АНТИСЕПТИК НЕФТЯНОЙ ДЛЯ ПРОПИТКИ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2002 года по МПК B27K3/50 

Изобретение относится к составу нефтяного антисептика с низкой 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^oС 1090 - 1130 кг/м³ и нефтяного масла-мягчителя, имеющего плотность при 20^oС 890 - 910 кг/м³ 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^oС (6,5-8,0 мм²/c), 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^oС) и поглотительного масла (235-300^oС) [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, нерастворимых 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 ко 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^oС), 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 вводят 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 потерям при хранении его в резервуарах.

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является "Жидкость антисептическая для пропитки древесины ЖТК-2 (ее варианты)" (патент РФ 2146611, В 27 К 3/50, от 15.04.99), содержащая маслянистые фракции на основе смеси тяжелых фракций каталитического крекинга, выкипающих в пределах 325-420^oС - 60-79 мас.%, и органический регулятор вязкости и температуры застывания на основе фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 205-325^oС - 21-40 мас.%.

К недостаткам известной антисептической жидкости относится следующее.

1. Необходимость использования при ее производстве относительно дорогого депрессорного компонента - фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 205-325^oС.

2. Относительно высокая цена указанной антисептической жидкости.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу понижения температуры застывания жидкости для пропитки древесины, расширения ресурсов маслянистых антисептиков для пропитки древесины за счет рационального использования тяжелых нефтяных остатков и тяжелых газойлевых фракций вторичных процессов переработки нефти.

Сущность изобретения заключается в том, что антисептик для пропитки древесины содержит широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС, а также остаток легкого термического крекинга, выкипающий в пределах 380-540^oС, являющийся регулятором температуры застывания антисептика (депрессорным компонентом) при следующем соотношении указанных компонентов, мас.%:
Широкая фракция тяжелого газойля (140-500^oС) каталитического крекинга жесткого режима - 90-99,8
Остаток легкого термического крекинга, фракция 380-540^oС - 0,2-10
Указанные фракции и органический регулятор температуры застывания получают следующим образом.

Малосернистый гидроочищенный вакуумный газойль (фракция 350-500^oС) 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 двух жидких фракций - бензиновой ((н.к.-195^oС (условно)) и широкой фракции тяжелого газойля (140-500^oС).

Остаток атмосферно-вакуумной перегонки нефти - гудрон (фракция 500^оС) подвергают легкому термическому крекингу (висбрекингу) в трубчатой печи при температуре 425-450^oС. На выходе из реакционного змеевика к продуктам реакции для их захолаживания и снижения вязкости полученной смеси добавляют широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС в количестве 5-7% на исходный гудрон [Ахметов С. А. Физико-химическая технология глубокой переработки нефти и газа. Ч. 2 - Уфа.: УГНТУ, 1997]. Продукты реакции подвергают разделению с получением газа и жидких продуктов - бензиновой фракции (нк.-180^oС), газойлевой фракции (180-380^oС), и крекинг-остатка (380-540^oС).

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

В тройник смешения транспортного трубопровода одновременно закачивают все компоненты антисептика: широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС, а также остаток легкого термического крекинга, выкипающий в пределах 380-540^oС.

Пример 1. Широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^оС, - 99,8 мас.% смешивают с крекинг-остатком легкого термического крекинга, выкипающим в пределах 380-540^oС, - 0,2%.

Получают нефтяной антисептик АНПД со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - -10
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 120
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 3,81
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 998
Пример 2. Широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС, - 99,5 мас.% смешивают с крекинг-остатком легкого термического крекинга, выкипающим в пределах 380-540^oС, - 0,5%.

Получают нефтяной антисептик АНПД со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - -22
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 125
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 3,83
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 998
Пример 3. Широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС, - 99,0 мас.% смешивают с крекинг-остатком легкого термического крекинга, выкипающим в пределах 380-540^oС, - 1,0%.

Получают нефтяной антисептик АНПД со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - -28
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 130
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 3,88
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 999
Пример 4. Широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС, - 98 мас.% смешивают с крекинг-остатком легкого термического крекинга, выкипающим в пределах 380-540^oС, - 2,0%.

Получают нефтяной антисептик АНПД со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - -35
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 132
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 3,94
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 999
Пример 5. Широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС, - 90 мас.% смешивают с крекинг-остатком легкого термического крекинга, выкипающим в пределах 380-540^oС, - 10,0%.

Получают нефтяной антисептик АНПД со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - -2
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 152
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/c - 4,04
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 1,001
Исходя из вышеперечисленных примеров видно следующее.

1. Все полученные и исследованные составы нефтяного антисептика для пропитки древесины с низкой температурой застывания на основе широкой фракции тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающей в пределах 140-500^oС, а также остатка легкого термического крекинга, выкипающего в пределах 380-540^oС, являющимся регулятором температуры застывания антисептика (депрессорным компонентом), 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 температуры застывания (остатка легкого термического крекинга, выкипающего в пределах 380-540^oС) от 0,2 до 10 мас. %, позволяет получить нефтяной антисептик для пропитки древесины с широким диапазоном температур застывания (минус 10 - минус 35^oС), что обеспечивает возможность его применения при низких температурах окружающей среды (транспорт, слив, перекачка).

Изобретение может быть использовано для пропитки древесины, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев. Антисептик для пропитки древесины содержит широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС, а также остаток легкого термического крекинга, выкипающий в пределах 380-540^oС, являющийся регулятором температуры застывания антисептика. Соотношение компонентов в составе антисептика обеспечивает понижение температуры застывания до (-10) - (35)^oС и расширение ресурсов маслянистых антисептиков.

Антисептик нефтяной для пропитки древесины, содержащий смесь широкой фракции термокаталитического газойля и органический регулятор температуры застывания, отличающийся тем, что в качестве широкой фракции термокаталитического газойля он содержит широкую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС, а в качестве регулятора температуры застывания антисептика - остаток легкого термического крекинга, выкипающий в пределах 380-540^oС, при следующем соотношении указанных компонентов, мас.%:
Широкая фракция тяжелого газойля каталитического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 140-500^oС - 90-99,8
Остаток легкого термического крекинга, выкипающий в пределах 380-540^oС - 0,2-10в