Эмульгатор для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ

Авторы патента:

C06B23/00 - Составы, отличающиеся составными частями, не являющимися взрывчатыми или термическими

B01F17/00 - Растворение (разделение растворением B01D; растворение с охлаждением F25D 5/00)

Владельцы патента RU 2755074:

Оверченко Михаил Николаевич (RU)
Толстунов Сергей Андреевич (RU)
Мозер Сергей Петрович (RU)

Изобретение может быть использовано в производстве взрывчатых веществ эмульсионного типа для взрывных работ. Эмульгатор для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ в качестве гелеобразователя содержит желатин, в качестве пенообразователя - синтетическое моющее средство, в качестве поверхностно-активного вещества - хозяйственное мыло, в качестве стабилизатора - глицерин. Состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: желатин 18-22; синтетическое моющее средство 0,9-1,1; хозяйственное мыло 0,4-0,6; глицерин 8-12; индустриальное масло - остальное. Обеспечивается повышение вязкости эмульсионного взрывчатого состава после закачивания в скважину и повышение продолжительности времени жизни в скважине. 1 табл.

Изобретение относится к получению эмульгирующих составов, применяемых в производстве взрывчатых веществ эмульсионного типа для взрывных работ.

Известен эмульгатор (патент РФ №2258055, опубл. 10.08.2005, бюл. №22). Эмульгатор получен путем смешения полиизобутиленянтарного или полиизобутиленбисянтарного ангидрида с продуктом его взаимодействия с органическим моно- или полиамином, введения в полученную смесь при постоянном перемешивании эфиров жирных кислот с многоатомными спиртами, последующего добавления алкилбензосульфонатов Са, K, Mg, Mo или их смеси в виде 20-70% раствора в индустриальном масле, перемешивания и фильтрования полученной смеси.

Недостатком данного состава является малая конечная вязкость эмульсионного взрывчатого вещества после подачи в скважину и небольшое большое время жизни в скважине.

Известен композиционный эмульгатор (патент РФ №2110506, опубл. 10.05.1998), композиционный эмульгатор, состоящий из моноэфира многоатомного (С2-С6) спирта и одноосновной жирной (С12-С20) кислоты; первичных синтетических высших жирных (С12-С20) спиртов; этаноламидов и соли алкилбензолсульфоната многовалентного металла.

Известен эмульгатор для производства эмульсионного взрывчатого вещества (патент РФ №2263096, опубл. 27.10.2005, №30), содержащий 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 Са, K, Mg, Mo или их смеси 6-30.

Известен эмульгирующий состав для производства эмульсионных взрывчатых веществ (патент РФ №2277965, опубл. 20.06.2006, бюл. №17. Эмульгирующий состав включает продукты конденсации полиизобутиленянтарных ангидридов с алканоламинами в виде раствора в индустриальном масле. Состав содержит смесь продуктов конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с моноэтаноламином и триэтаноламином в следующих соотношениях в исходной реакционной массе: моноэтаноламина от 0,2 до 0,5 моль и триэтаноламина - от 1,5 до 1,8 моль на 1 моль полиизобутиленянтарного ангидрида. В способе получения состава процесс конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида ведут с последовательным добавлением 0,2-0,5 моль моноэтаноламина, затем 1.8÷1.5 моль триэтаноламина на 1 моль полиизобутиленянтарного ангидрида с перемешиванием при скорости вращения мешалки 2,5÷3,6 м/с. Для уменьшения вспенивания вводят 0,005÷0,01 мас. % полиметилсилоксиновой жидкости.

Известен универсальный эмульгатор обратных эмульсий, принятый за прототип (патент РФ №2652714, опубл. 28.04.2018 г., бюл. №13). Универсальный эмульгатор обратных эмульсий содержит индустриальное масло, смесь продуктов конденсации алкенил-(полиизобутилен)-янтарного ангидрида с аминопроизводными и аддуктов жирных кислот и стабилизатор эмульсии. В качестве аддуктов жирных кислот используют алкилоламиды жирных кислот растительных масел, а в качестве стабилизатора -гидрофобизированные продукты гидратации растительных масел.

Техническим результатом изобретения является повышение вязкости эмульсионного взрывчатого состава после закачивания в скважину и повышение продолжительности времени жизни в скважине.

