10.04.2019
219.017.037f

ЭМУЛЬГИРУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ "ВОДА В МАСЛЕ"

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к эмульгирующим составам для изготовления эмульсий «вода в масле», применяемым в производстве эмульсионных взрывчатых веществ. Эмульгирующий состав для изготовления эмульсий «вода в масле» содержит смесь продукта взаимодействия полиизобутиленянтарного или полиизобутиленбисянтарного ангидрида с органическим моно- или полиамином, эфиров кислот и многоатомных спиртов и индустриального масла. В качестве эфира кислот и многоатомных спиртов используют смесь сорбитановых эфиров жирных и смоляных кислот. Соотношение ингредиентов эмульгирующего состава составляет по массе, %: продукт взаимодействия полиизобутиленянтарного или полиизобутиленбисянтарного ангидрида с органическим моно - или полиамином 20-70; смесь сорбитановых эфиров жирных и смоляных кислот 5-35; индустриальное масло 3-75. Изобретение обеспечивает улучшение технологических показателей производства эмульгирующего состава для изготовления эмульсионных взрывчатых веществ и позволяет регулировать вязко-температурные свойства состава и расширение сырьевой базы его производства. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области эмульгирующих составов, применяемых в производстве эмульсионных промышленных взрывчатых веществ (ПВВ).

В настоящее время наибольшее развитие получил новый класс промышленных взрывчатых веществ на основе эмульсий «вода в масле».

Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества заняли лидирующее положение при добыче полезных ископаемых в России и за рубежом. Превосходные взрывчатые характеристики эмульсионных составов во многом определяет применяемое поверхностно-активное вещество (эмульгирующий состав) для изготовления качественных и стабильных эмульсий. Наиболее стабильные обратные эмульсии образуются из водных растворов солей - окислителей в углеродной фазе (матричные эмульсии промышленных взрывчатых веществ), которые содержат эмульгатор на основе продуктов конденсации алкенил(полиизобутилен)янтарных ангидридов и аминопроизводных из числа алканоламинов, полиаминов различной молекулярной массы или кубовых остатков производств этилендиамина или полиамина, или смеси алкенил(полиизобутилен)янтарных ангидридов и их аминопроизводных (патенты Ри№2277965, №2155094 и №204888).

За рубежом эти эмульгаторы выпускаются под маркой Лубризол и Пибса, а в России - РЭМ. Для улучшения технологических или эксплуатационных свойств матричных эмульсий к этим эмульгаторам часто добавляют соэмульгаторы, так как применение только одного эмульгатора в составе эмульсионного ПВВ недостаточно для получения эмульсии требуемого качества. При промышленном применении эмульгирующих составов, содержащих только один эмульгатор на основе янтарного ангидрида, имеются существенные технологические недостатки, такие как значительное время обращения эмульсии. Это приводит к повышенным энергозатратам и снижает производительность процесса изготовления. Вместе с тем при введении соэмульгатора имеется возможность регулировать физико-химические свойства матричный эмульсий и всего эмульсионного взрывчатого состава.

В качестве одного из аналогов известен эмульгирующий состав по пат. РФ №2048881, который содержит продукт конденсации алкенилянтарного (полиизобутиленянтарного) ангидрида с алканоламином. Эмульгирующий состав дополнительно содержит эфир кислоты, выбранной из группы: жирные кислоты таллового масла, кислоты фракций C17-C21 или C2125, и спирта, выбранного из группы: пентаэритрит, глицерин или полиглицерин. Продукты, отвечающие формуле данного патента, обеспечивают получение ЭВВ, достаточно стабильных при хранении.

