RU2656486C1 - Способ получения изоляционной композиции (варианты) - Google Patents
Способ получения изоляционной композиции (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656486C1 RU2656486C1 RU2017133123A RU2017133123A RU2656486C1 RU 2656486 C1 RU2656486 C1 RU 2656486C1 RU 2017133123 A RU2017133123 A RU 2017133123A RU 2017133123 A RU2017133123 A RU 2017133123A RU 2656486 C1 RU2656486 C1 RU 2656486C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- absorbent
- carried out
- mixing
- oxidizing agent
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 40
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 28
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 8
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 7
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 29
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 7
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 18
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 230000003019 stabilising effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000013521 mastic Substances 0.000 description 7
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 208000006558 Dental Calculus Diseases 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006257 total synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/02—Halogenated hydrocarbons
- C08K5/03—Halogenated hydrocarbons aromatic, e.g. C6H5-CH2-Cl
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D195/00—Coating compositions based on bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области химии и нефтехимического производства и может быть использована для производства мастики, применяемой в конструкции защитных покрытий при проведении в трассовых условиях ремонта (переизоляции) магистральных трубопроводов, в дорожном строительстве в качестве основного компонента вяжущего при приготовлении асфальтобетонных смесей, для антикоррозионной обработки каркасов оснований и внутренних полостей труб каркасов троллейбусов, автобусов, вагонов метро и других видов пассажирского и грузового транспорта. Способ получения изоляционной композиции включает смешение в реакторе битума и абсорбента при нагревании до получения однородной смеси, с последующим прикапыванием окислителя в полученную смесь и проведением процесса стабилизации смеси посредством выдерживания при более высокой температуре. При этом при смешении битума и абсорбента в реактор дополнительно вводят полисилоксановую жидкость. В качестве окислителя используют концентрированные серную и ортофосфорную кислоты. Прикапывание окислителя начинают при достижении температуры смеси 120°С и проводят в течение 0,5-1 часа, а стабилизацию осуществляют посредством непрерывного перемешивания компонентов при температуре 150-160°С в течение 2-3 часов. При этом в процессе прикапывания окислителя и стабилизации осуществляют рециркуляцию реакционной смеси. Компоненты смеси берут при следующем соотношении, масс.%:
В одном из вариантов реализации способа вместо полисилоксановой жидкости до стадии прикапывания окислителя в реактор вводят зольные микросферы в количестве 2-3 масс.%. В другом варианте, в качестве исходного сырья вместо битума используют асфальт в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов, который вводят в реактор в количестве 75-80 масс.%. Технический результат заключается в исключении вскипания реакционной смеси, что обеспечивает увеличение выхода целевого продукта при сохранении его высокого качества, а также сокращение времени протекания процесса и, таким образом, позволяет экономически эффективно производить изоляционную композицию в промышленных масштабах. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Группа изобретений относится к области химии и нефтехимического производства и может быть использована для производства мастики, применяемой в качестве защитного покрытия при проведении в трассовых условиях ремонта (переизоляции) магистральных трубопроводов, в дорожном строительстве в качестве основного компонента вяжущего при приготовлении асфальтобетонных смесей, применяемых при строительстве, ремонте и реконструкции автомобильных дорог и устройств деформационных швов мостовых сооружений, для антикоррозионной обработки каркасов оснований и внутренних полостей труб каркасов троллейбусов, автобусов, вагонов метро и других видов пассажирского и грузового транспорта.
Известен способ получения асфальтосмолистого олигомера (Асмол-1) при переработке асфальта деасфальтизации гудрона пропаном, смешиваемого с кубовыми остатками производства изопрена стадии регенерации диметилформамида и технической серной кислотой (см. авт. свидетельство №1696454, МПК С10С 3/02, опубл. 07.12.1991 г.).
Процесс проводят при температуре 120- 130°С в течение 120-180 мин.
Недостатками данного изобретения являются отсутствие на российском рынке исходных продуктов, низкие эксплуатационные свойства получаемого антикоррозионного материала и ограниченная область применения.
