CS262035B1 - Těsnicí olej pro suché plynojemy a způsob jeho přípravy - Google Patents

Abstract

Předmětem řešení Je těsnicí olej pro suché plynojemy na bázi směsi olejů z černouhelnaho dehtu s frakcemi ropného Původu a způsob přípravy těsnicího oleje. Podstatou řešení je, že se těsnicí olej vytvoří jako směs 7 až 60 hmotnostních dílů frakce pyrolýzního oleje s počátkem destilační křivky nad 220 °C s 40 až 93 hmotnostních dílů upravených olejů, získaných z černouhelnaho dehtu. Vlastní příprava těsnicího oleje se provádí tak, ze k pyrolýznímu oleji o teplotě 70 až 110 °C, z něhož byly oddestilovány podíly vrouoí nejméně do 220 °C, se postupně za neustálé homogenizace přidají upravené oleje z černouhelnáho dehtu o teplotě 70 az 90 oc.

Description

Vynález se týká těsnicího oleje pro suché plynojemy na bázi směsi olejů z černouhelného dehtu s frakcemi ropného původu e řeší způsob jeho přípravy.

Při provozu vysokých pecí, koksoven i některých dalších průmyslových odvětví sehrávají důležitou roli suché plynojemy, které kromě skladovací funkce plní i nenahraditelnou úlohu při udržování stálého tlaku v rozvodné síti a při vyrovnávání rozdílů mezi výrobou a spotřebou plynu při zachování potřebné těsnosti· Provozování plynojemů má svá specifika, vyplývající z nebezpečnosti skladovaného média, zejména v těch případech, kdy se plyn začne mísit se vzduchem. Proto je takový důraz kladen za všech okolností na pohyb pístu po stěnách pláště, který podstatně ovlivňuje použitý těsnicí olej. Nároky na jeho kvalitu jsou velmi vysoké, nebol olej musí bezpečně plnit svoji funkci i za extrémních atmosférických podmínek, to znamená konkrétně v podmínkách vlastního plynojemu při teplotách od + 50°C do -30 °C. Dosud byly zkoušeny různé varianty výroby těsnicího oleje, a to od míchání pouze dobře vyfiltrovaných různých dehtových frakcí s přídavkem kumaronové pryskyřice, indenkumarénové frakce a destilátu z výroby tvrdé smoly až po tekutou smolu. Byly zkoušeny i různé typy těsnicích olejů s přídavkem ropných destilačních nebo rafinačních zbytků (asfaltů) v různých poměrech. Příkladem je těsnicí olej podle československého vynálezu č. 123 625· Dosud jsou na těsnicí olej kladeny v závislosti na účelu použití následující kvalitativní požadavky:

	Typ A	282 03S Typ B
Destilační zkouška:
- začátek destilace ve °C min.	240	240
- do 259 °C předestiluje % obj. max.	10	-
- 75 % obj. předestiluje do °C min.	-	360
Hustota při 20 °C v kg.m”^ min.	1 110	1 110 až 1 160
Obsah vody v % obj. max.	1	1
Bod tuhnutí ve °C min.	-22	-20
Látky nerozpustné v toluenu v % hmot.
max.	0,2-	8
Viskozita při 60 °C ve °E	2 až 2,5	2,5 až 3,0
Obsah smoly v % hmot. max.	-	10
Odlučivost vody v % obj. max.	10	-

Z výsledků používání dosud vyráběných druhů těsnicích olejů v průmyslové praxi však vyplývá jednoznačný závěr, že bezpečnostní hledisko provozování suchých plynojemů si vyžaduje zpřísnění některých kvetilativních ukazatelů. Ukazuje se totiž, že se stárnutím těsnicího oleje zhoršují některé jeho vlastnosti, jako je obsah látek nerozpustných v toluenu a schopnost dostatečně rychle odlučovat vodu. Tím může docházet až ke vzniku nebezpečných stavů, protože těsnicí funkce oleje není dostatečně účinně zajištěna v celém požadovaném teplotním rozsahu. Právě v důsledku snížené schopnosti oleje odsazovat se dostatečně rychle a účinně od vody může v zimním období dojít u dosud používaných těsnicích olejů ke stsvu, že se do těsnicího žlábku plynojemu na pístu načerpá s olejem voda, která zmrzne, může tak způsobit pronikání plynu nad píst a vytvořením třaskavé směsi se vzduchem vyvolat akutní nebezpečí výbuchu.

