилена в керосиногазойлевой фракции каталитического крекинга с пределами кипения 195-270^oC в количестве 60 мас.%, затем перемешивают смесь в течение 10 мин при 80^oC и подвергают ее 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 (А.Д. Зимон, Е.Н. Андрианов. Аутогезия сыпучих материалов. М.: Металлургия, 1978, 287 с.). Для этого пыль (фракция < 0,25 мм) обрабатывают избытком профилактического средства до установления его постоянной концентрации в объеме образца, термостатируют при температуре 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. Для оценки смазывающих свойств определяли прочность адсорбционных слоев, образованных профилактическим средством на металлической поверхности, с помощью четырехшариковой машины трения ЧШМ-3 по ГОСТ 9490-75.

Пример 2.

Аналогично примеру 1 готовят две композиции профилактического средства, содержащие 1,0 %-ный раствор полиэтилена и гудрон в следующих пропорциях - 56 : 44 и 50:50. Они смешиваются при температуре 90^oC и подвергаются изотермической выдержке при 90^oC в течение 30 мин. Результаты исследования свойств композиций приведены в табл. 2.

Пример 3.

Аналогично примерам 1-2 в тех же пропорциях готовятся композиции профилактического средства смешением 1,5 %-ного раствора полиэтилена с гудроном, свойства которого приведены выше. В качестве растворителя полиэтилена при приготовлении раствора используют фракцию процесса замедленного коксования с пределами кипения 195-270^oC (свойства которой приведены в табл. 1). Количественные характеристики композиций приведены в табл. 3.

Как видно из представленных данных, предложенные композиции за счет синергетического эффекта от совместного действия смолисто-асфальтеновых веществ гудрона и низкомолекулярного полиэтилена позволяют включить в состав профилактического средства большее количество менее дефицитного и дешевого гудрона и обладают достаточно хорошими низкотемпературными свойствами, удовлетворяющими требованиям ГОСТ. 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 45-60 суток и более. При применении предлагаемого профилактического средства для предупреждения смерзания и примерзания сыпучих материалов к поверхности горно-транспортного оборудования оно проявляет улучшенные смазывающие свойства, что способствует увеличению срока его службы до повторного нанесения на металлические поверхности думпкаров и вагонов на 30-40%.

Использование: в условиях низких температур в угольной промышленности. Профилактическое средство содержит, мас.%: 0,8 - 2,0%-ный раствор низкомолекулярного полиэтилена (НМПЭ) в керосиногазойлевой фракции вторичных процессов с пределами кипения 195 - 270^oC 50 - 60 и гудрон 40 - 50. Средство готовят в две стадии, а именно на первой стадии готовят 0,8 - 2,0%-ный раствор НМПЭ в нагретой до 80 - 90^oC фракции с пределами кипения 195 - 270^oC каталитического или термического крекинга, а на второй смешивают расчетные количества полученного раствора с гудроном при температуре 80 - 90^oC и проводят изотермическую выдержку в течение 60 - 90 мин при той же температуре. Профилактическое средство имеет улучшенные низкотемпературные, пылесвязывающие и смазывающие свойства. 2 с.п. ф-лы, 3 табл.

1. Профилактическое средство для предотвращения прилипания и смерзания и для борьбы с пылеобразованием, содержащее гудрон, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 0,8 - 2,0%-ный раствор низкомолекулярного полиэтилена в керосиногазойлевой фракции вторичных процессов с пределами кипения 195 - 270^oС при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Раствор низкомолекулярного полиэтилена - 50 - 60
Гудрон - 40 - 50
2. Способ получения профилактического средства для предотвращения прилипания и смерзания и для борьбы с пылеобразованием на основе гудрона, отличающийся тем, что предварительно смешивают при 80 - 90^oС низкомолекулярный полиэтилен с керосиногазойлевой фракцией вторичных процессов с пределами кипения 195 - 270^oС с получения 0,8 - 2,0%-ного раствора полиэтилена, затем полученный раствор в количестве 40 - 50 мас.% смешивают с гудроном в количестве 50 - 60 мас.% с последующей изотермической выдержкой смеси при 80 - 90^oС в течение 30 - 90 мин.