Известен способ получения асфальтосмолистых олигомеров (Асмол-2) при смешении асфальта деасфальтизации гудрона пропаном (АПД) с кубовыми остатками производства изопрена стадии регенерации диметилформамида (КОРД) и серной кислотой (см. заявку на изобретение RU 94002502, МПК С10С 3/02, опубл. 10.05.1996 г.), заключающийся в том, что в реактор подают битум (АПД) при 90°С и КОРД, перемешивают в течение 0,5 часа, прикапывают серную кислоту в течение 3 часов (не превышая температуру 120 – 125 °С), поднимают температуру до 150°С и перемешивают в течение 4 часов. Далее температуру поднимают до 160°С и перемешивают в течение 4 часов для стабилизации продукта. После окончания реакции полученный продукт охлаждают до 120°С и сливают.
Недостатками данного изобретения являются низкий выход продукта, энергоемкость и длительность операций, а также отсутствие на рынке некоторых исходных продуктов (в частности, АПД и КОРДа).
Известен способ получения противокоррозионной мастики, используемой для защиты стальных поверхностей, изоляции и ремонта подземных трубопроводов различного назначения, подземных резервуаров, гидроизоляции бетонных и каменных поверхностей, а также в качестве связующего в дорожном строительстве. Способ заключается в получении асфальтосмолистого олигомера и введения полимерных добавок – технического масла, бутилкаучука и термоэластопласта. Противокоррозионную мастику получают, проводя процесс в едином технологическом цикле. Процесс включает загрузку битума при температуре 130°С. Затем прикапывают техническую серную кислоту 1,5-2 ч при температуре 130°С. Далее проводят стабилизацию продукта при 150°С 4 ч. Затем вводят добавки - масло техническое, бутилкаучук, термоэластопласт - при температуре 140°С. При этом компоненты постоянно перемешивают после каждой операции цикла от 60 до 180 мин. В результате происходит улучшение физико-химических характеристик получаемой антикоррозионной мастики за счет совершенствования ее состава и оптимизации технологии получения (см. патент RU 2407773, МПК С10С 3/02, опубл. 27.12.2010).
Недостатками данного способа являются высокая энергоемкость и длительность технологического процесса; низкий выход продукта. Введение полимерных добавок в асфальтосмолистые соединения хоть и улучшают некоторые технические характеристики продукта, такие как температура размягчения, хрупкость, эластичность, но в то же время ухудшают другие, такие как адгезия, пенетрация.
Из уровня техники известен способ получения изоляционной композиции (см. патент RU 2508304, МПК С08L 95/00, опубл. 27.02.2014), согласно которому загруженный в реактор битум в количестве 77-95 мас.% разогревают, добавляют абсорбент в количестве 2-15%, полисилоксановую жидкость в количестве 0,001-0,01%, неионогенное поверхностно-активное вещество и перемешивают смесь в течение 5-10 минут. В нагретую смесь при 130°С прикапывают окислитель (серную кислоту или смесь кислот или добавляют в смесь водный раствор сернокислого железа (III)) в течение 5-10 минут. После чего в течение 20-25 минут повышают температуру смеси в реакторе до 150°С и проводят стабилизацию продукта при постоянном перемешивании в течение 10-15 минут.
Однако известный способ не применим для производства изоляционного материала в промышленных масштабах. Рабочий объем реактора составляет 1,5 л, что свидетельствует о «лабораторном» уровне известного способа. Описанный выше технологический цикл получения композиции (время и температура стабилизации реакционной смеси, способ прикапывания окислителя и др.) не позволяют получать промышленные партии готового продукта.
Наиболее близким к предлагаемой группе изобретений является промышленный способ получения асмола путем взаимодействия битума или асфальта деасфальтизации гудрона пропаном с абсорбентом, получаемым в производстве бутадиена, изопрена, изобутилена в присутствии серной кислоты (см. патент RU2443751, МПК C10C 3/02, опубл. 27.02.2012). Получаемый продукт может быть использован для защиты магистральных трубопроводов от почвенной и электрохимической коррозии.
