Результат интеллектуальной деятельности: Антисептик нефтяной на основе Универсина для пропитки древесины

Изобретение относится к составу нефтяного антисептика с низкой температурой застывания и может быть использовано для пропитки древесины, в частности для пропитки древесных шпал и брусьев.

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 20°С 1090-1130 кг/м³, и нефтяного масла-мягчителя, имеющего плотность при 20°С 890-910 кг/м³, 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°С (6,5-8 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 в своем составе относительно узкую маслянистую фракцию термического происхождения, представляющую собой смесь первой антраценовой фракции (280-360°С) и поглотительного масла (235-300°С) [Справочник коксохимика, т. 3 / Под. ред. инж. А.К. Шелкова. - М: Металлургия, 1966. - 66 с.].

К недостаткам каменноугольного шпалопропиточного масла относятся следующие факторы.

1. Каменноугольное пропиточное масло содержит в своем составе до 0,3 мас. % веществ, нерастворимых 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°С), 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. - 66 с.].

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

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является «Жидкость антисептическая для пропитки древесины ЖТК-2 (ее варианты)» (патент РФ №2146611, В27К 3/50 от 15.04.99), содержащая маслянистые фракции на основе смеси тяжелых фракций каталитического крекинга, выкипающих в пределах 325-420°С, - 60-79 мас. %, и органический регулятор вязкости и температуры застывания на основе фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 205-325°С, - 21-40 мас. %.

К недостаткам известной антисептической жидкости относится следующее.

1. Необходимость использования при ее производстве относительно дорогого депрессорного компонента - фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 205-325°С.

2. Относительно высокая цена указанной антисептической жидкости.

Предлагаемое изобретение решает задачу расширения ресурсов маслянистых антисептиков для пропитки древесины за счет рационального использования специальных нефтепродуктов и газойлевых фракций вторичных процессов переработки нефти и получения жидкости для пропитки древесины (в частности, деревянных шпал и переводных брусьев) с низкой температурой застывания (минус 29 …минус 33°С), с управляемой температурой вспышки (не ниже 100°С) и управляемой кинематической вязкостью (не более 5 мм²/с).

Указанная задача решается тем, что антисептик нефтяной на основе Универсина для пропитки древесины в качестве маслянистых фракций содержит легкий газойль каталитического крекинга, выкипающий в пределах 195-325°С (6-8 мас. %), фракции мазута, выкипающего выше 350°С (2-4 мас. %), и Универсин (90 мас. %). При этом легкий газойль в смеси с Универсином обеспечивает антисептику низкую температуру застывания (минус 29 …минус 33°С), необходимый уровень вязкости (менее 5 мм²/с при 80°С), а мазут - температуру вспышки (не менее 100°С).

Сущность изобретения заключается в том, что антисептик для пропитки древесины в своей основе (90 мас. %) содержит Универсин, получающийся на промышленной установке замедленного коксования на основе газойлевых фракций, смешанных с крекинг-остатком процесса висбрекинга (депрессор).

Указанные фракции легкого каталитического газойля как регулятор уровня кинематической вязкости получают следующим образом.

Малосернистый гидроочищенный вакуумный газойль (фракция 350-540°С) подвергают каталитическому крекингу в реакторе на установке 1А/1М [Технология переработки нефти. В 2 ч. Часть вторая. Деструктивные процессы / В.М. Капустин, А.А. Гуреев. - М.: КолосС, 2007. - 334 с.].

Продукты реакции подвергают разделению в ректификационной колонне с получением газа каталитического крекинга, бензиновой фракции (н.к.-195°С), легкого газойля каталитического крекинга (195-325°С) и тяжелого газойля каталитического крекинга (выше 325°С).

Фракцию мазута получают следующим образом. Остаток атмосферно-вакуумной перегонки нефти - гудрон (фракция выше 500°С) подвергают легкому термическому крекингу (висбрекингу) в трубчатой печи при температуре 425-450°С. Продукты реакции подвергают разделению с получением газа и жидких продуктов - бензиновой фракции (н.к.-180°С), газойлевой фракции (180-380°С) и маловязкого крекинг-остатка (380-540°С), использующего в виде мазута марки 100 [Технология глубокой переработки нефти и газа / С.А. Ахметов. Уфа: Гилем, 2002. - 672 с.].

Предлагаемый антисептик с низкой температурой застывания, заданной вязкостью и температурой вспышки получают следующим образом.

В тройник смешения одновременно закачивают все компоненты антисептика: Универсин, легкий газойль каталитического крекинга и мазут (растворенный в легком газойле) (ноу-хау).

Пример 1. В Универсин (90 мас. %) вводят смесь, состоящую из мазута (2 мас. %), растворенного в легком газойле каталитического крекинга (8 мас. %).

Получают нефтяной антисептик ЖТК-4:

- температура застывания, °С, - минус 33;

- температура вспышки в открытом тигле, °С, - 100;

- вязкость кинематическая при 80°С, мм²/с, - 3,625;

- плотность при 20°С, кг/м³, - 978.

Пример 2. В Универсин (90 мас. %) вводят смесь, состоящую из мазута (3 мас. %), растворенного в легком газойле каталитического крекинга (7 мас. %).

Получают нефтяной антисептик ЖТК-4:

- температура застывания, °С, - минус 30;

- температура вспышки в открытом тигле, °С, - 102;

- вязкость кинематическая при 80°С, мм²/с, - 3,812;

- плотность при 20°С, кг/м³, - 979.

Пример 3. В Универсин (90 мас. %) вводят смесь, состоящую из мазута (4 мас. %), растворенного в легком газойле каталитического крекинга (6 мас. %).

Получают нефтяной антисептик ЖТК-4:

- температура застывания, °С, - минус 29;

- температура вспышки в открытом тигле, °С, - 105;

- вязкость кинематическая при 80°С, мм²/с, - 4,000;

- плотность при 20°С, кг/м³, - 980.

Исходя из вышеперечисленных примеров видно следующее. Все полученные и исследованные составы нефтяного антисептика ЖТК-4 (жидкость товарная, консервационная) с низкой температурой застывания на основе Универсина для пропитки древесины, содержащие маслянистые фракции термокаталитического газойля и фракцию мазута, являющиеся регуляторами кинематической вязкости и температуры вспышки, 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). Изобретение может быть использовано для консервирования древесины с целью предотвращения ее поражения грибками и бактериями (гниения).