Состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей (варианты)
Изобретение относится к составу жидкости, используемой при обработке транспортных емкостей для уменьшения примерзания сыпучих материалов к рабочим поверхностям и может быть использовано в цементной, горнорудной, металлургической промышленности в условиях низких температур. Описан состав для обработки металлических рабочих поверхностей транспортных емкостей с целью снижения примерзаемости к ним сыпучих материалов, содержащий по первому варианту фракцию высокотемпературного термического крекинга жесткого режима (пиролиза), выкипающую в пределах 140-600°С (смола пиролиза) в качестве широкой маслянистой фракции термического происхождения в количестве 10-95 мас.% и фракцию прямогонного маловязкого мазута в качестве среднедистиллятной углеводородной фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти в количестве 5-90 мас.%; по второму варианту состав содержит фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к. в качестве широкой маслянистой фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти в количестве 20-90 мас.% и керосиновую фракцию, выкипающую в пределах 220-330°С в качестве среднедистиллятной углеводородной фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, в количестве 10-80 мас.%; по третьему варианту состав для обработки рабочих металлических поверхностей содержит в качестве широкой маслянистой фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к. в количестве 99,3-99,97 мас.% и депрессорную присадку «Dodiflow 4134», в количестве 0,03-0,7 мас.%. Технический результат - предложенные составы позволяют уменьшить степень примерзания сыпучих материалов к металлической поверхности транспортных емкостей. 3 н.з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к составу жидкости, используемой при обработке транспортных емкостей для уменьшения примерзания сыпучих материалов к рабочим поверхностям, и может быть использовано в цементной, горнорудной, металлургической промышленности в условиях низких температур.
Предлагаемое изобретение решает техническую задачу снижения примерзания сыпучих материалов к рабочим поверхностям транспортных емкостей и улучшения скольжения грузов при проведении операций погрузки и выгрузки.
Известно профилактическое средство для обработки рабочих поверхностей (Авторское свидетельство SU 1620466 А1, С09К 3/18 от 21.07.88), содержащее соляровое масло - 98,7 мас.%, автоконсервант порогов «Мовиль» - 0,5 мас.%, парафин - 0,8 мас.%.
Однако при приготовлении рабочей смеси, содержащей указанные выше компоненты при заданных соотношениях, с применением в качестве перемешивающего агента острого водяного пара после охлаждения и отстоя в резервуаре образуется трехслойная система: нижний слой - вода; средний слой - автоконсервант порогов «Мовиль», верхний слой - соляровое масло. Кроме того, в процессе производства данного состава в резервуарах образуются парафиновые отложения.
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.
Известен способ уменьшения примерзания влажных сыпучих материалов к рабочим поверхностям (Авторское свидетельство SU 1581730 А1, С09К 3/18 от 17.11.87), отличающийся тем, что с целью уменьшения примерзания влажных сыпучих материалов к рабочим поверхностям, повышения температуры вспышки антиадгезионного средства и упрощения обработки, в качестве антиадгезионного средства используют кубовые остатки ректификации 2-этилгесанола.
К недостаткам данного способа относятся:
1. Малые объемы производства кубовых остатков ректификации 2-этилгесанола.
2. Кубовые остатки ректификации 2-этилгесанола являются ценным сырьем для синтеза дорогостоящих полимеров и пластмасс.
3. Кубовые остатки ректификации 2-этилгесанола применяются в качестве пенообразователя при производстве флотореагентов для процесса флотации при обогащении каменных углей.
4. Возможности по производству кубовых остатков ректификации 2-этилгесанола во много раз уступают спросу на этот вид продукта. В настоящее время наблюдается его острая нехватка на рынке.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является средство для предотвращения примерзания сыпучих материалов (Авторское свидетельство SU 1700039 А1, С09К 3/18 от 04.10.89), содержащее 55 мас.% легкого газойля каталитического крекинга, 20 мас.% легкого газойля коксования, 18 мас.% дистиллятного крекинг-остатка, 7 мас.% остаточного крекинг-остатка.
К недостаткам данного средства относятся:
1. Необходимость вовлечения в процесс производства легких газойлей каталитического крекинга и коксования (в сумме 75 мас.%), которые являются ценными компонентами при производстве дизельных топлив, маловязких флотских мазутов Ф-12 и Ф-5 и других видов моторных топлив.
