Пылесвязывающий состав

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для борьбы с пылеобразованием. Цель изобретения - повышение эффективности пылесвязывания и увеличение противоэрозионной устойчивости образуюш,егося покрытия за счет улучшения адсорбционной способности состава. Он содержит следуюшие компоненты при их соотношении, мас.%: в качестве остатков нефтяного производства гудрон высокосернистой нефти 60-70; зашелоченный экстракт сективной очистки масляной фракции с температурой кипения 280-410°С 30-40. Состав получают компаундированием ингредиентов в следуюшей последовательности. Для очистки от остатков фенолов, содержаш,ихся в масляной фракции, и образования алкилароматических сульфонатов натрия ее обрабатывают раствором едкого натра. Затем гудрон смешивают с экстрактом селиктивной очистки масел, прошедним процесс зашелачивания, и перемешивают при 100-110°С в течение 3-4 ч. Применение гудрона высокосернистой нефти, являюшегося остатком первичного происхождения, позволяет максимально растворить молекулы смолисто-асфальтеновых веществ гудрона в родственном по происхождению высокоаром атизированном углеводороде первичного происхождения. При этом не нарушается коллоидная стабильность системы. 3 табл. « (Л со со сд О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 Е 21 F 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСХОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4043585/22-03 (22) 21.01.86 (46) 15.09.87. Бюл. № 34 (71) Уфимский нефтяной институт, Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом и Башкирский государственный университет (72) .А. П. Зиновьев, С, А. Лобастова, П. Л. Ольков, В. А. Максютов, Ш. Т. Азнабаев, С. В. Балакирева, Д. Ш. Исмагилов, М. Г. Рахимов, А. Н. Купин, В. В. Фрадинский и Н. Ю. Назарова (53) 622.807(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 723185, кл. Е 21 F 5/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1035238, кл. Е 21 F 5/06, 1982. (54) ПЫЛЕСВЯЗЫВАЮЩИЙ СОСТАВ (57) Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для борьбы с пылеобразованием. Цель изобретения — повышение эффективности пылесвязывания и увеличение противоэрозионной устойчивости образуюшегося покры„.Я0„„1337526 А 1 тия за счет улучшения адсорбционной способности состава. Он содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: в качестве остатков нефтяного производства гудрон высокосернистой нефти 60 — 70; защелоченный экстракт сективной очистки масляной фракции с температурой кипения

280 — 410 С 30 — 40. Состав получают компаундированием ингредиентов в следуюшей последовательности. Для очистки от остатков фенолов, содержащихся в масляной фракции, и образования алкилароматических сульфонатов натрия ее обрабатывают раствором едкого натра. Затем гудрон смешивают с экстрактом селиктивной очистки масел, прошедним процесс защелачивания, и перемешивают при 100 — 110 С в течение

3 — 4 ч. Применение гудрона высокосернистой нефти, являющегося остатком первичного происхождения, позволяет максимально растворить молекулы смолисто-асфальтеновых веществ гудрона в родственном по происхождению высокоаром атизированном углеводороде первичного происхождения.

При этом не нарушается коллоидная стабильность системы. 3 табл.

1337526

Изобретение относится к пылесвязывающим веществам, используемым на предприятиях горнодобывающей промышленности для борьбы с пылеобразованием, например, на автодорогах карьеров, а также для за- 5 щиты от эрозии поверхностей отвалов, транспортируемых и складируемых полезных ископаемых, почвы и т.д.

Цель изобретения — повышение эффективности пылесвязывания и увеличение про тивоэрозионной устойчивости образующегося покрытия за счет улучшения адсорбционной способности состава.

Применение гудрона высокосернистой нефти и защелоченного экстракта селективной очистки масляной фракции 280 — 410 С 15 позволяет улучшить адсорбционную способность состава, так как термоокислительные превращения остатков высокосернистой нефти идут в режиме ингибирования окисления, разрушая промежуточные продукты окисления гидроперекиси.

Роль ингибитора окисления ароматических углеводородов выполняют алкилароматические сульфонаты натрия, которые получаются при защелачивании экстракта селективной очистки м асляной фракции 280 — 25

410 С 10%-ным раствором едкого натра

NaOH при связывании фенола, содержащегося в экстракте селективной очистки масляной фракции в солеобразный продукт— фенолят натрия.

Алкилароматические сульфонаты натрия являются ионогенными водомаслорастворимыми ПАВ, весьма ценными в пылесвязываюшем веществе, что позволяет ему кроме высокой устойчивости к термоокислительному старению создать и более прочные связи пылесвязывающего вещества с частицами грунта на автодороге и тем самым улучшить его противоэрозионную устойчивость (33750 Н) .

