Способ получения эмульгатора для производства эмульсионных взрывчатых веществ
Изобретение относится к области эмульсионных взрывчатых веществ. Способ получения эмульгатора для производства эмульсионных взрывчатых веществ на основе продуктов конденсации полиизобутиленянтарных ангидридов с алканоламинами, растворенных в индустриальном масле, включает проведение этерификации в две стадии. На первой стадии этерификации проводят реакцию алкенилянтарного ангидрида с диметилэтаноламином в присутствии индустриального масла и пинена или камфена с получением промежуточного продукта в виде 50% раствора эфирамидов в индустриальном масле. На второй стадии этерификации к полученному продукту при нагревании и перемешивании добавляют индустриальное масло, моноолеат глицерина или моноолеат глицерина на полимеризованном глицерине и этаноламиды ТР. Изобретение позволяет повысить стойкость эмульсии за счет снижения количества свободной кислоты, частично образуемой в результате гидролиза алкенилянтарного ангидрида. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области эмульгирующих составов, применяемых в производстве взрывчатых веществ эмульсионного типа для горных взрывных работ.
Известен способ получения эмульгирующего состава путем растворения в индустриальном масле продуктов взаимодействия полиизобутиленянтарного ангидрида молекулярной массой 300÷3000 с триэтаноламином или полиамином при перемешивании в среде индустриального масла и нагревании в токе инертного газа с удалением выделяющейся воды и фильтрованием от примесей. При этом полиизобутиленянтарный ангидрид и триэтаноламин используют в мольном соотношении 1,0:1,05÷2,0 (патент РФ №2155094, 27.08.2000).
Недостатком этого способа является недостаточно высокая производительность, определяемая технологией производства.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по исходным компонентам и технологии получения является принятый за прототип способ получения эмульгатора для производства эмульсионных взрывчатых веществ на основе продуктов конденсации полиизобутиленянтарных ангидридов с алканоламинами, растворенных в индустриальном масле. Способ заключается в конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с алканоламинами при нагревании и перемешивании в токе инертного газа или под вакуумом путем отгонки выделяющейся воды, слива в разбавитель и добавления индустриального масла с перемешиванием и фильтрованием от примесей. При этом реакцию конденсации ведут при последовательном добавлении моноэтаноламина, затем триэтаноламина с перемешиванием реакционной массы и введении полиметилсилоксановой жидкости для гашения пены (см. патент РФ №2277965).
Недостатком указанного способа является пониженная стойкость эмульсии и затрудненная ее газификация при заряжании скважин.
Задачей изобретения является повышение стойкости эмульсии за счет снижения количества свободной кислоты, частично образуемой в результате гидролиза алкенилянтарного ангидрида.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения эмульгатора для производства эмульсионных взрывчатых веществ на основе продуктов конденсации полиизобутиленянтарных ангидридов с алканоламинами, растворенных в индустриальном масле, эмульгатор получают этерификацией в две стадии, при этом на первой стадии этерификации проводят реакцию алкенилянтарного ангидрида с диметилэтаноламином в присутствии индустриального масла и пинена или камфена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| алкенилянтарный ангидрид | 44-46 |
| диметилэтаноламин | 4,5-4,7 |
| индустриальное масло | 49,5-50 |
| пинен или камфен | 0,27-0,32 |
с получением промежуточного продукта в виде 50% раствора эфирамидов в индустриальном масле, а на второй стадии этерификации к полученному продукту при нагревании и перемешивании добавляют индустриальное масло и моноолеат глицерина или моноолеат глицерина на полимеризованном глицерине и этаноламиды ТР при следующем содержании компонентов, мас.%:
| 50% раствор эфирамидов в индустриальном масле | 50 |
| моноолеат глицерина или моноолеат глицерина | |
| на полимеризованном глицерине | 30-40 |
| этаноламиды ТР | до 10 |
| индустриальное масло | 10-20 |
А также за счет того, что при проведении первой стадии этерификации в реакционном аппарате производят загрузку индустриального масла, а затем добавляют предварительно нагретый до 70-80°С алкенилянтарный ангидрид. Полученную смесь нагревают до температуры 80-85°С, добавляют пинен или камфен, повышают температуру до 100-103°С, продувают реакционный аппарат инертным газом и загружают диметилэтаноламин. Полученную смесь при перемешивании нагревают до 150°С, создают в реакционном аппарате пониженное давление до 0,5-0,75 атм и выдерживают в течение 0,5 часа с периодической продувкой инертным газом.
При загрузке сырья выдерживают мольное соотношение алкенилянтарного ангидрида (АЯА)/ диметилэтаноламину (ДМЭА) равным 1,0:1,0.
