Антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости
Изобретение относится к антисептическим составам для защиты древесины, в частности к составам для пропитки деревянных шпал и брусьев. Описан антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости на основе маслянистых фракций термокаталитического газойля и прямогонного газойля, в качестве маслянистого термокаталитического газойля он содержит смесь тяжелого газойля каталитического крекинга, выкипающего в пределах 300-450°С (60-80 мас.%), и тяжелого газойля термического крекинга, выкипающего в пределах 200-400°С (20-40 мас.%), в количестве 80-95 мас.%, а в качестве модификатора вязкости содержит маловязкую прямогонную фракцию дизельного топлива, выкипающую в пределах 240-360°С (5-20 мас.% на смесь тяжелого газойля каталитического крекинга и тяжелого газойля термического крекинга). Технический результат - предложенный антисептик нефтяной обладает хорошей пропитывающей способностью и относительно высокой (выше 122°С) температурой вспышки. 1 табл.
Изобретение относится к составам антисептика нефтяного для пропитки древесины на основе маслянистого термокаталитического газойля и модификатора вязкости и может быть использовано для пропитки древесины, в частности пропитки деревянных шпал и брусьев.
Известен нефтяной пропиточный материал на основе каменноугольного масла с разбавителем, в качестве которого используют нефтяное масло-мягчитель ХМ-1, выпускаемое согласно ТУ 38.301.08-31-89.
[Нефтяное масло-мягчитель ХМ-1. ТУ 38.301.08-31-89].
[Каменноугольное пропиточное масло. ГОСТ 2770-74].
Однако при изготовлении рабочей смеси, состоящей из каменноугольного масла, имеющего плотность при 20°С более 1000 кг/м3 и ХМ-1, имеющего плотность при 20°С 890-910 кг/м3, с применением в качестве перемешивающего агента острого водяного пара в конечном счете получают неоднородную массу: сверху - ХМ-1, посредине - вода, внизу - каменноугольное масло. Расслоение увеличивается в процессе хранения товарной смеси.
Кроме того, каменноугольное масло является высокотоксичным (2-й класс опасности - высокоопасный) органическим антисептиком, обладающим высокой канцерогенной активностью по отношению к человеку (в 50-125 раз выше, чем нефтяные фракции термокаталитического происхождения).
[Химия и технология топлив и масел. 2002 г. №3].
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является "Антисептическая жидкость для пропитки древесины" (патент РФ №2065356, В27К 3/50, от 20.08.1996 г.), содержащая 80-85% маслянистых фракций термического крекинга (термогазойль), выкипающих в пределах 220-450°С, и 15-20% разбавителя - углеводородной фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 180-340°С.
К недостаткам известной антисептической жидкости относятся:
1. Недостаточно высокая фунгицидная токсичность этой жидкости по отношению к грибам и бактериям, разрушающим древесные шпалы и брусья.
2. Использование в качестве разбавителя большого количества (15-20%) дефицитной фракции - углеводородной фракции каталитического крекинга, выкипающей в пределах 180-340°С, которая, к тому же, обладает низкой (ниже 80°С) температурой вспышки.
Предлагаемое изобретение решает задачу широкого использования высоковязких (6,17-8,26 мм2/с при 80°С) маслянистых фракций тяжелого газойля каталитического крекинга (фр. 300-450°С) и маслянистых фракций тяжелого газойля термического крекинга (фр. 200-400°С), обладающих большим запасом (выше 120°С) качества по температуре вспышки, предъявляемым к органическим антисептикам для пропитки древесины, определенной в открытом тигле, но неудовлетворительным уровнем качества по вязкости (выше 5 мм2/с при 80°С) и температуре застывания (+4÷+14°С), при получении товарного антисептика нефтяного для пропитки древесины с модификатором вязкости (маловязкая (1,96 мм2/с при 80°С) прямогонная фракция дизельного топлива, выкипающая в пределах 240-360°С), обеспечивающим качество смеси, удовлетворяющее требованиям на товарный антисептик нефтяной для пропитки древесины: кинематическая вязкость при 80°С не выше 5 мм2/с; температура вспышки, определенная в открытом тигле, не ниже 95°С; температура застывания - в отрицательной области температур (зимний вариант).
Сущность изобретения заключается в том, что антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости, включающий маслянистую фракцию термокаталитического газойля и модификатор вязкости, согласно изобретению в качестве маслянистой фракции термокаталитического газойля содержит в качестве основы смесь маслянистой фракции тяжелого газойля каталитического крекинга, выкипающей в пределах 300-450°С (60-80 мас.%), и маслянистой фракции тяжелого газойля термического крекинга, выкипающей в пределах 200-400°С (40-20 мас.%), а в качестве модификатора вязкости содержит маловязкую фракцию прямогонного дизельного топлива, выкипающую в пределах 240-360°С (5-20 мас.% на основу).
Указанные маслянистые газойлевые фракции и маловязкий модификатор получают следующим образом.
