ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК C09K3/18 C09K3/22 

Изобретение относится к новым профилактическим средствам, которые могут быть использованы для предотвращения прилипания и примерзания материалов в строительной, горнорудной, металлургической, коксохимической, угольной и других отраслях промышленности в условиях низких отрицательных температур.

Известно профилактическое средство для предотвращения прилипания и примерзания материалов с использованием гудрона и низкомолекулярного полиэтилена, растворенного в керосино-газойлевой фракции вторичных процессов (патент РФ N 2132350, кл. С 09 3/18, опубл. 27.06.1999).

К недостаткам известного профилактического средства можно отнести использование целевого продукта - низкомолекулярного полиэтилена.

Получают известное профилактическое средство в две стадии. На первой стадии готовят 0.8-2.0% раствор низкомолекулярного полиэтилена в нагретой до 80-90^oC керосино-газойлевой фракции вторичных процессов термического крекинга с пределами кипения 195-270^oC. На второй стадии смешивают расчетные количества этого раствора с гудроном при последующем перемешивании смеси в течение 5-10 мин при температуре 80-90^oC и изотермической выдержке в течение 30-90 мин.

К недостаткам способа получения профилактического средства можно отнести дополнительную стадию процесса за счет необходимости предварительного приготовления раствора низкомолекулярного полиэтилена в керосино-газойлевой фракции.

Известно профилактическое средство для предотвращения прилипания и примерзания материалов с использованием гудрона и керосино-газойлевой фракции вторичных процессов термического крекинга (патент РФ N 2111228, кл. С 09 3/22, опубл. 20.05.1998).

Известное профилактическое средство получают в одну стадию без использования целевого продукта - низкомолекулярного полиэтилена путем смешения расчетных количеств гудрона и керосино-газойлевой фракции вторичных процессов с пределами кипения 195-270^oC при перемешивании в течение 5-10 мин при 80-90^oC и изотермической выдержки в течение 60-90 мин при той же температуре.

К недостаткам известных профилактических средств и способов их получения можно отнести следующее.

Во-первых, расслоение в связи с использованием продуктов с резко различными значениями температур застывания (для первого компонента - керосино-газойлевой фракции -45^oC, а для второго компонента - гудрона +20^oC) и резко различными значениями условной вязкости (при 50^oC: для керосино-газойлевой фракции не более 1.33 с, а для гудрона - 45 с). Следовательно, эти профилактические средства расслаиваются при хранении, транспортировке, использовании и эксплуатации, что приводит к снижению качества профилактики с их применением, особенно при низких отрицательных температурах.

Во-вторых, керосино-газойлевые фракции используют для производства дефицитных продуктов - мягчителей резин, технического углерода, сажи и как сырье гидроочистки. Следовательно, ресурсы их ограничены.

В-третьих, при использовании керосино-газойлевых фракций и гудронов, полученных при переработке сернистых нефтей, эти продукты не защищают от коррозии рабочие поверхности транспортного оборудования. Следовательно, разделительная пленка профилактического средства в этом случае не эффективна, так как рыхлые продукты коррозии впитывают известные профилактические средства.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является профилактическое средство, содержащее керосин и автоконсервант порогов мовиль, применяемый для защиты от коррозии деталей и кузовов автомобилей, и способ его получения (а.с. СССР N 1414855, кл. С 09 3/18, опубл. 07.08.1988).

Получают профилактическое средство путем простого смешения керосина (К) и автоконсерванта мовиль (АК).

К недостаткам способа можно отнести использование в качестве основного компонента керосина (К) - целевого продукта нефтепереработки ограниченных ресурсов, а также многокомпонентность противокоррозионного компонента - автоконсерванта мовиль (АК).

Керосин (К) используют для производства полимерных материалов, например, для производства поливинилхлорида, клеенки, растворителей лаков и эмалей, для пропитки кож и других технических целей.

Чтобы приготовить автоконсервант мовиль (АК) необходимо наличие 6 целевых компонентов: церезина, петролатума, кубового остатка ректификации циклогексанона, алкилфеноламинной и фенолформальдегидной смол и органического растворителя, что значительно усложняет его производство, и, как следствие, производство известного профилактического средства.

Технической задачей изобретения является расширение технологических и эксплуатационных свойств профилактических средств для предотвращения прилипания и примерзания и снижение себестоимости за счет использования нецелевых продуктов и изменения технологии производства.

