Патент на изобретение №2331513

(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРОПИТКИ ШПАЛ

(57) Реферат:

Изобретение относится к составам антисептических нефтяных композиций на основе фракций процессов вторичной переработки нефти и может быть использовано для пропитки деревянных шпал, брусьев и других изделий из древесины. Описана композиция для пропитки шпал, содержащая фракцию тяжелого газойля замедленного коксования с температурой вспышки не ниже 110°С, образующуюся в процессе коксования гудрона установки вакуумной дистилляции мазута, либо его смеси со смолой пиролизной производства этилена, пропилена, либо его смеси со смолой пиролизной производства этилена, пропилена и тяжелым газойлем каталитического крекинга, либо его смеси со смолой пиролизной производства этилена, пропилена, тяжелым газойлем каталитического крекинга и экстрактом селективной очистки масел в количестве 5-25 мас.%, и тяжелый остаток, выкипающий в пределах 190-500°С, с температурой вспышки не ниже 100°С, образующийся в процессе перегонки смеси ловушечных нефтепродуктов, полученных после отстаивания дренажных вод товарных продуктов, после отстаивания сточных вод НПЗ и сточных вод производства масел, после отстаивания сточных вод товарно-сырьевых парков, ловушечного нефтепродукта установки замедленного коксования, ловушечного нефтепродукта производства масел, с вовлечением в нее отработанных нефтесодержащих продуктов, газового конденсата, «черного соляра» битумной установки, утяжеленного компонента дизельного топлива установок первичной переработки нефти, выкипающей в пределах 60-500°С, в количестве 75-95 мас.%. Предложенная композиция для пропитки шпал обладает более высокими эксплуатационными характеристиками, позволяет расширить ассортимент антисептических нефтяных жидкостей и сырьевую базу для их производства. 5 табл.

Изобретение относится к составам нефтяных антисептических композиций на основе фракций процессов вторичной переработки нефти и может быть использовано для пропитки деревянных шпал, брусьев и других изделий из древесины.

Известно, что деревянные шпалы и брусья, использующиеся при устройстве железнодорожных путей, быстро разрушаются под воздействием атмосферных условий и микроорганизмов, что приводит к значительным затратам на ремонт железнодорожных путей. Для предотвращения разрушения, увеличения срока службы деревянных шпал и брусьев их пропитывают специальными антисептическими жидкостями, которые должны обладать высокими биозащитными свойствами, низкой токсичностью и определенными физико-химическими характеристиками: низкой температурой застывания и вязкостью для обеспечения оптимального поглощения антисептической жидкости древесиной, и высокой температурой вспышки для обеспечения пожаробезопасности производства.

На протяжении длительного периода для пропитки шпал и брусьев применяли каменноугольное пропиточное масло (Л.В.Долматов, И.Е.Кутуков. Новые продукты углубленной переработки нефти. Химия и технология топлив и масел. 2004, №3, с.19). Главным недостатком данной антисептической жидкости является ее высокая токсичность (второй класс опасности).

В настоящее время проводятся разработки по подбору рецептур антисептических композиций для пропитки древесины на основе продуктов нефтепереработки и нефтехимии.

Известны варианты составов антисептической жидкости (патент RU 2224644, 2004), содержащих в качестве компонентов фракции тяжелого и легкого газойлей каталитического крекинга остаточную фракцию каталитического крекинга и органический депрессатор, в качестве которого используют мазут, гудрон, крекинг-остаток, остаток смолы пиролиза, асфальт процесса деасфальтизации, «затемненную» фракцию, полученную в процессе вакуумной перегонки мазута.

Недостатками предлагаемых вариантов состава антисептической нефтяной жидкости являются неудовлетворительные физико-химические характеристики ряда смесей: низкая температура вспышки, высокая вязкость и температура застывания.

Известные варианты составов антисептических нефтяных жидкостей (Патент RU 2240228, 2003) содержат в качестве компонентов фракции тяжелого и легкого газойля каталитического крекинга фракцию тяжелого газойля термического крекинга, выкипающую в пределах 180-430°С и крекинг-остаток с температурой начала кипения 250-280°С в качестве депрессорной присадки.

Недостатками данного технического решения является дефицитность компонента – фракции тяжелого газойля термического крекинга – в связи с консервацией установок термического крекинга на многих нефтеперерабатывающих предприятиях, высокий расход нефтяного антисептика на пропитку древесины.

Прототипом предлагаемого изобретения является пропиточная жидкость всесезонная ПЖВ (Патент RU 2084335, 1997), содержащая в своем составе фракцию тяжелого газойля замедленного коксования, выкипающую в пределах 200-460°С, образующуюся при коксовании дистиллятного крекинг-остатка, и депрессорную присадку, в качестве которой используют дистиллятный крекинг-остаток.

Недостатками данного технического решения являются высокая вязкость и низкие пропиточные свойства предлагаемого состава, дефицитность компонента – дистиллятного крекинг-остатка и соответственно фракции тяжелого газойля, полученной в процессе его коксования.

