ПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ СМАЗКА ПРОТИВ ПРИМЕРЗАНИЯ ВЛАЖНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ К МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК C09K3/22 

Изобретение относится к профилактическим смазкам, предназначенным для защиты металлической поверхности горно-транспортного оборудования от примерзания влажных сыпучих материалов (вскрышных пород, каменных и бурых углей, руды и др.).

Профилактические смазки применяются также и против смерзания влажных сыпучих материалов при их транспортировании на длительное расстояние.

Профилактические смазки наносятся на поверхность горно-транспортного оборудования (полувагоны, думпкары, кузова автосамосвалов, ковши экскаваторов и др. ) через форсунки. При этом образуется аэрозоль, которая распространяется на определенное расстояние от места распыла (брызгоунос). Мельчайшие капли смазки могут попадать на роговицу глаз, кожные покровы и в дыхательные пути обслуживающего персонала подвижных составов (думпкары, самосвалы и др. ).

По токсикологическим свойствам нефть и нефтепродукты относятся к IV классу опасности.

Однако последние исследования показали, что все жидкие нефтепродукты в той или иной степени канцерогенны [Серповская Г.Е. "О канцерогенности нефти и нефтепродуктов" Химия и технология топлив и масел, 1, 1996 г, с.39-43].

Известен состав "Северин-2" для предотвращения смерзания и примерзания горных пород к стенкам горно-транспортного оборудования (А.С. СССР 675951, М. Кл.² С 09 К 3/18), содержащий следующие компоненты, мас.%:
Легкий газойль каталитического крекинга 180-350^oС - 90,0...98,0
Крекинг-остаток от термического крекинга гудронов - 1,0...3,0
Крекинг-остаток от термического крекинга тяжелых ароматизированных дистиллятов вторичного происхождения - 1,0...0,7
Недостатком этого состава является то, что он содержит крекинг-остатки, обладающие высокими раздражающими свойствами и самой высокой канцерогенностью (табл.1).

Прототипом предлагаемого состава является "Профилактическое средство против смерзания и примерзания сыпучих материалов к транспортному оборудованию" (А.С. 1096271 А, С 09 К 3/18).

При разработке этого состава крекинг-остатки были заменены на гудрон от высокосернистых нефтей, что позволило заметно снизить канцерогенность и раздражающие свойства профилактического средства. Профилактическое средство содержит следующие компоненты, мас.%:
Легкий газойль каталитического крекинга 180-350^oС - 80...90
Гудрон высокосернистых нефтей - 10...20
Легкий газойль является базовой низкозастывающей основой, а гудрон депрессирующим и адгезионным компонентом.

Недостатком профилактического средства по А.С. 1096271 (прототип) является то, что степень канцерогенности остается высокой. Кроме этого, недостатком прототипа является неудовлетворительные вязкостно-температурные свойства и низкая агрегативная устойчивость.

Прототип содержит более 30 мас.% сильно структурирующихся соединений (полициклические ароматические углеводороды, смолы и асфальтены). Характеристика компонентов прототипа и предлагаемого состава представлена в табл.2.

С понижением температуры структурная вязкость профилактического средства резко повышается. Для подачи такого профилактического средства к форсункам необходимо разрушить сформировавшуюся структуру. Однако вязкость профилактического средства с разрушенной структурой остается весьма высокой. Степень распыла профилактической смазки при этом уменьшается, что приводит к увеличению ее удельного расхода (л/м²).

При длительном хранении (более 2-х месяцев) происходит расслоение продукта.

Изобретение решает техническую задачу снижения канцерогенности, удельного расхода применяемой профилактической смазки и повышения ее агрегативной устойчивости.

Указанная задача решается тем, что профилактическая смазка, содержащая в своем составе низкозастывающую базовую фракцию и адгезионный компонент, согласно изобретения в качестве низкозастывающей базовой фракции содержит остаток от разгонки олигомеров, а в качестве адгезионного компонента - смесь экстрактов или экстракт селективной очистки масляных дистиллятов N-метилпирролидоном при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Остаток от разгонки олигомеров - 80...90
Экстракт (или смесь экстрактов) селективной очистки N-метилпирролидоном - 10...20
Содержащийся в экстракте N-метилпирролидон (не более 0,01 мас.%) по токсикологическим свойствам относится к IV классу опасности. Канцерогенностью не обладает. Остаток от разгонки олигомеров канцерогенностью не обладает.

Предлагаемую профилактическую смазку получают путем компаундирования при температуре 60^oС - остатка от разгонки олигомеров 80-90 мас.% и смеси экстрактов или экстракта селективной очистки масляных дистиллятов N-метилпирролидоном (10-20 мас.%).

В качестве основы профилактической смазки используется остаток от разгонки продукта полимеризации пропилена.

