ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ПРОТИВ СМЕРЗАНИЯ, ПРИЛИПАНИЯ И ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2000 года по МПК C09K3/18 C09K3/22 

Изобретение относится к профилактическим средствам (композициям), предназначенным для предотвращения прилипания, примерзания 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 (стекольной) шихты.

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 40-60 мас.%. Профилактическое средство готовят путем смешения дистиллятной фракции и крекинг-остатка в предлагаемых пропорциях (Авт. свид. СССР N 519468, C 09 K 3/22, 1976).

Указанная композиция имеет температуру застывания до минус 10^oC и характеризуется 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 выкипания 190-320^oC в количестве 45-60, остаток термического крекинга тяжелых ароматизованных дистиллятов вторичных процессов в количестве 15-20, остаток от термического крекирования гудронов сернистых нефтей в количестве 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 (Авт. свид. СССР N 1214704, C 09 K 3/22 E 21 F 5/00, 1986).

Указанная композиция характеризуется температурой застывания до -63^oC и обладает хорошими вязкостно-температурными 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 близким по составу и достигаемому результату к предлагаемой композиции является профилактическое средство, содержащее керосиногазойлевую фракцию вторичных процессов с пределами кипения 195-270^oC и гудрон в количестве, мас.%:
Керосиногазойлевая фракция вторичных процессов с пределами кипения 195-270^oC - 70-78
Гудрон - 22-30
Способ приготовления данного средства включает смешение керосино-газойлевой фракции вторичных процессов в количестве 70-78 мас.% с пределами кипения 195-270^oC и гудрона в количестве 22-30 мас.% при 80-90^oC, после чего смесь подвергают изотермической выдержке при 80-90^oC в течение 60-90 минут (Патент РФ N 2111228. Б.И. N 14, 1998, C 09 K 3/22, 3/18).

Однако данное профилактическое средство также характеризуется недостаточно высокими пылесвязывающими свойствами.

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

Поставленная задача решается предлагаемым профилактическим средством, в котором согласно изобретению используют фракцию легкого газойля каталитического крекинга и гудрон в следующих соотношениях, мас.%:
Гудрон пермских нефтей - 40-50
Керосиногазойлевая фракция каталитического крекинга с пределами кипения 200-275^oC - 50-60
Существенной особенностью изобретения является использование компонентов, полученных из пермских нефтей. Композиция, приготовленная на основе данных компонентов, характеризуется низкими температурами застывания (до -61^oC) при содержании гудрона до 50 мас.%.

Используемая при приготовлении профилактического средства керосиногазойлевая фракция с пределами выкипания 200-275^oC может быть получена на установках каталитического крекинга. Вовлечение в состав предлагаемого средства гудрона в количестве 40-50 мас. % позволяет улучшить пылесвязывающие свойства композиции, при этом низкотемпературные характеристики, несмотря на большое содержание гудрона, не только не ухудшаются, а наоборот, достигают еще меньших значений и находятся на уровне -(49-61)^oC. Входящие в состав композиции легкий газойль каталитического крекинга и гудрон являются доступными продуктами, получаемыми на любом нефтеперерабатывающем заводе, работающем по топливному варианту.

Пример 1.

Готовят композицию профилактического средства следующим образом: гудрон пермских нефтей в количестве 40 мас.% нагревают в термически устойчивой стеклянной посуде до 70^oC и к нему добавляют легкий газойль каталитического крекинга в количестве 60 мас.% с пределами кипения 200-275^oC и перемешивают смесь в течение 10 минут при 70^oC. Физико-химические свойства фракции каталитического крекинга с пределами кипения 200-275^oC и гудрона пермских нефтей приведены в таблице 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 80^oС (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 минут 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.

Смазывающие свойства оценивали по прочности адсорбционных слоев, образованных профилактическим средством на металлической поверхности, с помощью четырехшариковой машины трения ЧШМ-З по ГОСТ 9490-75.

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 минут и высушивается в сушильном шкафу при температуре 80^oC в течение 1 часа. 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 (А. А. Кауфман, В.М. Динельт "Подготовка и коксование углей". - Вып. 5, Свердловск, Средне-Уральское книжное издательство, 1965, с. 301-314; П.А. Судья "Увеличение загрузки коксовых печей".- М.: Металлургиздат, 1948, c. 11).

Пример 2.

В аналогичных условиях, указанных в примере 1, готовят композицию, состоящую из 45 мас.% гудрона пермских нефтей и 55 мас.% газойля каталитического крекинга с пределами кипения 200-275^oС, далее определяют ее определяют ее физико-химические и эксплуатационные характеристики.

Пример 3. В аналогичных условиях, указанных в примере 1, готовят композицию состоящую из 50 мас.% гудрона и 50 мас.% газойля каталитического крекинга с пределами кипения 200-275^oC, далее определяют ее физико-химические и эксплуатационные характеристики.

Характеристики композиций по примерам 1-3 приведены в табл. 2. Как видно из представленных данных, предложенное профилактическое средство при большем содержании гудрона пермских нефтей обладает высокими низкотемпературными свойствами, что дает возможность использовать его в суровых климатических условиях. При применении 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 60-70 суток и более. При использовании этого 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 на 30-40%.

Кроме того, при применении указанного профилактического средства в качестве добавки к каменноугольной шихте ее насыпной вес увеличивается на 10%.

Средство применяют против смерзания, прилипания и пылеподавления сыпучих материалов в условиях низких температур. Описывается профилактическое средство против смерзания, прилипания и пылеподавления сыпучих материалов, содержащее гудрон пермских нефтей и керосиногазойлевую фракцию, отличающееся тем, что оно содержит керосиногазойлевую фракцию каталитического крекинга с пределами кипения 200-275°С при следующем соотношении компонентов, мас.%: гудрон 40-50, фракция легкого газойля каталитического крекинга с пределами кипения 200-275°С 50-60. Технический результат - создание средства, обладающего хорошими низкотемпературными, более высокими пылесвязующими свойствами и содержащего более высокое количество гудрона. 2 табл.

Профилактическое средство против смерзания, прилипания и пылеподавления сыпучих материалов, содержащее гудрон и керосиногазойлевую фракцию, отличающееся тем, что оно содержит керосиногазойлевую фракцию каталитического крекинга с пределами кипения 200 - 275^oC при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гудрон пермских нефтей - 40 - 50
Керосиногазойлевая фракция каталитического крекинга с пределами кипения 200 - 275^oC - 50 - 60