Przedmiotem wynalazku jest hydrofobowy srodek do zabezpieczenia wegla kamiennego i wegla bru¬ natnego przed zamarzaniem oraz przemarzaniem do scian i podlóg wagonów w czasie transportu w okresie zimowym.Hydrofobowy srodek sluzy do zabezpieczenia przed przymarzaniem i zamarzaniem innych paliw stalych jak brykiety z wegla kamiennego i brunat¬ nego, koks itp. Wegiel kamienny transportowany w wagonach kolejowych zawiera do kilkunastu procent! wody a wegiel brunatny moze zawierac nawet kilkadziesiat procent wody.W czasie transportu w okresie ujemnych tem¬ peratur woda zamarza a wegiel przymarza naj¬ pierw do scian i podlóg wagonu, a po dluzszym czasie tworzy zamarzline. Przymarzanie wegla i in¬ nych materialów stalych zosfeje spotegowane wsku¬ tek opadów atmosferycznych sniegu i deszczu.Przymarzanie i zamarzanie wegla w wagonach stwarza duze trudnosci przy rozladowaniu i powo¬ duje wydatne zwiekszenie pracy urzadzen rozladun¬ kowych, szybsze zuzycie tych maszyn oraz wago¬ nów, zwieksza pracochlonnosc i przestoje wagonów.Zabezpieczenie wegla przed przymarzaniem i za¬ marzaniem przy uzyciu srodków chemicznych pro¬ wadzi sie poprzez zraszanie scian wewnetrznych i podlóg wagonów oraz rzadziej przez dodawanie srodka do calej masy wegla. Srodki chemiczne sto¬ sowane do tego celu mozna podzielic na hydrofobo¬ we, hydrofilne i specjalne. 10 15 20 23 30 Dzialanie srodków hydrofobowych polega na wy¬ tworzeniu warstwy izolujacej miedzy wilgotnymi powierzchniami wegla a scianami i podloga wago¬ nów, która przeciwdziala polaczeniu sie warstwy zamarzajacej wody. Srodki hydrofilne rozpuszczaja sie w warstwie wody, powodujac obnizenie sie jej temperatury krzepniecia i zapobiegaja wytworzeniu lodu. Wedlug opisów patentowych nr, nr 88 4(29 i 103 310 zastosowano polarne, hydrofilne substancje powierzchniowo czynne typu emulgatorów, maja¬ cych na celu nadanie srodków przeciw^zamaraaja- cemu wlasnosci hydrofilnych. Nie mniej jednak przy znacznych zawartosciach wody w transporto¬ wanym ladunku moze dojsc do tak znacznego roz¬ cienczenia woda srodka hydrofilnego, ze w wyniku tego jego temperatura krzepniecia bedzie wyzsza od temperatury otoczenia. W tym przypadku nie uzyska sie pozytywnego efektu. Srodki specjalne wplywaja na obnizenie wytrzymalosci powstajacej warstwy lodu.Znane srodki hydrofobowe otrzymuje sie z ropy naftowej lub smoly poweglowej, poprzez wydzie¬ lanie droga destylacji frakcji olejowej o odpo¬ wiedniej lepkosci i granicach wrzenia i ewentu¬ alna dodatkowa obróbke w celu obnizenia tempe¬ ratury krzepniecia.W praktyce najczesciej stosuje sie frakcje otrzy¬ mane z destylacji ropy naftowej wrzace w zakresie temperatur 200 do 400°C, ewentualnie z dodatkiem skladników obnizajacych temperature krzepniecia. 