Известный способ осуществляют в 3 стадии. На первой стадии перемешивают битум или АПД с абсорбентом при температуре 100-115°С, после чего в реакционную смесь прикапывают серную кислоту в течение 5-6 часов до достижения температуры смеси 120-130 °С. На второй стадии полученную смесь перемешивают в течение 2-2,5 часов, затем повышают температуру смеси до 135-140°С, после чего перемешивают ее в течение 4-5 часов. На третьей стадии температуру смеси повышают до 145-155°С и при достижении этой температуры смесь перемешивают в течение 4-6 часов с образованием целевого продукта.
Недостатками данного способа являются длительность и энергозатратность процесса, низкий выход продукта, высокая себестоимость продукции по сравнению с конкурентными аналогами. Использование в известном способе перемешивающего устройства якорного типа не обеспечивает равномерное распределение окислителя в реакционной массе, что приводит к частому вскипанию продукта и, соответственно, его выбраковке.
Задачей группы изобретений является разработка экономически эффективного промышленного способа производства изоляционной композиции, обеспечивающего увеличение выхода целевого продукта при сохранении его высокого качества, сокращении времени протекания процесса и расширении области применения готового продукта.
Технический результат заключается в исключении вскипания реакционной смеси, и, как следствие, повышении выхода продукта (в уменьшении процента брака целевого продукта).
Поставленная задача решается тем, что в способе получения изоляционной композиции, включающем смешение в реакторе битума и абсорбента при нагревании до получения гомогенной смеси, с последующим прикапыванием окислителя в полученную смесь и дальнейшим проведением процесса стабилизации смеси посредством выдерживания при более высокой температуре, согласно предлагаемому решению при смешении битума и абсорбента в реактор дополнительно вводят полисилоксановую жидкость с обеспечением равномерного перемешивания компонентов смеси по объему реактора, в качестве окислителя используют концентрированные серную и ортофосфорную кислоты, прикапывание окислителя начинают при достижении температуры смеси 120°С и проводят в течение 0,5-1 часа, а стабилизацию осуществляют посредством непрерывного перемешивания компонентов при температуре 150-160°С в течение 2-3 часов, при этом в процессе прикапывания окислителя и стабилизации осуществляют рециркуляцию реакционной смеси, где компоненты смеси берут при следующем соотношении, масс.%:
| битум | 86-91 |
| абсорбент | 5-10 |
| полисилоксановая жидкость | 0,001-0,01 |
| серная кислота | 1-1,5 |
| ортофосфорная кислота | 2,5-3 |
Смешение битума, абсорбента и полисилоксановой жидкости осуществляют в течение 10-20 мин при скорости вращения мешалки 20-30 об/мин.
Поставленная задача решается также тем, что в способе получения изоляционной композиции, включающем смешение в реакторе битума и абсорбента при нагревании до получения гомогенной смеси, с последующим прикапыванием окислителя в полученную смесь и дальнейшим проведением процесса стабилизации смеси посредством выдерживания при более высокой температуре, согласно предлагаемому решению при смешении битума и абсорбента в реактор дополнительно вводят зольные микросферы с обеспечением равномерного перемешивания компонентов смеси по объему реактора, в качестве окислителя используют концентрированные серную и ортофосфорную кислоты, прикапывание окислителя начинают при достижении температуры смеси 120°С и проводят в течение 0,5-1 часа, а стабилизацию осуществляют посредством непрерывного перемешивания компонентов при температуре 150-160°С в течение 2-3 часов, при этом в процессе прикапывания окислителя и стабилизации осуществляют рециркуляцию смеси, где компоненты смеси берут при следующем соотношении, масс.%:
| битум | 83-89 |
| абсорбент | 5-10 |
| зольные микросферы | 2-3 |
| серная кислота | 1-1,5 |
| ортофосфорная кислота | 2,5-3 |
Смешение битума, абсорбента и зольных микросфер осуществляют в течение 10-20 мин при скорости вращения мешалки 20-30 об/мин.
