Способ получения охлаждающей жидкости Советский патент 1993 года по МПК C09K5/00 

коль растворяют в воде при содержании воды в растворе 3-4,9-43,6 мае. % и растворяют в нем сначала гидроксид натрия, затем (в любой последовательности или одновременно) бензойную кислоту, буру, нитрит натрия, нитрат калия, уранин, пеногаситель и последним растворяют силикат натрия при температуре до 50°С.

Заявляемый способ отличается тем, что предварительно этиленгликоль растворяют в воде при содержании воды в растворе 34,9-43, мас.% и растворяют в нем сначала гидроксид натрия, затем в любой последовательности бензойную кислоту, буру, нитрит натрия, нитрат калия, уранин, пеногаситель и последним растворяют силикат натрия при температуре/до 50°С,

Содержание воды 43,6 мае. % соответствует рецептурному для во до-гликоле вой основы охлаждающей жидкости марки ОЖ-40 Лена (температура замерзания минус 40°С, плотность 1,075-1,085 г/см3).

Согласно рецептуре ОЖ-40 Лена смешивается 41,998 мае.ч. воды и 54,312 мас.ч. этилен гликоля; в получаемом при этом растворе процентное содержание воды равно

41.9948+9584.312 ; ЮО-.43.60 мас.% . Содержание воды 34,9 мас.% соответствует рецептурному для марки ОЖ-65 (4) с температурой замерзания минус 65°С (плотность 1,085-1,100 г/см3):

ТОЖ Ж32б -100 34-92мас-%

Растворение бензойной кислоты и буры при содержании воды-в исходном водо-гли- колевом растворе больше 43,60 мас.%, а с другой стороны, растворение гидроксида, нитрата, нитрита метасиликата щелочного металла при содержании воды в исходном растворе меньше 34,92 мас.% нецелесообразно из-за увеличения длительности растворения.

Как показали опыты, проводившиеся в интервале температур 0-50°С, при указанной группировке растворяемых веществ и среды растворения устраняется выпадение осадка, имеющее место в известном способе, и в большей части указанного температурного диапазона ускоряется растворение твердых исходных продуктов.

При отсутствии осадка в промежуточных растворах отпадает необходимость их фильтрации. За счет ускорения растворения и устранения фильтрации промежуточных растворов длительность приготовления ОЖ-40 Лена по предлагаемому способу при 50°С сокращается. При 20°С длительность растворения компонентов при приготовлении ОЖ-40 Лена по предлагаемому

способу меньше (на 12 минут) суммарного времени растворения и промежуточной фильтрации в способе-прототипе, т.е. время приготовления ОЖ-40 Лена сокращается примерно на 20%. При 0°С длительность растворения присадок при приготовлении ОЖ-40 Лена по предлагаемому способу становится больше суммарного времени растворения и промежуточной фильтрации в способе-прототипе, однако экономится . время (и энергия) за счет уменьшения (или отсутствия) нагрева жидкости и отсутствия фильтрации промежуточных растворов. При больших размерах аппарата и относительно малой мощности нагрева может оказаться, что длительность растворения при приготовлении ОЖ-40 Лена без нагрева будет меньше, чем суммарная длительность на- гревания до более высокой температуры и процесса растворения.

При температуре ниже 0°С приготовление ОЖ практически не осуществимо из-за замерзания воды.

В интервале температур от 0 до 50°С

расход тепла на нагрев среды растворения

ниже, чем ъ способе-прототипе. При 50°С

расход тепла на нагрев того же порядка, но

экономится энергия за счет устранения

фильтрации промежуточных растворов.

Растворение компонентов в предлагаемом

способе при температуре выше 50°С нецелесЪобразно из-за увеличения расход тепла

по сравнению со способом-прототипом.

Растворение бензойной кислоты ведет- ся в присутствии гидроксида натрия с целью совмещения растворения с нейтрализацией. Этим приемом повышается скорость растворения бензойной кислоты, поскольку растворимость бензоата натрия выше, чем растворимость бензойной кислоты.

