Способ разрушения полиоктена



Способ разрушения полиоктена
Способ разрушения полиоктена

 


Владельцы патента RU 2488484:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии разрушения полиоктена. Может применяться для производства противотурбулентных присадок для снижения гидродинамического сопротивления, а также для создания клеевых композиций, кровельных материалов, дорожных покрытий и полимерных красок. Куски полиоктена погружают в криогенную жидкость, содержащую изопропиловый спирт в количестве не менее 100 мл/кг полиоктена, и подвергают разрушающему воздействию высоковольтными разрядами, энергию которых выбирают из соотношения: 45 Дж1/2·сек/м<W1/2·(E·ρ)1/2/(L·σρ)<80 Дж1/2·сек/м, где W - энергия разряда, Дж; Е - модуль Юнга, н/м2; ρ - плотность материала, кг/м3; L - межэлектродное расстояние, м; ρσ - предел прочности разрушаемого материала, н/м2. Обеспечивается получение чистого порошка полиоктена без посторонних примесей и снижение энергозатрат на процесс разрушения. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к технологии разрушения материалов, в частности полиоктена с получением порошка, который может быть использован в производстве противотурбулентных присадок для снижения гидродинамического сопротивления потоку сырой нефти при перекачке ее по трубопроводам, а также для создания клеевых композиций, кровельных материалов, дорожных покрытий и полимерных красок.

Известен способ разрушения эластичных материалов (патент РФ №2050276, МПК 6 В29В 17/02, опубликованный 20.12.1995 г.), при котором разрушающее воздействие создают посредством электрических разрядов, возбуждаемых между электродами, размещенными в криогенной жидкости, при этом градиент энергии выбирают в пределах 2-15 Дж/мм.

Недостатком указанного способа являются высокие энергозатраты на разрушение, а также невозможность обеспечения стабильных свойств порошка из-за склонности к слипанию его частиц друг с другом, приводящее к их укрупнению.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ разрушения полиоктена (патент РФ №2314912, опубликованный 20.01.08, МПК 7 В29В 17/00), в котором перед разрушением в криогенную жидкость вводят стеарат кальция в количестве не мене 6% от массы разрушаемого полиоктена, а для образования высоковольтных разрядов используют импульсы со скоростью нарастания напряжения не менее 400 кВ/мксек, формирующие парогазовые полости диаметром не менее 0,04 м, при этом размер кусков полиоктена должен быть не более, чем расстояние между соседними разнополярными электродами.

Недостатком указанного способа являются высокие энергозатраты на разрушение, а также невозможность получения чистого порошка полиоктена из-за присутствия в нем значительного количества частиц порошка стеарата кальция, который ухудшает свойства противотурбулентных присадок, получаемых из этого продукта.

Основной технической задачей предлагаемого изобретения является получение качественного порошка полиоктена без примесей при уменьшенных энергозатратах.

Указанная техническая задача достигается тем, что в способе разрушения полиоктена, куски полиоктена погружают в криогенную жидкость и подвергают разрушающему воздействию высоковольтными разрядами между электродами, размещенными в криогенной жидкости, согласно предложенному решению перед разрушением полиоктена в криогенную жидкость вводят изопропиловый спирт в количестве не менее 100 мл на 1 кг полиоктена, а энергию разряда выбирают из соотношения:

45 Д ж 1 2 с е к м < W 1 2 ( E ρ ) 1 2 L σ p < 80 Д ж 1 2 с е к м ,  где        (1) 

W - энергия разряда, Дж;

Е - модуль Юнга, н/м2;

ρ- плотность материала, кг/м3;

L - межэлектродное расстояние, м;

σρ - предел прочности разрушаемого материала, н/м2.

Пример конкретного исполнения. На фиг.1 представлена схема установки для реализации заявляемого способа. Она включает в себя повышающее выпрямительное устройство 1 (ВТМ-20/50); генератор импульсных напряжений 2; рабочую камеру 3 в криогенном исполнении; высоковольтный электрод 4; заземленный электрод 5 сферической формы с отверстиями диаметром 1 мм; контейнер 6 для сбора порошка полиоктена; загрузочный бункер 7 с дозирующим устройством 8; измерительную систему 9 для регистрации параметров импульса.

Способ осуществляют в два этапа. На первом этапе обосновывалась необходимость разрушения полиоктена в присутствии в системе «криогенная среда-куски полиоктена» изопропилового спирта и определяют его минимальную концентрацию, при которой получаемый порошок полиоктена состоит из частиц менее 1 мм на 100%. Для этого было приготовлено 4 пробы полиоктена массой 1 кг, состоящих из кусков не более 30 мм. В качестве криогенной среды используют жидкий азот (-195°С). Затем первую пробу загружают в рабочую камеру с жидким азотом и подвергают разрушению высоковольтными разрядами с энергией 474 Дж, рассчитанной из соотношения (1). Аналогичным способом подвергнуты разрушению вторая, третья и четвертая пробы, но уже при наличии в жидком азоте изопропилового спирта в количестве 40, 80, 100 мл/кг полиоктена. Результаты экспериментов представлены в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что для полного исключения самоукрупнения частиц полиоктена за счет их слипания в жидкий азот перед разрушением вносят не менее 100 мл изопропилового спирта на 1 кг полиоктена. При меньшем содержании изопропилового спирта и его отсутствии происходит частичное, либо практически полное укрупнение частиц до размера, превышающего 1 мм, что делает его совершенно непригодным для производства противотурбулентных присадок, при этом порошок полиоктена не содержит посторонних примесей, что существенно повышает его качество.

На втором этапе оценивают энергозатраты на разрушение кусков полиоктена в среде жидкого азота импульсными разрядами с энергией, выбранной из соотношения (1). Результаты расчета энергии разряда представлены в таблице 2.

На фиг.2 представлена зависимость энергоемкости измельчения кусков полиоктена в жидком азоте, из которой видно, что при использовании разрядов с энергией (198-620) Дж, выбранной из соотношения (1), величина энергоемкости стабильна и для получения порошков с частицами менее 1 мм не превышает 0.135 кВт·час/кг. В том случае, если величина энергии импульса выбрана с нарушением этого условия, энергоемкость растет.

При разрушении полиоктена по прототипу (патент РФ №2314912, опубл. 20.01.08, МПК 7 В29В 17/00) энергоемкость составляет 0,15 кВт·час/кг, т.е. на 10% выше, чем по заявляемому способу.

Способ разрушения полиоктена
Таблица 1
№ п/п Количество изопропилового спирта в жидком азоте на 1 кг полиоктена, мл/кг Содержание частиц размером 1 мм и менее в порошке полиоктена, %
1 0 12
2 40 38
3 80 75
4 100 100
Таблица 2
Энергия разряда, W, Дж W 1 2 ( ρ E ) 1 2 L σ ρ , Д ж 1 2 с е к м Энергоемкость, А, к В т ч а с к г
62,3 20 0,167
87,2 30 0,156
198 45 0,135
247 50 0,135
474 70 0,135
620 80 0,135
784 90 0,152
982 100 0,165

Способ разрушения полиоктена, включающий погружение кусков полиоктена в криогенную жидкость и разрушающее воздействие высоковольтными разрядами между электродами, размещенными в криогенной жидкости, отличающийся тем, что перед разрушением полиоктена в криогенную жидкость вводят изопропиловый спирт в количестве не менее 100 мл на один килограмм полиоктена, а энергию разряда выбирают из соотношения:
45 Д ж 1 2 с м < W 1 / 2 ( E ρ ) 1 2 L σ p < 80 Д ж 1 2 с м ,
где W - энергия разряда, Дж;
Е - модуль Юнга, н/м2;
ρ - плотность материала, кг/м;
L - межэлектродное расстояние, м;
σρ - предел прочности разрушаемого материала, н/м2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам восстановления отходов резины в новую сырую резину, пригодную для производства качественных изделий. .

Изобретение относится к способу получения биаксиально ориентированной полипропиленовой пленки. .