Поставленная задача решается также тем, что в способе получения изоляционной композиции, включающем смешение в реакторе асфальта и абсорбента при нагревании до получения гомогенной смеси, с последующим прикапыванием окислителя в полученную смесь и дальнейшим проведением процесса стабилизации смеси посредством выдерживания при более высокой температуре, согласно предлагаемому решению при смешении асфальта и абсорбента в реактор дополнительно вводят полисилоксановую жидкость с обеспечением равномерного перемешивания компонентов смеси по объему реактора, в качестве асфальта используют асфальт в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов, в качестве окислителя используют концентрированные серную и ортофосфорную кислоты, прикапывание окислителя начинают при достижении температуры смеси 100°С и проводят в течение 1-2 часов, а стабилизацию осуществляют посредством непрерывного перемешивания компонентов при температуре 140-150°С в течение 2-3 часов, при этом в процессе прикапывания окислителя и стабилизации осуществляют рециркуляцию смеси, где компоненты смеси берут при следующем соотношении, масс.%:
| асфальт | 75-83 |
| абсорбент | 10-15 |
| полисилоксановая жидкость | 0,001-0,01 |
| серная кислота | 4-5 |
| ортофосфорная кислота | 5-6 |
При этом асфальт в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов берут в соотношении 4:1, соответственно.
Смешение асфальта, абсорбента и полисилоксановой жидкости осуществляют в течение 10-15 мин при скорости вращения мешалки 20-30 об/мин.
Равномерное перемешивание компонентов смеси по объему реактора в предлагаемых способах осуществляют с использованием мешалки рамного типа. Прикапывание окислителя осуществляют при скорости вращения мешалки 40-50 об/мин, а стабилизацию проводят при скорости вращения мешалки 50-70 об/мин. В качестве абсорбента используют абсорбент 50/370, а в качестве полисилоксановой жидкости - полисилоксановую жидкость типа ПМС-100. В качестве концентрированной серной кислоты используют 95-97% концентрированную серную кислоту, а в качестве концентрированной ортофосфорной кислоты используют 60-70% концентрированную ортофосфорную кислоту.
Оптимизация качественного и количественного состава компонентов, используемых при реализации способа, а также условий синтеза композиции (временные и температурные режимы, обеспечение рециркуляции реакционной смеси) обеспечили достижение высокой скорости протекания реакции, приводящей к повышению выхода продукта, а также высокой степени гомогенизации и однородности композиции, характеризующейся высоким качеством и соответствующей требованиям ГОСТ Р 51164 Предлагаемый способ является индустриальной технологией производства изоляционной композиции, обеспечивающей возможность получения готового продукта в промышленных масштабах.
Предлагаемый способ (варианты) получения изоляционной композиции осуществляют следующим образом.
Исходное сырье, в качестве которого используют битум (например, нефтяной дорожный марки БНД 60/90), загружают в реактор с рабочим объемом не менее 10 м3, снабженный перемешивающим устройством, обеспечивающим равномерное перемешивание компонентов смеси по объему реактора (например, рамного типа), и системой рециркуляции. При этом в процессе загрузки обеспечивают заполнение реактора не более чем на 2/3 его объема. Исходное сырье разогревают до температуры 100-120°С, добавляют абсорбент, пеногаситель, в качестве которого используют полисилоксановую жидкость или зольные микросферы (ЗМС), представляющие собой отходы при сгорании тонко измельченных частиц каменного черного угля на ГРЭС (Государственной районной электростанции). Затем смесь перемешивают в течение 10-20 минут при скорости вращения мешалки 20-30 об/мин до образования однородной массы. В качестве абсорбента может быть использован абсорбент 50/370, в качестве полисилоксановой жидкости - жидкость типа ПМС-100. Далее в нагретую смесь при 120°С прикапывают окислитель, увеличивая при этом обороты мешалки до 40-50 об/мин., и одновременно включая рециркуляционную систему. Время прикапывания окислителя составляет от 30 минут до 1 часа. При этом в качестве окислителя используют концентрированную серную (95-97 %) и концентрированную ортофосфорную (60-70%) кислоты, которые вводят в реактор последовательно или в виде смеси кислот, в количестве не более 4% от массы композиции. После окончания прикапывания окислителя повышают температуру смеси в реакторе до 150-160°С и проводят стабилизацию продукта в течение 2-3 часов (до достижения полноты реакции). При этом процесс стабилизации проводят при постоянном перемешивании реакционной массы со скоростью вращения мешалки 50-70 об/мин и непрерывной рециркуляции. В процессе рециркуляции реакционную массу отводят из нижней части реактора и вводят в объем реактора в его верхней части. Процесс рециркуляции необходим для предотвращения скапливания окислителя в нижней части реактора, что может приводить к вскипанию реакционной смеси, тем самым обеспечивая ее гомогенизацию и однородность, обеспечивая, в конечном счете, высокую скорость протекания реакции. После завершения стабилизации осуществляют слив готового продукта.