Пример 1. Готовили 1 кг ОЖ-40 (температура замерзания минус 40°С, плотность 1,075-1,085 г/см3), для чего брали следующие навески компонентов со- гласно рецептуре ОЖ-40:

г мас.% вода

дистиллированная 419,98 41,998 этиленгликоль543,12 54,312 гидроксид натрия 7,9 0,79 бензойная кислота 20,66 2,066 бура 6.16 0,616 нитрит натрия 1,24 0,124 нитрат калия 0,30 0,030 уранин . 0,012 0,0012 пеногаситель

ПМС-200А 0,006 0.0006 метасиликат натрия 9-еодный 0,63 0,063

В стакан емкостью 1 л с навеской эти- ленгликоля выливали навеску воды, потерю за счет смачивания стакана водой, добавляли по каплям до расчетной суммарной массы этиленгликоля и воды (543,12 + 419,98 963,1 г).

% воды в исходном водо-гликолевом растворе:

41Q QR

419.9Г/543.12-100-4360

При перемешивании нагревали жид- кость до 50°С, затем растворяли навеску гидроксида натрия - длительность растворения 4 минуты. После гидроксида растворяли одновременно остальные навески за исключением метасиликата, растворение прошло за б минут. Последним растворяли метасиликат натрия - время растворения - 1 мин. Полученный раствор отфильтровывали, через бумажный фильтр в течение 18 мин.

Суммарное время растворения компонентов 11 мин. Готовая ОЖ прозрачна, осадок на фильтре практически отсутствует.

Загрузку в реактор и растворение ком- понентов из групп навесок, растворяемых одновременно (выделены фигурными скобками), можно при необходимости вести в любой последовательности, но между растворением гидроксида натрия и метасили- ката натрия.

Пример 2. Готовили 1 кг ОЖг40 Лена так же, как и в примере 1, за исключением того, что компоненты, растворяемые в примере 1 после гидроксида натрия одно- временно (выделены фигурными .скобками), растворяли один.за другим в указанной последовательности при следующей длительности растворения:

я

Длительность растворения, мин

3

б . 1 1 1

0,5 0,5 0,5 2 - 13,5

Пример 3, Готовили 1 кг ОЖ-40 Лена так же, как в примере 2, за исключением того, что компоненты растворяли в обратной последовательности, т.е. после гидроксида натрия растворяли пеногаситель, а затем последовательно уранин, буру, нитрат калия, нитрит натрия, бензойную

5

10 15 20

5 0

5

0

5

0

5

334,39 33,439

623,26 62,326

кислоту и последним - метасиликат натрия. Длительность растворения компонентов по ср внению с примером 2 практически не изменилась. ОЖ прозрачна. Осадок на фильтре отсутствует.

Пример 4. Готовили 1 кг ОЖ-40 Лена так же, как в примере 1, за исключением того, что температура при растворении компонентов была 20°С. Суммарная длительность растворения компонентов 64 минуты.

Готовая ОЖ прозрачна. Осадок на фильтре практически отсутствует.

П р и м е р 5. Готовили 1 кг ОЖ-40 Лена так же, как в примере 1, за исключением того, что температура при растворении компонентов была 0-5°С. Суммарная длительность растворения компонентов - 156 минут..

П .р и м ё р б. Готовили 1 кг ОЖ-65 Лена (температура замерзания минус 65°С, плотность 1,085-1,100 г/см3), для чего брали следующие навески компонентов, согласно рецептуре ОЖ-65

гмас.%

вода

дистиллированная

этиленгликоль

гидроксид натрия

бензойная кислота

бура

нитрит натрия

нитрат калия

уранин

пеногаситель

ПМС-200А

метасиликат натрия 9-водный .

Последовательность растворения компонентов и другие условия опыта аналогичны примеру Т.