2. Дистиллятный и остаточный крекинг-остатки в настоящее время отсутствуют в ассортименте выпускаемой продукции на большинстве НПЗ.
Предлагаемое изобретение решает техническую задачу снижения примерзания сыпучих материалов к рабочим поверхностям транспортных емкостей и улучшения скольжения грузов при проведении операций погрузки и выгрузки.
При нанесении предлагаемого состава на металлическую поверхность образуется гидрофобная тонкая пленка, которая защищает поверхность от примерзания к ней сыпучих материалов. Вязкостные свойства предлагаемого состава (вязкость ВУ при 50°С в пределах 1,5-3,5) позволяет наносить его на поверхность при помощи форсунок.
Силы примерзания материалов к металлической поверхности определяется методом продавливания пластины, свободно примороженной с двух сторон к материалу.
Металлическую пластину размером 200 см2 обрабатывают предлагаемыми составами, вставляют в металлическую форму размером 100×100 мм, к пластине в течение 5-6 часов примораживают влажный материал (глина, трепел), затем пластину продавливают прессом в течение 10 с.
Результаты эксперимента приведены в таблице 1.
Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемый состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей с целью снижения примерзаемости к ним сыпучих материалов содержит широкую маслянистую фракцию термического происхождения, среднедистиллятную углеводородную фракцию, получаемую в процессе атмосферной перегонки нефти, отличается тем, что в качестве широкой маслянистой фракции термического происхождения он содержит фракцию высокотемпературного термического крекинга жесткого режима (пиролиза), выкипающую в пределах 140-600°С (смола пиролиза), в качестве среднедистиллятной углеводородной фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, содержит фракцию прямогонного маловязкого мазута при следующем соотношении, в мас.%:
| фракция высокотемпературного термического крекинга | |
| жесткого режима (пиролиза), | |
| 140-600°С (смола пиролиза) | 10-95 |
| фракция прямогонного маловязкого мазута | 5-90 |
Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей, соответствующий требованиям ТУ 0252-001-45651137-2001.
2. Состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей с целью снижения примерзаемости к ним сыпучих материалов содержит широкую маслянистую фракцию, получаемую в процессе атмосферной перегонки нефти, среднедистиллятную углеводородную фракцию, получаемую в процессе атмосферной перегонки нефти, отличается тем, что в качестве широкой маслянистой фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, он содержит фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к., в качестве среднедистиллятной углеводородной фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, он содержит керосиновую фракцию, выкипающую в пределах 220-330°С, при следующем соотношении, в мас.%:
| фракция высокосернистого атмосферного газойля, | |
| выкипающая в пределах 190°С - к.к. | 20-90 |
| керосиновая фракция, | |
| выкипающая в пределах 220-330°С | 10-80 |
Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей, соответствующий требованиям ТУ 0252-001-45651137-2001.
3. Состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей, содержит широкую маслянистую фракцию, получаемую в процессе атмосферной перегонки нефти и депрессорную присадку, отличается тем, что в качестве широкой маслянистой фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, он содержит фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к., в качестве депрессорной присадки он содержит присадку «Dodiflow 4134» при следующем соотношении, в мас.%:
| фракция высокосернистого атмосферного газойля, | |
| выкипающая в пределах 190°С - к.к. | 99,3-99,97 |
| депрессорная присадка | |
| «Dodiflow 4134» | 0,03-0,7 |
Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей, соответствующий требованиям ТУ 0252-001-45651137-2001.
Указанные фракции и депрессорную присадку получают следующим образом.
Низкомолекулярные парафины (С1-С4), а также прямогонные бензиновые фракции подвергают процессу жесткого высокотемпературного крекинга (пиролиза) в печах на промышленных установках пиролиза нефтяного сырья [Т.Г.Гюльмисарян, Л.П.Гилязетдинов. Сырье для производства углеродных печных саж. - М.: Химия, 1975]. Продукты реакции подвергают разделению с получением газа пиролиза (пирогаза) и жидких продуктов - смолы пиролиза.
Суммарная смола пиролиза делится в ректификационной колонне на две фракции: сольвентную (н.к. - 140°С) и широкую фракцию пиролизной смолы (140-600°С).
Нефть на установке AT подвергают ректификации в атмосферной колонне с получением газа и жидких фракций - бензиновой (н.к. - 180°С), фракции дизельного топлива (180-350°С) и фракции прямогонного маловязкого мазута (350°С - к.к.) [С.А.Ахметов «Технология глубокой переработки нефти и газа». - Уфа.: «Гилем», 2002].