Замена различных по своему происхождению тяжелых нефтяных остатков (гудрон, 4О асфальт, крекинг-остаток) на остаток первичного происхождения — гудрон высокосернистой нефти, позволяет м аксим ально растворить молекулы смолисто-асфальтеновых веществ (САВ) гудрона высокосер- 45 нистой нефти в родственном по происхождению высокоароматизированном углеводороде первичного происхождения — экстракте селективной очистки масляной фракции

280 †4 С, без нарушения коллоидной стабильности системы (5) и тем самым мак- SO симально вовлечь в пылесвязываюшее вещество до 70 мас.% гудрона высокосернистой нефти. Это увеличивает содержание

САВ в нем, которое является естественным

ПАВ и повышает когезионные свойства пылесвязывающего вещества и позволяет получить износостойкое эластичное покрытие на автодорогах. Содержание САВ в гудроне сернистой (Ром ашкинской) нефти составляет 29 мас.%, а в высокосернистой (Арланской) нефти — 40,7 мас.% (табл. 1).

По требованиям условий эксплуатации в летний период пылесвязывающее вещество должно иметь вязкость при 50 С не более 25 градусов Энглера и скорость смачивания 3 мм/ч, что позволяет наносить его на поверхность грунта автодорог без подогрева.

Оптимум содержания гудрона высокосернистой нефти составляет 60 — 70 мас.%.

При содержании в системе гудрона более

70 мас.% происходит увеличение вязкости более 25 градусов Энглера, что ухудшает его эксплуатационные свойства: смачиваемость и распыление на поверхности грунта автодорог. Нижний предел гудрона высокосернистой нефти составляет 60 мас.%, так как при меньшем содержании наблюдается резкое понижение противоэрозионной устойчивости пылесвязывающего вещества.

Экстракт селективной очистки масляной фракции 280 — 410 С должен пройти стадию защелачивания 10%-ным раствором едкого натра NaOH для связывания фенола в солеобразный продукт — фенолят натрия, по следующей реакции:

ОН 0Na

Фенов

Фенолят натри

Минимальное количество второго ингредиента защелоченного экстракта селективной очистки масляной фракции 280—

410 С составляет 30 мас.%, так как при этом будет минимальное количество высокоароматизированных углеводородов, которые полностью растворяют САВ гудрона высокосернистой нефти, без нарушения стабильности системы. При содержании зашелоченного экстракта селективной очистки масляной фракции 280 — 410 С более

40 мас.о уменьшается содержание гудрона высокосернистой нефти и, следовательно, противоэрозионная устойчивость пылесвязывающего вещества.

Начало кипения экстракта селективной очистки масляной фракции определяется температурой вспышки пылесвязывающего вещества и она по требованиям его эксплуатации должна быть не менее 150 С, что соответствует экстракту селективной очистки масляной фракции с температурой начала кипения 280 С. Конец кипения экстракта селективной очистки масляной фракции определяется приемистостью и растворимостью САВ, содержащегося в гудроне высокосернистой нефти.

Физико-химические свойства гудрона высокосернистой нефти в сравнении с гудроном сернистой нефти показаны в табл. 1.

1337526

Таблица 1

2 3

Гудрон высоко

22,8

Смолы

29,0

Показатели

6,2

Асфальтены

11,7

Карбены, карбоиды

0,1

0,1

1О

В табл. 2 приведена характеристика экстракта селективной очистки масляной фракции 280 — 410 С до и после защелачивания.

992

Таблица 2

Коксуемость, мас.%

18,0

10,8

Экстракт селективной

Показатели очистки масляной фракции

Температура размягчения по К и Ш, С

45

Содержание серы, мас.%

4,32

2,27

2 3

Вязкость услово ная, ВУ при

80 С

Плотность, з

943

938

Вязкость

Фракционный состав: условная, BY при 50 С 1,91

2,12

Начало

О кипения, С

Температура о застывания С 2

376

256

До 400 С выкипает, % объема

Температура вспышки в

15 открытом о тигле, С

175

175

До 500 С выкипает, % объема

Содержание серы, мас.% 2,03

36

1,2

Групповой углеводородный состав:

Парафинонафтеновые

12,5

14,8

Парафинонефтеновые 31,4

31,2

Хоноциклическая аро— матика

Моноциклическая ароматика 28,6

7,8

15,8

28,4

17,1

Бициклическая ароматика

29,3

29,6

21,8

Гудрон сернистой (Ромашкинской) нефти

Плотность, кг/м 965

Бициклическая ароматика 20,6

Полициклическая ароматика 19,7 сернистой (Арланской) нефти

Групповой углеводородный состав, мас.%:

Продолжение табл 1 до защела- после защечивания лачивания

1337526

Продолже ние табл. 2

I l

Полициклическая ароматика

7,2

7,0

4,1

3,2

Смолы

Отсутствует

Та блица 3

Пример

Прототип

Показатели! 1

Состав, мас.%:

