Способ получения антигололедного реагента

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для предупреждения и удаления гололедных образований на аэродромных покрытиях и удаления снежно-ледового покрова при зимнем содержании дорог. Способ получения антигололедного реагента осуществляется совмещением неорганических солей с комплексообразователем, выделением комплексной соли, добавлением ингибитора и поверхностно-активного вещества с последующим гранулированием полученного продукта, причем в качестве неорганических солей используют доломит, в качестве комплексообразователя - гликоль, причем сначала доломит обрабатывают разбавленной соляной или уксусной кислотой, выпаривают образовавшуюся соль до достижения температуры раствора 140-150oС, добавляют гликоль, смесь перемешивают, к полученной комплексной соли добавляют ингибиторы коррозии - оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена в качестве ПАВ и полученное вещество гранулируют. При этом процесс проводят при мольном соотношении доломит-кислота-гликоль-вода/1-4-1-8 соответственно до получения антигололедного реагента следующего состава, мас.ч.: комплексная соль (соль, вода, гликоль) - 100 мас.ч., ингибитор коррозии - 3 мас.ч., ПАВ - 1 мас.ч. Полученная комплексная соль имеет формулу СаСl2MgCl22H2ОС4H10О3 в случае соляной кислоты или Са(С2H3О2)2Mg(С2H3О2)22H2ОС4H10О3 в случае уксусной кислоты. Технический результат - упрощение технологии процесса получения антигололедного реагента, снижение его себестоимости, устранение пожароопасных свойств при повышенных температурах и в присутствии органики (проливы топлива, смазочных масел и т.д.).

Изобретение относится к области получения антигололедных реагентов, используемых для предупреждения и удаления гололедных образований на аэродромных покрытиях и дорожных покрытиях городских и внегородских трасс.

Для аэродромов и дорог наиболее энергоемким, трудоемким и дорогостоящим процессом является удаление гололедных образований и повышение фрикционных свойств покрытий.

В настоящее время химико-механические методы борьбы с гололедом являются более производительными по сравнению с тепловым методом с использованием тепловых машин.

Известно использование хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов с антикоррозионной добавкой для удаления снежно-ледяного покрова при зимнем содержании дорог (авторское свидетельство СССР 1560540, кл. С 09 К 3/18, 1990). Известный препарат обладает пониженной коррозионной активностью за счет введения антикоррозионной добавки.

Известен препарат для удаления льда, содержащий 5-15 мас.% мочевины, 1-5 мас. % одноатомного алифатического спирта и 60-70 мас.% полигликоля (заявка Великобритании 2027046, кл. С 09 К 3/18, 1980), который способствует быстрому плавлению льда.

Известен способ получения противогололедного материала, осуществляемый смешением минеральных наполнителей с хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов при нагревании и с последующем введением расплавленной серы (авторское свидетельство СССР 1719420, кл. С 09 К 3/18, 1992).

Известные антигололедные препараты малоэффективны при использовании их для очистки аэродромных покрытий, при резком изменении температурного диапазона, вызывают коррозию металлов аэродромной техники и оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения антигололедного реагента для аэродромных покрытий, осуществляемый совмещением неорганических солей с комплексообразователем, выделение комплексной соли, добавлением ингибитора и поверхностно-активного вещества, с последующим гранулированием полученного реагента (Патент RU 2123022 С1, С 09 К 3/18, 10.12.1998).

В качестве неорганических солей используют нитраты кальция и магния, которые, в свою очередь, получают нитрованием, то есть действием азотной кислоты на оксиды, гидроксиды или соли металлов (см. Химический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983, с.381), а в качестве комплексообразователя используют - мочевину (карбамид).

В качестве поверхностно-активных веществ используют ПАВы неионогенного типа на основе продуктов взаимодействия окиси этилена или пропилена с алкилфенолами.

Известный антигололедный препарат является эффективным при резком изменении температуры (до минус 20oС), сокращает сроки подготовки аэродромов.

Однако способ предусматривает использование дорогостоящих исходных компонентов, например мочевины, требует дополнительных мер техники безопасности как при производстве реагента, так и при его хранении и использовании, вследствие наличия в составе нитратов и мочевины и низкой термической устойчивости (разлагается при 150oС, а в присутствии органики при температуре выше 150-160oС разлагается со взрывом, как и все нитраты).

Технической задачей заявленного изобретения является упрощение технологии процесса получения антигололедного реагента, снижение его себестоимости, устранение пожароопасных свойств при повышенных температурах и в присутствии органики (проливы топлива, смазочных масел и т.д.).