Сернистые нефти на установке AT подвергают ректификации в атмосферной колонне с получением газа и жидких фракций - бензиновой (н.к. - 190°С), фракции высокосернистого атмосферного газойля (190°С - к.к.) [С.А.Ахметов «Технология глубокой переработки нефти и газа». - Уфа.: «Гилем», 2002].
Нефть на установке AT подвергают ректификации в атмосферной колонне с получением газа и жидких фракций - бензиновой (н.к. - 220°С), керосиновой фракции (220-330°С) и фракции прямогонного маловязкого мазута (330°С - к.к.) [С.А.Ахметов «Технология глубокой переработки нефти и газа». - Уфа.: «Гилем», 2002].
Депрессорную присадку «Dodiflow 4134» получают растворением сополимера этилена с винилацетатом в ароматическом сольвенте [Clariant GmbH «Division Functional Chemicals»D-65926, august, 1997, p.1-2].
Предлагаемый состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей с целью снижения примерзаемости к ним сыпучих материалов получают следующим образом.
В тройник смешения транспортного трубопровода одновременно закачивают все компоненты: фракцию высокотемпературного термического крекинга жесткого режима (пиролиза), выкипающую в пределах 140-600°С (смола пиролиза), фракцию прямогонного маловязкого мазута, фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к., керосиновую фракцию, выкипающую в пределах 220-330°С, и депрессорную присадку «Dodiflow 4134» в заданных соотношениях.
Пример 1. Фракцию высокотемпературного термического крекинга жесткого режима (пиролиза), выкипающую в пределах 140-600°С, (смола пиролиза) - 10 мас.% смешивают с фракцией прямогонного маловязкого мазута - 90 мас.%. Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей со следующими качественными показателями
| Температура застывания, °С | минус 29 |
| Температура вспышки | |
| (закрытый тигль), °С | 74 |
| Вязкость условная | |
| при 50°С, °УВ | 3,3 |
| Массовая доля воды, % | 0,03 |
| Массовая доля механических | |
| примесей, % | 0,002 |
Результаты испытаний по снижению примерзаемости сыпучих материалов при обработке металлических поверхностей данным образцом состава представлены в таблице (образец 1).
Пример 2. Фракцию высокотемпературного термического крекинга жесткого режима (пиролиза), выкипающую в пределах 140-600°С, (смола пиролиза) - 50 мас.% смешивают с фракцией прямогонного маловязкого мазута - 50 мас.%. Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей со следующими качественными показателями
| Температура застывания, °С | минус 40 |
| Температура вспышки | |
| (закрытый тигль), °С | 52 |
| Вязкость условная | |
| при 50°С, °УВ | 2,6 |
| Массовая доля воды %, | 0,05 |
| Массовая доля механических | |
| примесей, % | 0,004 |
Результаты испытаний по снижению примерзаемости сыпучих материалов при обработке металлических поверхностей данным образцом состава представлены в таблице (образец 2).
Пример 3. Фракцию высокотемпературного термического крекинга жесткого режима (пиролиза), выкипающую в пределах 140-600°С, (смола пиролиза) - 95 мас.% смешивают с фракцией прямогонного маловязкого мазута - 5 мас.%. Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей со следующими качественными показателями
| Температура застывания, °С | минус 45 |
| Температура вспышки | |
| (закрытый тигль), °С | 45 |
| Вязкость условная | |
| при 50°С, °УВ | 2,1 |
| Массовая доля воды, % | 0,06 |
| Массовая доля механических | |
| примесей, % | 0,005 |
Результаты испытаний по снижению примерзаемости сыпучих материалов при обработке металлических поверхностей данным образцом состава представлены в таблице (образец 3).
Пример 4. Фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к. - 20 мас.% смешивают с керосиновой фракцией, выкипающей в пределах 220-330°С - 80 мас.%. Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей со следующими качественными показателями
| Температура застывания, °С | минус 47 |
| Температура вспышки | |
| (закрытый тигль), °С | 52 |
| Вязкость условная | |
| при 50°С, °УВ | 1,5 |
| Массовая доля воды, % | следы |
| Массовая доля механических | |
| примесей, % | отсутствие |
Результаты испытаний по снижению примерзаемости сыпучих материалов при обработке металлических поверхностей данным образцом состава представлены в таблице (образец 4).