132879132 879 3 4 W celu poprawienia wlasnosci uzytkowych oleje naftowe modyfikuje sie dodatkami poprawiajacymi przyczepnosc do scian? wagonów, dodatkami obni¬ zajacymi zwilzalnosc i adhezje wody oraz przeciw- piennymi. - 5 Jako dodatki podwyzszajace przyczepnosc stosuje sie polimery jak poliizobutylen, polipropylen, por lietylen, kauczuki naturalne i syntetyczne, woski naturalne i syntetyczne. Z grupy dodatków obnir . zajacyeh adhezje wody stosuje sie oleje i zywice io silikonowe, woski polietylenowe i polipropylenowe, parafiny i cerezyny.Srodki hydrofobowe wytwarzane na bazie oleju napedowego i wymienionych substancji modyfikuj jacych sa drogie i deficytowe, poniewaz surowce 15 te sa trudno dostepne. Stwierdzono, ze mozma otrzy¬ mac wysokoefektywne srodki hydrofobowe na ba¬ zie oleju smarowego odpadkowego pouzytkowego, wysokoaromatycznych olejów pochodzenia petroche¬ micznego wzglednie karbochemiczneigo oraz nisko- 20 lepkich olejów naftowych. W czasie eksploatacji olejów silnikowych, sprezarkowych oraz innych olejów przemyslowych nastepuje, w tokii procesów starzenia, rozpad dodatków zawartych w olejach oraz w wyniku utleniania weglowodorów, tworze- *5 nie produktów starzenia, zawierajacych kwasy, al¬ kohole, estry, laktony itp. W wyniku procesów sta¬ rzenia powstaja produkty polarne, rozpuszczalne w oleju, zawierajace, wbudowany w czasteczke, atom tlenu, okreslane jako zywice oraz/^wysoko- 30 czasteczkowe produkty Sfondewsacji odwodorniaja- cej, tworzace osady nierozpuszczalne w oleju. Uzy¬ cie do wytwarzania srodka przeciwdzialajacego zamarzaniu oraz przymarzaniu wegla, olejów pou- zytkowych zawierajacych produkty starzenia, znacz- 25 nie zwieksza efektywnosc dzialania srodka.Srodek przeciwdzialajacy zamarzaniu i przymar¬ zaniu wegla, jest srodkiem hydrofobowym i jego dzialanie nie polega na wiazaniu wody, lecz na hydrofobizowaniu powierzchni wegla i zmniejszeniu 3 4i adhezji powstajacego, lodu. do powierzchni wegla.Badania efektywnosci dzialania przeciwzamarzaja- 4 cego prowadzono okreslajac przyczepnosc mialu weglowego klasy ziarnowej 0 20 mm do materialu .- konstrukcyjnego scian i podlóg wagonów tj. drew- « na latali; Na: plytki drewna i stali w ksztalcie kwadratu o powierzchni l dm* naniesiono 3 ml srodka przeciwzamarzajacego. Na nie polozono for- itoy w ksztalcie cylindra o srednicy 80 sokosci cylindra ; 80 mm. Nastepnie napelniono je • 50 mialem weglowym o wilgotnosci calkowitej 15,8*.Dla otrzymania próbek o jednakowym upakowaniu poddano je obciazeniu wstepnemu , 0,2 MPa. Tak przygotowane próbki wstawiono do zamrazarki o temperaturze —25°C na okres 24 godzin. Próbki^ 55 po tym czasie poddane zostaly silom scinajacym za pomoca dyriamometru. Badania efektywnosci dzialania pouzytkowego oleju hydraulicznego w po¬ równaniu , z olejem hydraulicznym nie przepraco¬ wanym (swiezym) przedstawia tabl.l.,f **60 Przedstawione dane wskazuja iia korzystny wplyw stosowania olej vi pouzytkowego do wytwarzania ¦¦.. srodka hydrofobowego do zabezpieczenia przed-za¬ marzaniem oraz przymarzaniem wegla do scian wagonów. :j; :.- ¦ •¦/•; .V.