Данная техническая задача решается тем, что в способе получения антигололедного реагента, осуществляемого совмещением неорганических солей с комплексообразователем, выделением комплексной соли, добавлением ингибитора и поверхностно-активного вещества с последующим гранулированием полученного продукта, в качестве неорганических солей используют доломит, в качестве комплексообразователя - гликоли (диэтиленгликоль, этиленгликоль, пропиленгликоль или их смеси), причем сначала доломит обрабатывают разбавленной соляной или уксусной кислотой, выпаривают образовавшуюся соль до достижения температуры раствора 140-150oС, добавляют гликоль, смесь перемешивают, затем добавляют ингибиторы коррозии и ПАВ, полученное вещество гранулируют. При этом процесс проводят при мольном соотношении: а) в случае соляной кислоты/доломит-кислота-гликоль-вода/1-4-1-8 соответственно; б) в случае уксусной кислоты/доломит-кислота-гликоль-вода/1-4-1-8 соответственно; до получения антигололедного реагента следующего состава, мас.ч.: комплексная соль (соль, вода, гликоль) - 100 мас.ч.; ингибитор - (смесь солей - нитрат натрия, бура, каптакс, бензоат натрия) - 3 мас.ч.; ПАВ - оксиэтилированный моноалкилфенол - 1 мас.ч.

Полученная комплексная соль имеет формулу СаСl2МgСl224Н10О3 в случае доломита, соляной кислоты и диэтиленгликоля; Са(С2Н3O2)2Mg(С2Н3O2)2Н24H10О3 в случае доломита, уксусной кислоты и диэтиленгликоля; CaCl2MgCl22H2OC2H6O2 в случае доломита, соляной кислоты и этиленгликоля; CaCl2MgCl22H2OC3H8O2 в случае доломита, соляной кислоты и пропиленгликоля.

Приводим примеры конкретного выполнения: Пример 1. В емкость под тягой помещают 400 мл 37% соляной кислоты, добавляют воды до 1 л и затем порциями вводят 184 г доломита при перемешивании. По окончании реакции вводят небольшой избыток доломита и дают осадку отстояться. Осветленный рассол переливают в другую емкость и фильтруют. Полученный фильтрат выпаривают на газовой горелке до достижения температуры рассола 140-150oС. В полученный рассол при перемешивании вводят 114 г диэтиленгликоля, содержащего в своем составе 8 г ингибиторов (смесь солей - нитрат натрия, бура, каптакс, бензоат натрия). Затем добавляют 2 г ПАВ. Полученный реагент в виде расплава охлаждают и дробят на гранулы. (При промышленном производстве предполагают вести грануляцию по известным технологиям получения гранулированных удобрений).

Получают реагент, имеющий температуру плавления 100-110oС. Температура замерзания 30% раствора полученного реагента -28oС. Температура замерзания известного реагента (комплекса нитратов Са и Mg с карбамидом) той же концентрации -26oС.

Пример 2. Аналогичным способом получают и реагент на основе уксусной кислоты. Температура плавления полученного продукта 40-50oС. Температура замерзания 30% раствора -26oС.

Пример 3. В емкость под тягой помещают 400 мл 37% соляной кислоты, добавляют воды до 1 л и затем порциями вводят 184 г доломита при перемешивании. По окончании реакции вводят небольшой избыток доломита и дают осадку отстояться. Осветленный рассол переливают в другую емкость и фильтруют. Полученный фильтрат выпаривают на газовой горелке до достижения температуры рассола 140-150oC. В полученный рассол при перемешивании вводят 62 г этиленгликоля, содержащего в своем составе 8 г ингибиторов (смесь солей - нитрат натрия, бура, каптакс, бензоат натрия). Затем добавляют ПАВ 2 г. Получают реагент, имеющий температуру замерзания -44oС.

Пример 4. Аналогичным способом получают и реагент на основе пропиленгликоля. Температура замерзания полученного продукта -42oС.

Таким образом, получают реагенты низкой себестоимости, не содержащие в своем составе нитраты, что существенно с точки зрения безопасности при применении и хранении в условиях аэродромного хозяйства. Необходимо отметить и одностадийность технологического процесса получения антигололедного реагента по действующей схеме производства хлорида кальция.

Формула изобретения

Способ получения антигололедного реагента, включающий смешение неорганических солей с комплексообразователем, добавление поверхностно-активного вещества - оксиэтилированных моноалкилфенолов на основе тримеров пропилена - с последующим гранулированием полученного реагента, отличающийся тем, что в качестве неорганических солей используют доломит, в качестве комплексообразователя - гликоль, причем сначала доломит обрабатывают соляной или уксусной кислотой, образующуюся соль концентрируют до температуры рассола 140-150oС, добавляют гликоль, смесь перемешивают, к полученной комплексной соли добавляют ингибитор коррозии, поверхностно-активное вещество и гранулируют реагент, при этом процесс проводят при мольном соотношении доломит/кислота/гликоль/вода - 1-4-1-8, до получения антигололедного реагента следующего состава, мас. ч. : Комплексная соль - 100 Ингибитор коррозии - 3 ПАВ - 1