% воды в исходном водо-гликолевом растворе:

419 9Ц J . лпп ЧЛ Q9

312,25+623,26

Пример 7. ОЖ-40 готовили по способу-прототипу. В стакан емкостью 1 л наливали 419,98 г дистиллированной воды, нагревали до 80°С и растворяли при перемешивании последовательно навески буры (2 мин), гидроксида натрия (2 мин), бензой ной кислоты (8 мин), нитрата калия (9,5 мин), нитрата натрия (0,5 мин), уранина (1 мин), пеногаситедя и метасиликата натрия (1 мин). В растворе появились белые хлопья, которые постепенно окрашивались в желтоватый цвет. Водный раствор присадок отфильтровывали через бязевый фильтр; при фильтрации фильтр забивался гелеобраз- ным осадком. Фильтрация длилась более

часа, причем фильтр дважды заменяли. Фильтрат смешивали с этиленгликолем. Готовый раствор отфильтровывали через бумажный фильтр в течение 20 минут.

Общее время приготовления раствора без фильтрации готовой продукции - 75 мин.

За счет устранения промежуточной фильтрации способ упрощается и делается более производительным по сравнению со способом-прототипом: операция по получению ОЖ в лабораторных условиях, включая фильтрацию с использованием бумажных фильтров, длится в зависимости от марки ОЖ 30-40 мин, тогда как в способе-прототипе только промежуточная фильтрация длится более часа.

Предлагаемый способ получения ОЖ дает возможность получения готовых к употреблению марок; ОЖ-40 Лена и ОЖ- 65 Лена.

Способ дает возможность использовать наряду с этиленгликолем товарным водо- гликолевые растворы, в частности, водогли- колевую основу для получения ОЖ, содержащую от 5 до 30 мае. % воды и в нужном для ОЖ количестве буру.

Преимуществом способа является то, что повышение производительности достигается при понижении температуры процесса до 0-50°С по сравнению с 80°С в способе-прототипе. Это обусловливает меньшую интенсивность испарения раствора и меньшую мощность вентиляции.

Кроме того, поскольку в рецептуре ОЖ используются пожароопасные вещества - этиленгликоль и бензойная кислота - понижение температуры процесса уменьшает пожароопасное™ производства.

Формул а изобретения Способ получения охлаждающей жидкости, содержащей этиленгликоль, воду, гидроксид натрия, антикоррозионные присадки буры, бензоата, нитрита, нитрата и силиката щелочного металла, пеногаситель ПМС-200Аи краситель -уранин, включающий растворение компонентов при перемешивании и последующую фильтрацию

жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения расхода энергии на процесс, предварительно этиленгликоль растворяют в воде при содержании воды в растворе

34,9-43,6 мас.%, в полученном растворе сначала растворяют гидроксид натрия, затем бензойную кислоту, буру, нитрит натрия, нитрат калия, уранин, пеногаситель и последним растворяют силикат натрия при

температуре до 50°С. .

Применение: для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей, сельскохозяйственных машин, в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Сущность изобретения: предложенный способ получения охлаждающей жидкости, содержащей этиленгликоль, воду, гидроксид натрия, антикоррозионные присадки бората, бензоата, нитрита, нитрата и силиката щелочного металла, пеногаси- тель ПМС-200А и краситель - уранин, включает предварительное растворение при перемешивании этиленгликоля в воде при содержании воды в растворе 34,9-43,6 мас.%, растворение в полученном растворе при перемешивании гидроксида натрия, затем в любой последовательности или одновременно бензойной кислоты, буры, нитрита натрия,нитрата калия,уранина,пе- ногасителя и последним силикат натрия при температуре до 50°С и последующую фильтрацию жидкости, что обеспечивает повышение производительности и уменьшение расхода энергии на.процесс. промежуточного раствора и уменьшение расхода энергии как за счет устргнения фильтрации, так и понижения температуры процесса). Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе получения ОЖ, включающем растворение компонентов при перемешивании (этиленгликоля, гидроксида натрия, бензойной кислоты, буры, нитрита натрия, нитрата калия, ме асиликата натрия, уранина, пеногасителя) и фильтрацию жидкости, предварительно этиленгли00 о СЈ го СА)