Пример 5. Фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к. - 50 мас.% смешивают с керосиновой фракцией, выкипающей в пределах 220-330°С - 50 мас.%. Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей со следующими качественными показателями
| Температура застывания, °С | минус 40 |
| Температура вспышки | |
| (закрытый тигль), °С | 49 |
| Вязкость условная | |
| при 50°С, °УВ | 2,2 |
| Массовая доля воды, %, | следы |
| Массовая доля механических | |
| примесей, % | отсутствие |
Результаты испытаний по снижению примерзаемости сыпучих материалов при обработке металлических поверхностей данным образцом состава представлены в таблице (образец 5).
Пример 6. Фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к. - 90 мас.% смешивают с керосиновой фракцией, выкипающей в пределах 220-330°С - 10 мас.%. Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей со следующими качественными показателями
| Температура застывания, °С | минус 27 |
| Температура вспышки | |
| (закрытый тигль), °С | 45 |
| Вязкость условная | |
| при 50°С, °УВ | 3,1 |
| Массовая доля воды, % | следы |
| Массовая доля механических | |
| примесей, % | отсутствие |
Результаты испытаний по снижению примерзаемости сыпучих материалов при обработке металлических поверхностей данным образцом состава представлены в таблице (образец 6).
Пример 7. Фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к. - 99,97 мас.% смешивают с депрессорной присадкой «Dodiflow 4134» - 0,03 мас.%. Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей «Универсин-ПС» со следующими качественными показателями
| Температура застывания, °С | минус 35 |
| Температура вспышки | |
| (закрытый тигль), °С | 45 |
| Вязкость условная | |
| при 50°С, °УВ | 3,3 |
| Массовая доля воды, % | следы |
| Массовая доля механических | |
| примесей, % | отсутствие |
Результаты испытаний по снижению примерзаемости сыпучих материалов при обработке металлических поверхностей данным образцом состава представлены в таблице (образец 7).
Пример 8. Фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к. - 99,5 мас.% смешивают с депрессорной присадкой «Dodiflow 4134» - 0,5 мас.%. Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей «Универсин-ПС» со следующими качественными показателями
| Температура застывания, °С | минус 42 |
| Температура вспышки | |
| (закрытый тигль), °С | 52 |
| Вязкость условная | |
| при 50°С, °УВ | 3,3 |
| Массовая доля воды, % | следы |
| Массовая доля механических | |
| примесей, % | отсутствие |
Результаты испытаний по снижению примерзаемости сыпучих материалов при обработке металлических поверхностей данным образцом состава представлены в таблице (образец 8).
Пример 9. Фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к. - 99,3 мас.% смешивают с депрессорной присадкой «Dodiflow 4134» - 0,7 мас.%. Получают состав для обработки рабочих поверхностей транспортных емкостей «Универсин-ПС» со следующими качественными показателями
| Температура застывания, °С | минус 49 |
| Температура вспышки | |
| (закрытый тигль), °С | 52 |
| Вязкость условная | |
| при 50°С, °УВ | 3,3 |
| Массовая доля воды, % | следы |
| Массовая доля механических | |
| примесей, % | отсутствие |
Результаты испытаний по снижению примерзаемости сыпучих материалов при обработке металлических поверхностей данным образцом состава представлены в таблице (образец 9).
Как видно из данных, приведенных в таблице, степень примерзания сыпучих материалов уменьшается от 8,2 до 23,7 раз, в зависимости от влажности материала. Это дает значительные результаты по борьбе с примерзанием сыпучих материалов к поверхностям транспортных средств.
Как видно из данных, приведенных в таблице, все образцы предлагаемого состава обладают более высокими показателями при борьбе с примерзанием сыпучих материалов к рабочим поверхностям, по сравнению с прототипом.
Исходя из вышеперечисленных примеров видно, что:
1. Все полученные и исследованные образцы состава для обработки у рабочих поверхностей транспортных емкостей по всем основным качественным показателям (температура застывания, температура вспышки, вязкость, содержание воды и механических примесей) соответствуют требованиям ТУ 0252-001-45651137-2001.