Поставленная задача решается профилактическим средством на основе продукта нефтепереработки и противокоррозионного компонента, в котором в качестве продукта нефтепереработки используют жидкий нефтяной шлам (НШ) с условной вязкостью при 50^oC не более 1.50 с, а в качестве противокоррозионного компонента - продукт пиролиза твердых горючих ископаемых (ПП) с условной вязкостью при 50^oC не более 1.30 с и ингибитор коррозии гексаметилентетрамин (ГМТА) при соотношении соответственно, мас.%: 85-90: 10-15: не более 0.1.

В предлагаемом изобретении используют жидкий нефтяной шлам с условной вязкостью при 50^oC не более 1.50 с - отход нефтепереработки, подлежащий утилизации. Он представляет собой азеотропную смесь соединений с плотностью при 20^oC не более 0.88, с температурой застывания не выше - 45^oC, близкую по составу к азеотропной смеси алифатических, нафтеновых и ароматических соединений жидкого продукта пиролиза твердых горючих ископаемых.

В предлагаемом изобретении в качестве противокоррозионного компонента вместо многокомпонентного автоконсерванта мовиль (АК) используют компонент на основе жидкого продукта пиролиза твердых горючих ископаемых (ПП) и ингибитора коррозии - гексаметилентетрамина (ГМТА).

В предлагаемом профилактическом средстве используют жидкий продукт пиролиза твердых горючих ископаемых с условной вязкостью при 50^oC не более 1.30 с - отход, не нашедший квалифицированного промышленного использования. Жидкий продукт пиролиза представляет собой азеотропную смесь с плотностью при 20^oC не более 1.06 и температурой застывания не выше - 10^oC следующего состава, мас.%:
Парафино-олефиновые соединения - 12-14
Моноциклические ароматические соединения - 5-8
Полициклические ароматические соединения - 30- 40
Нейтральные кислородные соединения - 40-50
Карбоновые кислоты - 1-2
все эти соединения стабильно распределены в азеотропной смеси алкилфенолов, в том числе:
Одноатомные - 40-50
Бициклические - 35-40
Многоатомные - 10-15
Жидкий шлам нефтепереработки и жидкий продукт пиролиза используют при соотношении компонентов соответственно, мас.%: 85-90: 10-15.

При увеличении количества жидкого нефтяного шлама снижается противокоррозионный эффект, а его уменьшение приводит к повышению температуры застывания профилактического средства.

Жидкий продукт пиролиза твердых горючих ископаемых взаимодействует с гексаметилентетрамином, добавляемым в количествах не более 0.1 мас.%.

Увеличение его концентрации более 0.1 мас.% нецелесообразно, так как не приводит к улучшению свойств профилактического средства.

При взаимодействии жидкого продукта пиролиза твердых горючих ископаемых с гексаметилентетрамином, являющимся донором метиленовых и аминных групп, образуются олигомеры типа алкилфенолальдегидных и алкилфеноламинных смол, которые обуславливают противокоррозионные свойства профилактического средства.

Близкие значения условной вязкости и температуры застывания, сходство химического состава используемых компонентов - жидкого нефтяного шлама и жидкого продукта пиролиза, обеспечивают нерасслоение готового профилактического средства, что, как следствие, повышает его технологические и эксплуатационные свойства.

Использование утилизуемых продуктов снижает себестоимость готовой товарной продукции
Поставленная задача решается также способом получения заявляемого средства путем смешения при температуре не выше 180^oC и последующей изотермической выдержки жидкого нефтяного шлама с условной вязкостью при 50^oC не более 1.50 с и противокоррозионного компонента - жидкого продукта пиролиза твердых горючих ископаемых с условной вязкостью при 50^oC не более 1.30 с и ингибитора коррозии гексаметилентетрамина при следующем соотношении соответственно, мас.%: 85-90:10-15: не более 0.1.

Профилактическое средство получают в одну стадию путем смешения всех трех компонентов при температуре процесса не более 180^oC, так как при более высокой температуре происходит разложение. Время изотермической выдержки определяют по прекращению газообразования.

Проведение процесса в одну стадию с использованием природных многокомпонентных смесей вместо искусственного составления такой смеси, как автоконсервант мовиль, значительно упрощает технологический процесс, не снижая утилитарных свойств заявляемого средства.