Uvedené nedostatky odstraňuje těsnicí olej podle vynálezu. Jeho podstatou je, že těsnicí olej je vytvořen 7 až 60 hmotnostními díly frakce pyrolýzního oleje s počátkem destilační křivky nad 220 °C, s hustotou při 20 °C nad 1 020 kg.m“^ a s viskožitou 10 až 17 °E při teplotě 80 °C. Další součástí těsnicího oleje podle vynálezu jsou upravené oleje černouhelného původu v množství 40 až 93 hmotnostních dílů. Lze použít následujících upravených olejových frakcí z destilace černouhelného dehtu nebo

- 3 282 035 jejich směsí. Předně to může být až 55 hmotnostních dílů pracího oleje, upraveného dvojnásobnou krystalizací, s hustotou nad 1 040 kg.m“\ s destilačním rozmezím 230 až 300 °C a bodem tuhnutí pod -5 °C. Další složkou může být až 70 hmotnostních dílů upraveného antracenového oleje I s hustotou nad 1 100 kg.m'^, s destilačním rozmezím 240 až 360 °C a s bodem tuhnutí pod -15°C přičemž úprava tohoto oleje se provádí ve třech krocích: dvoustupňovou krystalizací z organického rozpouštědla, fyzikální rafinací a řízeným vymražováním. Poslední složkou může být až 36 hmotnostních dílů antracenového oleje II upraveného fyzikální rafinací s následným řízeným ochlazováním a krystalizací, jehož hustota je nad 1 110 kg.m^-^, destilační rozmezí 270 až 380 C a bod tuhnutí pod -10 °C. Druh a množství použitýcn složek černouhelného původu se řídí především hodnotou viskozity použité frakce pyrolýzního oleje. Vlastní příprava těsnicího oleje se provádí tak, že k pyrolýznímu oleji o teplotě 70 až 110 °C, s výhodou 80 až 105 °C, z něhož byly oddestilovány podíly vroucí nejméně do 220 °C, se postupně vmíchají upravené oleje z Černouhelného dehtu o teplotě 70 až 90 °C, s výhodou 77 až 83 °C. Je nutno zdůraznit, že složky černouhelného původu je nutno vmíchávat do frakce pyrolýzního oleje, jedině tak lze získat homogenní médium splňující všemi svými vlastnostmi požadavky kladené na těsnicí olej.

Těsnicí olej připravený podle vynálezu s jistotou zaručuje plnou těsnicí účinnost u suchých plynojemů v celém požadovaném teplotním rozsahu, tj. nejméně ,od ⁺5O °C do -30°G. Použitý postup při úpravě a míchání jednotlivých složek a volba jejich poměru umožňuje zvýraznit vlastnosti jednotlivých složek, které jsou pro dané použití výhodné, a potlačit současně vlastnosti pro daný účel nepříznivé. Tak především použitý přídavek frakce pyrolýzního oleje zvyšuje na žádoucí úroveň viskozitu těsnícího oleje při vysokých teplotách v letním období a navíc snižuje bod tuhnutí® Těsnicí olej podle vynálezu předčí svými vlastnostmi dosud používané druhy těsnicích olejů® Markantní je tento rozdíl u obsahu nerozpustných látek v toluenu, kdy u těsnicího oleje podle vynálezu je jejich obsah až desetkrát nižší než u dosud používaných olejů, což je zvláště významné z hlediska

-4 282 035 stárnutí těsnicího oleje. Další předností těsnicího oleje podle vynálezu je rovněž skutečnost, že je univerzálně použitelný pro všechny druhy skladovaných plynů, to znamená svítiplyn, koksárenský plyn i vysokopecní plyn.

Praktické sestavení těsnicího oleje podle vynálezu včetně postupu přípravy a srovnání s dosud používaným těsnicím olejem předkládají následující příklady.

Příklad 1

Upravený antracenový olej I byl připraven z frakce černouhelného dehtu s destilačním rozmezím 240 až 360 °C ve třech krocích. V prvním kroku byla provedena dvoustupňová krystalizace ze solventní nafty s následným oddestilováním rozpouštědla, čímž se odstranily hlavní podíly antracenu a karbazolu. Získaná frakce byla ve druhém kroku úpravy řízené ochlazená o 1,5 °C za hodinu ve speciálním rafinéru nateplotu 15 °C, což umožnilo vytvoření dostatečně velkých krystalů a jejich oddělení od tekuté frakce. Poslední krok byl proveden tak, že tekutá frakce z předchozí operace byla načerpána do neizolovaného skladovacího zásobníku a za nízké atmosferické teploty byl obsah zásobníku postupně vychlazen na -10 °C. Olejová část byla po vychlazení zčerpána jako hotový upravený antracenový olej I, krystalické podíly byly následně vytaveny. Získaný upravený antracenový olej I měl následující vlastnosti:

o.