Для получения маслянистой фракции тяжелого газойля термического крекинга (ТГТК) исходное сырье (смесь тяжелого газойля каталитического крекинга с экстрактами масляного производства) подвергают жестокому термическому крекингу в трубчатых печах установки. Образующиеся продукты реакции подвергают фракционированию (разделению на фракции, выкипающие в определенных температурных пределах) в ректификационной колонне с получением газа (C1-С4), бензиновой фракции (C5-195°C) тяжелого газойля (термогазойля - фр. 200-400°С) и крекинг-остатка (фр., выкипающая выше 400°С).
[Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Изд. "Гилем". - Уфа, 1999 г.].
Для получения маслянистой фракции тяжелого газойля каталитического крекинга (ТГКК) исходное сырье (широкая фракция вакуумного газойля установок первичной переработки нефти - АВТ) подвергают жестокому каталитическому крекингу в специальных реакторах в присутствии активного катализатора крекинга. Образующиеся продукты реакции подвергают фракционированию и получают следующие фракции: газ (C1-С4), бензиновую фракцию (фр. С5-195°С), легкий газойль каталитического крекинга (фр. 195-325°С), маслянистую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга (фр. 300-450°С) и шлам (фр. выше 450°С). [Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Из-во "Гилем". Уфа - 1999 г.].
Фракцию маловязкого модификатора получают следующим образом.
Обессоленная и обезвоженная нефть поступает на установку первичной переработки нефти (АВТ - атмосферно-вакуумная трубчатка), где после нагрева в теплообменниках и печи атмосферного блока установки до температуры 340-360°С поступает для фракционирования в ректификационную колонну. В результате получают газ прямой перегонки (C1-С4), бензиновую фракцию прямой перегонки (С5-140°С), фракцию реактивного топлива (140-240°С), фракцию дизельного топлива (240-360°С) и мазут - фракция, выкипающая выше 360°С. [Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Из-во "Гилем". Уфа - 1999 г.].
Качество исходных компонентов и смесей приведено в таблице 1.
Предлагаемый антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости получают следующим образом.
Маслянистую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга (фр. 300-450°С) смешивают в товарном резервуаре с маслянистой фракцией тяжелого газойля термического крекинга (фр. 200-400°С) в соотношении (60-80:20-40 мас.%). Таким образом получают основу антисептика нефтяного для пропитки древесины, удовлетворяющую требованиям потребителя по таким качественным показателям, как температура вспышки (открытый тигель) и плотность при 20°С.
Однако путем смешения маслянистых фракций ТГКК и ТГТК получают основу, не отвечающую требованиям потребителя (шпалопропиточные заводы) по уровню кинематической вязкости, определенной при 80°С (не выше 5 мм2/с), и по температуре застывания, которая у основы лежит, как правило, в положительной области температур (+5...+10°С), а желательно, чтобы температура застывания антисептика нефтяного была в минусовой области температур.
В процессе получения антисептика нефтяного для пропитки древесины с модификатором вязкости эти задачи решают следующим образом.
В товарный резервуар, где находится основа антисептика нефтяного для пропитки древесины, закачивают расчетное количество модификатора вязкости в виде маловязкой прямогонной фракции дизельного топлива, выкипающей в пределах 240-360°С. Смесь подвергают интенсивному перемешиванию по схеме: резервуар→насос→резервуар. В результате получают товарный антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости, полностью удовлетворяющий потребителя по всем основным показателям качества.
Пример 1. Смесь ТГКК и ТГТК (60:40 мас.%) - 95 мас.%, смешивают с модификатором вязкости - маловязкой прямогонной фракцией дизельного топлива, выкипающей в пределах 240-360°С (5 мас.%). Получают антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости со следующими качественными показателями:
| кинематическая вязкость при 80°С, мм2/с | 6,5 |
| температура вспышки (открытый тигель), °С | 130 |
| температура застывания, °С | +7 |
Пример 2. Смесь ТГКК и ТГТК (80:20 мас.%) - 95 мас.%, смешивают с модификатором вязкости - маловязкой прямогонной фракцией дизельного топлива, выкипающей в пределах 240-360°С (5 мас.%). Получают антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости со следующими качественными показателями:
| кинематическая вязкость при 80°С, мм2/с | 5,8 |
| температура вспышки (открытый тигель), °С | 128 |
| температура застывания, °С | +4 |
Пример 3. Смесь ТГКК и ТГТК (60:40 мас.%) - 80 мас.%, смешивают с модификатором вязкости - маловязкой прямогонной фракцией дизельного топлива, выкипающей в пределах 240-360°С (20 мас.%). Получают антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости со следующими качественными показателями:
| кинематическая вязкость при 80°С, мм2/с | 4,9 |
| температура вспышки (открытый тигель), °С | 130 |
| температура застывания, °С | -3 |
Пример 4. Смесь ТГКК и ТГТК (80:20 мас.%) - 80 мас.%, смешивают с модификатором вязкости - маловязкой прямогонной фракцией дизельного топлива, выкипающей в пределах 240-360°С (20 мас.%). Получают антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости со следующими качественными показателями:
| кинематическая вязкость при 80°С, мм2/с | 4,3 |
| температура вспышки (открытый тигель), °С | 127 |
| температура застывания, °С | -5 |
Пример 5. Смесь ТГКК и ТГТК (80:20 мас.%) - 90 мас.%, смешивают с модификатором вязкости - маловязкой прямогонной фракцией дизельного топлива, выкипающей в пределах 240-360°С (10 мас.%). Получают антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости со следующими качественными показателями:
| кинематическая вязкость при 80°С, мм2/с | 4,8 |
| температура вспышки (открытый тигель), °С | 126 |
| температура застывания, °С | -4 |
Исходя из данных вышеперечисленных примеров видно, что:
1. Все полученные и исследованные составы антисептика нефтяного для пропитки древесины с модификатором вязкости на основе смеси маслянистых фракций тяжелого газойля каталитического крекинга (фр. 300-450°С) и тяжелого газойля термического крекинга (фр. 200-400°С), взятых в соотношении 60-80:20-40%, соответственно с модификатором вязкости - маловязкой фракцией дизельного топлива (фр. 240-360°С), введенной в вышеуказанную смесь в количестве 5-20 мас.%, являются принципиально новыми и соответствуют требованиям ГОСТ 20022.5-93 "Защита древесины. Автоклавная пропитка маслянистыми защитными средствами" по всем основным качественным показателям.
2. Антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости имеет уровень кинематической вязкости, определенной при 80°С, равный менее 5 мм2/с, что обеспечено применением в его составе маловязкой фракции дизельного топлива (фр. 240-360°С). Антисептик нефтяной с таким уровнем вязкости обладает хорошей проникающей (пропитывающей) способностью в процессе пропитки древесины, а следовательно, высокой поглощаемостью и защитой от разрушающего воздействия грибами, бактериями и атмосферными источниками.
3. Антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости в виде маловязкой фракции дизельного топлива (фр. 240-360°С) обладает относительно высокой (выше 122°С) температурой вспышки, что делает его вполне приемлемым для пропитки древесины по методу "сушка - пропитка" при температурах в пропиточном автоклаве на уровне 95-100°С.
| Таблица 1 | ||||
| Качественные показатели исходных компонентов и смесей при получении антисептика нефтяного для пропитки древесины с модификатором вязкости | ||||
| Компонент или смесь | Кинематическая вязкость при 80°С, мм2/с | Температура вспышки в открытом тигле, °С | Температура застывания, °С | Плотность при 20°С, кг/м3 |
| 1. Маслянистая фракция тяжелого | ||||
| газойля каталитического | 6,17 | 128 | +4 | 984 |
| крекинга (фр. 300- | ||||
| 450°С) (ТГКК) | ||||
| 2. Маслянистая фракция | ||||
| тяжелого газойля | 8,26 | 132 | +14 | 942 |
| термического крекинга (фр. | ||||
| 200-400°С) (ТГТК) | ||||
| 3. Смесь ТГКК и ТГТК в | 7,53 | 130 | +10 | 970 |
| соотношении 60:40 мас.% | ||||
| 4. Смесь ТГКК и ТГТК в | 7,13 | 131 | +7 | 916 |
| соотношении 80:20 мас.% | ||||
| 5. Модификатор вязкости - | ||||
| маловязкая фракция дизельного | 1,96 | 122 | -13 | 845 |
| топлива (фр. 240- | ||||
| 360°С) | ||||
| 6. Смесь смеси ТГКК и | ||||
| ТГТК в соотношении 60:40 | 6,5 | 130 | +7 | 952 |
| мас.% с модификатором | ||||
| вязкости (фр. 240-360°С) в | ||||
| соотношении 95:5 мас.% | ||||
| 7. Смесь смеси ТГКК и | ||||
| ТГТК в соотношении 60:40 | 4,9 | 130 | -3 | 933 |
| мас.% с модификатором вязкости | ||||
| (фр. 240-360°С) в | ||||
| соотношении 80:20 мас.% | ||||
| 8. Смесь смеси ТГКК и | ||||
| ТГТК в соотношении 80:20 | 5,8 | 128 | +4 | 942 |
| мас.% с модификатором вязкости | ||||
| (фр. 240-360°С) в | ||||
| соотношении 95:5 мас.% | ||||
| 9. Смесь смеси ТГКК и | ||||
| ТГТК в соотношении 80:20 | 4,3 | 127 | -5 | 951 |
| мас.% с модификатором вязкости | ||||
| (фр. 240-360°С) в соотношении | ||||
| 80: 20 мас.% |
Антисептик нефтяной для пропитки древесины с модификатором вязкости на основе маслянистых фракций термокаталитического газойля и прямогонного газойля, отличающийся тем, что в качестве маслянистого термокаталитического газойля он содержит смесь тяжелого газойля каталитического крекинга, выкипающего в пределах 300-450°С (60-80 мас.%), и тяжелого газойля термического крекинга, выкипающего в пределах 200-400°С (20-40 мас.%), а в качестве модификатора вязкости содержит маловязкую прямогонную фракцию дизельного топлива, выкипающую в пределах 240-360°С (5-20 мас.% на смесь тяжелого газойля каталитического крекинга (ТГКК) и тяжелого газойля термического крекинга (ТГТК)) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| смесь ТГКК и ТГТК | 80-95 |
| модификатор вязкости | 5-20 |