В другом варианте реализации способа в качестве исходного сырья вместо битума используют асфальт в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов в соотношении 4:1 (масс.%). При этом асфальт нагревают в реакторе до температуры 90-100°С, добавляют абсорбент и полисилоксановую жидкость, и перемешивают в течение 10-15 мин при скорости вращения мешалки 20-30 об/мин до получения однородной массы, а окислитель вводят в количестве не более 10 % в течение 1-2 часов. Стабилизацию осуществляют посредством непрерывного перемешивания компонентов при температуре 140-150°С в течение 2-3 часов.
Для реализации предлагаемого способа может быть использован реактор цилиндрический из нержавеющей стали с конусообразным днищем, снабженный перемешивающим устройством в виде мешалки рамного типа, и системой рециркуляции. При этом нагрев реакционной смеси осуществляют с помощью теплообменной рубашки, заполненной, например, термическим маслом. Система рециркуляции может быть выполнена в виде трубопровода с рециркуляционным насосом и запорной арматурой, концы которого соединены с верхней и нижней частями реактора с образованием замкнутого контура.
Ниже приведены примеры осуществления предлагаемых способов.
Примеры 1-2
В реактор объемом 10 м3, снабженный мешалкой рамного типа, загружали битум нефтяной дорожный марки БНД 60/90, нагревали до температуры 120°С, добавляли абсорбент 50/370, полисилоксановую жидкость типа ПМС-100 и перемешивали в течение 15 мин при скорости вращения рамной мешалки 30 об/мин. Затем в нагретую смесь при 120°С начинали прикапывать окислитель, увеличивая скорость вращения мешалки до 50 об/мин и осуществляя при этом рециркуляцию смеси. Окислитель прикапывали в течение 35 мин. При этом для осуществления рециркуляции через боковой штуцер, выполненный в нижней части реактора, по отводной трубе диаметром 100 мм с помощью насоса реакционную массу подавали в верхнюю часть реактора, обеспечивая циркуляцию 7 м3 смеси. Стабилизацию реакционной массы осуществляли при температуре 160°С при непрерывном перемешивании в течение 2 часов со скоростью оборота мешалки 60 об/мин и включенной рециркуляции.
Количественное содержание исходных компонентов, использованных в примерах осуществлении способа, представлены в таблице 1, где также приведены характеристики полученных продуктов.
Примеры 3-4
Способ осуществляли аналогично примерам 1-2, при этом в качестве исходного сырья использовали асфальт в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов. Прикапывание окислителя проводили в течение 120 мин при скорости вращения мешалки 50 об/мин, процесс стабилизации осуществляли при температуре 140°С при постоянном перемешивании в течение 2,5 ч со скоростью вращения мешалки 60 об/мин.
Пример 5
Способ осуществляли аналогично примерам 1-2, при этом вместо полисилоксановой жидкости использовали зольные микросферы толстостенные диаметром 150 мкм. Прикапывание окислителя проводили в течение 45 мин при скорости вращения мешалки 30 об/мин, процесс стабилизации осуществляли при температуре 160°С при постоянном перемешивании в течение 2 ч со скоростью вращения мешалки 70 об/мин.
Таблица 1
В результате осуществления способов удалось добиться получения однородного высококачественного продукта за счет интенсивного перемешивания реакционной смеси с помощью мешалки рамного типа при одновременной рециркуляции, предотвращения вскипания реакционной смеси и, соответственно, увеличения выхода готовой продукции. При реализации способов по примерам 1-5 удалось достигнуть выхода готовой продукции до 7 т в течение 4 ч, что в 6 раз превышает аналогичные показатели по сравнению с прототипом.
