Нефтяной пропиточный состав для древесины

 

Изобретение относится к составу нефтяной пропитывающей антисептической жидкости и может быть использовано для пропитки древесины, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев. Состав содержит широкую маслянистую фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 220-450^oС, в качестве углеводородной фракции термического происхождения содержит фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 200-340^oС, и дополнительно в качестве депрессорной добавки содержит крекинг-остаток, а в качестве биоцидной присадки - 8-оксихинолин. Определенное соотношение компонентов обеспечивает повышенную фунгицидную токсичность и пониженную температуру застывания. 1 табл.

Изобретение относится к составу нефтяной пропитывающей антисептической жидкости и может быть использовано для пропитки древесины, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу расширения ресурсов маслянистых антисептиков и снижения температуры застывания антисептического состава путем введения в его состав депрессорной добавки и перевода нефтяного пропиточного состава для пропитки древесины (патент РФ 2065356 В 27 К 3/50, 20.08.96) из класса "разбавителей" в класс "самостоятельных" антисептиков за счет использования при его производстве биоцидной присадки.

Учитывая, что в шпалопропиточном каменноугольном масле, являющемся сильным антисептиком, содержится 0,25...0,30 мас.% соединений хинолинового ряда, нами предлагается в качестве биоцидной присадки к НМЛ вводить небольшой процент 8-оксихинолина. Поражаемость нефтяных масел (например трансформаторного) при добавке в них 8-оксихинолина до 0,005 мас.% равна нулю (не поражается), можно предположительно подсчитать количество хинолина, которое необходимо добавлять в НПМ, чтобы обеспечить ему свойства антисептика. Расчеты показывают, что для перевода 1 тонны НПМ в антисептик достаточно ввести в него 0,05 кг хинолина (0,005%).

Данные об антимикробном действии 8-оксихинолина в трансформаторном масле приведены в таблице 1 [Литвиненко С.Н. Защита нефтепродуктов от действия микроорганизмов М.: Химия, 1977, 143 с.].

Из данных таблицы следует, что некоторые присадки к маслам могут быть использованы в качестве защитных антисептических добавок, что позволит данному нефтепродукту, примененному в качестве шпалопропиточного материала, выполнить роль защитного агента.

Известен пропиточный материал, представляющий собой смесь каменноугольного масла [ГОСТ 2270-74 "Масло каменноугольное для пропитки древесины"] и нефтяного масла-мягчителя, выпускаемого согласно ТУ 38.301.08-31-89. Однако при приготовлении рабочей смеси, состоящей из каменноугольного масла, имеющего плотность при температуре 20^oС 1090-1130 кг/м³, и нефтяного масла-мягчителя ХМ-1, имеющего плотность при 20^oС 890-910 кг/м³, с применением в качестве перемешивающего агента острого водяного пара после охлаждения и отстоя в резервуаре образуется трехслойная система: нижний слой - каменноугольное масло; средний слой - вода; верхний слой - нефтяное масло-мягчитель. Для поддержания в резервуаре однородной системы требуется периодическое циркуляционное перемещение компонентов смеси по схеме: --> резервуар --> насос --> резервуар, что ведет к дополнительным энергозатратам. При этом система не освобождается от воды. Кроме того, нефтяное масло-мягчитель ХМ-1 имеет относительно высокие значения кинематической вязкости, определенной при температуре 80^oС (6,5-8,0 мм²/с), что ухудшает его проникающую (пропитывающую) способность при пропитке древесины, а следовательно, снижает его защитные свойства. Такая величина вязкости ХМ-1 не соответствует требованиям ГОСТ 20022.5-93 "Защита древесины. Автоклавная пропитка маслянистыми защитными средствами".

Известно каменноугольное шпалопропиточное масло [ГОСТ 2270-74 Масло каменноугольное для пропитки древесины], содержащее относительно узкую маслянистую фракцию термического происхождения, представляющую собой смесь первой антраценовой фракции (280-360^oС) и поглотительного масла (235-300^oС) [Справочник коксохимика т.3/Под. ред. инж. А.К. Шелкова. - М.: Металлургия, 1966, с. 66].

К недостаткам каменноугольного шпалопропиточного масла относятся следующие: 1. Каменноугольное пропиточное масло содержит до 0,3 мас.% веществ, не растворимых в толуоле (карбенов и карбоидов), и до 1,5 мас.% воды, что отрицательно влияет на процесс пропитки древесины.

2. По токсичности каменноугольное шпалопропиточное масло относится ко второму классу опасности (высокоопасное), что создает повышенную опасность с точки зрения санитарно-гигиенического и экологического состояния шпалопропиточных заводов.

3. Каменноугольное шпалопропиточное масло имеет относительно высокую температуру застывания (минус 2 - минус 5^oС), что затрудняет его слив и перекачку в зимних условиях при более низких температурах окружающего воздуха.

4. Каменноугольное шпалопропиточное масло готовят путем смешения и совместной кристаллизации 1-й антраценовой фракции и поглотительного масла с последующим отделением кристаллов на центрифуге. На 2,5 м³ поглотительного масла в смесь вводят 7,5 м³ 1-й антраценовой фракции. После кристаллизации и центрифугирования выход кристаллов составляет 15-20% на смесь [Справочник коксохимика т.3/Под. ред. инж. А.К. Шелкова. - М.: Металлургия, 1966, с. 66] .

5. Существенным недостатком каменноугольного шпалопропиточного масла является его склонность к осадкообразованию, что приводит к необходимости "размывания осадка" в железнодорожных цистернах и к безвозвратным потерями при хранении его в резервуарах.

6. Каменноугольное шпалопропиточное масло (креозот) имеет неприятный и очень стойкий запах.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является антисептическая жидкость для пропитки древесины (патент РФ 2065356, В 27 К 3/50, 20.08.96).

