Способ получения охлаждающей жидкости

Способ получения охлаждающей жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Применение: для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей , сельскохозяйственных машин, в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Сущность изобретения: предложенный способ получения охлаждающей жидкости, содержащей этиленгликоль, воду , гидроксид натрия, антикоррозионные присадки бората, бензоата, нитрита, нитрата и силиката щелочного металла, пеногаситель ПМС-200А и краситель - уранин, включает предварительное растворение при перемешивании этиленгликоля в воде при содержании воды в растворе 34,9-43,6 мас.%, растворение в полученном растворе при перемешивании гидроксида натрия, затем в любой последовательности или одновременно бензойной кислоты, буры, нитрита натрия,нитрата калия,уранина,пеногасителя и последним силикат натрия при температуре до 50°С и последующую фильтрацию жидкости, что обеспечивает повышение производительности и уменьшение расхода энергии на.процесс. промежуточного раствора и уменьшение расхода энергии как за счет устргнения фильтрации, так и понижения температуры процесса). Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе получения ОЖ, включающем растворение компонентов при перемешивании (этиленгликоля, гидроксида натрия, бензойной кислоты, буры, нитрита натрия, нитрата калия, ме асиликата натрия, уранина, пеногасителя) и фильтрацию жидкости, предварительно этиленгли00 о СЈ го СА)

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ищущ йиали©тв

К ПАТЕНТУ (21) 4912053/04 (22) 18.02,91 (46) 30.03,93. Бюл. ¹ 12 (71) Уральский научно-исследовательский химический институт Научно-производственного объединения "Кристалл" (72) Н.А.Христофорова, П.И,Зарубин, А. Б,Журавлев, Е.В. Верескун, Г.Л. Горо шев и Г,М.Власов (73) Уральский научно-исследовательский химический институт научно-и роизводственного объединения "Кристалл" (56) Патент США ¹ 4382008, «л. С 09 К5/00(252 — 75), 1983.

Технологический регламент № 4 установки по получению охлаждающей жидко-. сти ОЖ вЂ” 40, УНИХИМ, Свердловск, 1983, инв. № 1549, 10.01.84, Жидкости охлаждающие низкозамерзающие ОЖ-к "Лена", ОЖ-40 "Лена", ОЖ-65

"Лена". ТехническиеусловияТУ 113-07-0288, Министерство по производству минеральных удобрений, УНИХИМ НПО

"Кристалл", 1988. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области химической технологии и может быть применено в производстве охлаждающих жидкостей (ОЖ), предназначенных для системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей, сельскохозяйственных машин, специальной техники, пригодных для использования в качестве теплоносителя в различных теплообменных аппаратах.

Цель изобретения — повышение производительности процесса (за счет устранения длительной операции фильтрации

« . Ж 1806162 АЗ (57) Применение: для систем охлаждения. двигателей внутреннего сгорания автомобилей, сельскохозяйственных машин, в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Сущность изобретения: предложенный способ получения охлаждающей жидкости, содержащей этиленгликоль, воду, гидроксид натрия, антикоррозионные присадки бората, бензоата, нитрита, нитрата и силиката щелочного металла, пеногаситель ПМС-200А и краситель — уранин, включает предварительное растворение йри перемешивании этиленгликоля в воде при содержании воды в растворе 34,9 — 43,6 мас.%, растворение в полученном растворе при перемешивании гидроксида натрия, затем в любой последовательности или одновременно бензойной кислоты, буры, нитрита натрия, нитрата калия, уранина, пеногасителя и последним силикат натрия при температуре до 50 С и последующую фильтрацию жидкости, что обеспечивает повышение производительности и уменьшение расхода энергии на процесс.

Q1

° и промежуточного раствора и уменьшение расхода энергии как за счет устранения фильтрации, так и понижения температуры процесса).

