АНТИСЕПТИК ДЛЯ ПРОПИТКИ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2001 года по МПК B27K3/50 

Изобретение относится к составу нефтяного антисептика с пониженной температурой застывания и может быть использовано для пропитки древесины, в частности для пропитки древесных шпал и брусьев.

Известен пропиточный материал, представляющий собой смесь каменноугольного масла [ГОСТ 2270-74 "Масло каменноугольное для пропитки древесины"] и нефтяного масла-мягчителя, выпускаемого согласно ТУ 38.301.08-31-89. Однако, при приготовлении рабочей смеси, состоящей из каменноугольного масла, имеющего плотность при температуре 20^oC 1090-1130 кг/м³, и нефтяного масла-мягчителя, имеющего плотность при 20^oC 890-910 кг/м³, с применением в качестве перемешивающего агента острого водяного пара после охлаждения и отстоя в резервуаре образуется трехслойная система: нижний слой - каменноугольное масло; средний слой - вода; верхний слой - нефтяное масло-мягчитель. Для поддержания в резервуаре однородной системы требуется периодическое циркуляционное перемещение компонентов смеси по схеме
резервуар ---> насос ---> резервуар,
что ведет к дополнительным энергозатратам. При этом система не освобождается от воды. Кроме того, нефтяное масло-мягчитель ХМ-1 имеет относительно высокие значения кинематической вязкости, определенной при температуре 80^oC (6,5-8,0 мм²/с), что ухудшает его проникающую (пропитывающую) способность при пропитке древесины, а следовательно, снижает его защитные свойства. Такая величина вязкости ХМ-1 не соответствует требованиям ГОСТ 20022.5-93 "Защита древесины. Автоклавная пропитка маслянистыми защитными средствами".

Известно каменноугольное шпалопропиточное масло [ГОСТ 2270-74 "Масло каменноугольное для пропитки древесины"], содержащее в своем составе относительно узкую маслянистую фракцию термического происхождения, представляющую собой смесь первой антраценовой фракции (280-360^oC) и поглотительного масла (235-300^oC) [Справочник коксохимика, т.3. /Под. ред. инж. А.К. Шелкова. - М.: Металлургия, 1966, с.66].

К недостаткам каменноугольного шпалопропиточного масла относятся следующие факторы:
1. Каменноугольное пропиточное масло содержит в своем составе до 0,3 мас. % веществ, не растворимых в толуоле (карбенов и карбоидов), и до 1,5 мас.% воды, что отрицательно влияет на процесс пропитки древесины.

2. По токсичности каменноугольное шпалопропиточное масло относится к второму классу опасности (высокоопасное), что создает повышенную опасность с точки зрения санитарно-гигиенического и экологического состояния шпалопропиточных заводов.

3. Каменноугольное шпалопропиточное масло имеет относительно высокую температуру застывания (минус 2 - минус 5^oC), что затрудняет его слив и перекачку в зимних условиях при более низких температурах окружающего воздуха.

4. Каменноугольное шпалопропиточное масло готовят путем смешения и совместной кристаллизации 1-ой антраценовой фракции и поглотительного масла с последующим отделением кристаллов на центрифуге. На 2,5 м³ поглотительного масла в смесь входят 7,5 м³ 1-ой антраценовой фракции. После кристаллизации и центрифугирования выход кристаллов составляет 15-20% на смесь [Справочник коксохимика, т.3. /Под. ред. инж. А.К. Шелкова. - М.: Металлургия, 1966, с. 66].

5. Существенным недостатком каменноугольного шпалопропиточного масла является его склонность к осадкообразованию, что приводит к необходимости "размывания осадка" в железнодорожных цистернах и к безвозвратным потерями при хранении его в резервуарах.

6. Каменноугольное шпалопропиточное масло (креозот) имеет неприятный и очень стойкий запах.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является "Нефтяной пропиточный материал (варианты)" (патент РФ N 2065356, В 27 К 3/50, от 20.08.96), содержащий 80-85 мас.% маслянистых фракций термического крекинга (термогазойль), выкипающих в пределах 220-450^oC, и 15-20 мас.% разбавителя углеводородной фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 180-340^oC.

К недостаткам известной антисептической жидкости относятся:
1. Недостаточно высокая фунгицидная токсичность этой жидкости по отношению к грибам и бактериям, разрушающим древесные шпалы и брусья.

2. Относительно высокая температура застывания (не ниже минус 15^oC).

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу понижения температуры застывания жидкости для пропитки древесины, расширения ресурсов маслянистых антисептиков для пропитки древесины за счет рационального использования отходов переработки нефти.

Сущность изобретения заключается в том, что антисептик для пропитки древесины содержит вязкую маслянистую фракцию высокотемпературного крекинга (пиролиза), выкипающую в пределах 220^oC⁺, и органический регулятор вязкости и температуры застывания на основе фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 195-325^oC.

Согласно изобретению указанные компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:
Маслянистая фракция - 40-65
Указанный регулятор вязкости и температуры застывания - 35-60
Указанные фракции и органический регулятор вязкости и температуры застывания получают следующим образом.