Наиболее близкие заявляемому эмульгатору по виду исходного сырья и технологии получения продукты, описанные в пат. РФ №2263096. Согласно патенту, эмульгатор синтезируется путем смешения полиизобутиленянтарного или полиизобутиленбисянтарного ангидрида с продуктом его взаимодействия с органическим моно- или полиамином, причем в полученную смесь при температуре 70-150°С и постоянном перемешивании вводят эфиры жирных кислот с многоатомными спиртами. Затем при температуре 20-150°С добавляют алкилбензосульфонаты Ca, K, Mg, Mo или их смеси в виде 20-70% раствора в индустриальном масле. Смесь перемешивают при 100-150°С и фильтруют при 100- 150°С. Эмульгатор содержит перечисленные выше компоненты при следующем соотношении (мас.%): полиизобутиленянтарный или полиизобутиленбисянтарный ангидрид 1-10; продукт взаимодействия полиизобутиленянтарного или полиизобутиленбисянтарного ангидрида с органическим моно- или полиамином 40-90; эфиры жирных кислот с многоатомными спиртами 2-30; алкилбензосульфонаты Ca, K, Mg, Mo или их смеси 6-30. Описанный в патенте эмульгатор, полученный защищенным способом, обладает достаточным временем жизни при сниженной стоимости эмульсионного взрывчатого состава за счет уменьшения содержания эмульгатора в эмульсионном взрывчатом составе. Однако состав эмульгатора не позволяет регулировать его вязкотемпературные свойства.

Технической задачей изобретения является создание эмульгирующего состава для изготовления эмульсионных ПВВ, позволяющего улучшить технологические показатели производства эмульсионных веществ и регулировать вязко-температурные свойства, а также расширить сырьевую базу его производства.

Поставленная задача решается за счет того, что в эмульгирующем составе для изготовления эмульсий «вода в масле», содержащем смесь продукта взаимодействия полиизобутиленянтарного или полиизобутиленбисянтарного ангидрида с органическим моно- или полиамином, эфиров кислот и многоатомных спиртов и индустриального масла, в качестве эфира кислот и многоатомных спиртов используют смесь сорбитановых эфиров жирных и смоляных кислот при следующем соотношении ингредиентов по массе, %:

продукт взаимодействия
полиизобутиленянтарного или
полиизобутиленбисянтарного ангидрида с
органическим моно- или полиамином 20-70
смесь сорбитановых эфиров жирных и смоляных кислот 5-35
индустриальное масло 3-75

Целесообразно, чтобы смесь сорбитановых эфиров жирных и смоляных кислот была взята в соотношении соответственно по массе, %: 20-80/20-80.

Возможно дополнительное включение в эмульгирующий состав до 2-10% натриевой соли жирных кислот талового масла сверх 100% смеси.

Получение смесевого эмульгирующего состава осуществляют следующим образом в несколько стадий:

1. Синтез продуктов конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с аминопроизводными осуществляется одним из известных способов. Например, в термостатирующее устройство помещают реакционный сосуд с мешалкой, прямым холодильником, термометром и переходником для подвода азота, В сосуд загружают 100 г полиизобутиленянтарного ангидрида с молекулярной массой не менее 1098 и концентрацией 80-84% в растворе полиизобутена и 11,1 г триэтаноламина или 22,4 г полиэтиленполиамина со средней молекулярной массой 300.

Реакционную массу выдерживают при перемешивании с продувкой азотом при температуре 150-200°С в течение 0,5-3,0 часов до прекращения отгонки воды.

2. Получение сорбитановых эфиров жирных и смоляных кислот производят путем реакции этерификации 100 г смеси жирных и смоляных кислот (R-COOH), в примерном соотношении 2:1 со средней молекулярной массой 965 и 18,9 г сорбита (C6H14O6) при перемешивании и отгонке выделяющейся воды током инертного газа или под вакуумом в аналогичном реакционном сосуде (1 стадия) при температурах 160-230°С в течение 2-6 часов.

3. Получение смесевого эмульгирующего состава осуществляется перемешиванием продукта от первой стадии (20-70%) и смеси сорбитановых эфиров жирных и смоляных кислот (5-35%) (смешивание проводят в количествах, соответствующих указанным в формуле) при температурах, полученных после выгрузки из реакторов через фильтрующее устройство для отделения примесей, а охлаждение массы производят за счет перемешивания при добавлении индустриального масла (3-75%) с температурой окружающей среды.

4. При необходимости повышения вязкости эмульсионных ПВВ в полученный смесевой эмульгирующий состав вводят до 2-10% натриевой соли жирных кислот талового масла (R-COONa).

Образцы смесевого эмульгирующего состава использовали для получения эталонной эмульсии в сравнении с прототипом. Состав эталонной эмульсии, %:

натриевая селитра - 14;

вода - 12;

масло индустриальное - 5;

эмульгирующий состав - 2;

селитра аммиачная - остальное до 100.