В аппарат с рубашкой и нижним сливом, снабженный мешалкой, прибором для измерения и записи температуры, мановакуумметром, дозаторами и подводкой инертного газа, загружают расчетное количество индустриального масла. Затем в аппарат при перемешивании загружают расчетное количество предварительно нагретого до 70-80°С АЯА. Затем доводят реакционную массу до температуры 80-85°С, добавляют пинен или камфен и при перемешивании повышают температуру смеси до 100-103°С. После этого аппарат продувают инертным газом (азотом), а затем под слой реакционной массы вводят расчетное количество ДМЭА при температуре 15-25°С.
Реакционную массу при перемешивании и атмосферном давлении нагревают до температуры 150°С, после чего в аппарате понижают давление до 0,5-0,75 атм и выдерживают в течение 0,5 часа с периодической продувкой азотом. Полученный промежуточный продукт представляет собой 50% раствор эфирамидов в индустриальном масле.
Этот промежуточный продукт используется на второй стадии производства эмульгатора. При этом могут быть использованы рецептуры с добавлением в смесь эмульгатора в виде моноолеата глицерина или моноолеата глицерина на полимеризованном глицерине (ПГТ).
Приготовление эмульгатора ведут следующим образом. В реакционный аппарат загружают расчетное количество предварительно нагретого до температуры 50-70°С промежуточного продукта (50% раствор эфирамидов в индустриальном масле) со стадии этерификации. Затем при перемешивании загружают расчетное количество индустриального масла и расчетное количество предварительно нагретого до 50-70°С моноолеата глицерина или эмульгатора ПГТ.
При использовании эмульгатора ПГТ дополнительно может быть загружено расчетное количество этаноламидов ТР.
Затем доводят температуру реакционной массы до 40-60°С и при этой температуре перемешивают в течение часа до однородности.
Загрузку реакционного аппарата исходными продуктами производят в следующих мас.%:
| 50% раствор эфирамидов в индустриальном масле | 50 |
| моноолеат глицерина или ПГТ | 30-40 |
| этаноламиды ТР | 0-10 |
| масло индустриальное | 10-20 |
Указанные этаноламиды ТР могут быть получены так, как это описано в патенте РФ №2140935. Техническое рапсовое масло (ГОСТ-8988) подвергают взаимодействию с метанолом. Затем полученные метиловые эфиры технического рапсового масла подвергают взаимодействию при температуре 170-180°С в течение 4-6 часов с техническим триэтаноламином (Технологическая карта на производство препарата - этаноламиды ТР - № 3-15-94 цеха № 6 АО "Ивхимпром", утверждена 17.02.94).
Полученный эмульгатор обладает уменьшенным количеством свободной кислоты, частично образуемой в результате гидролиза алкенилянтарного ангидрида, в результате чего повышается стойкость эмульсии.
1. Способ получения эмульгатора для производства эмульсионных взрывчатых веществ на основе продуктов конденсации полиизобутиленянтарных ангидридов с алканоламинами, растворенных в индустриальном масле, отличающийся тем, что эмульгатор получают этерификацией в две стадии, при этом на первой стадии этерификации проводят реакцию алкенилянтарного ангидрида с диметилэтаноламином в присутствии индустриального масла и пинена или камфена при следующем соотношении компонентов мас.%:
| алкенилянтарный ангидрид | 44-46 |
| диметилэтаноламин | 4,5-4,7 |
| индустриальное масло | 49,5-50 |
| пинен или камфен | 0,27-0,32 |
с получением промежуточного продукта в виде 50%-ного раствора эфирамидов в индустриальном масле, а на второй стадии этерификации к полученному продукту при нагревании и перемешивании добавляют индустриальное масло, моноолеат глицерина или моноолеат глицерина на полимеризованном глицерине и этаноламиды ТР при следующем содержании компонентов, мас.%:
| 50%-ный раствор эфирамидов в индустриальном масле | 50 |
| моноолеат глицерина или моноолеат глицерина | |
| на полимеризованном глицерине | 30-40 |
| этаноламиды ТР | до 10 |
| индустриальное масло | 10-20 |
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую стадию этерификации проводят в реакционном аппарате, при этом загружают индустриальное масло, затем добавляют предварительно нагретый до 70-80°С алкенилянтарный ангидрид, полученную смесь нагревают до температуры 80-85°С, добавляют пинен или камфен, повышают температуру до 100-103°С, продувают реакционный аппарат инертным газом и загружают диметилэтаноламин, полученную смесь при перемешивании нагревают до 150°С, создают в реакционном аппарате пониженное давление до 0,5-0,75 атм и выдерживают в течение 0,5 ч с периодической продувкой инертным газом.