Малосернистый гидроочищенный вакуумный газойль (фракция 350-500^oC) подвергают жесткому каталитическому крекингу в реакторе на установке каталитического крекинга типа Г-43-107 [Хаджиев С.Н. Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах. - М.: Химия, 1982]. Продукты реакции подвергают разделению в ректификационной колонне с получением газа каталитического крекинга и четырех жидких фракций - бензиновой (н.к.-195^oC), легкого газойля каталитического крекинга (195-325^oC), тяжелого газойля каталитического крекинга (325-420^oC>) и остатка каталитического крекинга (420^oC⁺).

Низкомолекулярные парафины (C₁-C₄), а также прямогонные бензиновые фракции подвергают процессу высокотемпературного крекинга (пиролиза) в печах на промышленных установках пиролиза нефтяного сырья [Т.Г. Гюльмисарян, Л.П. Гилязетдинов. Сырье для производства углеродных печных саж. - М.: Химия, 1975] . Продукты реакции подвергают разделению с получением газа пиролиза (пирогаза) и жидких продуктов - смолы пиролиза. Суммарная смола пиролиза делится на три фракции: сольвентную (н.к.-150^oC), олифную (150-220^oC) и остаток пиролизной смолы (фр.220^oC⁺).

Предлагаемый антисептик с пониженной температурой застывания для пропитки древесины получают следующим образом.

В тройник смешения транспортного трубопровода одновременно закачивают все компоненты антисептика: вязкую маслянистую фракцию высокотемпературного крекинга, выкипающую в пределах 220^oC⁺, и органический регулятор вязкости и температуры застывания на основе фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 195-325^oC.

Особенностью в процессе приготовления антисептика (НОУ-ХАУ) является специальная предварительная очистка вязкой маслянистой фракции высокотемпературного крекинга (пиролиза) от механических примесей.

Пример 1. Предварительно очищенную от механических примесей вязкую маслянистую фракцию высокотемпературного крекинга, выкипающую в пределах 220^oC⁺, - 40 мас.% смешивают с органическим регулятором вязкости и температуры застывания 195-325^oC - 60 мас.%. Получают антисептик со следующими качественными показателями:
Температура застывания,^oC - Минус 37
Температура вспышки в открытом тигле,^oC - 112
Вязкость кинематическая при 80^oC, мм²/с - 2,97
Плотность при 20^oC, кг/м³ - 1004
Пример 2. Предварительно очищенную от механических примесей вязкую маслянистую фракцию высокотемпературного крекинга, выкипающую в пределах 220^oC⁺, - 50 мас.% смешивают с органическим регулятором вязкости и температуры застывания 195-325^oC - 50 мас.%. Получают антисептик со следующими качественными показателями:
Температура застывания,^oC - Минус 30
Температура вспышки в открытом тигле,^oC - 120
Вязкость кинематическая при 80^oC, мм²/с - 3,65
Плотность при 20^oC, кг/м³ - 1014
Пример 3.

Предварительно очищенную от механических примесей вязкую маслянистую фракцию высокотемпературного крекинга, выкипающую в пределах 220^oC⁺, - 65 мас.% смешивают с органическим регулятором вязкости и температуры застывания 195-325^oC - 35 мас.%. Получают антисептик со следующими качественными показателями:
Температура застывания,^oC - Минус 26
Температура вспышки в открытом тигле,^oC - 127
Вязкость кинематическая при 80^oC, мм²/с - 4,95
Плотность при 20^oC, кг/м³ - 1030
Исходя из вышеперечисленных примеров видно, что
1. Все полученные и исследованные составы антисептика с пониженной температурой застывания НПМ-С на основе вязкой маслянистой фракции высокотемпературного крекинга (пиролиза) и органического регулятора вязкости и температуры застывания являются принципиально новыми и полностью соответствуют требованиям ГОСТ 20022.5-93 "Защита древесины. Автоклавная пропитка маслянистыми защитными средствами" по всем основным качественным показателям (температура застывания, температура вспышки, вязкость, плотность).

2. Изобретение может быть использовано для консервирования древесины с целью предотвращения ее поражения грибками и бактериями (гниения).

3. Применение органического регулятора вязкости и температуры застывания (фракция 195-325^oC процесса каталитического крекинга) от 35 до 60 мас.% позволяет получить НПМ-С с широким диапазоном температур застывания (минус 26 - минус 37^oC), что обеспечивает возможность применения НПМ-С при низких температурах окружающей среды (транспорт, слив, перекачка).

Изобретение относится к составу нефтяного антисептика и может быть использовано для пропитки древесины, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев. Сущность изобретения заключается в том, что антисептик для пропитки древесины содержит вязкую маслянистую фракцию высокотемпературного крекинга, выкипающую в пределах 220^oС, и органический регулятор вязкости и температуры застывания на основе фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 195-325^oС. Отличием антисептика является соотношение компонентов, мас. %: маслянистая фракция - 40-65; указанный регулятор вязкости и температуры застывания - 35-60. Технический результат - понижение температуры застывания (минус 20 - минус 30^oС) жидкости для пропитки древесины, расширение ресурсов маслянистых антисептиков для пропитки древесины за счет рационального использования отходов переработки нефти.

Антисептик для пропитки древесины, содержащий вязкую маслянистую фракцию высокотемпературного крекинга, выкипающую в пределах 220^oС, и органический регулятор вязкости и температуры застывания на основе фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 195-325^oС, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Маслянистая фракция - 40-65
Указанный регулятор вязкости и температуры застывания - 35-60т