Технический результат достигается тем, что в эмульгаторе для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ, содержащем индустриальное масло, гелеобразователь, пенообразователь, поверхностно-активное вещество и стабилизатор, согласно изобретению в качестве гелеобразователя он содержит желатин, в качестве пенообразователя синтетическое моющее средство, в качестве поверхностно-активного вещества хозяйственное мыло, в качестве стабилизатора - глицерин, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Желатин	18-22
Синтетическое моющее средство	0,9-1,1
Хозяйственное мыло	0,4-0,6
Глицерин	8-12
индустриальное масло	остальное

Эмульгатор для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ приготавливают следующим способом. Берут компоненты: желатин, синтетическое моющее средство, хозяйственное мыло, индустриальное масло.

В качестве гелеобразователя используют желатин, например по ГОСТ 11293-89 Желатин. Технические условия. Желатин - бесцветный или имеющий желтоватый оттенок частично гидролизованный белок коллаген, прозрачная вязкая масса, продукт переработки (денатурации) соединительной ткани животных (коллагена). В зависимости от сырья и целей применения имеет различные торговые названия: кроличий, мездровый (кожный), пергаментный, костный, рыбий (осетровый), столярный (костный) и т.д. Тип желатина определяют экспериментальным, экспериментально-аналитическим или опытным путем в зависимости от требуемой вязкости эмульсионного взрывчатого вещества.

В качестве пенообразователя используют синтетическое моющее средство. Синтетические моющие средства используются в быту, в промышленности их применяют для отбеливания текстиля, при крашении и аппретировании тканей, на стадиях очистки и травления металлов, для стерилизации оборудования в пищевой промышленности, а также в производстве косметики. Наиболее распространенные синтетические моющие средства - сульфонаты натрия. Существуют их многочисленные разновидности, несколько различающиеся по свойствам. Для специальных целей используются и другие соединения. Тип синтетического моющего средства определяют экспериментальным, экспериментально-аналитическим или опытным путем в зависимости от требуемых характеристик эмульсионного взрывчатого вещества.

В качестве поверхностно-активного вещества используют хозяйственное мыло. Мыло хозяйственное твердое - сорт мыла с содержанием жирных кислот не более 72% и большим количеством щелочей, около 0,15-0,20%. Вследствие чего имеет высокий водородный показатель - рН 11-12. Обладает антибактериальными свойствами. В СНГ в соответствии с ГОСТ 30266-95 хозяйственное мыло подразделяется на три категории в зависимости от содержания жирных кислот: I категория должна иметь не менее 70,5% жирных кислот, II категория - 69,0%, III - 64,0%. Хозяйственное мыло получают охлаждением мыльного клея. Тип хозяйственного мыла определяют экспериментальным, экспериментально-аналитическим или опытным путем в зависимости от требуемых характеристик эмульсионного взрывчатого вещества.

В качестве стабилизатора используют глицерин, например по ГОСТ 6259-75 Глицерин. Технические условия. Глицерин (глицербл, пропантриол-1,2,3) - простейший представитель трехатомных спиртов с формулой С₃Н₃(ОН)₃. Представляет собой вязкую прозрачную жидкость. Тип глицерина определяют экспериментальным, экспериментально-аналитическим или опытным путем в зависимости от требуемых характеристик эмульсионного взрывчатого вещества. Глицерин - бесцветная, вязкая, очень гигроскопичная жидкость, смешивается с водой в любых пропорциях. Сладкий на вкус, отчего и получил свое название. В соединении с пропиленгликолем становится более текучим. Химические свойства глицерина типичны для многоатомных спиртов. Взаимодействие глицерина с галогеноводородами или галогенидами фосфора ведет к образованию моно- и дигалогенгидринов. Тип глицерина определяют экспериментальным, экспериментально-аналитическим или опытным путем в зависимости от требуемых характеристик эмульсионного взрывчатого вещества.

Примеры 1, 2, 3, 4, 5 приготовления эмульгаторов для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ различного состава приведены в таблице.