При определении технических характеристик готовой продукции использовался ГОСТ Р 51164-98.
1. Составы, приготовленные в соответствии с предлагаемым изобретением, по своим характеристикам соответствуют ГОСТ Р 51164-98 по основным параметрам (адгезия, пенетрация, растяжимость) и могут быть использованы в качестве мастики для изоляции магистральных трубопроводов.
2. Добавление в композицию незначительного количества пеногасителей (ПМС-100, зольные микросферы) позволяет проводить окисление продукта при более высоких по сравнению с прототипом температурах, тем самым увеличивая скорость протекания реакции, предотвращает вскипание реакционной смеси и повышает конечный выход продукта.
3. Введение в смесь ортофосфорной кислоты приводит к уменьшению температуры размягчения и твердости конечного продукта, что позволяет использовать также композиции для нанесения их на трубопроводы «горячим» способом, а наличие в составе мастики при ее приготовлении ортофосфорной кислоты, известной как преобразователь ржавчины, позволит наносить покрытие на трубы с низкой степенью очистки. Мастичные композиции, в приготовлении которых участвует асфальт, можно использовать также в дорожном строительстве при приготовлении битумных вяжущих.
Предлагаемые способы приготовления изоляционных композиций позволяют увеличить скорость прикапывания окислителя в 5-10 раз по сравнению с прототипом, общую продолжительность синтеза сократить в 2-4 раза, повысив при этом выход продукта в 2 – 6 раз. Заявляемая группа изобретений обеспечивает выход продукта в промышленных масштабах при сохранении его высокого качества.
Claims (27)
1. Способ получения изоляционной композиции, включающий смешение в реакторе битума и абсорбента при нагревании до получения гомогенной смеси, с последующим прикапыванием окислителя в полученную смесь и дальнейшим проведением процесса стабилизации смеси посредством выдерживания при более высокой температуре, отличающийся тем, что при смешении битума и абсорбента в реактор дополнительно вводят полисилоксановую жидкость с обеспечением равномерного перемешивания компонентов смеси по объему реактора, в качестве окислителя используют концентрированные серную и ортофосфорную кислоты, прикапывание окислителя начинают при достижении температуры смеси 120°С и проводят в течение 0,5-1 часа, а стабилизацию осуществляют посредством непрерывного перемешивания компонентов при температуре 150-160°С в течение 2-3 часов, при этом в процессе прикапывания окислителя и стабилизации осуществляют рециркуляцию реакционной смеси, где компоненты смеси берут при следующем соотношении, масс. %:
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что равномерное перемешивание компонентов смеси по объему реактора осуществляют с использованием мешалки рамного типа.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешение битума, абсорбента и полисилоксановой жидкости осуществляют в течение 10-20 мин при скорости вращения мешалки 20-30 об/мин.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прикапывание окислителя осуществляют при скорости вращения мешалки 40-50 об/мин.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стабилизацию проводят при скорости вращения мешалки 50-70 об/мин.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве абсорбента используют абсорбент 50/370.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полисилоксановой жидкости используют полисилоксановую жидкость типа ПМС-100.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве концентрированной серной кислоты используют 95-97% концентрированную серную кислоту, а в качестве концентрированной ортофосфорной кислоты используют 60-70% концентрированную ортофосфорную кислоту.
9. Способ получения изоляционной композиции, включающий смешение в реакторе битума и абсорбента при нагревании до получения гомогенной смеси, с последующим прикапыванием окислителя в полученную смесь и дальнейшим проведением процесса стабилизации смеси посредством выдерживания при более высокой температуре, отличающийся тем, что при смешении битума и абсорбента в реактор дополнительно вводят зольные микросферы с обеспечением равномерного перемешивания компонентов смеси по объему реактора, в качестве окислителя используют концентрированные серную и ортофосфорную кислоты, прикапывание окислителя начинают при достижении температуры смеси 120°С и проводят в течение 0,5-1 часа, а стабилизацию осуществляют посредством непрерывного перемешивания компонентов при температуре 150-160°С в течение 2-3 часов, при этом в процессе прикапывания окислителя и стабилизации осуществляют рециркуляцию смеси, где компоненты смеси берут при следующем соотношении, масс. %:
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что равномерное перемешивание компонентов смеси по объему реактора осуществляют с использованием мешалки рамного типа.
