Пылесвязывающий состав

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 13375 А 1 19 Г 5/О ТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗОБ К А ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уфимский нефтяной институт, Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом и Башкирскийгосударственный университет(57) Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначенодля борьбы с пылеобразованием. Цель изобретения - повышение эффективности пылесвязывания и увеличение противоэрозионной устойчивости образующегося покрытия 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 следующей 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 Я 3 - 4 ч. Применение гудрона высокосернистой нефти, иилиющегоси остатком периии. Щ ного происхождения, позволяет максимально растворить молекулы смолисто-асфаль- ю теновых веществ гудрона в родственном по происхождению высокоаром атизированном углеводороде первичного происхождения.При этом не нарушается коллоидная стабильность системы. 3 табл. СЭСЭИзобретение относится к пылесвязывающим веществам, используемым на предприятиях горнодобывающей промышленностидля борьбы с пылеобразованием, например,на автодорогах карьеров, а также для защиты от эрозии поверхностей отвалов, транспортируемых и складируемых полезныхископаемых, почвы и т.д.Цель изобретения - повышение эффективности пылесвязывания и увеличение противоэрозионной устойчивости образующегося покрытия за счет улучшения адсорбционной способности состава.Применение гудрона высо косерн истойнефти и защелоченного экстракта селективной очистки масляной фракции 280 - 410 С 15позволяет улучшить адсорбционную способность состава, так как термоокислительныепревращения остатков высокосернистойнефти идут в режиме ингибирования окисления, разрушая промежуточные продуктыокисления гидроперекиси.Роль ингибитора окисления ароматических углеводородов выполняют алкилароматические сульфонаты натрия, которые получаются при защелачивании экстракта селективной очистки м асляной фракции 280 - 25410 С 10%-ным раствором едкого натраМаОН при связывании фенола, содержащегося в экстракте селективной очистки масляной фракции в солеобразный продукт -фенолят натрия,Алкилароматические сульфонаты натрияявляются ионогенными водомаслорастворимыми ПАВ, весьма ценными в пылесвязываюшем веществе, что позволяет ему кромевысокой устойчивости к термоокислительному старению создать и более прочныесвязи пылесвязывающего вещества с частицами грунта на автодороге и тем самымулучшить его противоэрозионную устойчивость (33750 Н) .Замена различных по своему происхождению тяжелых нефтяных остатков (гудрон, 40асфальт, крекинг-остаток) на остаток первичного происхождения - гудрон высокосернистой нефти, позволяет максимальнорастворить молекулы смолисто-асфальтеновых веществ (САВ) гудрона высокосернистой нефти в родственном по происхождению высокоароматизированном углеводороде первичного происхождения - экстракте селективной очистки масляной фракции280 в 4 С, без нарушения коллоиднойстабильности системы (5) и тем самым максимально вовлечь в пылесвязываюшее вещество до 70 мас.% гудрона высокосернистой нефти. Это увеличивает содержание САВ в нем, которое является естественным ПАВ и повышает когезионные свойства пылесвязываюшего вещества и позволяет получить износостойкое эластичное покрытие на автодорогах. Содержание САВ в гудроне сернистой (Ром ашкинской) нефти состав ляет 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 высоко- сернистой 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 высоко- сернистой 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 МаОН для связывания фенола в соле- образный продукт - фенолят натрия, по следующей реакции:ОН Оа фенола фенолятнатрияМинимальное 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 зашелочен ного 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 3Таблица 1 Гудронвысоко 22,8 Смолы 29,0 Показатели 6,2 Асфальтены 11,7 Карбены, карбоиды 0,1 0,1 1 О В табл. 2 приведена характеристика экстракта селективной очистки масляной фракции 280 - 410 С до и после зашелачивания. 