Hustota při 20 C Viskozita při 50 Bod tuhnutí

Destilační křivka - začátek

- 90 % obj.

Obsah vody

109 kg.m 1 ,4 °E -18 °C 241 °C 357 °C 0,4 % obj,

Upravený antracenový olej II byl získán ve dvou krocích z frakce černouhelného dehtu s destilačním rozmezím 270 až 380 °C.

V prvním kroku se provedla fyzikální rafinace ve speciálním rafinéru tak, že se olej po načerpáni vytemperoval na teplotu 60 °C. Následně byl obsah rafinéru řízené ochlazován rychlostí 2 °C za hodinu na teplotu 12 °C a tekutý olejový podíl vypuštěn.

- 5 282 035

Ve druhém kroku byl tento olej podroben krystalizací v krystalizátoru opatřeném míchadlem se škrabkami tak, že byl vytemperován nateplotu 28 °C a poté pomocí solankového chlazení ochlazován rychlostí 1,2 °C za hodinu až na teplotu -5 °C. Olejová část, získaná odstředěním od krystalických podílů, tvořila upravený antracenový olej II následujících vlastností:

Bod tuhnutí -16 °C

Hustota při 20 °C 1115 kg.m”³

Viskozita při 50 °C 1 ,9 °E

Frakce pyrolýzního oleje byla získána destilačním oddělením všech lehčích podílů a měla následující vlastnosti:

Viskozita při 80 °C 12 °E

Hustota při 20 °C 1 035 kg.m”³

Destilační křivka - začátek 220 °C

K 8 tunám takto získané frakce pyrolýzního oleje o teplotě 80 °C bylo postupně vmícháno 60 tun upraveného 8ntracenového oleje I o teplotě 77 °C a 32 tuny upraveného antracenového oleje II o teplotě 79 °C. Po dokonalé homogenizaci bylo získáno 100 tun těsnicího oleje následujících vlastností:

Obsah vody 0,7 % obj·

Hustota při 20 °C 1 104 kg.m“³

Viskozita při 50 °C 2,3 °E

Bod tuhnutí -30 °C

Látky nerozpustné v toluenu 0,01 % hmot.

Příklad 2

Pro sestavení těsnicího oleje se použila frakce pyrolýzního oleje, získaná po rektifikačním oddělení indenkumaronové a naftalenové frakce, následujících vlastností:

Viskozita při 80 °C 15 °E

Hustota při 20 °C 1 048 kg.nT³

Destilační křivka - začátek 228 °C

Dále se použil antracenový olej I upravený způsobem popsaným v příkladu 1 a konečně prací olej upravený dvojí krystalizací frakce z černouhelného dehtu o destilačním rozmezí 230 až 290 % tak, aby se odstranilo 15 až 20 % krystalické hmoty. První

- 6 262 03S krystalizace byla provedena v krystalizátoru s míchadlem a se škrabkami tak, že po vytemperování na 50 °C se rychlostí 2,2 °C za hodinu provedlo ochlazení na teplotu 10 °C. Druhá krystalizace byla provedena ve skladovací nádrži samovolným ochlazením ne -5 °C. Olejový podíl byl odčerpán jako upravený prací olej do výroby těsnicího oleje a měl následující parametry:

Hustota při 20 °C Viskozita při 20 °C Obsah vody

Začátek destilační křivky 3od tuhnutí

045 kg.m 1,5 °E 0,9 % obj. 230 °C -9 °C

Těsnicí olej byl připraven postupným vmícháním 65 tun upraveného antracenového oleje I o teplotě 81 °C a 20 tun upraveného pracího oleje o teplotě 78 °C do připravené frakce pyrolýzního oleje o teplotě 98 °C v množství 15 tun. Po dokonalé homogenizaci bylo získáno celkem 100 tun těsnicího oleje těchto vlastností:

Obsah vody

Hustota

Viskozita při 50 °C 3od tuhnutí

Látky nerozpustné v toluenu

0,9 % obj.

103 kg.m³ 2,2 °E -31 °C

0,01 % hmot.

Příklad 3

Frakce pyrolýzního oleje pro přípravu těsnicího oleje byla zís kána oddestilováním lehčích podílů a měla následující vlastnosti:

Viskozita při 80 °C 17 °E

Hustota při 20 °C 1 067 kg.m³

Destilační křivka - začátek 235 °C

Pro přípravu bylo použito 57 tun této frakce ohřáté na teplotu 104 °C, do které se postupně vmíchají 43 tuny pracího oleje upraveného postupem popsaným v příkladě 2. Po dokonalé homogenizaci se získalo 100 tun těsnicího oleje s následujícími vlastnostmi:

- 7 Obsah vody

Hustota při 20 °C

Viskozite při 50 °C Bod tuhnutí

Látky nerozpustné v toluenu

282 035

0,6 % obj.

