СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРИЛИПАНИЯ, ПРИМЕРЗАНИЯ И СМЕРЗАНИЯ ВСКРЫШНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
METHOD OF PRODUCING OF PRODUCT PREVENTING ADHESION, FREEZING ON AND ADFREEZING OF OPEN ROCKS

Изобретение относится к профилактическим средствам (ПС) для предотвращения прилипания и примерзания вскрышных горных пород к поверхностям транспортного оборудования, а также предотвращения смерзания вскрышных горных пород в своей массе.
Известно профилактическое средство "универсин у" для борьбы с пылеобразованием и прилипанием (авторское свидетельство СССР №519468, опубл. 30.06.1976 г.), где в качестве растворителя предлагается использовать дистиллятные фракции сернистых нефтей с интервалом кипения 270-410°С - 40-60 масс. % и крекинг-остаток термического крекинга в качестве загустителя - 40-60 масс. %.
Недостатком данного средства являются относительно высокая температура застывания. Это ограничивает область применения ПС в условиях Севера.
Известно профилактическое средство и способ его приготовления (патент RU №2111228, опубл. 20.05.1998 г.), где в качестве растворителя используют керосино-газойлевую фракцию вторичных процессов с пределами кипения 195-270°С и гудрон в качестве загустителя. Указанную композицию готовят смешением 70-78 масс. % газойлевой фракции вторичных процессов и 22-30 масс. % гудрона при температуре 80-90°С и последующей изотермической выдержке смеси при 80-90°С в течение 60-90 мин.
Недостатками данного средства является необходимость в нагреве гудрона до 80-90°С при компаундировании ПС, а также длительная изотермическая выдержка готовой смеси, что приводит к дополнительным энергозатратам.
Известен профилактический смазочный материал (патент RU №2196162, опубл. 10.01.2003 г.), где в качестве растворителя используется кубовый остаток производства бутиловых и изобутиловых спиртов в количестве 79,0-99,5 масс. %, а в качестве загущающей добавки - мазут прямогонный - 0,5-21,0 масс. %.
Недостатком данного смазочного материала является ограниченная совместимость растворителя с компонентами загущающей добавки и другими растворителями, что со временем может привести к межфазному расслоению ПС и соответственно к ухудшению его качества или полной непригодности к использованию.
Известно профилактическое средство против смерзания, прилипания и пылеобразования сыпучих материалов (варианты) (патент RU №2272061, опубл. 20.03.2006 г.), где в качестве растворителя используют кубовые остатки коксохимического производства и/или побочные продукты производства бутадиена, изопрена, изобутилена, этилена как самостоятельно, так и в смеси с кубовыми остатками производства пирополимеров, смол пиролиза, бензола, этилбензола, стирола, а также с кубовыми остатками производства бутанола, изобутанола, 2-этилгексановой кислоты, 2-этилгексанола. Растворитель может дополнительно содержать газойли термического и каталитического крекинга, а также газойли коксования. В качестве загущающей добавки используют масла минеральные и синтетические всех видов, смесь отработанных масел всех типов, нефтешлам, нефтяные остатки и нефтяное топливо. Компоненты загущающей добавки и растворителя используют при произвольном их сочетании друг с другом.
Недостатком данного средства является использование многокомпонентных смесей, что определяет повышенную сложность технологии получения ПС.
Известен профилактический смазочный материал (патент RU №2190654, опубл. 10.10.2002 г.), где в качестве растворителя использован кубовый остаток переработки смол пиролиза или абсорбент - отход производства мономеров изопренового синтетического каучука. В качестве загущающей добавки, как и в предыдущем случае, использован прямогонный мазут.
Недостатками данного смазочного материала является малая доступность растворителя и необходимость постоянного подогрева мазута до 80°С, что приводит к дополнительным энергетическим затратам и усложнению технологии производства ПС. Кроме того, вязкость известного состава при температурах ниже минус 20°С резко увеличивается, что приводит к повышенному расходу профилактических средств и усложняет технологию их нанесения.
Известна профилактическая смазка для горнотранспортного оборудования (патент RU №2318854, опубл. 10.03.2008), принятая за прототип, где в качестве растворителя используют смесь низкозастывающего ароматизированного нефтяного растворителя нефраса с пределами выкипания 150-330°С 35-49,75 масс. % и газойлевую фракцию с пределами выкипания 350-500°С 35-49,75 масс. %, а также крекинг-остаток термического крекинга 0,5-30 масс. % в качестве загущающей добавки.
Недостатком профилактической смазки является то, что в ее состав входит дорогостоящий и дефицитный нефрас. Высокие температуры застывания исходных компонентов не позволяют увеличить содержание газойлевой фракции 350°С-500°С (температура застывания 15°С) и крекинг-остатка (температура застывания 8°С) более чем на 65 масс. %.
Техническим результатом является улучшение низкотемпературных, пожароопасных свойств (высокое значение температуры вспышки) и снижение себестоимости ПС, а также расширение сырьевой базы.