Поставленная цель достигается тем, что. (Д в предложенном способе получения ОЖ, включающем растворение компонентов при перемешивании (этиленгликоля, гидроксида натрия, бензойной кислоты, буры, нитрита натрия, нитрата калия, ме-асиликата натрия, уранина, пеногасителя) и фильтрацию жидкости, предварительно этиленгли1806162 коль растворяют в воде при содержании воды в растворе 34,9 — 43,6 мас,% и растворяют в нем сначала гидроксид натрия, затем (в любой последовательности или одновременно) бензойную кислоту, буру, нитрит натрия, нитрат калия, уранин, пеногаситель и последним растворяют силикат натрия при температуре до 50 С, Заявляемый способ отличается тем, что предварительно этиленгликоль растворяют в воде при содержании воды в растворе

34,9 — 43, мас.% и растворяют в нем сначала гидроксид натрия, затем в любой последовательности бензойную кислоту, буру, нитрит натрия, нитрат калия, уранин, пеногаситель и последним растворяют силикат натрия при температуре:до 50 С, Содержание воды 43,6 мас. соответствует рецептурному для водо-гликолевой основы охлаждающей жидкости марки ОЖ вЂ” 40

"Лена" (температура замерзания минус

40 С, плотность 1,075 — 1.,085 г/смз).

Согласно рецептуре ОЖ вЂ” 40 "Лена" смешивается 41,998 мас.ч, воды и 54,312 мас.ч. этиленгликоля; в получаемом при этом растворе процентное содержание воды равно

41,998

41 998 + 54 312 100 = 43,60 мас.

Содержание воды 34,9 мас.% соответствует рецептурному для марки ОЖ-65 (4) с температурой замерзания минус 65 С (плотность 1,085 — 1,100 г/смз):

33,439

33,439+62,326 100= 34,92 мас. %

Растворение бензойной кислоты и буры при содержании воды в исходном водо-гликолевом растворе больше 43,60 мас.%, а с другой стороны, растворение гидроксида, нитрата, нитрита метасиликата щелочного металла при содержании воды в исходном растворе меньше 34,92 мас.% нецелесообразно из-за увеличения длительности растворения.

Как показали опыты, проводившиеся в интервале температур 0 — 50 С, при указанной группировке растворяемых веществ и среды растворения устраняется выпадение осадка, имеющее место в известном способе, и в большей части указанного температурного диапазона ускоряется растворение твердых исходных продуктов.

При отсутствии осадка в промежуточных растворах отпадает необходимость их фильтрации, 3а счет ускорения растворения и устранения фильтрации промежуточных растворов длительность приготовления

ОЖ-40 "Лена" по предлагаемому способу при 50 С сокращается. При 20 С длительность растворения компонентов при приготовлении ОЖ-40 "Лена" по предлагаемому вода дистиллированная этиленгликоль гидроксид натрия бензойная кислота бура нитрит натрия нитрат калия уранин пеногаситель

ПМС-200А метасиликат натрия

9-водный

419,98

543,12

7,9

20,66

6,16

1,24

0,30

0,012

41,998

54,312

0,79

2,066

0,616

0,124

0,030

0,0012

55

0,006 0,0006

0,63 0,063 способу меньше (на 12 минут) суммарного времени растворения и промежуточной фильтрации в способе-прототипе, т.е, время приготовления ОЖ вЂ” 40 "Лена" сокращается

5 примерно на 20%. При О С длительность растворения присадок при приготовлении

ОЖ вЂ” 40 "Лена" по предлагаемому способу

>становится больше суммарного времени растворения и промежуточной фильтрации в способе-прототипе, однако экономится ° время (и энергия) за счет уменьшения (или отсутствия) нагрева жидкости и отсутствия фильтрации промежуточных растворов. При больших размерах аппарата и относительно

15 малой мощности нагрева может оказаться, что длительность растворения при приготовлении ОЖ-40 "Лена" без нагрева будет меньше, чем суммарная длительность на- гревания до более высокой температуры и

20 процесса растворения.