Изобретение относится к области утилизации отходов, в частности изношенных автомобильных покрышек. .
Изобретение относится к переработке изношенных автопокрышек, к способам восстановления отходов резины. .
Изобретение относится к области переработки вторичного сырья и может быть использовано для измельчения отходов полимеров, в том числе резины и полимерных композиционных материалов.
Изобретение относится к области переработки вторичного сырья и может быть использовано для измельчения отходов полимеров, в том числе резины и полимерных композиционных материалов.

Изобретение относится к переработке автомобильных шин, содержащих металлокордный брекер и каркас из металлического или текстильного корда. .

Изобретение относится к переработке промышленных отходов. .

Изобретение относится к способу и установке для переработки легкой фракции, полученной во время переработки отходов, обедненных металлами, богатых пластмассами. .

Изобретение относится к способу и установке для переработки легкой фракции, полученной во время переработки отходов, обедненных металлами, богатых пластмассами. .

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для одновременного разрезания по двум или нескольким линиям реза автомобильных покрышек и их частей, например каркасно-брекерно-протекторного браслета покрышки, включающего несколько слоев резины, армированной текстильным и металлическим кордом

Изобретение относится к способу по пункту 1 формулы изобретения, а также к устройству по пункту 9 формулы изобретения

Настоящее изобретение относится к оборудованию для термохимической переработки древесного сырья и изношенных автотракторных покрышек. Описана установка для термохимической переработки древесного сырья и изношенных автотракторных покрышек, содержащая корпус, воздушно-газовый проход, по меньшей мере, два бункера для закладки древесного сырья и изношенных автотракторных покрышек, расположенных по периметру воздушно-газового прохода, наружные стенки которых являются частью наружной стенки корпуса, окна в бункерах, для закладки древесного сырья и изношенных покрышек, топочную камеру, расположенную под воздушно-газовым проходом, механизм подачи воздуха в топочную камеру, отличающаяся тем, что между топочной камерой и бункерами имеется перегородка, при этом бункера установлены под углом к вертикальной плоскости, выполнены шарнирными и поворачиваются в вертикальной плоскости по направлению снизу вверх, между перегородкой и корпусом, за пределами топочной камеры, выполнен канал, в который стекают жидкие продукты пиролиза, а окна выполнены перекрываемыми, для предотвращения сползания древесного сырья и изношенных автотракторных покрышек вниз, располагаются на днище бункера и открываются при повороте и фиксации бункера в положении, когда переработанное древесное сырье и изношенные автотракторные покрышки самотеком выгружаются из бункера. Технический результат - улучшение условий загрузки древесного сырья и изношенных автотракторных покрышек в бункера и выгрузки их из бункеров. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области переработки отходов и может быть использовано для переработки резинотехнических материалов, в том числе и измельченных отработанных автомобильных шин, с получением резиносодержащей жидкой композиции для дальнейшего ее применения. В реакторе установки размещен цилиндрический контейнер для перерабатываемого сырья с вертикальными щелями, напротив которых по его периферии размещены вертикальные трубки с форсунками по высоте для подачи органического растворителя, направленными внутрь реактора. По периферии реактора между трубками с форсунками размещены трубы теплообменника для нагрева органического растворителя в реакторе. В середине реактора установлен шнек, соединенный с приводом вращения. В процессе работы реактора нагретый органический растворитель под давлением в виде струй через щели в контейнере попадает на перерабатываемый резинотехнический материал и размывает его. При этом шнек постоянно забирает нижние слои сырья и поднимает их вверх, тем самым создавая циркуляцию и перерабатываемого материала и органического растворителя внутри реактора, что способствует более эффективной деструкции исходного сырья и их перемешиванию. Изобретение обеспечивает повышение эффективности переработки резинотехнических материалов в реакторе с нагретым органическим растворителем. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к методам термической деполимеризации природных и вторичных органических ресурсов, например твердых бытовых отходов (ТБО). Способ переработки органических и полимерных отходов включает загрузку сырья с предварительной сепарацией, измельчение с подсушкой, отличается тем, что подсушку осуществляют совместно с катализатором и низкокалорийным природным топливом, затем готовят пасту из измельченного материала и растворителя - дистиллята, получаемого при дистилляции жидких продуктов, при этом предусматривают дальнейшую ступенчатую деполимеризацию реакционной массы с температурой 200-400°C при нормальном атмосферном давлении, осуществляемую в каскаде из двух пар последовательно соединенных реакторов, в которых температура деполимеризации достигает в 1-й паре 200°C, и во 2-й паре - более 200°C и не превышает 310°C, объединяющихся друг с другом рециркулирующими потоками: газообразным, формирующем в реакционной системе восстановительную среду в виде синтез-газа (CO и H2), образующуюся путем паровой каталитической конверсии углеводородных газов, выходящих из реакторов деполимеризации, перемещающуюся посредством газового насоса через подогреватель восстановительных газов из реакционной системы, обеспечивают также вывод синтез-газа для получения моторных топлив - метанола, диметилового эфира или бензина; жидкую же углеводородную фазу отделяют от твердых непрореагировавших компонентов с выходом последних до 40% от общей исходной массы твердых бытовых отходов (ТБО), которые выводят из системы с помощью циркуляционных насосов и направляют для производства нефтяных брикетов и/или горючих капсул, причем жидкую реакционную углеводородную смесь, после отделения от нее твердого остатка, направляют на горячую сепарацию, охлаждение и дистилляцию, кроме того, меньшую часть дистиллята возвращают в мешалку для приготовления пасты на стадию приготовления пасты, а большую часть разделяют на целевые фракции: первую с температурой кипения до 200°C и вторую с температурой кипения выше 200°C, но не более 310°C. Техническим результатом является достижение экологической чистоты, безотходности и самоокупаемости производства но заявляемому способу за счет переработки почти всех, за исключением металлов и крупногабаритных компонентов ТБО с получением трех видов коммерческих продуктов: жидкой фракции нефтепродуктов с температурой кипения до и после 200°C; твердых нефтебрикетов и/или горючих капсул и синтез-газа, направляемого в производство моторных топлив, а также снижения уровня воздействия отрицательных факторов, морфологической неоднородности сырья и различной физико-химической активности компонентов ТБО. 1 ил., 2 табл., 2 пр.
Изобретение относится к способу для переработки бытовых и промышленных отходов упаковки, состоящей из бумаги с полимерным и пленочным покрытием и с комбинированным покрытием из пленки и алюминиевой фольги. Способ включает подачу исходного материала из приемного бункера в рабочую зону, его измельчение, расслоение, разволокнение, разделение на бумажную и алюмополимерную фракцию и удаление фракций из рабочей зоны. Операции измельчения, расслоения, разволокнения и разделения на бумажную и алюмополимерную фракции производятся в одном аппарате - молотковой дробилке, снабженной разгрузочной воронкой для выгрузки недробимой алюмополимерной фракции, при постоянном режиме работы электродвигателя. Процесс загрузки исходного материала и выгрузки алюмополимерной фракции осуществляется периодически. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции аппарата по переработке бытовых и промышленных отходов упаковки, а также снижение расхода воды в процессе переработки указанных отходов. 1 ил., 1 пр.