--.u ' 65 Zgodnie z prezentowanym wynalazkiem srodek hydrofobowy przeciwdzialajacy przymarzaniu i za¬ marzaniu sklada sie z 5 do 80 czesci wagowych pouzytkowego oleju smarowego zawierajacego co najmniej 1% wagowy dodatków poprawiajacych wlasnosci lepkosciowo-temperaturowe, dodatków smarnych i dodatków dyspergujaco-myjacych, do¬ datków przeciwkorozyjnych, dodatków ^rzeciwut- leniajacych, dodatków przeciwpiennych poddanych procesom starzenia i destrukcji i 20 :dov 9$ czesci wagowych oleju weglowodorowego ovlepkosci nie wyzszej' niz 15 mmtys w temperaturze 50°C korzys¬ tnie ponizej 6,0 mnWs w temperaturze 50°C, tem¬ peraturze zaplonu powyzej 0O°C, Korzystnie powy¬ zej 100°C i zawartosci weglowodorów aromatycz¬ nych powyzej 20% wagowych, korzystnie powyzej 60% wagowych. Oleje smarowe pouzytkówe stano¬ wia oleje silnikowe, sprezarkowe, przemyslowe, które w wyniku eksploatacji, i v procesów starzenia utracily wlasnosci uzytkowe.Wymienione gatunki olejów stosuje sie oddzielnie lub w mieszaninie na przyklad takiej jaka uzysku¬ je sie przy zbiórce bez selekcji. Preferowane sa oleje, które w stanie swiezym zawieraja powyzej 1% wagowy dodatków uszlachetniajacych, korzyst¬ nie od 5 do 10% wagowych a w tej ilosci dodatków conajmniej 20% wagowych'dodatków lepkosciowych i depresujacych oraz conajmniej 20% wagowych do¬ datków dyspergujaco-myjacych, przeciwkorozyjnych i smarnych. Jako oleje weglowodorowe stosuje sie oleje otrzymane z destylacji alkilatu otrzymanego przy alkilacji benzenu etylenem lub propylenem wrzace w temperaturze powyzej 160°C, oleje po pi¬ rolizie benzyny wrzace w temperaturze powyzej 200°C, oleje pokrakingowe zawierajace conajmniej 40% wagowych .weglawodorów aromatycznych i wrzace w granicach 200 do 380°C, oleje lekkie, srednie i ciezkie ze, smoly poweglowej korzystnie po wydzieleniu skladników krystalizujacych jak naftalen, antracen oraz fenoli, oraz otrzymane z de¬ stylacji ropy naftowej wrzace w granicach I83O do 400°C korzystnie 200—3O0°C.Preferuje sie stosowanie olejów zawierajacych conajmniej 80% wagowych weglowodorów aroma¬ tycznych pochodnych mono i wielopierscieniowych weglowodorów aromatycznych zawierajacych alki¬ lowe podstawniki o ilosci atomów wegla do 6 ko¬ rzystnie do 4. Oleje weglowodorowe stosuje sie do komponowania z olejem pouzytkowym oddzielnie lub w mieszaninie. Najlepsze rezultaty osiaga sie, jezeli proporcje komponentów ustali sie w ten sposób aby uzyskac srodek hydrofobowy o lepkosci ponizej 30 mmVs w temperaturze 20°C, temperatu¬ rze krzepniecia ponizej —35°C; zawartosci conaj¬ mniej 25% wagowych, weglawodorów aror/iatycz- nych mono- i wielopierscieniowych zawierajacych alkilowe .podstawniki o ilosci atomów wegla do 6.Poniewaz oleje pouzytkówe zawieraja kilka do kil¬ kanascie procent wagowych zanieczyszczen mecha¬ nicznych i wodyr po komponowaniu z pozostalymi skladnikami srodka hydrofobowego, mieszanine poddaje sie wirowaniu na wirówkach lub sedymen¬ tacji. Dodatek niskolepkiego oleju weglowodorowe¬ go zwlaszcza o duzej zawartosci weglowodorów aromatycznych ulatwia i przyspiesza proces wy-132 879 ^5 6 dzielenia zanieczyszczen oraz wydatnie obniza stra¬ ty olejUi .W- ...- ",,:.¦• .:.