При температуре ниже 0 С приготовление ОЖ практически не осуществимо из-за замерзания воды.

В интервале температур от 0 до 50 С

25 расход тепла на нагрев среды растворения ниже, чем в способе-прототипе, При 50 С расход тепла на нагрев того же порядка, но экономится энергия за счет устранения фильтрации промежуточных растворов.

30 Растворение компонентов в предлагаемом способе при температуре выше 50 С нецелесообразно из-за увеличения расход тепла .. по сравнению со способом-прототипом.

Растворение бензойной кислоты ведет35 ся в присутствии гидроксида натрия с целью совмещения растворения с нейтрализацией. Этим приемом повышается скорость растворения бензойной кислоты, поскольку растворимость бензоата натрия выше, чем

40 растворимость бензойной кислоты.

Пример 1. Готовили 1 кг ОЖ вЂ” 40

"Лена" (температура замерзания минус

40 С, плотность 1,075-1,085 г/см ), для чего брали следующие навески компонентов со 45 гласно рецептуре ОЖ-40: г мас.%

1806162 г мас., вода дистиллированная 334,39 33,439 зтиленгликоль 623,26 62,326 гидроксид натрия 9,07 0,907

0 бензойная кислота 23,7 2,37 бура 7,06 0,706 нитрит натрия 1,43 0,143 нитрат калия 0,34 0,034 уранин 0,007 0,0007

5 пеногэситель

ПМС вЂ 20 метасиликат натрия

9-водный .. 0,73 0,073

Последовательность растворения компонентов и другие условия опыта аналогичны примеру 1. воды в исходном водо-гликолевом растворе:

312,25

5 31225+62326 100=3,9

Пример 7.. ОЖ вЂ” 40 готовили по спосо-бу-прототипу. В стакан емкостью 1 л наливали 419,98 г дистиллированной воды, . нагревали до 80 С и растворяли при пере- . мешивании последовательно навески буры (2 мин), гидроксида натрия (2 мин), бензойной кислоты (8 мин), нитрата калия (9,5 мин), нитрата натрия (0,5 мин), уранина (1 мин), пеногасителя и метасиликата натрия (1 мин). В растворе появились белые хлопья, которые постепенно окрашивались в желтоватый цвет. Водный раствор присадок отфильтровывали через бязевый:фильтр; при фильтрации фильтр забивался гелеобразным осадком. Фильтрация длилась более

0,013 0,0013

Длительность растворения,мин .

Растворяемый компонент

6

1

0,5

0,5

0,5

Х = 13;5 гидроксид натрия бензойная кислота нитрит натрия нитрат калия бура уранин пеногаситель метасиликат натрия

В стакан емкостью 1 л с навеской зтиленгликоля выливали навеску воды, потерю за счет смачивэния стакана водой, добавляли по каплям до расчетной суммарной массы зтиленгликоля и воды (543,12+ 419.98 =

=963,1 г) 5 воды в исходном водо-гликолевом растворе:

419,98

419 98 + 543 12 00 = 43,60

При перемешивании нагревали жид- 10 кость до 50 С, затем растворяли навеску гидроксида натрия — длительность растворения 4 минуты. После гидроксида растворяли одновременно остальные навески зэ 15 исключением метасиликата, растворение прошло за 6 минут, Последним растворяли метасиликат натрия — время растворения—

1 мин. Полученный раствор отфильтровывали, через бумажный фильтр в течение 18 20 мин, Суммарное время растворения компонентов 11 мин. Готовая ОЖ прозрачна, осадок на фильтре практически отсутствует.

Загрузку в реактор и растворение ком- 25 понентов из групп навесок, растворяемых одновременно (выделены фигурными скобками), можно при необходимости вести в любой последовательности, но между растворением гидроксида натрия и метасили- 3 ката натрия.