Продукт полимеризации пропилена разгоняется при температуре 300^oС под давлением 0,13-0,15 МПа с целью выделения фракции 160-250^oС (тетрамер пропилена), которая используется для получения присадки ОТП (см. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Справочное издание под ред. В.М. Школьникова. М. : Химия, 1989, с.377). Остаток от разгонки выкипает в пределах 230-300^oС и представляет собой олигомер олефинов линейной структуры (СН₂= СН-(СН₂)_п-СН₃) с числом углеродных атомов от С₁₂ до С₁₈ и молекулярной массой, равной 197.

При полимеризации этилена остаток представляет собой олигомер С₁₀-С₁₈, выкипающий в тех же пределах.

В качестве основы профилактической смазки могут быть использованы олигомеры с молекулярной массой 180-220, линейная структура которых состоит из звеньев изостроения

Такие олигомеры могут быть получены при полимеризации изобутилена. Возможно использование низкомолекулярных олигоалкилсилоксанов со структурными звеньями

В этом случае молекулярная масса примененного олигомера будет ограничиваться не только температурой застывания, но и вязкостью.

Образцы профилактической смазки получены путем компаундирования остатка от разгонки олигомеров и смеси трех экстрактов, получаемых при очистке N-метилпирролидоном масляных дистиллятов, выкипающих в пределах 300-400^oС; 350-420^oС и 420-500^oС. Показатели качества экстрактов представлены в табл. 3.

Качество смеси экстрактов представленное в табл. 5, получено на основании анализа смеси указанных экстрактов, взятых в равных соотношениях (1:1:1) по весу.

Различия между значениями плотности и группового углеводородного состава смеси, определенными и найденными расчетным путем, находятся в пределах точности соответствующих анализов.

Вязкость и температура вспышки - показатели, не обладающие аддитивностью.

Различия между значениями этих показателей качества, определенных и найденных расчетным путем по формулам смешения, могут быть значительными.

Эксплутационные свойства профилактических смазок, полученных при компаундировании остатка от разгонки олигомеров с экстрактами (примеры VII, VIII и IX), отличаются незначительно.

Пример 1 (прототип). Образец профилактического средства получается путем компаундирования при температуре 150^oС газойля каталитического крекинга (90 мас.%) и гудрона (10 мас.%). Смесь имеет температуру застывания минус 58^oС.

Пример 2 (предлагаемый состав). Образец профилактической смазки получается путем компаундирования при температуре 60^oС остатка от разгонки олигомеров (80 мас.%) и смеси экстрактов (20 мас.%) от селективной очистки масляных дистиллятов N-метилпирролидоном. Температура застывания смеси составила минус 60^oС.

Качество прототипа и предлагаемого состава представлено в табл.4.

При исследовании качества образцов предлагаемой профилактической смазки обнаружен эффект Ребиндера, который заключается в том, что скорость и глубина адсорбции смолистых соединений на поверхности полярных адсорбентов зависит от содержания в нефтяной фракции ароматических углеводородов. С уменьшением содержания ароматических углеводородов скорость и глубина адсорбции смолистых соединений на поверхности полярного адсорбента (в данном случае металла) увеличивается.

В предлагаемом составе (табл.4) содержание ароматических углеводородов значительно ниже, чем в прототипе. Несмотря на более низкое содержание смолистых соединений, предлагаемый состав обеспечивает формирование прочной адсорбционной пленки на металлической поверхности, которая снижает прочность примерзания влажного сыпучего груза в течение нескольких рейсов (кратность использования одноразового покрытия) и по этому показателю не уступает прототипу.

Изобретение относится к профилактическим смазкам, предназначенным для защиты металлической поверхности горно-транспортного оборудования от примерзания влажных сыпучих пород. Предлагаемая профилактическая смазка содержит остаток от разгонки олигомеров и смесь экстрактов или экстракт от очистки масляных дистиллятов N-метилпирролидоном при следующем соотношении компонентов: остаток от разгонки олигомеров 80-90 мас.%, смесь экстрактов или экстракт 10-20 мас.%. Технический результат - снижение канцерогенности, удельного расхода применяемой профилактической смазки и повышение ее агрегативной устойчивости. 5 табл.

Профилактическая смазка против примерзания влажных сыпучих материалов к металлической поверхности транспортного оборудования, содержащая в своем составе низкозастывающую базовую фракцию и адгезионный компонент, отличающаяся тем, что в качестве низкозастывающей базовой фракции она содержит остаток от разгонки олигомеров, а в качестве адгезионного компонента смесь экстрактов или экстракт селективной очистки масляных дистиллятов N-метилпирролидоном при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
Остаток от разгонки олигомеров - 80 - 90
Смесь экстрактов или экстракт селективной очистки масляных дистиллятов N-метилпирролидоном - 10-20