Пример. В реактор, снабженный мешалкой и паровой рубашкой, загружают 89.9 кг жидкого нефтяного шлама (НШ) с плотностью 0.8750 при 20^oC и условной вязкостью 1.45 с при 50^oC. При температуре 100 ± 2^oC и атмосферном давлении вводят при перемешивании 10 кг жидкого продукта пиролиза каменных углей (ПП) с плотностью 1.05 при 20^oC и условной вязкостью 1.20 с при 50^oC и 0.1 кг гексаметилентетрамина (ГМТА). Затем в течение 30 мин при перемешивании дают изотермическую выдержку при температуре 100 ± 2^oC.

Прилипание и примерзание определяют так же, как и известного профилактического средства (а.с. СССР N 1414855, кл. С 09 3/18, опубл. 07. 08. 1988). Результаты испытаний приведены в таблице. Как видно из таблицы, при содержании ингибитора коррозии ГМТА в количестве 0.1 мас.% и соотношении НШ:ПП, равном соответственно, мас.%, 89.90:10.00, прилипание и примерзание значительно снижаются. При этом достигается эффект более высокий, чем при введении в 10 раз большего количества автоконсерванта мовиль (АК) и использовании керосина (К) - целевого продукта ограниченных ресурсов.

Новое профилактическое средство может быть использовано при низких отрицательных температурах в различных отраслях промышленности для предотвращения прилипания и примерзания, в частности, для обработки рабочих поверхностей транспортных средств при транспортировке насыпных грузов: песка, угля, железорудного концентрата, дробленых горных пород и других сыпучих материалов, для погрузки и разгрузки которых в настоящее время требуются значительные дополнительные временные и энергетические затраты в связи с примерзанием влажных материалов к металлическим рабочим поверхностям машин и механизмов, транспортных средств.

Использование: для предотвращения прилипания и примерзания материалов в условиях низких отрицательных температур в строительной, горнорудной, металлургической, угольной и других отраслях промышленности. Профилактическое средство с противокоррозионным эффектом содержит жидкий нефтяной шлам с условной вязкостью при 50°С не более 1,50 с и жидкий продукт пиролиза твердых горючих ископаемых с условной вязкостью при 50°С не более 1.30 с с ингибитором коррозии гексаметилентетрамином. Средство содержит (в мас.%) 85-90 нефтяного шлама, 10-15 жидких продуктов пиролиза твердых горючих ископаемых и гексаметилентетрамина - не более 0,1. Профилактическое средство готовят в одну стадию путем смешивания при температуре не выше 180°С с последующей изотермической выдержкой. Технический результат - расширение технологических и эксплуатационных свойств профилактических средств, снижение себестоимости продукта за счет использования нецелевых продуктов и изменение технологии производства. 2 с. п. ф-лы, 1 табл.

1. Профилактическое средство с противокоррозионным эффектом для предотвращения прилипания и примерзания материалов, содержащее продукты нефтепереработки и противокоррозионный компонент, отличающееся тем, что в качестве продукта нефтепереработки используют жидкий нефтяной шлам с условной вязкостью при 50°С не более 1,50 с, а в качестве противокоррозионного компонента - жидкий продукт пиролиза твердых горючих ископаемых с условной вязкостью при 50°С не более 1,30 с и ингибитор коррозии - гексаметилентетрамин в следующем соотношении, мас.%:
Нефтяной шлам - 85 - 90
Жидкий продукт пиролиза твердых горючих ископаемых - 10 - 15
Гексаметилентетрамин - Не более 0,1
2. Способ получения профилактического средства на основе продуктов нефтепереработки и противокоррозионного компонента путем смешивания, отличающийся тем, что смешивание осуществляют при температуре не выше 180°С с последующей изотермической выдержкой, в качестве продукта нефтепереработки используют жидкий нефтяной шлам с условной вязкостью при 50°С не более 1,50 с, а в качестве противокоррозионного компонента - жидкий продукт пиролиза твердых горючих ископаемых с условной вязкостью при 50°С не более 1,30 с и ингибитор коррозии - гексаметилентетрамин в следующем соотношении, мас.%:
Нефтяной шлам - 85 - 90
Жидкий продукт пиролиза твердых горючих ископаемых - 10 - 15
Гексаметилентетрамин - Не более 0,1.