- ^r Uzyskuje sie w ten sposób wiekszy wydatek olfc- juy przy równoczesnym zmniejszeniu - ilosci zanie- '-ezyszczen* - i mniejszego ich skazenia:¦ produktami 5 naftowymir-dodatkami i produktami ich termooksy- daejl Oleje pouzytkowe mozna równiez neutralizo¬ wac alkaliami dla zmniejszenia kwasowosci. Wy¬ tworzony zgodnie z prezentowanym wynalazkiem srodek hydrofobowy charakteryzuje sie duza sku- n tecznoscia dzialania jako srodek przeciw przymar- zaniu i zamarzaniu wegla do wszystkich gatunków wegla a co jest szczególnie wazne do mialu o duzej zawartosci czastek drobnych i duzym zawodnieniu.Srodek ten moze byc stosowany i dziala efektywnie 15 zarówno przy nanoszeniu na sciany i podloge wa¬ gonów ale równiez po rozprowadzeniu w masie we¬ gla. W odróznieniu od znanych preparatów przy jego wytwarzaniu uzywa sie surowców ubocznych i odpadkowych, latwodostepnych. Wykorzystanie 20 olejów pouzytkowych przyczynia sie ponadto do ich zagospodarowania i zmniejszenia zanieczyszcze¬ nia srodowiska naturalnego.Przyklad I. Do mieszalnika wprowadzono 70 kg oleju pouzytkowego i 30 kg frakcji alkilatu 25 z procesu alkilacji benzenu propylenem. Olej po- uzytkowy charakteryzowal sie lepkoscia 3,7 mm2/s w temperaturze 50°C, zawartoscia weglowodorów destylujacych do 350°C 23,7%, zawartoscia wody i zanieczyszczen 4,9% wagowych oraz zawartoscia no dodatków w oleju swiezym: lepkosciowych typu polimetakrylanów 2,5% wagowych, detergentów i dyspergatorów w postaci alkilobenzenosulfonianu baru i wapnia z rezerwa alkaliczna 2% wagowych, przeciwutleniacza typu alkilofenolu 0,7% wagowych, 35 dodatku przeciwkorozyjnego i smarnego alkilodwu- tiofosforanu cynku, 1,4% wagowych, silikonowego dodatku przeciwipiennego 0,002% wagowych. Frak¬ cja alkilatu otrzymana w procesie frakcjonowanej destylacji charakteryzowala sie temperatura wrze- 40 nia 5% frakcji 313°C, temperatura konca destylacji 267°C, temperatura zaplonu 87°C, lepkoscia w 20°C 1,16 mm2/s, zawartoscia weglowodorów aromatycz¬ nych 99% wagowych w tym polialkiloaromatów z lancuchami bocznymi do C6 — 87% wagowych. 4! Zawartosc mieszalnika podgrzano do temperatury 80°C i wymieszano a nastepnie pozostawiono do od- stawania na przeciag 6 godzin. Wydzielona dolna wartwe wody i zanieczyszczen odpuszczono. Otrzy¬ many srodek hydrofobowy charakteryzowal sie: s< lepkoscia 17,2 mm2/s w 20°C, temperatura krzep¬ niecia — 55°C, temperatura zaplonu 91°C, zawartos¬ cia wody i zanieczyszczen 0,2% wagowych. Srodek zastosowano do zabezpieczenia mialu weglowego o zawartosci 23% wody przed zamarzaniem i przy- 5; marzaniem.Przyklad II. Do mieszalnika wprowadzono 50 kg oleju pouzytkowego ze zbiórki olejów silni¬ kowych, sprezarkowych i przemyslowych, 25 kg frakcji z destylacji produktów pirolizy benzyny w oraz 25 kg frakcji oleju lekkiego z destylacji ropy naftowej. Olej pouzytkowy charakteryzowal sie lepkoscia 6,2 mm2/s w 100°C temperatura zaplonu 142°C, temperatura krzepniecia —25°C, Kczfo4 fewaW' sowa 0,7 mg KOH/g, zawartoscia wody i zanieczyszr, .