К недостаткам известной антисептической жидкости относятся: 1. Недостаточно высокая фунгицидная токсичность этой жидкости по отношению к грибам и бактериям, разрушающим древесные шпалы и брусья.

2. Относительно высокая температура застывания (не ниже минус 15^oС).

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу расширения ресурсов маслянистых антисептиков, повышения их фунгицидной токсичности и снижения температуры застывания.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом составе для пропитки древесины, содержащем широкую маслянистую фракцию термического происхождения и углеводородную фракцию термического происхождения, согласно изобретению в качестве широкой маслянистой фракции термического происхождения он содержит фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 220-450^oС, в качестве углеводородной фракции термического происхождения содержит фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 200-340^oС, и дополнительно в качестве депрессорной добавки содержит крекинг-остаток, а в качестве биоцидной присадки - 8-оксихинолин при следующем соотношении, мас. %: Фракция термического крекинга (220-450^oС) - 40-80 Фракция термического крекинга (200-340^oС) - 19,899-54,99 Крекинг-остаток - 0,1-5,0 8-Оксихинолин - 0,001-0,01 Указанные фракции и биоцидную присадку получают следующим образом.

Жидкое углеводородное сырье, выкипающее в пределах 220-600^oС, подвергают термическому крекингу в печах на установках термического крекинга [Ахметов С. А. Физико-химическая технология глубокой переработки нефти и газа. - Ч.2, Уфа, УГНТУ, 1997. - 341 с.]. Продукты реакции разделяют в ректификационной колонне с получением газа термического крекинга, бензиновой фракции (н.к. - 220^oС), среднедистиллятной фракции термического крекинга 220-340^oС, (220-450^oС) и крекинг-остатка 450^oС⁺ (депрессорная присадка).

Биоцидную присадку (8-оксихинолин) получают по реакции оксигенирования хинолина [Справочник химика т. 1/Под ред. инж. А.К. Векольского. - М.-Л.: Госхимиздат, 1963. - 1081 с.].

Предлагаемый антисептический состав для пропитки древесины получают следующим образом.

В тройник смешения транспортного трубопровода одновременно закачивают все компоненты: фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 220-450^oС, фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 200-340^oС, биоцидную присадку (8-оксихинолин) и депрессорную присадку (крекинг-остаток 450^oС⁺) в заданных соотношениях.

Особенностью в процессе приготовления антисептического состава (НОУ-ХАУ) является специальная предварительная очистка газойлевой фракции 220-450^oС от механических примесей.

Получают нефтяной антисептический состав для пропитки древесины, при этом температура вспышки (закрытый тигель), углеводородной фракции термического крекинга должна быть не ниже 95^oС (НОУ-ХАУ).

Пример 1. Предварительно очищенную от механических примесей фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 220-450^oС, 80 мас.%, смешивают с фракцией термического крекинга, выкипающей в пределах 200-340^oС, 19,899 мас. %, депрессорной присадкой 0,1 мас.% и биоцидной присадкой 0,001 мас.%. Получают нефтяной антисептический состав для пропитки древесины со следующими качественными показателями: Температура застывания,^oС - минус 17 Температура вспышки в открытом тигле,^oС - 126
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 4,82
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 1008
Пример 2. Предварительно очищенную от механических примесей фракцию термического крекинга жесткого режима, выкипающую в пределах 220-450^oС, 60 мас. %, смешивают с фракцией термического крекинга, выкипающей в пределах 200-340^oС, 37,995 мас. %, депрессорной присадкой 2 мас.% и биоцидной присадкой 0,005 мас. %. Получают нефтяной антисептический состав для пропитки древесины со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - минус 26
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 118
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 3,98
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 982
Пример 3. Предварительно очищенную от механических примесей фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 220-450^oС, 40 мас.%, смешивают с фракцией процесса термического крекинга, выкипающей в пределах 200-340^oС, 54,99 мас.%, депрессорной присадкой 5 мас.% и биоцидной присадкой 0,01 мас. %. Получают нефтяной антисептический состав для пропитки древесины со следующими качественными показателями:
Температура застывания, ^oС - минус 19
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС - 112
Вязкость кинематическая при 80^oС, мм²/с - 3,27
Плотность при 20^oС, кг/м³ - 974
Исходя из вышеперечисленных примеров видно, что:
1. Все полученные и исследованные образцы нефтяного пропиточного состава для пропитки древесины на основе фракции термического крекинга, углеводородной фракции термического происхождения, биоцидной присадки и депрессорной добавки являются принципиально новыми и полностью соответствуют требованиям ГОСТ 20022.5-93 "Защита древесины. Автоклавная пропитка маслянистыми защитными средствами" по всем основным качественным показателям (температура застывания, температура вспышки, вязкость, плотность);
2. Применение депрессорной присадки (крекинг-остаток) от 0,1 до 5,0 мас. % позволяет получить антисептический состав с температурами застывания (минус 17 - минус 26^oС).

Предлагаемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость" и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности для пропитки древесины.

Формула изобретения

Нефтяной пропиточный состав для древесины, содержащий широкую маслянистую фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 220-450^oC, углеводородную фракцию термического крекинга, выкипающую в пределах 220-340^oС, и крекинг-остаток в качестве депрессорной добавки, отличающийся тем, что он дополнительно содержит биоцидную присадку - 8-оксихинолин при следующем соотношении, мас.%:
Фракция термического крекинга, выкипающая в пределах 220-450^oС - 40-80
Фракция термического крекинга, выкипающая в пределах 200-340^oС - 19,899-54,99
Крекинг-остаток - 0,1-5,0
8-Оксихинолин - 0,001-0,01

РИСУНКИ

Рисунок 1