Технический результат достигается тем, что в качестве растворителя используют смесь газойлевых фракций каталитического крекинга с пределами выкипания от 170 до 285°С и от 280 до 395°С в соотношении 1:1 или смесь газойлевых фракций замедленного коксования с пределами выкипания от 210 до 310°С и от 290 до 400°С в соотношении 1:1 в количестве 95-98 масс. %; а в качестве загущающей добавки используется крекинг-остаток процесса висбрекинга в количестве от 2 до 5 масс. %, предварительно подогретый до температуры от 50 до 70°С.
Способ осуществляется следующим образом. Профилактическое средство представляет собой легкоподвижную маслянистую жидкость на основе газойлевых фракций процессов термодеструктивной переработки нефтяного углеводородного сырья в качестве растворителя и тяжелого нефтяного остатка в качестве загущающей добавки.
При нанесении жидкости на внутренние поверхности кузовов думпкаров, полувагонов, вагонов и автосамосвалов, а также внутренние поверхности ковшей экскаваторов, грейдеров и другой карьерной техники, происходит образование прочного углеводородного слоя на металлической поверхности, который не допускает прямого контакта между кусками насыпного материала и металлом, в результате чего прочность прилипания и примерзания горной массы снижается в несколько раз. При обработке массы насыпного материала на его поверхности также образуется тонкая пленка, предотвращающая смерзание кусков материала в единый монолит.
3
3
3
3
3
Физико-химическая характеристика исходных компонентов представлена в таблице 1, из которой видно, что крекинг-остаток процесса висбрекинга (КО) обладает плотностью 993 кг/м, вязкостью условной при 100°С 3,08 град. усл. и температурой застывания минус 2°С. Легкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК) с пределами выкипания от 170 до 285°С имеет плотность 953 кг/м, вязкость условную при 50°С 2,42 град. усл. и температуру застывания минус 54°С. Легкий газойль замедленного коксования (ЛГЗК) с пределами выкипания от 210 до 310°С имеет плотность 844 кг/м, вязкость условную при 50°С 2,61 град. усл. и температуру застывания минус 23°С. Тяжелый газойль каталитического крекинга (ТГКК) с пределами выкипания от 280 до 395°С имеет плотность 1036 кг/м, условную вязкость при температуре 50°С 4,47 град. усл. и температуру застывания минус 13°С. Тяжелый газойль замедленного коксования (ТГЗК), с пределами выкипания от 290 до 400°С имеет плотность 947 кг/м, условную вязкость при температуре 50°С 3,63 град. усл. и температуру застывания минус 10°С.
Крекинг-остаток вводится в количестве от 2 до 5 масс. %. в предлагаемые составы для снижения температуры застывания, повышения уровня адгезионной и смазывающей способностей, а также расширения ресурсов сырья и снижения стоимости смазочного материала.
Профилактическую смазку для горнотранспортного оборудования получают следующим образом.
Пример 1. Готовят смесь газойлевых фракций каталитического крекинга с пределами выкипания от 170 до 285°С и от 280 до 395°С в соотношении 1:1 в количестве 98 масс. %, в которую вводят подогретый до температуры от 50 до 70°С крекинг-остаток процесса висбрекинга в количестве 2 масс. %, после чего смесь перемешивают до получения однородной массы. Далее проводят анализ отобранной пробы.
Пример 2. Готовят смесь газойлевых фракций замедленного коксования с пределами выкипания от 210 до 310°С и от 290 до 400°С в соотношении 1:1 в количестве 95 масс. %, в которую вводят подогретый до температуры от 50 до 70°С крекинг-остаток процесса висбрекинга в количестве 5 масс. %, после чего смесь перемешивают до получения однородной массы. Далее проводят анализ отобранной пробы.
Остальные примеры и качество полученной профилактической смазки для горнотранспортного оборудования представлены в таблице 2.
Одним из основных требований, предъявляемых к качеству профилактического средства, является температура вспышки. В смесях ЛГКК+ТГКК (1:1), ЛГКК+ТГКК (1:1) 98 масс. % + КО 2 масс. %, ЛГКК+ТГКК (1:1) 95 масс. % + КО 5 масс. % значения температуры вспышки составляют 99°С, 100°С, 101°С соответственно. По данным значениям настоящее изобретение превосходит аналогичные у прототипа.
Если содержание крекинг-остатка превышает значение 5 масс. %, наблюдается увеличение вязкости выше требуемых норм и повышение температуры застывания выше требуемых норм для профилактической смазки.
Полученная смазка для горнотранспортного оборудования, представляющая собой легкоподвижную маслянистую жидкость темно-коричневого цвета, полностью соответствует ТУ 38.1015 на профилактическое средство Ниогрин. При этом использование тяжелых дистиллятов вторичных термодеструктивных процессов позволяет расширить сырьевую базу для получения профилактической смазки, а также по сравнению с прототипом исключить применение дорогостоящего и дефицитного нефтяного растворителя, и исключить из процесса получения ПС изотермическую выдержку.