Получение эмульгатора для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ осуществляют путем смешения охлажденных до 70-80°С компонентов, в необходимых массовых соотношениях. Массовые соотношения компонентов и свойства эмульсии с использованием полученного эмульгатора для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ приведены в таблице. Как видно из данных таблицы в примере 1 водоустойчивость и время жизни эмульсионного взрывчатого состава меньше заявленных в составе, принятом за прототип (180 суток), поэтому данный состав эмульгатора для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ к применению не рассматривается. В примерах 2, 3, 4, 5 можно отметить увеличение водоустойчивости и времени жизни эмульсионного взрывчатого состава, но в примере 5 вязкость полученной эмульсии значительно превышает оптимальную для перекачки насосом (до 20000-33000 СПуаз), поэтому его применение представляется невозможным при применении мобильного смесительно-зарядного оборудования.

Пропорции эмульсии для приготовления в лабораторных условиях принимали следующие, мас. %:

Раствор окислителя (80% аммиачной селитры в воде) 93;

Эмульгатор 7.

Пример получения состава эмульсии в лабораторных условиях. Полученный эмульгатор для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ нагревают до 70-80°С и при включенной мешалке приливают в раствор окислителя в течение 1 минуты. Процесс эмульгирования продолжают еще в течение 2 минут, после чего полученную эмульсию подвергают испытаниям.

Для оценки качества получаемых эмульсий с применением заявляемого эмульгирующего состава применяли известные физико-химические методы.

Все образцы эмульсий подвергали циклическому темперированию: 4 часа выдерживали при температуре минус 30°С, затем 4 часа при плюс 30°С. При этом считали, что 10 циклов соответствует продолжительности хранения эмульсии в течение 6 месяцев.

Количество образовавшихся после 10 циклов кристаллов определяли рентгенофазовым анализом. Размер частиц дисперсной фазы до и после темперирования определяли анализатором размера частиц.

Водоустойчивость эмульсий определяли по ГОСТ Р32141-2013.

Как видно из таблицы (примеры 1-5), эмульгатор для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ, содержащий компоненты в заявляемых пределах, превосходит прототип по всем контролируемым свойствам. Снижение концентрации компонентов в составе ниже нижнего предела не обеспечивает достаточно высокой степени дисперсности и устойчивости эмульсии при длительном хранении и контакте с водой (пример 11). Снижение концентрации стабилизатора эмульсии ниже заявляемого предела приводит к увеличению размера частиц дисперсной фазы при длительном хранении (пример 1).

Применение данного эмульгатора для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ обеспечивает следующие преимущества:

- продление времени жизни эмульсионного взрывчатого вещества;

- повышение конечной вязкости эмульсионного взрывчатого вещества после закачки в скважину;

- повышение водоустойчивости эмульсионного взрывчатого вещества.

Эмульгатор для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ, содержащий индустриальное масло, гелеобразователь, пенообразователь, поверхностно-активное вещество и стабилизатор, отличающийся тем, что в качестве гелеобразователя он содержит желатин, в качестве пенообразователя синтетическое моющее средство, в качестве поверхностно-активного вещества хозяйственное мыло, в качестве стабилизатора - глицерин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Желатин	18-22
Синтетическое моющее средство	0,9-1,1
Хозяйственное мыло	0,4-0,6
Глицерин	8-12
Индустриальное масло	остальное.

Изобретение относится к производству эмульгирующих составов для изготовления эмульсий «вода в масле», применяемых в производстве эмульсионных взрывчатых веществ для горных взрывных работ. Эмульгирующий состав включает продукт конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с алканоламином и дополнительно содержит продукт конденсации триглицеридов жирных кислот, входящих в состав рафинированных или нерафинированных растительных масел и полиатомного спирта.

Эмульсионный взрывчатый состав и способ его получения // 2748152

Группа изобретений относится к промышленным взрывчатым веществам, используемым в горнорудной промышленности для инициирования скважинных и шпуровых зарядов, для отбойки блочного камня, для создания кумулятивных и накладных зарядов, а также способу получения эмульсионного состава. Эмульсионный взрывчатый состав на основе матричной эмульсии содержит воду, окислительную фазу, включающую аммиачную селитру в смеси с натриевой или кальциевой селитрой, углеводородную фазу, включающую церезин или микрокристаллический воск, и эмульгатор.