Технической задачей изобретения является:

– разработка состава композиции для пропитки шпал на базе продуктов нефтепереработки, обладающей высокими эксплуатационными характеристиками, биозащитным действием и низкой токсичностью;

– расширение ассортимента антисептических нефтяных жидкостей улучшенного качества и сырьевой базы для их производства.

Технический результат, достижение которого обеспечивает реализация заявляемого изобретения, заключается в улучшении эксплуатационных и биозащитных свойств композиции для пропитки шпал, расширении ассортимента антисептических нефтяных жидкостей и сырьевой базы для их производства.

Указанный технический результат достигают включением в состав композиции для пропитки шпал следующих компонентов, мас.%:

тяжелый остаток (ТО), выкипающий в пределах 190-500°С, с температурой вспышки не ниже 100°С, образующийся в процессе перегонки смеси ловушечных нефтепродуктов, полученных после отстаивания дренажных вод товарных продуктов, после отстаивания сточных вод НПЗ и сточных вод производства масел, после отстаивания сточных вод товарно-сырьевых парков, ловушечного нефтепродукта установки замедленного коксования, ловушечного нефтепродукта производства масел, с вовлечением в нее отработанных нефтесодержащих продуктов, газового конденсата, «черного соляра» битумной установки, утяжеленного компонента дизельного топлива установок первичной переработки нефти, выкипающей в пределах 60-500°С – 75-95;

тяжелый газойль замедленного коксования (ТГЗК), полученный в процессе замедленного коксования гудрона установки вакуумной дистилляции мазута, либо его смеси с тяжелой пиролизной смолой (ТПС) производства этилена, пропилена, либо его смеси с ТПС и тяжелым газойлем каталитического крекинга (ТГКК), либо его смеси с ТПС, ТГКК и экстрактом селективной очистки масел (ЭСОМ), с температурой вспышки не ниже 110°С – 5-25.

Сопоставительный анализ изобретения с прототипом показывает, что общим является использование в предлагаемых составах антисептических нефтяных жидкостей фракции тяжелого газойля замедленного коксования.

Отличиями от известного технического решения является использование в составе композиции для пропитки шпал ТО, выкипающего в пределах 190-500°С, с температурой вспышки не ниже 100°С, образующегося в процессе перегонки смеси ловушечных нефтепродуктов, полученных после отстаивания дренажных вод товарных продуктов, после отстаивания сточных вод НПЗ и сточных вод производства масел, после отстаивания сточных вод товарно-сырьевых парков, ловушечного нефтепродукта установки замедленного коксования, ловушечного нефтепродукта производства масел с вовлечением в нее отработанных нефтесодержащих продуктов, газового конденсата, «черного соляра» битумной установки, утяжеленного компонента дизельного топлива установок первичной переработки нефти, выкипающей в пределах 60-500°С, а также сырье для процесса замедленного коксования, в случае предлагаемого изобретения – гудрон установки вакуумной дистилляции мазута либо его смесь с тяжелой пиролизной смолой (ТПС) производства этилена, пропилена, либо его смесь с ТПС и тяжелым газойлем каталитического крекинга (ТГКК), либо его смесь с ТПС, ТГКК и экстрактом селективной очистки масел (ЭСОМ).

Эффективность предлагаемого состава композиции для пропитки шпал подтверждена лабораторными исследованиями.

В качестве компонентов для приготовления композиции для пропитки шпал используют нефтепродукты, полученные на установках НПЗ ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» следующим образом.

Прямогонный мазут, полученный путем разделения нефти в ректификационной атмосферной колонне на «сумму светлых» фракций и фракцию мазута, выкипающую выше 350°С, подвергают вакуумной дистилляции с получением вакуумного газойля (фр. 270-560°С) и гудрона (фр. выше 560°С), который как отдельно, так и в смеси с ТГКК, ТПС и ЭСОМ подвергают процессу замедленного коксования с получением тяжелого газойля замедленного коксования (фр. 260-470°С) с температурой вспышки не менее 100°С.

Смесь ловушечных нефтепродуктов, выкипающую в пределах 60-500°С и полученную путем смешения ловушечных нефтепродуктов, полученных после отстаивания дренажных вод товарных продуктов, после отстаивания сточных вод НПЗ и сточных вод производства масел, после отстаивания сточных вод товарно-сырьевых парков, ловушечного нефтепродукта установки замедленного коксования, ловушечного нефтепродукта производства масел с вовлечением отработанных нефтесодержащих продуктов, газового конденсата, «черного соляра» битумной установки, утяжеленного компонента дизельного топлива установок первичной переработки нефти, подвергают атмосферной ректификации с получением бензина-отгона, промежуточной фракции и тяжелого остатка (фр. 190-500°С).

Физико-химические свойства компонентов и компонентный состав смеси ловушечных нефтепродуктов, в результате перегонки которой образуется тяжелый остаток, используемый в составе композиции для пропитки шпал, приведены в таблице 1.

