Способ получения твердого топлива Советский патент 1975 года по МПК C10L7/02 C08G9/10 C08G37/32 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

1

Изобретение относится к области получения твердого топлива, используемого в качестве воспламенителя угля.

Известен cnocOi6 получения твердого топлива путем отверждения жидкого углеводородного топлива, эмульгированного в водном растворе высокомолекулярного соединения, в качестве которого используют казеин, поливиниловый спирт.

Предлагаемый способ предусматривает использование в качестве высокомолекулярного соединения продукт конденсации мочевины, формальдегида и сульфида аммония.

Пригодные для использования продукты конденсации мочевины и формальдегида получаются в результате совместной поликонденсации мочевины, формальдегида, сульфидов аммония, например гндросульфида аммоиия, сульфида аммония, полисульфида аммония или смеси этих соединений и других соединений аммония, например аммиака, углекислого аммония, гексаметилентетрамина. Паряду с перечисленными соединениями в качестве конденсационных компонентов пригодны также такие производные мочевины, как метилмочевина, фенилмочевина, тиомочевина, однако последние соединения являются значительно более дорогими, чем мочевина.

и экономические преимущества достигаются с несоответствующими им затратами.

Эмульсии получают при помощи быстродействующей смесительной машины, например проточной эмульгирующей машины. Простые мешалки позволяют осуществлять лишь периодический способ, при котором преимущества предлагаемого способа не проявляются в полной мере. В противоположность этому проточная эмульгирующая машина делает возможным непрерывное получение эмульсии из подводимой с одной стороны модифицированной сырой мелкораздробленной мочевиноформальдегидной смолы и подводимого с

другой стороны углеводорода, находящегося в жидком виде, например бензина, бензола, керосина, дизельного топлива, веретенного масла, парафинового масла, отходов масла, неочищенного нарафина, мазута, технических

нефтепродуктов, причем в углеводороде или в смоле распределены эмульгаторы и отверждающие средства. Одновременно в одной из двух фаз или в обеих фазах могут быть растворены красители, в зависимости от их растворимости в этих фазах.

В качестве эмульгаторов приемлемы анионоактивные вещества такого типа, которые располагаются в эмульсионной системе на

границе раздела фаз масло/вода. В некоторых случаях возможно получать эмульсию без использования эмульгаторов, в частности при применении смол, имеющих активные заряды, однако активные эмульгаторы способствуют самопроизвольному тонкому распределению углеводородов в золе смолы вследствие то-го, что онн снижают энергетические затраты.

Таким образом, указанный эффект становится возм. в такой стенени, что преимущества, достигаемые при использовании активного эмульгатора, многократно превышают затраты на очень незначительное количество эмульгатора. Введение эмульгатора может позволить снизить до миниму ма расход золя смолы.

Скорость отверждения золя смолы и превращения эмульсии в твердую пену являются зависимыми от степени конденсации и скорости желатинизащии золя смолы, а также от применения тепла или ускорителей отверждения или обоих последних. При большом числе оборотов о-бщепринятых эмульгирующих машин подаваемая смесь нагревается за время пребывания в машине под действием тепла, выделяющегося в результате сил трения. Это.го тепла может быть достаточно, чтобы в определенный промежуток времени произошла желатинизация и отверждение эмульсии во время стабилизации с помощью сил, возникающих на границе раздела фаз. Скорость отверждения может зависеть и от соответствующего предварительного нагревания. Предварительное нагревание необходимо в том случае, когда иснользуются полутвердые при комнатной температуре или твердые углеводороды. Применение ускорителей отверждения также позволяет обходиться без дополнительного нагревания и отказаться от использования тепла, выделяющегося в эмульгирующей машине в результате трения, а также дает возможность по желанию регулировать скорость отверждения, если используются жидкие при комнатной температуре углеводороды. В качестве ускорителей отверждения могут применяться соединения, Обладающие кислой реакцией, например кислые соли, кислоты или вещества, распадающиеся с образованием кислых агентов. Целесообразно одновременное использование тепла и ускорителей отверждения.

Введение обоих жидких компонентов может производиться путем простого сливания жидкостей, если в расноряжении имеется необходимая эмульгирующая машина. Однако в большинстве случаев мощность давления так незначительна, что она недостаточна для формования.

По этой причине реко1мендуется применять создающие давление выдавливаюпще устройства, которые являются одновременно компонентом в постоянной линии эмульгирующей машины. Комплект устройства - насос-эмульгирующая машина - насадка, формирующая

прутки, может работать как экструдер, в зависимости от выбора устройства, формующего нрутки.