2. Предлагаемое изобретение соответствует критерию «промышленная применимость» и может быть использовано в цементной, горнорудной, металлургической промышленности в условиях низких температур для уменьшения примерзания сыпучих материалов к рабочим поверхностям.
| Таблица 1 | ||||||||||||||
| Результаты экспериментов по определению степени примерзания испытуемых образцов | ||||||||||||||
| Характеристика материала | Температура, °С | Влажность, % | Время, ч | Прочность примерзания, кПа | ||||||||||
| Без обработки | Профилактические средства | |||||||||||||
| Универсин-С (прототип) | Образец №1 | Образец №2 | Образец №3 | Образец №4 | Образец №5 | Образец №6 | Образец №7 | Образец №8 | Образец №9 | |||||
| Глина Фокинское месторождение | Минус 35 | 26 | 5,5 | 400,0 | 25,0 | 17,2 | 18,4 | 18,6 | 16,9 | 20,5 | 22,4 | 21,7 | 19,7 | 22,7 |
| Коэффициент снижения степени примерзания, К | - | - | - | - | 16,0 | 23,3 | 21,7 | 21,5 | 23,7 | 19,5 | 17,9 | 18,4 | 20,3 | 17,6 |
| Глина Воркутинское месторождение | Минус 35 | 22 | 5,5 | 300,0 | 27,0 | 19,4 | 21,2 | 22,1 | 24,8 | 25,1 | 25,7 | 26,1 | 26,3 | 26,7 |
| Коэффициент снижения степени примерзания, К | - | - | - | - | 111 | 15,5 | 14,2 | 13,6 | 12,1 | 12,0 | 11,7 | 11,5 | 11,4 | 11,3 |
| Трепел Брянское месторождение | Минус 35 | 25 | 6,0 | 250 | 32,9 | 27,5 | 26,2 | 25,8 | 29,2 | 27,3 | 28,1 | 30,6 | 29,8 | 27,9 |
| Коэффициент снижения степени примерзания, К | - | - | - | - | 7,6 | 9,1 | 9,6 | 9,7 | 8,6 | 9,2 | 8,9 | 8,2 | 8,4 | 9,0 |
1. Состав для обработки металлических рабочих поверхностей транспортных емкостей с целью снижения примерзаемости к ним сыпучих материалов содержит широкую маслянистую фракцию термического происхождения, среднедистиллятную углеводородную фракцию, получаемую в процессе атмосферной перегонки нефти, отличающийся тем, что в качестве широкой маслянистой фракции термического происхождения он содержит фракцию высокотемпературного термического крекинга жесткого режима (пиролиза), выкипающую в пределах 140-600°С (смола пиролиза), в качестве среднедистиллятной углеводородной фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, содержит фракцию прямогонного маловязкого мазута при следующем соотношении, мас.%:
| фракция высокотемпературного | |
| термического крекинга | |
| жесткого режима (пиролиза), | |
| выкипающая в пределах | |
| 140-600°С (смола пиролиза) | 10-95 |
| фракция прямогонного маловязкого мазута | 5-90 |
2. Состав для обработки рабочих металлических поверхностей транспортных емкостей с целью снижения примерзаемости к ним сыпучих материалов содержит широкую маслянистую фракцию, получаемую в процессе атмосферной перегонки нефти, среднедистиллятную углеводородную фракцию, получаемую в процессе атмосферной перегонки нефти, отличающийся тем, что в качестве широкой маслянистой фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, он содержит фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к., в качестве среднедистиллятной углеводородной фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, он содержит керосиновую фракцию, выкипающую в пределах 220-330°С, при следующем соотношении, мас.%:
| фракция высокосернистого | |
| атмосферного газойля, | |
| выкипающая в пределах 190°С - к.к. | 20-90 |
| керосиновая фракция, | |
| выкипающая в пределах 220-330°С | 10-80 |
3. Состав для обработки рабочих металлических поверхностей транспортных емкостей, с целью снижения примерзаемости к ним сыпучих материалов содержит широкую маслянистую фракцию, получаемую в процессе атмосферной перегонки нефти, и депрессорную присадку, отличающийся тем, что в качестве широкой маслянистой фракции, получаемой в процессе атмосферной перегонки нефти, он содержит фракцию высокосернистого атмосферного газойля, выкипающую в пределах 190°С - к.к., в качестве депрессорной присадки он содержит присадку «Dodiflow 4134» при следующем соотношении, мас.%:
| фракция высокосернистого | |
| атмосферного газойля, | |
| выкипающая в пределах 190°С - к.к. | 99,3-99,97 |
| депрессорная присадка | |
| «Dodiflow 4134» | 0,03-0,7 |