058 kg.m“³ 2,2 °E -35 °C

0,01 % hmot.

Příklad 4

Pro přípravu těsnicího oleje bylo použito 25 tun pracího oleje upraveného postupem podle příkladu 2, 25 tun antracenového oleje II upraveného postupem podle příkladu 1 a 50 tun frakce pyrolýzního oleje, která byla získána oddestilováním nejlehčích podílů a měla následující vlastnosti:

Viskosita při 80 °C 14 °E

Hustota při 20 °C 1 053 kg.m“³

Destilační křivka 230 °C

Do této frakce pyrolýzního oleje vyhřáté ns teplotu 101 °G byly postupně vmíchány uvedené frakce čemouhelného původu o teplotě 85 °C. Po dokonalé homogenizaci bylo získáno 100 tun těsnicího oleje těchto vlastností:

Obsah vody

Hustota při 20 °C

Viskožita při 50 °C Bod tuhnutí

Látky nerozpustné v toluenu

0,8 % obj.

066 kg.m”³ 2,3 °E -32 °C

0,01 % hmot.

Těsnicí olej připravený podle příkladu 4 tohoto vynálezu (těsnicí olej I) byl porovnán s dosud používaným klasickým těsnicím olejem typu MAN (těsnicí olej II). Následující tabulka ukazuje porovnání viskozitní křivky obou těsnicích olejů.

Teplota °C	Viskozita Těsnicí olej I	ve °E Těsnicí olej II
40	2,5	4,1
+ 30	3,5	6,9
+ 20	6,3	13,4
+ 10	H,1	30,0
0	39,2	102,5
- 10	157,9	493,5

- 8 282 035

U obou olejů byly dále sledovány změny kvalitativních parametrů při stárnutí za stejných podmínek s koksárenským i vysokopecním plynem· Výsledky ukazuje následující tabulka.

Počet provozních hodin

Obsah nerozpustných látek v toluenu % hmot.

Bod tuhnutí

Obsah popela °C % hmot.

	Těsnicí olej I	Těsnicí olej II	Těsnicí olej I	Těsnicí olej II	Těsnicí olej I	Těsnicí olej II
0	0,01	0,03	-32	-27	0,00	0,03
2 190	0,10	0,30	-29	-22	0,01	0,05
4 395	0,08	0,64	-28	-25	0,01	0,04
6 570	0,21	0,88	-26	-26	0,02	0,05
8 760	0,40	1,11	-27	-27	0,02	0,07

Claims (2)

1. pRedmEt vynálezu

   282 033

   1. Těsnicí olej pro suché plynojemy ne bázi směsi olejů z černouhelného dehtu s frakcemi ropného původu, vyznačený tím, že je tvořen 7 až 60 hmotnostními díly frakce pyrolýzního _·} oleje s hustotou nad 1020 kg.m , s počátkem destilační křivky nad 220 °C a s viskozitou 10 až 17 °E při teplotě .

   80 °C a 40 až 93 hmotnostními díly upravených olejů získaných z černouhelného dehtu, přičemž jako druhé složky se po. užije až 55 hmotnostních dílů dvojnásobnou krystalizací upraveného pracího oleje s hustotou nad 1040 kg.m , s destilačním rozmezím 230 až 300 °C a bodem tuhnutí pod -5 °C a/nebo až 70 hmotnostních dílů antracenového oleje I, upraveného ve třech krocích, a to dvoustupňovou krystalizací z organického rozpouštědla, fyzikální rafinací a řízeným ochlazováním a vymražováním, s hustotou nad 1100 s destilačním rozmezím 240 až 360 °C a s bodem tuhnutí pod -15 °C, a/nebo až 36 hmotnostních dílů antracenového oleje II, upraveného fyzikální rafinací s následným řízeným ochlazováním a krystalizací za nízkých teplot, s hustotou nad 1110 kg.m3, destilačním rozmezím 270 až 380 °C a s bodem tuhnutí pod -10 °C, vše vztaženo na celkové množství těsnicího oleje.
2. 2. Způsob přípravy těsnicího oleje podle bodu 1, vyznačující se tím, že se teplota pyrolýzního oleje, z něhož byly oddestilovány podíly vroucí nejméně do 220 °C, upraví na 70 až

   110 °C, s výhodou na 80 až 105 °C, načež se k této frakci postupně za neustálé homogenizace přidají upravené oleje z černouhelného dehtu o teplotě 70 až 90 °C, s výhodou 77 až 83 °C.