СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИГОЛОЛЕДНОГО РЕАГЕНТА Российский патент 2015 года по МПК C09K3/18 

Изобретение относится к дорожно-эксплуатационному производству, а именно к способам и реагентам для борьбы с гололедом на автодорогах, мостах, путепроводах, на аэродромных взлетно-посадочных полосах.

Известен способ получения антигололедного реагента путем смешения доломита, предварительно обработанного кислотой с образованием неорганической соли, с гликолем, причем образующийся раствор неорганической соли концентрируют до температуры кипения рассола 110-150°C и добавляют ингибитор коррозии, поверхностно-активное вещество (ПАВ), затем гранулируют. Полученный реагент имеет состав, мас.ч.:

комплексная соль 100 ингибитор коррозии 3 ПАВ 1

(Патент RU 2196796, МПК C09K 3/18, 2003 г.)

Известен противоголедный реагент и способ его получения, включающий последовательное приготовление сырьевой смеси из доломита и уксусной кислоты, которую далее обрабатывают водным раствором карбоната калия, или 25%-ной аммиачной водой, или их смесью с полиэтиленгликолем или полипропиленгликолем, или их производными, или поливиниловым спиртом и сушат (патент RU 2239687, МПК C09K 3/18, 2004).

Недостатками известных способов получения антигололедных реагентов являются сложность изготовления и дороговизна, связанная с расходом энергоресурсов на упаривание растворов, сушку и гранулирование.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения реагента, включающий обработку доломита кислотой с последующим смешением с гликолем и последующим введением в полученный реагент ингибитора коррозии (патент RU 2302441, 2007 г.).

Известный реагент имеет существенный недостаток, а именно использование каптакса (2-меркаптобензтиазола) в качестве ингибитора коррозии. Данный компонент не растворим в воде, является токсичным и имеет неприятный запах.

Задачей настоящего изобретения является создание антигололедного реагента, эффективного, низкокоррозионного, экологически безопасного, а также расширяющего ассортимент.

Поставленная задача решается так, что в способе получения антигололедного реагента, включающем смешение доломита, соляной и/или уксусной кислоты и воды с последующим добавлением ингибитора коррозии, отличающемся тем, что в качестве ингибитора берут продукт взаимодействия (ПВ) 1 моля жирного амина, 10-30 молей окиси этилена и 2 молей фосфорсодержащего соединения или состав, содержащий в масс. %: 5-50 высших жирных кислот, 3-20 ПВ или смеси ПВ с оксиэтилированным амином (ОЭА) со степенью оксиэтилирования 10-30 и числом углеродных атомов С₈-С₂₀, 3-20 неионогенного поверхностно-активного вещества (НПАВ) и остальное - органический растворитель; при следующем соотношении компонентов, мас. %:

доломит 19-27 соляная и/или уксусная кислота 23-63 ПВ или состав, указанные выше 1-10 вода остальное

В варианте I исполнения способа в полученный по п. 1 реагент дополнительно вводят гликоль или оксиэтилированный метанол (ОЭМ) при следующем соотношении компонентов, мас. %:

доломит 19-27 соляная и/или уксусная кислота 23-63 ПВ или состав, указанные выше 1-10 гликоль или ОЭМ 1-5 вода остальное

В варианте II исполнения способа в полученный по п. 2 реагент дополнительно вводят этаноламин.

В качестве доломита используют доломит по ГОСТ 23672-79.

Продукт взаимодействия (ПВ) 1 моля жирного амина, 10-30 молей окиси этилена и 2 молей фосфорсодержащего соединения получают известным путем последовательного присоединения окиси этилена к амину с последующим фосфорилированием полученного продукта.

В качестве жирного амина используют синтетические жирные амины фракций С₈-C₁₂, С₁₀-C₁₆ по ТУ 113-03-0203796-018-92, или С₁₇-С₂₀ по ТУ 6-02-740-79, или ТУ 6-02-795-87.

Окись этилена берут в соответствии с ГОСТ 7568-88.

В качестве фосфорсодержащего соединения могут быть использованы, например, диметилфосфит (ДМФ) по ТУ 6-36-5763445-6-88, или Р₂О₅ - фосфор (Y) оксид (2:5) (фосфорный ангидрид) технический по ТУ 113-08-614-87, или фосфористая кислота (орто) по ТУ 6-09-4023-75, или кислота фосфорная (орто) по ГОСТ 6552-80, или кислота фосфорная экстракционная по ТУ 6-08-342-76.

Для получения продукта в реактор загружают 243 г. первичных дистиллированных аминов C₁₀-C₁₆ в присутствии катализатора (едкий натр 46%-ный ~1 г), при температуре 110-125°C и непрерывном перемешивании добавляют окись этилена 754 г. При установлении постоянного давления в реакторе, что является признаком окончания реакции, массу охлаждают до 70-80°C, проводят анализ пробы на определение массовой доли полиэтиленгликолевых производных в пересчете на азот. При постоянном перемешивании в реактор загружают 163,2 г диметилфосфита, температура повышается до 130°C. Реакцию ведут 3 часа.

Аналогично описанному продукту получают 20 ПВ (см. таблицу 1).

Полученный ПВ представляет собой вязкую жидкость коричневого цвета с плотностью 0,930-1,050 г/см³.

Состав, включающий в мас. %, 5-50 высших жирных кислот, 3-20 ПВ или смеси ПВ с оксиэтилированным жирным амином (ОЭА) со степенью оксиэтилирования 10-30 и числом углеродных атомов C₈ - C₂₀; 3-20 НПАВ и остальное - органический растворитель, получают путем смешения высшей жирной кислоты в органическом растворителе при нагревании с последующим вводом ПВ или смеси ПВ с ОЭА и НПАВ.

В качестве высших жирных кислот состав содержит, например, олеиновую кислоту по ГОСТ 7580-91 или смесь высших жирных кислот -талловое масло по ТУ 13-0281078-119-89.

В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества (НПАВ) предлагаемый состав может содержать, например, оксиэтилированный алкилфенол АФ_9-2 по ТУ 2483-077-05766801-98 (неонол АФ_9-12), или моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов общей формулы C_nH_2n-1O(C₂H₄O)_mH, где n=10-18, m=8-10 по ТУ 6-14-864-88 - Синтанол АЛМ-10, или смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты Олеокс-5 по ТУ 6-14-314-85, или Олеокс-7 по ТУ 6-14-286-78.

В качестве органического растворителя состав содержит, например, метиловый спирт (МС) по ГОСТ 2222-78, или этиловый спирт по ГОСТ 18300-87, или бутиловый спирт по ГОСТ 5208-81, или изопропиловый спирт (ИПС) по ГОСТ 9805-84, или кубовые остатки производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза (КОПБС) по ТУ 38.102167-86, или ароматические углеводороды нефрас АР-120/220 по ТУ 38.101809-90, или нефрас АР-150/330 по ТУ 38.1011049-98, или этилбензольная фракция (ЭБФ) по ТУ 6-01-10-37-78, или бутилбензольная фракция (ББФ) по ТУ 38.10297-76, или их смеси.

Получают 22 состава (см. таблицу 2).

Состав представляет собой однородную подвижную жидкость темно-коричневого цвета с плотностью d=0.900 г/см³, кинематической вязкостью при 20°C не более 80 мм²/с, температурой застывания t_заст=-50°C.

Антигололедную композицию получают путем смешения доломита, соляной и/или уксусной кислоты и воды с последующим добавлением ПВ или состава. В варианте 1 исполнения антигололедная композиция по п. 1 дополнительно содержит гликоль или ОЭМ, а в варианте 2 по п. 2 дополнительно вводят этаноламин.

В качестве соляной кислоты используют кислоту соляную абгазную по ТУ 6-01-04689381-80-92, или по ТУ 2122-252-05763441-99, или по 2122-020-13164401-95, или по ТУ 2122-331-05763458-2002 или кислоту соляную техническую по ГОСТ 857-95, СТО 00203275-233-2009.

В качестве уксусной кислоты используют кислоту уксусную ледяную по ГОСТ 61-75 или кислоты низкомолекулярные лесохимические по ТУ 2431-005-31235731-07 - представляют собой смесь уксусной (не менее 82 мас. %), муравьиной и пропионовой кислот. Выбор кислот обусловлен высокой плавящей способностью их солей и низкой стоимостью, указанные массовые соотношения компонентов являются оптимальными для образования необходимого количества антигололедного реагента, обладающего низкой коррозионной активностью.

В качестве гликоля используют, например, этиленгликоль по ГОСТ 19710-83, или диэтиленгликоль по ГОСТ 10136-77, или триэтиленгликоль по ГОСТ 601-5-88.

Оксиэтилированный метанол (ОЭМ) по ТУ 6-14-1041-79 представляет собой продукт присоединения окиси этилена к метанолу и имеет общую формулу СН₃(ОСН₂СН₂)_nOH.

В качестве этаноламина используют, например, моноэтаноламин по ТУ 2423-065-05807977-2004 или триэтаноламин по ТУ 2423-061-05807977-2002.

Приводим конкретные примеры получения антигололедной композиции.

Пример 15. В широкогорлый стакан емкостью 1 л помещают 315 г 31%-ной абгазной соляной кислоты, добавляют 110 мл воды и мелкими порциями вносят 135 г доломита при постоянном перемешивании. После окончания реакции смесь декантируют с осадка, при необходимости фильтруют и при перемешивании добавляют 10 г ПВ. Полученный продукт имеет температуру замерзания -50°C.

Пример 27. В широкогорлый стакан емкостью 1 л помещают 115 г ледяной уксусной кислоты, добавляют 275 мл воды и мелкими порциями вносят 95 г. доломита при постоянном перемешивании. После окончания реакции смесь декантируют с осадка, при необходимости фильтруют и при перемешивании добавляют 15 г триэтиленгликоля, 4 г состава и 50 г триэтаноламина. Полученный продукт имеет температуру замерзания -44°C.

Пример 24. В широкогорлый стакан емкостью 1 л помещают 158 г. 31%-ной абгазной соляной кислоты, добавляют 57 г ледяной уксусной кислоты, добавляют 170 мл воды и мелкими порциями вносят 115 г доломита при постоянном перемешивании. После окончания реакции смесь декантируют с осадка, при необходимости фильтруют и при перемешивании добавляют 10 г оксиэтилированного метанола и 50 г состава. Полученный продукт имеет температуру замерзания -46°C.

Примеры 1-14, 16-23, 25, 26, 28-30 осуществляют аналогично описанным, изменяя качественный и количественный состав компонентов.

Антигололедный реагент может быть использован для борьбы с гололедом на автодорогах, мостах, путепроводах, на аэродромных взлетно-посадочных полосах. Антигололедную композицию получают путем смешения доломита, соляной и/или уксусной кислоты и воды с последующим добавлением ингибитора коррозии. В качестве ингибитора берут продукт взаимодействия (ПВ) 1 моля жирного амина, 10-30 молей окисиэтилена и 2 молей фосфорсодержащего соединения или состав, содержащий в мас.%: 5-50 высших жирных кислот, 3-20 ПВ или смеси ПВ с оксиэтилированным амином (ОЭА) со степенью оксиэтилирования 10-30 и числом углеродных атомов C₈-C₂₀, 3-20 неионогенного поверхностно-активного вещества (НПАВ) и остальное - органический растворитель. Изобретение обеспечивает антигололедный реагент с высокой плавящей способностью, низкой коррозионной активностью и низкой температурой застывания. 2 з.п. ф-лы, 24 пр., 3 табл.

1. Способ получения антигололедной композиции, включающий смешение доломита, соляной и/или уксусной кислоты и воды с последующим добавлением ингибитора коррозии, отличающийся тем, что в качестве ингибитора берут продукт взаимодействия (ПВ) 1 моля жирного амина, 10-30 молей окисиэтилена и 2 молей фосфорсодержащего соединения или состав, содержащий в мас.%: 5-50 высших жирных кислот, 3-20 ПВ или смеси ПВ с оксиэтилированным амином (ОЭА) со степенью оксиэтилирования 10-30 и числом углеродных атомов C₈-C₂₀, 3-20 неионогенного поверхностно-активного вещества (НПАВ) и остальное - органический растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
доломит 19-27 соляная и/или уксусная кислота 23-67 ПВ или состав, описанные выше 1-10 вода остальное

2. Способ получения антигололедной композиции по п. 1, отличающийся тем, что в полученную композицию дополнительно вводят при смешении гликоль или оксиэтилированный метанол (ОЭМ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
доломит 19-27 соляная и/или уксусная кислота 23-67 ПВ или состав, описанные выше 1-10 гликоль или ОЭМ 1-5 вода остальное

3. Способ получения антигололедной композиции по п. 2, отличающийся тем, что в полученную композицию вводят этаноламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
доломит 19-27 соляная и/или уксусная кислота 23-67 ПВ или состав, описанные выше 1-10 гликоль или ОЭМ 1-5 этаноламин 1-10 вода остальное