Пример 1. 100 молей мочевины подвергают совместной конденсации с 174 молями формальдегида, взятого в виде водного раствора, 0,7 молями гексаметилентетрамина и 7 молями гидросульфида аммония, представляющего собой водный раствор, нри темлерат ре кипения с обратным холодильником до тех пор, пока время желатинизации 10 мл охлажденной до 20°С пробы при прибавлении к ней 1 мл водного раствора фосфорной кислоты коацентрации 160 г/л не станет равным 200 с. После этого полученную смолу нейтрализуют натровой щелочью и охлаждают.

12,99 об. ч. полученной таким путем смолы вводят в единицу времени в эмульгирующую

машину с одной стороны, а с другой стороны, в машину вводят смесь, состоящую из 86,58 об. ч. дизельного масла, 0,27 об. ч. 40Ясного раствора алкилсульфоната и 0,16 об. ч. фосфорной кислоты, концентрация которой

составляет 500 г/л. В машине происходит эмульгирование введенных компонентов. Образовавшуюся эмульсию непрерывно экструдируют в течение времени- желатинизации, исчисляемого несколькими секундами, через

насадку, позволяющую получать прутки. Полученные нрутки отверждают после желатинизации, во время которой возможно простое измельчение прутков, например при помощи натянутой проволоки. Возможна также быстрая дальнейшая, приемлемая при данных условиях, непрерывная переработка.

Готовый продукт отличается жесткими, и хрупкими свойствами и имеет предел прочности при сжатии 19,8 кг/см. Он мгновенно загорается нри поджигании. 15 г продукта горят в кубической форме в течение 12- 15 мин, причем вытекание углеводородов не наблюдается. Содержание твердой смолы составляет 6,0 вес. %.

Пример 2. 5,85 об. ч. смолы, полученной в соответствии с примером 1, вводят в единицу времени в эмульгирующую .машину с одной стороны, с другой стороны в машину вводят смесь, состояшую из 93,68 об. ч. нефти, 0,29 об. ч. 35-40%-ного раствора алкилсульфата и 0,18 об. ч. фосфорной кислоты, концентрация которой составляет 500 ,г/л. В машине происходит эмульгирование введенных ко мпонентов. Образовавшуюся эмульсию

экструдируют в течение времени желатинизации, исчисляемого несколькими секундами, через насадку, позволяющую получать прутки. Образующиеся прутки после желатинизации отзерждают так быстро, чтобы легко

можно было производить измельчение прутков. Полученный продукт - твердый и хрупкий и имеет предел прочности при сжатии, равный 11,8 кг/см. Он мгновенно загорается при поджигании. 15 г продукта горят в кубической форме в течение 10-12 мин, нричем

вытекание углеводородов не наолюдается. Содержание твердой смолы составляет 2,8 вес. %.

Пример 3. 100 молей мочевины подвергают совместной конденсации с 178 молями формпльдегнлл, взятого в виде водного раствора, 4,64 молями аммиака, находяншмися в водном pa.cTBOpt и водным раствором сульфида аммония, содержащим 4,62 моля сульфида аммония, при температуре кинения с обратным холодильником до тех пор, пока время желатинизации 10 мл охлажденной до 20°С нробы при прибавлении к ней 1 мл водного раствора фосфорной кислоты концентраиин 160 г/л не станет равным 150 с. По достижении такого состояния полученную смолу нейтрализуют натровой нделочью и охлаждают.

Смолу перерабатывают как это описано в примере I, однако вместо дизельного масла используют веретенное масло. Полученный продукт представляет собой вещество без запаха. Он тверд и хрупок, имеет предел прочности при сжатии 15,1 кг/см, мгновенно загорается При поджигании. 15 г продукта горит в кубической форме в течение 12-16 мин.

Пример 4. При получении смолы аналогично примеру 3 33 моля мочевины заменяют либо 33 молями этилиденмочевины, либо 36 молями тиомочевины, либо 35 молями

метилмочевиньг. Полученные смолы могут в соответствии со способом, описанным в примере 1, превращаться в твердые пены, однако при этом изменяют количества фосфорной кислоты в зависимости от изменения

реакции желатинизации. Прочностные свойства полученных продуктов соответствуют значению, указанному в примере 3. Содержание твердой смолы в продуктах 6,2-6.6%. Горючие свойства соответствуют свойствам продуктов, полученных в примере 3.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е-н и я

Способ нолучения твердого тонлива путем отверждения жидкого углеводородного топлива, эмульгированного в водном растворе высокомолекулярного соединения, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярного соединен ;я используют продукт конденсации мочевины, формальдегида и сульфида аммония.