68

40

32

10

10

24,5

17,6

Парафино-нафтеновые

17,7 17,3

14,2 14, t

25,1

14,1

Содержание фенола, мас.% 0,01

Получение пылесвязывающего вещества осуществляется компаундированием ингредиентов в следующей последовательности: для очистки от остатков фенолов, содержащихся в экстракте селективной очистки масляной фракции 280 †4 С, и образования алкилароматических сульфонатов натрия экстракт селективной очистки масляной фракции проходит обработку щелочным раствором едкого натра. После этого гудрон высокосернистой нефти смешивается с экстрактом селективной очистки масел, прошедшим процесс защелачивания, и переГудрон высокосернистой нефти

Защелоченный экстракт селективной очистки масляной фракции

280-410 С

Экстракт селективной очистки о масляной фракции 280-410 С без защелачивания

Гудрон сернистой нефти

Асфальт сернистой нефти

Крекинг-остаток сернистой нефти

Групповой углеводородный состав, мас.%

Моноциклическая ароматика мешивается при 100 — 110 С в течение

3 — 4 ч.

Пример 1. П ылесвязывающее вещество получают компаундированием и перемеши5 ванием при 100 †1 С ингредиентов, мас.о о: гудрон высокосернистой нефти 60; экстракт селективной очистки масляной фракции 280 — 410 С 40; который предварительно прошел процесс защелачивания

10О О-ным раствором едкого натра в смесителе при расходе 0,05 мас.% на экстракт селективной очистки масляной фракции.

Пример 2. Пылесвязывающее вещество получают компаундированием и перемешиванием при 100 — 110 С ингредиентов, мас.о о

15 гудрон высокосернистой нефти 68; защелоченный экстракт селективной очистки масляной фракции 280 — 410 С 32.

Пример 8. Пылесвязывающее вещество получают компаундированием и перемешиванием при 100 — 110 С ингредиентов: мас. о: гудрон высокосернистой нефти 70; защелоченный экстракт селективной очистки масляной фракции 280 †4 С 30.

Физико-химические свойства предлагаемого пылесвязывающего вещества в сравнении с прототипом приведены в табл. 3.

1337526

Продолжение табл. 3

Пример

1 1

Прототип

Показатели

1 2 3

21,7 21,6

18,2 18,3

21,1 21,5

22,3

27,0

18,1

10,9

20,9

9,1

Смолы

6,9

3,3

7,0

Асфальтены

Карбены, карбоиды

7,1

0,1

0,1

0,1

0,1

972

953

970

978

23

150

184

180

186

100

100

100

100

100

100

3,5 3,5

3,5

0,01

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

Противоэрозионная устойчивость, H 8270

26320

3 1560 33750

0,95

3,6

3,5

3,5

18

1,3

1,2

1,2

1,2

Формула изобретения

Бициклическая ароматика

Полициклическая ароматика

Плотность, K /M о о

Вязкость условная, ВУ при 50 С о

Температура вспышки, С о

Температура застывания, С

Укрупнение фракции пыли (0,15-0,08 мм), мас.7

Пылепоглощающая способность, мас.X

Скорость смачивания пыли, мм/ч

Содержание фенола, мас.X

Коллоидная стабильность, мл. н-гептана

Время пылеподавления, сут.

Норма расхода, кг/м

Предлагаемое пылесвязываюшее вещество (табл. 3) имеет хорошие пылесвязывающие свойства (100 м ас.% против

48 мас.% для универсина); высокую противоэрозионную устойчивость, которая в

3 5 — 4 0 раза выше, чем в универсине (33750 Н против 8270 Н), в нем полностью отсутствует фенол; высокую коллоиднук стабильность (3,5 против 0,95 мл н-гептана в универсине) . Время пылеподавления на автодорогах по результатам промышленных 55 испытаний составляет 18 сут против 14 сут для универсина при одновременном сокращении нормы расхода пылесвязывающего вещества на атодорогах с 1,3 до

1,2 кг)м . Удельный экономический эффект составляет 19,3 руб. с одной тонны.

Отсутствие фенола и высокая противоэрозионная устойчивость пылесвязываюшего вещества предотвращают загрязнение окружающей среды и улучшают санитарногигиенические условия труда при работе в карьере.

Пылесвязывающий состав, включающий остатки нефтяного производства, отличаю1

9 щийся тем, что, с целью повышения эффективности пылесвязывания и увеличения противоэрозионной устойчивости образующегося покрытия за счет улучшения адсорбционной способности состава, он дополнительно содержит защелоченный экстракт селективной очистки масляной фракции с температурой кипения 280 — 410 С, а в качестве остатков нефтяного производ337526

10 ства содержит гудрон высокосернистой нефти при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гудрон высокосернистой нефти 60 — 70

Защелоченный экстракт селективной очистки масляной фракции с температурой кипения 280 — 410 С 30 — 40

Составитель И. Федяева

Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 4107/29 Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4