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 20^oС 1090 - 1130 кг/м³ и нефтяного масла-мягчителя, имеющего плотность при 20^oС 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 80^oС (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^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-й 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 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 "Антисептик нефтяной пропиточный АСТМ для древесины" (патент РФ 2093353, В 27 К 3/50, от 11.07.95).

К недостаткам известной антисептической жидкости относятся:
1. Необходимость использования при ее производстве относительно токсичных продуктов нефтехимического синтеза: высоковязкой смолы переработки алкилбензола и маловязкой этилбензольной смолы.

2. Большое количество компонентов (4 компонента) при получении товарного продукта.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу расширения ресурсов маслянистых антисептиков для пропитки древесины за счет рационального использования термических нефтяных остатков и газойлевых фракций вторичных процессов переработки нефти.

Сущность изобретения заключается в том, что антисептик для пропитки древесины, содержащий смесь широкой остаточной фракции термического крекинга и органический регулятор вязкости, согласно изобретению в качестве широкой остаточной фракции термического крекинга он содержит широкую фракцию высокотемпературного термического крекинга, выкипающую в пределах 150^oС-к.к., а в качестве регулятора вязкости - широкую фракцию термического газойля с началом кипения 215-230^oС, стабилизированную по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Широкая остаточная фракция высокотемпературного термического крекинга, выкипающая в пределах 150^oС - к.к. - 20-50
Широкая фракция термического газойля с началом кипения 215-230^oС, стабилизированная по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС - 50-80
Указанную фракцию высокотемпературного термического крекинга (пиролиза) и органический регулятор вязкости получают следующим образом.

Смесь газов или бензиновую фракцию подвергают жесткому термическому крекингу в печах на установках термического пиролиза [Ахметов С.А. Физико-химическая технология глубокой переработки нефти и газа. Ч. 2. - Уфа: УГНТУ, 1997] . Продукты реакции подвергают разделению с получением газа пиролиза (пирогаза) и жидких продуктов -бензиновой фракции (н.к. - 150^oС), остаточной газойлевой фракции (150^oС - к.к.).

Остаток атмосферно-вакуумной перегонки нефти - гудрон (фракция 500^oС⁺) или смесь газойлей прямогонного и вторичного происхождения и экстрактов масляного производства подвергают термическому крекингу при температуре 450-530^oС. [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, широкой фракции термического газойля, стабилизированной по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС и крекинг-остатка.

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

В тройник смешения транспортного трубопровода одновременно закачивают все компоненты антисептика: широкую остаточную фракцию высокотемпературного термического крекинга (пиролиза), выкипающую в пределах 150^oС - к.к., широкую фракцию термического газойля с началом кипения 215-230^oС, стабилизированную по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС.

Особенностью в процессе приготовления антисептика (НОУ-ХАУ) является стабилизация по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС, широкой фракции термического газойля.

Пример 1. Широкую остаточную фракцию высокотемпературного термического крекинга (пиролиза), выкипающую в пределах 200-220^oС - к.к. - 20 мас.% смешивают с широкой фракцией термического газойля, стабилизированной по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС - 80 мас.%.

Получают нефтяной антисептик АСТМ со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - -32
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 104
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 2,45
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 990
Пример 2. Широкую остаточную фракцию высокотемпературного термического крекинга (пиролиза), выкипающую в пределах 200-220^oС - к.к. - 30 мас.% смешивают с широкой фракцией термического газойля, стабилизированной по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС - 70 мас.%
Получают нефтяной антисептик АСТМ со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - -29
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 108
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 2,65
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 994
Пример 3. Широкую остаточную фракцию высокотемпературного термического крекинга (пиролиза), выкипающую в пределах 200-220^oС - к.к. - 50 мас.% смешивают с широкой фракцией термического газойля, стабилизированной по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС - 50 мас.%.

Получают нефтяной антисептик АСТМ со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - -24
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 112
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 2,90
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 1001
Пример 4. Широкую остаточную фракцию высокотемпературного термического крекинга (пиролиза), выкипающую в пределах 150-160^oС - к.к. - 50 мас.% смешивают с широкой фракцией термического газойля, стабилизированной по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС - 50 мас.%.

Получают нефтяной антисептик АСТМ со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - -20
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 107
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 3,42
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 997
Исходя из вышеперечисленных примеров видно, что:
1. Все полученные и исследованные составы нефтяного антисептика для пропитки древесины с низкой температурой застывания на основе широкой остаточной фракции высокотемпературного термического крекинга (пиролиза), выкипающей в пределах 150^oС - к.к. и широкой фракции термического газойля с началом кипения 215-230^oС, стабилизированной по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС, которая выполняет роль регулятора вязкости антисептического состава, 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 указанных маслянистых фракций вторичных процессов переработки нефти в качестве компонентов антисептического состава позволяет получить нефтяной антисептик для пропитки древесины с пониженной температурой застывания (минус 20 - минус 35^oС), что обеспечивает возможность его применения при низких температурах окружающей среды (транспорт, слив, перекачка).

Предлагаемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость" и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности для пропитки древесины.

Нефтяной антисептик может быть использован для пропитки древесины, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев. Антисептик содержит смесь широкой остаточной фракции термического крекинга и органический регулятор вязкости, причем в качестве широкой остаточной фракции термического крекинга он содержит широкую фракцию высокотемпературного термического крекинга, выкипающую в пределах 150^oС - к.к., а в качестве регулятора вязкости - широкую фракцию термического газойля с началом кипения 215-230^oС, стабилизированную по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС. Определенное соотношение компонентов антисептика обеспечивает расширение ресурсов маслянистых антисептиков и снижение его температуры застывания.

Антисептик нефтяной для пропитки древесины, содержащий смесь широкой остаточной фракции термического крекинга и органический регулятор вязкости, отличающийся тем, что в качестве широкой остаточной фракции термического крекинга он содержит широкую фракцию высокотемпературного термического крекинга, выкипающую в пределах 150^oС - к.к., а в качестве регулятора вязкости - широкую фракцию термического газойля с началом кипения 215-230^oС, стабилизированную по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Широкая остаточная фракция высокотемпературного термического крекинга, выкипающая в пределах 150^oС - к.к. - 20-50
Широкая фракция термического газойля с началом кипения 215-230^oС, стабилизированная по температуре вспышки, определенной в открытом тигле, не ниже 95^oС - 50-80с