11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что смешение битума, абсорбента и зольных микросфер осуществляют в течение 10-20 мин при скорости вращения мешалки 20-30 об/мин.
12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что прикапывание окислителя осуществляют при скорости вращения мешалки 40-50 об/мин.
13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что стабилизацию проводят при скорости вращения мешалки 50-70 об/мин.
14. Способ по п. 9, отличающийся тем, что в качестве абсорбента используют абсорбент 50/370.
15. Способ по п. 9, отличающийся тем, что в качестве концентрированной серной кислоты используют 95-97% концентрированную серную кислоту, а в качестве концентрированной ортофосфорной кислоты используют 60-70% концентрированную ортофосфорную кислоту.
16. Способ получения изоляционной композиции, включающий смешение в реакторе асфальта и абсорбента при нагревании до получения гомогенной смеси, с последующим прикапыванием окислителя в полученную смесь и дальнейшим проведением процесса стабилизации смеси посредством выдерживания при более высокой температуре, отличающийся тем, что при смешении асфальта и абсорбента в реактор дополнительно вводят полисилоксановую жидкость с обеспечением равномерного перемешивания компонентов смеси по объему реактора, в качестве асфальта используют асфальт в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов, в качестве окислителя используют концентрированные - серную и ортофосфорную кислоты, прикапывание окислителя начинают при достижении температуры смеси 100°С и проводят в течение 1-2 часов, а стабилизацию осуществляют посредством непрерывного перемешивания компонентов при температуре 140-150°С в течение 2-3 часов, при этом в процессе прикапывания окислителя и стабилизации осуществляют рециркуляцию смеси, где компоненты смеси берут при следующем соотношении, масс. %:
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что асфальт в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов берут в соотношении 4:1, соответственно.
18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что равномерное перемешивание компонентов смеси по объему реактора осуществляют с использованием мешалки рамного типа.
19. Способ по п. 16, отличающийся тем, что смешение асфальта, абсорбента и полисилоксановой жидкости осуществляют в течение 10-15 мин при скорости вращения мешалки 20-30 об/мин.
20. Способ по п. 16, отличающийся тем, что прикапывание окислителя осуществляют при скорости вращения мешалки 40-50 об/мин.
21. Способ по п. 16, отличающийся тем, что стабилизацию проводят при скорости вращения мешалки 50-70 об/мин.
22. Способ по п. 16, отличающийся тем, что в качестве абсорбента используют абсорбент 50/370.
23. Способ по п. 16, отличающийся тем, что в качестве полисилоксановой жидкости используют полисилоксановую жидкость типа ПМС-100.