Изобретение имеет отношение к способу автоматической пластификации измельченного каучука и к устройству автоматической пластификации для осуществления указанного способа. Способ автоматического пластифицирования измельченного каучука происходит следующим образом: шаг 1 включает смешивание ингредиентов: отходы резины измельчают до получения порошка с размером частиц от 10 до 40 меш, добавляют активатор и пластификатор в массовых долях: порошковый каучук:активатор:пластификатор = 100:0,3-0,4:8-18, затем их равномерно перемешивают; шаг 2 включает десульфуризацию и пластификацию: полученную согласно шагу 1 смесь нагревают до 180-320°С в течение 8-15 минут, затем осуществляют десульфуризацию и пластификацию для получения пластифицированного порошкового каучука; шаг 3, включающий охлаждение: пластифицированный порошковый каучук после пластификации охлаждают до температуры 80°С или менее, получившийся продукт сразу используют или упаковывают для последующего использования. Устройство автоматической пластификации включает в себя: блок перемешивания (1), блок подачи (2), блок термической реакции (3) и блок охлаждения (4), при этом блок термической реакции (3) снабжен нагревательным элементом (5), блок охлаждения (4) оснащен циркуляционным устройством охлаждения (6), выход блока перемешивания (1) сообщается с входом блока подачи (2), вход блока подачи (2) сообщается с выходом блока термической реакции (3), а выход блока термической реакции (3) сообщается с входом блока охлаждения 94), при этом: указанный блок подачи (2) представляет собой спиральное устройство подачи I; указанный блок термической реакции (3) представляет собой спиральное устройство подачи II, а нагревательное устройство (5) встроено снаружи спирального устройства подачи II и представляет собой устройство нагревания с циркулирующим масляным теплоносителем; указанный блок охлаждения (4) представляет собой спиральное устройство подачи III, а циркуляционное устройство охлаждения (6) встроено снаружи спирального устройства подачи III и служит для циркуляционного охлаждения водой; устройство снабжено электрическим регулятором, при этом блок перемешивания (1), блок подачи (2), блок термической реакции (3) и блок охлаждения (4) имеют соединение посредством электрических проводов с упомянутым электрическим регулятором. Технический результат - разработка способа и устройства для автоматической пластификации каучука, обладающих экологичностью, безопасностью и надежностью, стабильностью качества, хорошей управляемостью, доступностью непосредственного использования пластифицированной измельченной резины в производстве продукции из резины без гидратации, экономией энергии и непрерывностью. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил., 4 пр.

Изобретение относится к области переработки отходов и может быть использовано при утилизации отработанных автомобильных шин с получением резиносодержащей жидкой композиции для дальнейшего применения. По периферии реактора размещены вертикальные трубы теплообменника для нагрева органического растворителя и вертикальные трубки с форсунками для подачи его на поверхность перерабатываемых шин, размещенных на поддонах, установленных на центральной трубке с форсунками, в виде струй, приводя их во вращение. При этом органический растворитель циркулирует по замкнутому контуру через реактор с помощью насоса. Использование изобретения позволит повысить эффективность переработки изношенных автомобильных шин в реакторе с органическим растворителем за счет более эффективного перемешивания органического растворителя. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к глубокому окислению политетрафторэтилена, а именно к способу утилизации отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ). Способ утилизации отходов ПТФЭ включает измельчение отходов ПТФЭ до частиц менее 0,2 мм, смешение их с окислителем и нагревание. В качестве окислителя используют оксид свинца при весовом соотношении = 1:(0,8-1,0), смесь прессуют в брикеты при давлении 500-600 кг/см2 и нагревают до 400°C. Технический результат - упрощение и удешевление технологического процесса утилизации ПТФЭ и получение порошка фторида свинца, который может использоваться в качестве твердой смазки в порошковой металлургии.

Изобретение относится к технологии переработки органических отходов и может быть применено в химической и резинотехнической отраслях промышленности, для получения из отходов нефтехимического сырья, аналогов топлив, ингредиентов резиновых смесей. Способ переработки резиновых отходов включает подачу отходов в реактор, их термолиз в реакторе в среде теплоносителя, пропускаемого через слой отходов, с образованием газообразной и твердой фаз, вывод газообразной фазы из реактора, вывод твердой фазы из реактора путем перемещения контейнера с твердой фазой из реактора по окончании процесса термолиза в первую камеру, выгрузку твердой фазы и ее электромагнитную обработку, выделение жидкой фазы из газообразной путем ее охлаждения, выделение воды из жидкой фазы, сжигание газообразной фазы, последующее повторение процесса, в котором подачу отходов в реактор в передвижном контейнере осуществляют из второй камеры, и контейнер по окончании процесса термолиза перемещают из реактора во вторую камеру. Изобретение обеспечивает снижение энергозатрат, уменьшение вредных выбросов в окружающую среду при переработке органических отходов, а также повышение качества получаемых продуктов. 1 ил.
Наверх