ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, 2008, № 6, с. 67-69
УДК 541.182 +665.5
НОВЫЕ НЕФТЕХИМИЧЕСКИЕ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ
© 2008 г. Д. О. Сафиева, Е. В. Суров, О. Г. Сафиев
ФГУП "Институт горючих ископаемых - научно-технический центр по комплексной переработке твердых
горючих ископаемых", Москва
E-mail: safiev.og@mail.ru Поступила в редакцию 25.03.2008 г.
Рассмотрены различные аспекты применения низкозастывающих профилактических средств в угольной промышленности и показана возможность их получения на базе продуктов одного процесса - вакуумной перегонки мазута в отличие от ранее предлагавшихся рецептур.
Известно, что при железнодорожных перевозках углей, а также других сыпучих материалов возникают острые экономические и экологические проблемы. Прямые экономические потери поставщиков грузов и экологические проблемы для окружающей среды связаны с выдуванием мелких фракций углей в любое время года, а в зимнее время потери связаны со смерзаемостью влажных углей в объеме и прилипанием к стенкам вагонов.
Самый эффективный способ борьбы с этими проблемами при перевозке углей - это нанесение профилактических средств нефтяного происхождения на открытую поверхность материалов, стенки вагонов и думпкаров, а также объемная обработка самих углей.
Экономический эффект при применении профилактических средств только для предупреждения потерь мелких фракций сыпучих грузов выдуванием и пылением составит более 1 млрд. руб. в расчете на весь объем перевозимых сыпучих грузов, включая угли. Применение профилактических средств может также эффективно решить проблему объемного смерзания сыпучих грузов в зимнее время.
Дополнительными положительными факторами применения профилактических средств являются: экономия электроэнергии при тепловой обработке вагонов при отрицательных температурах; снижение простоя вагонов до нормативных значений; устранение влияния мелкодисперсной фракции сыпучих грузов на свойства смазывающих материалов в узлах трения (буксах), повышение уровня пожарной безопасности и т.д.
Более 40 лет назад для профилактики смерзания и выдувания сыпучих грузов (уголь, руда, кокс и др.) при их транспортировке авто- и железнодорожным транспортом в условиях отрицательных температур окружающей среды были предложены нефтяные профилактические средства - композиции на основе дистиллятных фракций вторичных процессов нефтепереработки и нефтяных остатков различного происхождения [1, 2]. Разработанные ранее технические условия на профилактические средства нормируют ряд практически важных показателей, учитывающих требования техники безопасности и существенно влияющих на возможности их применения при температурах окружающего воздуха до -40°С, а именно температуру застывания и вспышки, условную вязкость, массовую долю воды и механических примесей.
Указанные композиции являются нефтяными дисперсными системами со средней концентрацией частиц дисперсной фазы (асфальтенов), возможность регулирования свойств которых возможна различными приемами - изменением состава и концентрации дисперсной фазы и дисперсионной среды, введением присадок, условиями смешения (температура, скорость охлаждения и порядок ввода компонентов) дисперсной фазы и дисперсионной среды [3, 4]. Предложено более 20 составов профилактических средств, удовлетворяющих требованиям технических условий, в состав которых входят газойли термического и каталитического крекинга, мазуты, гудроны, крекинг-остатки, смолы пиролиза, экстракты селективной очистки масел и т.д. Очевидно, что для получения таких композиций, как правило, необходимы дефицитные нефтяные фракции, имею-
67
5*
68 САФИЕВА и др.