24. Способ по п. 16, отличающийся тем, что в качестве концентрированной серной кислоты используют 95-97% концентрированную серную кислоту, а в качестве концентрированной ортофосфорной кислоты используют 60-70% концентрированную ортофосфорную кислоту.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017133123A RU2656486C1 (ru) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Способ получения изоляционной композиции (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017133123A RU2656486C1 (ru) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Способ получения изоляционной композиции (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656486C1 true RU2656486C1 (ru) | 2018-06-05 |
Family
ID=62560370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017133123A RU2656486C1 (ru) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Способ получения изоляционной композиции (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656486C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2696747C1 (ru) * | 2018-07-31 | 2019-08-05 | Открытое акционерное общество "Асфальтобетонный завод N 1" | Состав для заполнения деформационных швов и способ его приготовления |
| RU2746727C1 (ru) * | 2020-04-03 | 2021-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Производственное Объединение Юнисол" | Способ получения асмола и антикоррозионная изоляционная лента |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3839190A (en) * | 1969-10-25 | 1974-10-01 | Huels Chemische Werke Ag | Process for the production of bitumen or bitumen-containing mixtures with improved properties |
| GB1539116A (en) * | 1975-01-19 | 1979-01-24 | Inst Technologii Nafty | Asphalt compositions |
| US6451885B1 (en) * | 1998-07-16 | 2002-09-17 | Lafarge | Bitumen emulsions, method for obtaining them and compositions containing same |
| RU2508304C1 (ru) * | 2012-08-29 | 2014-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кристон" | Изоляционная композиция и способ ее получения |
| RU2539295C1 (ru) * | 2013-12-25 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кристон" | Изоляционная композиция |
| RU2562496C2 (ru) * | 2013-09-19 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Энгельсский завод изоляционных материалов" | Полимерно-битумное вяжущее |
-
2017
- 2017-09-22 RU RU2017133123A patent/RU2656486C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3839190A (en) * | 1969-10-25 | 1974-10-01 | Huels Chemische Werke Ag | Process for the production of bitumen or bitumen-containing mixtures with improved properties |
| GB1539116A (en) * | 1975-01-19 | 1979-01-24 | Inst Technologii Nafty | Asphalt compositions |
| US6451885B1 (en) * | 1998-07-16 | 2002-09-17 | Lafarge | Bitumen emulsions, method for obtaining them and compositions containing same |
| RU2508304C1 (ru) * | 2012-08-29 | 2014-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кристон" | Изоляционная композиция и способ ее получения |
| RU2562496C2 (ru) * | 2013-09-19 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Энгельсский завод изоляционных материалов" | Полимерно-битумное вяжущее |
| RU2539295C1 (ru) * | 2013-12-25 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кристон" | Изоляционная композиция |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2696747C1 (ru) * | 2018-07-31 | 2019-08-05 | Открытое акционерное общество "Асфальтобетонный завод N 1" | Состав для заполнения деформационных швов и способ его приготовления |
| RU2746727C1 (ru) * | 2020-04-03 | 2021-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Производственное Объединение Юнисол" | Способ получения асмола и антикоррозионная изоляционная лента |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8859649B2 (en) | Asphalt compositions including a disperion of microgels dipersed in an oil | |
| JP5474834B2 (ja) | ビチューメン組成物 | |
| RU2656486C1 (ru) | Способ получения изоляционной композиции (варианты) | |
| US7998265B2 (en) | Asphalt compositions and the preparation thereof | |
| JP2010516851A (ja) | 熱可逆特性を有する瀝青組成物 | |
| KR20050119644A (ko) | 아스팔트 바인더 및 이의 제조방법 | |
| EP3670606A1 (en) | Co-solubilization process for preparing modified bitumen and product obtained thereof | |
| KR101061672B1 (ko) | 광경화성 유화아스팔트 조성물 및 그 제조방법 | |
| US9932477B2 (en) | Roofing asphalt composition | |
| CN106751969B (zh) | 一种改性热固性环氧沥青材料的制备方法 | |
| US5549744A (en) | Pavement Binder | |
| CN104559250A (zh) | 一种增稠沥青组合物及其制备方法 | |
| KR20100055425A (ko) | 폴리머-바인더 복합체의 제조방법 및 제품 | |
| NO864017L (no) | Asfaltblanding med hoey styrke for vegbygging o.l. | |
| CN102826792A (zh) | 一种lb冷补料制备方法 | |
| RU2508304C1 (ru) | Изоляционная композиция и способ ее получения | |
| CN109232974A (zh) | 一种沥青路面回收料常温再生剂 | |
| CN102234434B (zh) | 一种道路用乳化沥青及其制备方法 | |
| CN102234437A (zh) | 一种乳化沥青及其制备方法 | |
| CN102234438A (zh) | 乳化沥青及其制备方法 | |
| CN106587735B (zh) | 一种间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土及其制备方法 | |
| CN102234435A (zh) | 采用复合型乳化剂制备的抗冻性乳化沥青及其制备方法 | |
| EP0848738B1 (en) | Pavement binder and method of making same | |
| CN102234436B (zh) | 抗冻性乳化沥青及其制备方法 | |
| RU2543217C1 (ru) | Мастичная композиция и способ ее получения |