Матричная эмульсия для приготовления эмульсионного взрывчатого состава // 2745222

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, а именно к матричной эмульсии для приготовления эмульсионного взрывчатого состава. Матричная эмульсия включает аммиачную селитру, жидкое горючее, эмульгатор, сенсибилизирующую добавку и воду, в качестве регулирующей добавки используют измельченный котельный шлак, при следующем соотношении компонентов, мас.%: аммиачная селитра 70-75; жидкое горючее 6-6,5; эмульгатор 2-3; сенсибилизирующая добавка 2-3; измельченный котельный шлак 0,3-3; вода - остальное.

Способ изготовления смесевого взрывчатого вещества // 2738268

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ (ВВ), а именно производства смесевых взрывчатых веществ (ВВ), и может быть использовано для изготовления зарядов из смесевых ВВ для создания «мягких» нагружений материалов (малых давлений ударных волн, скоростей метания, скоростей деформации).

Эмульгирующий состав для изготовления эмульсионных взрывчатых веществ // 2726518

Изобретение относится к области эмульгирующих составов, применяемых в производстве эмульсионных промышленных взрывчатых веществ (ПВВ). Эмульгирующий состав для изготовления эмульсионных взрывчатых веществ, содержащий твердый эмульгатор – сорбитанполиизобутиленянтарный ангидрид – или его смесь с продуктом конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с алканоламином и стабилизатор – церезин – или его смесь с предельными угдеводородами с точкой каплепадения более 60°С при определенном соотношении компонентов в мас.%.

Продукт из нитрата аммония и способ его получения, взрывчатое вещество, содержащее указанный продукт // 2714427

Изобретение относится к легкосыпучему продукту из нитрата аммония (НА), содержащему смесь частиц НА совместно с округлыми зернами или гранулами активированного оксида алюминия, а также к способу их получения и применения указанных округлых зерен или гранул в качестве легкосыпучей добавки для частиц из НА.

Эмульсионный взрывчатый состав // 2711154

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, а именно к эмульсионному взрывчатому составу (ЭВС), включающему в мас.%: аммиачную селитру 74-76, минеральное масло 6-7, воду 12 и эмульгатор - остальное. При этом эмульгатор получен путем смешения лецитина, гуммиарабика, бентонита, пенообразователя для пожаротушения - концентрированного водного раствора поверхностно-активного вещества, а именно синтетического углеводородного пенообразователя и нейтрализованного черного контакта с водой.

Высокоэнергетический пироксилиновый порох для метательных зарядов танковой артиллерии // 2711143

Изобретение относится к производству пироксилиновых высокоэнергетических порохов и может быть использовано для изготовления порохов к ствольным системам многоразового действия, а именно метательных зарядов (МЗ) выстрела танковой артиллерии. Изобретение направлено на улучшение воспламеняемости пороха, увеличение скорости горения, повышение безопасности производства и эксплуатации за счет компоновки рецептуры на основе нитратов целлюлозы в качестве горючего связующего, гексогена (RDX) в качестве кристаллического энергетического наполнителя, дифениламина в качестве стабилизатора химической стойкости, остаточного растворителя-пластификатора - моноэтилового эфира диэтиленгликоля (этилкарбитола) и воды при соответствующем соотношении компонентов.

Способ маркировки взрывчатого вещества // 2708600

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ. Способ скрытой маркировки взрывчатых веществ заключается во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых пропорционально количеству технических показателей, подлежащих маркировке.

Флегматизирующий состав для эмульсионной флегматизации сферических порохов // 2707031

Изобретение относится к производству порохов для стрелкового оружия. Флегматизирующий состав для эмульсионной флегматизации сферических порохов содержит смесь динитрата диэтиленгликоля и динитрата триэтиленгликоля (ЛД-30) 50-90 мас.% и централит II 10-50 мас.%.

Эмульсионное взрывчатое вещество для сульфидсодержащих горных пород // 2755069

Изобретение относится к области производства эмульсионных взрывчатых веществ и может быть использовано в горной промышленности при разработке сульфидсодержащих горных пород. Эмульсионное взрывчатое вещество для сульфидсодержащих горных пород содержит нитраты аммония и кальция, воду, оксид кальция в качестве окислительной фазы, эмульгатор в качестве топливной фазы и сенсибилизирующую добавку.