Пример 2, Готовили 1 кг ОЖ вЂ . 40

"Лена" так же, как и в примере 1, за исключением того, что компоненты, растворяемые в примере 1 после гидроксида натрия одно- 3 временно (выделены фигурными скобками), растворяли один,за другим в указанной последовательности при следующей длительности растворения:

П риме р 3, Готовили1 кгОЖ вЂ” 40

"Лена" так же, как в примере 2, за исключе- 55 нием того, что компоненты растворяли в обратной последовательности, т.е. после гидроксида натрия растворяли пеногаситель, а затем последовательно уранин, буру, нитрат калия, нитрит натрия, бензойную кислоту и последним — метасиликат натрия.

Длительность растворения компонентов по сравнению с примером 2 практически не изменилась. ОЖ прозрачна, Осадок на фильтре отсутствует, П ри мер 4,Готовили1 кг ОЖ вЂ” 40

"Лена" так же, как в примере 1, за исключением того, что температура при растворении компонентов была 20 С. Суммарная длительность растворения компонентов 64 минуты.

Готовая ОЖ прозрачна. Осадок на фильтре практически отсутствует, Пример 5. Готовили 1 кг ОЖ-40

"Лена" так же, как в примере 1, за исключением того, что температура при растворении компонентов была 0 — 5 С, Суммарная длительность растворения компонентов—

156 минут.

Пример 6. Готовили 1 кг ОЖ-65

"Лена" (температура замерзания минус

65 С, плотность 1,085 — 1,100 г/GM ), для чего брали следующие навески компонентов, со гласно рецептуре ОЖ-65

1806162

Составитель Н. Христофорова

Техред М.Моргентал Корректор M. Керецман

Редактор С, Кулакова

Заказ 964 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,!"агарика, 101 часа, причем фильтр дважды заменяли.

Фильтрат смешивали с этиленгликолем. Готовый раствор отфильтровывали через бумажный фильтр в течение 20 минут, Общее время приготовления раствора 5 без фильтрации готовой продукции — 75 мик.

За счет устранения промежуточной фильтрации способ упрощается и делается более производительным по сравнению со 10 способом-прототипом: операция по получению ОЖ в лабораторных условиях, включая фильтрацию с использованием бумажных фильтров, длится в зависимости от марки

ОЖ 30 — 40 мин, тогда как в способе-прототи- 15 пе только промежуточная фильтрация длится более часа.

Предлагаемый способ получения ОЖ дает возможность получения готовых к употреблению марок; ОЖ-40 "Лена" и ОЖ- 20

65 "Лена".

Способ дает возможность использовать наряду с этиленгликолем товарным водогликолевые растворы, в частности, водогликолевую основу для получения ОЖ, 25 содержащую от 5 до 30 мас.$ воды и в нужном для ОЖ количестве буру.

Преимуществом способа является то, что повышение производительности достигается при понижении температуры процес- 30 са до 0-50 С по сравнению с 80 С в способе-прототипе. Это обусловливает меньшую интенсивность испарения раствора и меньшую мощность вентиляции.

Кроме того, поскольку в рецептуре ОЖ используются пожароопасные вещества— этиленгликоль и бензойная кислота — понижение температуры процесса уменьшает пожароопасность производства.

Формула изобретения

Способ получения охлаждающей жидкости, содержащей этиленгликоль, воду, гидроксид натрия, антикоррозионные присадки буры, бензоата, нитрита, нитрата и силиката щелочного металла, пеногаситель

ПМС-200А и краситель — уранин, включающий растворение компонентов при перемешивании и последующую фильтрацию жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения расхода энергии на процесс, предварительно этиленгликоль растворяют в воде при содержании воды. в растворе

34,9 — 43,6 мас. . в полученном растворе сначала растворяют гидроксид натрия; затем бензойную кислоту, буру, нитрит натрия, нитрат калия, уранин, пеногаситель и последним растворяют силикат натрия при температуре до 50 С.