« czen 18% wagowych. Frakcja z pirolizy benzyn cha- , rakferyzuje ,jsie; temperatura wrzenia 5% frakcji .2AfftCci;temperatura konca; wrzenia 315°C, tempe- -raftira, zaplonu U7p£;i zawartoscia weglowodorów aromatycznych 96% wagowych, Frakcja z ropy naftowej charakteryzowala sie temperatura wrze¬ nia. 5% frakcji/1?10C, ^temperatura konca wrzenia ,2$0°C temperatura ;zaplonu^6°C oraz zawartoscia weglowodorów aromatycznych 24% wagowych. Za¬ wartosc mieszalnika podgrzano do temperatury 60°C, dodano 0,2% wagowych .technicznego NaOH ~ i mieszano przez 1 godzine. Po wymieszaniu zawar¬ tosc mieszalnika poddano wirowaniu na wirówce o 6.2O0 obrotów na minutfe oddzielajac wode i za¬ nieczyszczenia.Uzyskano srodek hydrofobowy charakteryzujacy sie lepkoscia 19,5 mmz/s w 20°C, temperatura krzep¬ niecia —3I8°C oraz zawartoscia wody i zanieczysz¬ czen 0,4% wagowych.Tablica 1 Wplyw dodatku oleju pouzytkowego na efektywnosc dzialania hydrofobowego srodka do zabezpieczenia przed zamarzaniem oraz przymarzaniem wegla do scian wagonów (sklad srodka wg przykladu 1 opisu patentowego) Srodek Typoleju pouzytkowego Wlasnosci srodka 1. Lepkosc kinetyczna w temp. 20°C, mm2/s Z. Temperatura krzep¬ niecia, °C 3. Temperatura zaplo¬ nu, °C 4. Zawartosc wody i za nieczyszczen mecha¬ nicznych, % 5. Efektywnosc dziala¬ nia przeciwzamar- zajacego, wytrzy¬ malosc na soinanie polaczenia, kPa a) stal — wegiel b) drewno — wegiel | A olej hydra¬ uliczny pouzyt*kowy 17,2 -55 91 0,2 0,1 0,3 Ax olej hydra¬ uliczny nieprze- pracowany 15,8 • -53 95 0,01 •0,2 0,4 | Zastrzezenia patentowe 1. Hydrofobowy srodek do zabezpieczenia wegla przed zamarzaniem oraz przymarzaniem do scian wagonów zawierajacy w swoim skladzie oleje po¬ chodzenia naftowego, znamienny tym, ze sklada sie z 5 do 80 czesci wagowych pouzytkowego oleju smarowego, zawierajacego conajmniej 1% wago¬ wy dodatków uszlachetniajacych poprawiajacych wlasciwosci lepkosciowo-temperaturowe, dodatków smarnych, dodatków nalezacych do grupy dysper- gujaco-myjacych, dodatków przeciwpiennych, do¬ datków przeciwkorozyjnych dodatków przeciwutle- niajacych poddanych procesom starzenia i destruk¬ cji, przy czym korzystnie conajmniej 20% wagowych7 132 879 8 calej ilosci dodatków stanowia dodatki dysperguja- co^myjace, przeciwkorozyjne i smarne, oraz z 20 do 95 czesci wagowych oleju weglowodorowego o lep¬ kosci nie wyzszej niz 15 mm2/s w temperaturze 50°C korzystnie ponizej 6 mmtys w temperaturze 50°C, o temperaturze zaplonu powyzej 60°C ko¬ rzystnie powyzej 100°C i zawartosci weglowodorów aromatycznych powyzej 20% wagowych, korzystnie powyzej 60% wagowych. 2. Hydrofobowy srodek wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze jako oleje pouzytkowe smarowe zawiera oleje pouzytkowe silnikowe, sprezarlkowe i prze¬ myslowe oddzielnie lub w mieszaninie. 3. Hydrofobowy srodek wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze jako oleje weglowodorowe zawiera oleje otrzymane z destfylacji alkilatu, otrzymanego przy alkilacji benzenu etylenem lub propylenem, 5 wrzace w temperaturze powyzej 16°C, oleje po pi¬ rolizie benzyny wrzace w temperaturze powyzej 200°C, oleje pokrakingowe zawierajace conajmniej 40% wagowych weglowodorów aromatycznych i ciez¬ kie oleje ze smoly poweglowej korzystnie po wy¬ dzieleniu skladników krystalizujacych i fenoli oraz oleje otrzymane z destylacji ropy naftowej wrzace w granicach 160 do 400°C korzystnie 200 do 3O0°C.ZGK 1761/1131/5 — 90 egz.Cena 100 zl PL