Таблица 1. Физико-химические свойства опытных партий профилактических композиций
Номер состава Соотношение компонентов Физико-химические свойства
температура, °С вязкость условная при 50°С
гудрон фракция 190-250°С вспышки в закрытом тигле застывания
1 0 100 74 -59 -
2 25 75 82 -51 1.4
3 30 70 80 -49 1.7
4 35 65 79 -41 2.2
5 40 60 80 -31 2.6
6 45 55 75 -24 2.9
7 50 50 69 -12 3.7
Таблица 2. Влияние присадки на показатели качества опытных партий профилактических композиций
Наименование показателей Норма по ТУ 38.1011142-88 Фактические показатели для составов (табл. 1)
1 2 5
Вязкость условная (ВУ) при 50°С в пределах 1.3-3.0 1.4 1.7 2.6 (1.5)*
Температура застывания, °С, не выше -40 -51 -49 -31 (-43)*
Температура вспышки (в закрытом тигле), °С, не ниже 80 82 80 80 (85)*
Массовая доля воды, %, не более 0.5 Следы Следы Следы
Массовая доля механических примесей, %, не более 0.3 0.01 0.01 0.01
* В скобках приведены показатели свойств с присадкой Керофлюкс 5486 в количестве 0.01 (мас. %).
щиеся в наличии не на каждом НПЗ. В данной работе рассматривается возможность получения профилактических средств на базе продуктов одной установки - вакуумного блока атмосферной вакуумной установки (АВТ), входящей в состав любого НПЗ.
В качестве компонента дисперсионной среды профилактического средства была взята фракция вакуумного дистиллята с пределами кипения 190-250°С, которая была выделена путем вторичной ректификации из широкой углеводородной фракции, уходящей с верха вакуумной колонны и в конечном итоге накапливающейся в барометрическом колодце установки ЭЛОУ-АВТ. Эти фракции - продукты термического разложения мазута в печи при его нагреве. Обычная практика применения этих фракций в непрерывном технологическом процессе - это вовлечение в состав исходной нефти до установки ЭЛОУ-АВТ. Следует отметить, что путем изменения режима работы колонны могут быть получены необходимые количества указанной фракции.
В качестве дисперсной фазы был использован гудрон, получаемый на той же установке с низа вакуумной колонны.
Компонентные составы и физико-химические свойства опытных партий профилактических средств, выработанных на основе указанных продуктов, представлены в табл. 1, откуда следует, что наиболее близкими по физико-химическим свойствам к серийно выпускаемому низкозасты-вающему профилактическому средству "Универ-син-С" по ТУ 38.1011142-88, являются составы № 1 и № 2.
При вовлечении в состав композиции большего количества гудрона (40% и более - состав 5) целесообразно для улучшения низкотемпературных характеристик и достижения нормативных показателей использовать допущенную к применению в России присадку Керофлюкс 5486 (табл. 2).
Предварительные испытания разработанных составов профилактических средств на Красноярской железной дороге, проведенные в феврале 2006 г., дали положительные результаты: два по-
ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА < 6 2008
НОВЫЕ НЕФТЕХИМИЧЕСКИЕ КОМПОЗИЦИИ
69
лувагона с углем, обработанные профилактическим средством при температуре -30°С, отправленные из г. Черногорска (Хакасия, ст. отправления "Черногорские копи") до станции разгрузки Орехово-Зуево (Московская область), были разгружены при температуре -10°С без осложнений.
Таким образом, может быть организовано сезонное производство профилактических средств на любом НПЗ, что также будет способствовать эффективному решению задачи их доставки в отдаленные районы страны.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сюняев З.И., Рогачева О.И., Хабибуллин Р.Р. // ХТТ. 1965. № 1. С. 14.
2. Сюняев З.И. Нефтяной углерод. М.: Химия, 1980. 220 с.
3. Олъков ПЛ. Исследования поверхностных явлений в нефтяных дисперсных системах и разработка новых нефтепродуктов: Дис. ... д-ра тех. наук. Уфа: Уфимский нефтяной институт, 1982. 414 с.
4. Сафиева Р.З. Физикохимия нефти. М.: Химия, 1998. 448 с.
New Petrochemical Compositions for Use in the Coal Industry
D. O. Safîeva, E. V. Surov, and O. G. Safiev
Institute for Fossil Fuels, Leninskii pr. 29, Moscow, 119991 Russia e-mail: safiev.og@mail.ru Received March 25, 2008
Various aspects of the use of antifreezing agents in the coal industry are considered. It has been found that, unlike previously proposed compositions, these agents can be prepared based on the products of a single process, the vacuum distillation of fuel oil.
ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА < 6 2008
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.