992 Таблица 2 15 Коксуемость,мас.7 18,0 10,8 Показатели Температура размягчения по К и Ш, С 38 осле за ачивани до защелчивания Содержание серы, мас.% 2,27 Вязкость условоная, ВУ при80 С Плотность,ь 93 Вязкостьусловная,ВУ при 50 С 1, 9 Фракционныйсостав: 2,12 НачалоОкипения, С Температураозастывания,56 До 400 Свыкипает,7 объема мпературапышки в открытотигле,175 175 До 500 С выкипает % объема Содержание серы, мас,7,2 Групповой углеводородныйсостав: арафино- афтеновы 12,арафиноефтеновые 31,1,2 оноцикл ческая матика Моноциклическая аро матика 28,6 8 15,8 8,Бициклическая ароматика 20 17,1 Бициклическая арома 29,Гудронсернистой (Ромашкинской)нефти Плотность, кг/м 965 Полициклическая ароматика 19,сернистой (Арланской)нефти Групповои углеводородный состав,Продолжение табл 1 2 3кстракт селективной чистки масляной фра1337526 5Продолжение табл. 2 1Полициклическая ароматика 7,2 7,0 4,1 3,2 Смолы Отсут- ствует Таблица 3 Пример Прототип Показатели-1 Состав, мас.%: б 0 б 8 70 40 30 32 70 10 10 10 24,5 Парафино-нафтеновые 17,7 17,3 14,2 14,1 25,1 14,1 Содержаниефенола, мас.% 0,01 Получение пылесвязывающего вешества осуществляется компаундированием ингредиентов в следующей последовательности: для очистки от остатков фенолов, содержащихся в экстракте селективной очистки масляной фракции 280 в 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 Фракции280-410 С Экстракт селективной очисткиомасляной Фракции 280-410 Сбез защелачивания Гудрон сернистой нефти Асфальт сернистой нефти Крекинг-остаток сернистойнефти Групповой углеводородный состав,мас,% Моноциклическая ароматика мешивается при 100 - 110 С в течение 3 - 4 ч.Пример 1. Пылесвязывающее веществополучают компаундированием и перемешиванием при 100 в 1 С ингредиентов, мас.%: гудрон высокосернистой нефти 60; экстракт селективной очистки масляной фракции 280 в 4 С 40; который предварительно прошел процесс защелачивания 10%-ным раствором едкого натра в смесителе при расходе 0,05 мас,% на экстракт селективной очистки масляной фракции.Пример 2. Пылесвязывающее веществополучают компаундированием и перемешиванием при 100 - 110 С ингредиентов, м ас.% 15 гудрон высокосернистой нефти 68; защелоченный экстракт селективной очистки масляной фракции 280 - 410 С 32.Пример 3. Пылесвязывающее веществополучают компаундированием и перемешиванием при 100 - 110 С ингредиентов: мас.%: гудрон высокосернистой нефти 70; зашелоченный экстракт селективной очистки масляной фракции 280 - 410 С 30.Физико-химические свойства предлагаемого пылесвязываюшего вещества в сравнении с прототипом приведены в табл. 3.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 АсфальтеныКарбены, карбоиды 7,1 0,1 0,1 0,1 0,1 972 953 970 978 16 23 150 184 180 186 100 68 100 100 100 48 100 100 3,5 3,5 3,5 0,01 Отсут- ствует Отсут- ствует Отсут- ствует Противоэрозионная устойчивость, Н 8270 26320 31560 33750 0,95 3,6 3,5 3,5 18 18 18 1,3 1,2 1,2 1,2 Формула изобретения Бициклическая ароматика Полициклическая ароматика Плотность, кг/мо оВязкость условная, ВУ при 50 СоТемпература вспышки, СоТемпература застывания, С укрупнение фракции пыли(0,15-0,08 мм), мас.7. Пылепоглощающая способность,мас. 7. Скорость смачивания пыли, мм/чСодержание фенола, мас.7 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 50 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 санитарно- гигиенические условия труда при работе в карьере. Пылесвязывающий состав, включающийостатки нефтяного производства, отличаю 19щийся тем, что, с целью повышения эффективности пылесвязывания и увеличения противоэрозион ной 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 производ 33752610ства содержит гудрон высокосернистой нефти при следующем соотношении компонентов, мас.%:Гудрон высокосернистойнефти 60 - 70 Защелоченный экстрактселективной очистки масляной фракции с температурой кипения 280 - 410 С 30 - 40Составитель 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 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4