Образцы эмульсионного ПВВ получали по следующей методике: в термостойкий сосуд помещали навески аммиачной и натриевой селитр и воды.

Сосуд с содержимым нагревали до полного растворения компонентов и выдерживали до насыщенного раствора при температуре 85±5°С. В обогреваемый с помощью термостата реактор, снабженный устройством для перемешивания, помещали навески индустриального масла с эмульгирующим составом. Горючую фазу нагревали до 75±5°С и при включенной мешалке приливали раствор окислителя в течение одной минуты. Далее продолжали процесс эмульгирования в течение 3 минут и после проводили исследования на полученной эмульсии.

Для оценки технологических параметров и качества получаемых эмульсий эмульгирующего состава применялись описанные в литературе методы определения технологических характеристик эмульгаторов:

Время обращения фаз - одна из важнейших технологических характеристик, представляет промежуток времени, за который при начале перемешивания образующаяся эмульсия типа "масло в воде" превращается в эмульсию "вода в масле". Чем оно меньше, тем эффективнее действует эмульгирующий состав. Момент перехода одного вида эмульсии в другой регистрируется по скачкообразному уменьшению силы тока, проходящего через образующуюся обратную эмульсию.

Экспресс-контроль качества эмульсии заключается в измерении электрической емкости датчика, погруженного в эмульсию: чем ниже измеренное значение емкости, тем выше качество эмульсии.

Рентгено-структурный анализ массовой доли кристаллов солей-окислителей в эмульсии - наиболее достоверный способ оценки изменений в результате длительного хранения эмульсии.

По реологическим характеристикам в измерительной сборке прибора «Реотест-2» в течение 30 минут производили измерение динамической вязкости.

Результаты опытов обобщены в таблице, данные которой свидетельствуют об улучшении технологической эффективности предлагаемых вариантов смесевого полимерного эмульгирующего состава, что выразилось в существенном уменьшении времени обращения фаз, некотором уменьшении величины электрической емкости датчика, погруженного в эмульсию, и практической идентичности данных для прототипа и новых образцов эмульсий по количеству кристаллов после хранения при отрицательных температурах. При введении натриевой соли жирных кислот талового масла наблюдается повышение вязкости состава, что повышает стабильность эмульсии и снижает потери взрывчатого вещества при зарядке трещиноватых пород.

Компоненты эмульгирующего состава и параметры состава получения Прототип пат. №2263096 По изобретению
1 2 3 1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Продукты конденсации полиизобутиленянтарного
ангидрида с амином 40 60 90 20 40 70 20 45 60 70
Эфиры сорбитана и кислот из числа:
- жирных 30 15 2 - - - - - - -
- смесь жирных и смоляных - - - 35 15 5 35 15 5 22
Масло индустриальное 10 15 6 45 45 25 35 35 33 3
Алкилбензосульфонаты Ca, K, Mg 20 10 2 - - - - - - -
Натриевая соль жирных кислот талового масла - - - - - - 10 5 2 5
Технологическая характеристика по времени обращения
фаз, мин 12-22 14-26 16-37 6-10 6-12 14-18 5-10 10-14 6-8 4-5

Продолжение таблицы
1 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7
Качество эмульсии: - электрическая емкость датчика
при 85±5°С, pF 25-122 38-45 20-34 34-36 19-22 16-22 36-40 32-38 20-24 15-19
Количество кристаллов после хранения при
минус 35°С, % 16÷33 10÷12 8-10 12÷24 8÷12 7÷11 30÷34 6-7 18÷20 28÷31
Вязкость, сП 60000 65000 70000 5800 64500 72000 180000 155000 98000 167000

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-3 из 3.
10.11.2013
№216.012.7f18

Способ изготовления эмульсионного взрывчатого вещества и заряжания взрывных скважин, смесительно-зарядная машина для реализации способа

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к взрывным работам, и может быть использовано при ведении взрывных работ с применением смесительно-зарядных машин (СЗМ) для механизированного приготовления эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ) в процессе заряжания скважин на открытых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498209
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.01.2016
№216.014.bd7a

Способ заряжания скважин эмульсионным взрывчатым веществом

Изобретение относится к области горного дела, в частности к способам заряжания взрывных скважин, и может быть использовано на подземных горных работах при разработке месторождений полезных ископаемых. Способ заряжания эмульсионным взрывчатым веществом (ЭВВ) заключается в том, что ЭВВ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573660
Дата охранного документа: 27.01.2016
10.07.2019
№219.017.adbb

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002377228
Дата охранного документа: 27.12.2009
Показаны записи 1-10 из 19.
20.06.2013
№216.012.4c36

Способ получения нитроэфиров одноатомных спиртов

Изобретение относится к способу получения нитроэфиров одноатомных спиртов, которые находят применение в качестве эффективных цетанповышающих присадок к дизельным топливам. Предлагается способ получения сложных эфиров одноатомных спиртов путем их обработки серно-азотной кислотной смесью в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485092
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.11.2013
№216.012.7f18

Способ изготовления эмульсионного взрывчатого вещества и заряжания взрывных скважин, смесительно-зарядная машина для реализации способа

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к взрывным работам, и может быть использовано при ведении взрывных работ с применением смесительно-зарядных машин (СЗМ) для механизированного приготовления эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ) в процессе заряжания скважин на открытых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498209
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.08.2014
№216.012.e8c9

Термогазохимический состав и способ применения для обработки призабойной и удаленной зоны продуктивного пласта

Изобретение относится к нефтяной и газодобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности обработки и безопасности процесса. Термогазохимический состав для обработки призабойной и удаленной зоны продуктивного пласта получают последовательной закачкой в скважину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525386
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.08.2015
№216.013.735f

Эмульгирующий состав

Изобретение относится к производству эмульсионных взрывчатых составов (ЭВС), а именно к эмульгирующим составам, выполняющим функцию поверхностно-активных соединений. Эмульгирующий состав включает, мас.%: полиизобутиленянтарный ангидрид или полиизобутиленаминоэфир - 20-40, продукт конденсации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561105
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.01.2016
№216.014.bd7a

Способ заряжания скважин эмульсионным взрывчатым веществом

Изобретение относится к области горного дела, в частности к способам заряжания взрывных скважин, и может быть использовано на подземных горных работах при разработке месторождений полезных ископаемых. Способ заряжания эмульсионным взрывчатым веществом (ЭВВ) заключается в том, что ЭВВ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573660
Дата охранного документа: 27.01.2016
13.01.2017
№217.015.8e5e

Смесь углеводородов для производства эмульсионных взрывчатых составов и эмульсионный взрывчатый состав на её основе (варианты)

Группа изобретений относится к смеси углеводородов для эмульсионных взрывчатых составов (ЭВС) и эмульсионным взрывчатым составам, полученным на её основе. Горючая смесь углеводородов включает, мас.%: поверхностно-активное соединение - полиизобутиленянтарный ангидрид с алканоламином или их смесь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605111
Дата охранного документа: 20.12.2016
29.12.2017
№217.015.f4a0

Термогазохимический бинарный состав и способ применения для обработки призабойной и удаленной зон нефтегазоносного пласта

Группа изобретений относится к нефтяной и газодобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности обработки призабойной и удаленной зон нефтегазоносного пласта, безопасности процесса, уменьшение сырьевых затрат. Термогазохимический бинарный состав для обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637259
Дата охранного документа: 01.12.2017
20.02.2019
№219.016.c0a4

Способ изготовления патронируемого эмульсионного взрывчатого вещества

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам. Предложен способ изготовления патронируемого эмульсионного взрывчатого вещества путем приготовления водного раствора окислителя, приготовления масляного компонента и последующего смешения водного раствора окислителя, масляного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002307819
Дата охранного документа: 10.10.2007
08.03.2019
№219.016.d3c4

Гемостатическая губка

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при необходимости остановки наружных артериальных и венозных кровотечений различной интенсивности. Для этого предложена гемостатическая губка, которая состоит из поперечно сшитого эпоксидной смолой хитозана, глицерина и антисептического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681184
Дата охранного документа: 04.03.2019
15.03.2019
№219.016.e0cf

Технологическая линия производства патронированных эмульсионных взрывчатых веществ (эвв) (варианты)

Группа изобретений относится к области патронированных эмульсионных взрывчатых веществ. Предложено два варианта технологической линии производства патронированного эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ). По варианту 1 технологическая линия содержит камеру смешения, камеру дозревания ЭВВ и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002329244
Дата охранного документа: 20.07.2008

Похожие РИД в системе