Ловушечные нефтепродукты дренажных вод товарных продуктов, таких как топливо реактивное, топливо дизельное; сточных вод НПЗ и сточных вод производства масел; сточных вод товарно-сырьевых парков автомобильных бензинов образуются в результате отстаивания до остаточного содержания воды и мехпримесей 0,1 мас.% в цехе по локальной очистке сточных вод и оборотного водоснабжения.

Ловушечный нефтепродукт установки замедленного коксования образуется в результате прогрева реакторов отходящими нефтепродуктами пропарки водяным паром коксовых камер при охлаждении коксового пирога и дальнейшего отстаивания от воды.

Ловушечный нефтепродукт производства масел образуется в процессе стабилизации продуктов гидродепарафинизации масляных фракций.

Отработанные нефтесодержащие продукты поступают на смешения с другими компонентами ловушечного нефтепродукта с установок первичной переработки сернистой нефти и каталитического крекинга, где используются в качестве жидкостей для уплотнения насосов и рабочего тела гидроциркуляционных вакуумсоздающих систем.

Газовый конденсат образуется на стадии сепарации сбросных газов производств НПЗ и завода масел при их утилизации.

«Черный соляр» образуется в результате конденсации из газовой фазы производства окисленного битума.

Утяжеленный компонент дизельного топлива выделяется нижним (последним перед кубом) стриппингом атмосферной колонны (К-2) первичной переработки нефти.

Физико-химические свойства компонентов, используемых для приготовления композиции для пропитки шпал, приведены в таблицах 2, 3.

1. Образцы композиции для пропитки шпал получают путем смешения тяжелого остатка от перегонки смеси ловушечных нефтепродуктов (ТО) и тяжелого газойля замедленного коксования (ТГЗК) в различном соотношении и анализируют по показателям, нормируемым в ТУ 0258-126-00148636-2002 «Жидкость для пропитки шпал ЖТК», результаты представлены в таблице 4.

Сравнительный анализ результатов испытаний, приведенных в таблице 3, позволяет сделать вывод об улучшении основных эксплуатационных характеристик предлагаемой композиции для пропитки шпал по сравнению с прототипом: снижении вязкости за счет использования в составе композиции для пропитки шпал маловязкого тяжелого остатка от перегонки смеси ловушечных нефтепродуктов и повышении температуры вспышки.

2. Испытания биозащитных свойств образцов композиции для пропитки шпал по ГОСТ 16712, проведенные ФГУП «Сенежская научно-производственная лаборатория защиты древесины», показали их высокую защищающую способность по отношению к дереворазрушающим грибам, результаты испытаний приведены в таблице 5.

3. Токсикологические исследования образцов композиции для пропитки шпал проведены НИИ биофизики Ангарской государственной технической академии в соответствии с Методическими указаниям и рекомендациями по установлению класса опасности и оценке острой токсичности промышленных химических веществ и установлен класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76. Исследования показывают, что по характеру токсического действия композиция для пропитки шпал относится к веществам слабо наркотическим, является малоопасным продуктом и по степени воздействия на организм человека относится к 4 классу опасности, не обладает местным и кожно-резорбтивным действием, обладает слабораздражающим действием на слизистые глаза и слабым сенсибилизирующим действием. Кроме того, получено санитарно-эпидемиологическое заключение по проекту ТУ на опытные партии композиции для пропитки шпал.

Таким образом, полученные результаты показывают, что использование предлагаемого в изобретении технического решения позволяет получить композицию для пропитки шпал с более высокими эксплуатационными характеристиками, расширить ассортимент антисептических нефтяных жидкостей и сырьевую базу для их производства.

Формула изобретения

Композиция для пропитки шпал, включающая фракцию тяжелого газойля замедленного коксования, отличающаяся тем, что она содержит фракцию тяжелого газойля замедленного коксования с температурой вспышки не ниже 110°С, образующуюся в процессе коксования гудрона установки вакуумной дистилляции мазута, либо его смеси со смолой пиролизной производства этилена, пропилена, либо его смеси со смолой пиролизной производства этилена, пропилена и тяжелым газойлем каталитического крекинга, либо его смеси со смолой пиролизной производства этилена, пропилена, тяжелым газойлем каталитического крекинга и экстрактом селективной очистки масел, и тяжелый остаток, выкипающий в пределах 190-500°С, с температурой вспышки не ниже 100°С, образующийся в процессе перегонки смеси ловушечных нефтепродуктов, полученных после отстаивания дренажных вод товарных продуктов, после отстаивания сточных вод НПЗ и сточных вод производства масел, после отстаивания сточных вод товарно-сырьевых парков, ловушечного нефтепродукта установки замедленного коксования, ловушечного нефтепродукта производства масел, с вовлечением в нее отработанных нефтесодержащих продуктов, газового конденсата, «черного соляра» битумной установки, утяжеленного компонента дизельного топлива установок первичной переработки нефти, выкипающей в пределах 60-500°С при следующем соотношении компонентов, мас.%: