Способ получения антигололедного реагента

 

Изобретение может быть использовано для предупреждения и удаления гололедных образований на аэродромных покрытиях и удаления снежно-ледового покрова при зимнем содержании дорог. Способ получения антигололедного реагента осуществляется совмещением неорганических солей с комплексообразователем, выделением комплексной соли, добавлением ингибитора и поверхностно-активного вещества с последующим гранулированием полученного продукта, причем в качестве неорганических солей используют доломит, в качестве комплексообразователя - гликоль, причем сначала доломит обрабатывают разбавленной соляной или уксусной кислотой, выпаривают образовавшуюся соль до достижения температуры раствора 140-150^oС, добавляют гликоль, смесь перемешивают, к полученной комплексной соли добавляют ингибиторы коррозии - оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена в качестве ПАВ и полученное вещество гранулируют. При этом процесс проводят при мольном соотношении доломит-кислота-гликоль-вода/1-4-1-8 соответственно до получения антигололедного реагента следующего состава, мас.ч.: комплексная соль (соль, вода, гликоль) - 100 мас.ч., ингибитор коррозии - 3 мас.ч., ПАВ - 1 мас.ч. Полученная комплексная соль имеет формулу СаСl₂•MgCl₂•2H₂О•С₄H₁₀О₃ в случае соляной кислоты или Са(С₂H₃О₂)₂•Mg(С₂H₃О₂)₂•2H₂О•С₄H₁₀О₃ в случае уксусной кислоты. Технический результат - упрощение технологии процесса получения антигололедного реагента, снижение его себестоимости, устранение пожароопасных свойств при повышенных температурах и в присутствии органики (проливы топлива, смазочных масел и т.д.).

Изобретение относится к области получения антигололедных реагентов, используемых для предупреждения и удаления гололедных образований на аэродромных покрытиях и дорожных покрытиях городских и внегородских трасс.

Для аэродромов и дорог наиболее энергоемким, трудоемким и дорогостоящим процессом является удаление гололедных образований и повышение фрикционных свойств покрытий.

В настоящее время химико-механические методы борьбы с гололедом являются более производительными по сравнению с тепловым методом с использованием тепловых машин.

Известно использование хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов с антикоррозионной добавкой для удаления снежно-ледяного покрова при зимнем содержании дорог (авторское свидетельство СССР 1560540, кл. С 09 К 3/18, 1990). Известный препарат обладает пониженной коррозионной активностью за счет введения антикоррозионной добавки.

Известен препарат для удаления льда, содержащий 5-15 мас.% мочевины, 1-5 мас. % одноатомного алифатического спирта и 60-70 мас.% полигликоля (заявка Великобритании 2027046, кл. С 09 К 3/18, 1980), который способствует быстрому плавлению льда.

Известен способ получения противогололедного материала, осуществляемый смешением минеральных наполнителей с хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов при нагревании и с последующем введением расплавленной серы (авторское свидетельство СССР 1719420, кл. С 09 К 3/18, 1992).

Известные антигололедные препараты малоэффективны при использовании их для очистки аэродромных покрытий, при резком изменении температурного диапазона, вызывают коррозию металлов аэродромной техники и оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения антигололедного реагента для аэродромных покрытий, осуществляемый совмещением неорганических солей с комплексообразователем, выделение комплексной соли, добавлением ингибитора и поверхностно-активного вещества, с последующим гранулированием полученного реагента (Патент RU 2123022 С1, С 09 К 3/18, 10.12.1998).

В качестве неорганических солей используют нитраты кальция и магния, которые, в свою очередь, получают нитрованием, то есть действием азотной кислоты на оксиды, гидроксиды или соли металлов (см. Химический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983, с.381), а в качестве комплексообразователя используют - мочевину (карбамид).

В качестве поверхностно-активных веществ используют ПАВы неионогенного типа на основе продуктов взаимодействия окиси этилена или пропилена с алкилфенолами.

Известный антигололедный препарат является эффективным при резком изменении температуры (до минус 20^oС), сокращает сроки подготовки аэродромов.

Однако способ предусматривает использование дорогостоящих исходных компонентов, например мочевины, требует дополнительных мер техники безопасности как при производстве реагента, так и при его хранении и использовании, вследствие наличия в составе нитратов и мочевины и низкой термической устойчивости (разлагается при 150^oС, а в присутствии органики при температуре выше 150-160^oС разлагается со взрывом, как и все нитраты).

Технической задачей заявленного изобретения является упрощение технологии процесса получения антигололедного реагента, снижение его себестоимости, устранение пожароопасных свойств при повышенных температурах и в присутствии органики (проливы топлива, смазочных масел и т.д.).

Данная техническая задача решается тем, что в способе получения антигололедного реагента, осуществляемого совмещением неорганических солей с комплексообразователем, выделением комплексной соли, добавлением ингибитора и поверхностно-активного вещества с последующим гранулированием полученного продукта, в качестве неорганических солей используют доломит, в качестве комплексообразователя - гликоли (диэтиленгликоль, этиленгликоль, пропиленгликоль или их смеси), причем сначала доломит обрабатывают разбавленной соляной или уксусной кислотой, выпаривают образовавшуюся соль до достижения температуры раствора 140-150^oС, добавляют гликоль, смесь перемешивают, затем добавляют ингибиторы коррозии и ПАВ, полученное вещество гранулируют. При этом процесс проводят при мольном соотношении: а) в случае соляной кислоты/доломит-кислота-гликоль-вода/1-4-1-8 соответственно; б) в случае уксусной кислоты/доломит-кислота-гликоль-вода/1-4-1-8 соответственно; до получения антигололедного реагента следующего состава, мас.ч.: комплексная соль (соль, вода, гликоль) - 100 мас.ч.; ингибитор - (смесь солей - нитрат натрия, бура, каптакс, бензоат натрия) - 3 мас.ч.; ПАВ - оксиэтилированный моноалкилфенол - 1 мас.ч.

Полученная комплексная соль имеет формулу СаСl₂•МgСl₂•2Н₂O•С₄Н₁₀О₃ в случае доломита, соляной кислоты и диэтиленгликоля; Са(С₂Н₃O₂)₂•Mg(С₂Н₃O₂)•2Н₂O•С₄H₁₀О₃ в случае доломита, уксусной кислоты и диэтиленгликоля; CaCl₂•MgCl₂•2H₂O•C₂H₆O₂ в случае доломита, соляной кислоты и этиленгликоля; CaCl₂•MgCl₂•2H₂O•C₃H₈O₂ в случае доломита, соляной кислоты и пропиленгликоля.

Приводим примеры конкретного выполнения: Пример 1. В емкость под тягой помещают 400 мл 37% соляной кислоты, добавляют воды до 1 л и затем порциями вводят 184 г доломита при перемешивании. По окончании реакции вводят небольшой избыток доломита и дают осадку отстояться. Осветленный рассол переливают в другую емкость и фильтруют. Полученный фильтрат выпаривают на газовой горелке до достижения температуры рассола 140-150^oС. В полученный рассол при перемешивании вводят 114 г диэтиленгликоля, содержащего в своем составе 8 г ингибиторов (смесь солей - нитрат натрия, бура, каптакс, бензоат натрия). Затем добавляют 2 г ПАВ. Полученный реагент в виде расплава охлаждают и дробят на гранулы. (При промышленном производстве предполагают вести грануляцию по известным технологиям получения гранулированных удобрений).

Получают реагент, имеющий температуру плавления 100-110^oС. Температура замерзания 30% раствора полученного реагента -28^oС. Температура замерзания известного реагента (комплекса нитратов Са и Mg с карбамидом) той же концентрации -26^oС.

Пример 2. Аналогичным способом получают и реагент на основе уксусной кислоты. Температура плавления полученного продукта 40-50^oС. Температура замерзания 30% раствора -26^oС.

Пример 3. В емкость под тягой помещают 400 мл 37% соляной кислоты, добавляют воды до 1 л и затем порциями вводят 184 г доломита при перемешивании. По окончании реакции вводят небольшой избыток доломита и дают осадку отстояться. Осветленный рассол переливают в другую емкость и фильтруют. Полученный фильтрат выпаривают на газовой горелке до достижения температуры рассола 140-150^oC. В полученный рассол при перемешивании вводят 62 г этиленгликоля, содержащего в своем составе 8 г ингибиторов (смесь солей - нитрат натрия, бура, каптакс, бензоат натрия). Затем добавляют ПАВ 2 г. Получают реагент, имеющий температуру замерзания -44^oС.

Пример 4. Аналогичным способом получают и реагент на основе пропиленгликоля. Температура замерзания полученного продукта -42^oС.

Таким образом, получают реагенты низкой себестоимости, не содержащие в своем составе нитраты, что существенно с точки зрения безопасности при применении и хранении в условиях аэродромного хозяйства. Необходимо отметить и одностадийность технологического процесса получения антигололедного реагента по действующей схеме производства хлорида кальция.

Формула изобретения

Способ получения антигололедного реагента, включающий смешение неорганических солей с комплексообразователем, добавление поверхностно-активного вещества - оксиэтилированных моноалкилфенолов на основе тримеров пропилена - с последующим гранулированием полученного реагента, отличающийся тем, что в качестве неорганических солей используют доломит, в качестве комплексообразователя - гликоль, причем сначала доломит обрабатывают соляной или уксусной кислотой, образующуюся соль концентрируют до температуры рассола 140-150^oС, добавляют гликоль, смесь перемешивают, к полученной комплексной соли добавляют ингибитор коррозии, поверхностно-активное вещество и гранулируют реагент, при этом процесс проводят при мольном соотношении доломит/кислота/гликоль/вода - 1-4-1-8, до получения антигололедного реагента следующего состава, мас. ч. :
Комплексная соль - 100
Ингибитор коррозии - 3
ПАВ - 1