Рідкий теплоносій

Реферат: UA 76811 U UA 76811 U 5 10 15 Корисна модель належить до області хімічної технології, зокрема до складів низькозамерзаючих охолоджувальних рідин, призначених переважно для систем охолодження двигунів внутрішнього згорання, а також використовуваних як теплоносії в теплообмінних апаратах і системах терморегулювання, експлуатованих при низьких і помірних температурах. Відома охолоджувальна рідина (див. RU 2213119, МПК С09К5/00, дата публікації 27.09.2003), яка містить складові при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: етилгліколь або суміш етилгліколю з ди-, триетиленгліколем і/або з 5-98 моноалкіловими ефірами(С1 С2) поліоксіалкіленгліколів тетраборат натрію 0,5-8,0 бензотриазол і/або його 0,02-2,5 похідні, гідроксид і/або карбонат 0,05-4,5 лужного металу борна або адипінова, або себацинова, або бензойна, або триазинотриілтриіминополігексанова, або 20,1-7,0 етилгексанова, або сорбінова, або 2меркаптобензотіазоилянтарна кислоти, вода 2-50. Відома охолоджувальна рідина заснована на застосуванні токсичних складових, а присутність у складі рідини токсичних речовин обумовлює наявність токсичних газовиділень в повітрі робочої зони в діючому виробництві, екологічну небезпеку процесу виготовлення складу, екологічну небезпеку процесу застосування та утилізації складу, що потребує застосування хімічної дезактивації токсичних матеріалів з використанням екологічно безпечного складу хімічних реагентів, що здорожує та ускладнює процес утилізації такої речовини. Застосування подібного складу пов'язано з токсичністю наслідків транспортних аварійних ситуацій та додаткового хімічного ураження учасників аварійних ситуацій (наприклад у 2011 році в Росії було зареєстровано 200 тисяч дорожньо-транспортних аварій) що створює додаткову промислово-екологічну небезпеку транспортних трас і прилеглих до них природних об'єктів. Відомий антифриз на основі гліколів (див. RU 2263131 МПК С09К5/20, дата публікації: 27.10.2005), про наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Натрієва або калієва сіль адипінової кислоти, або натрієва або калієва сіль бурштинової кислоти, або натрієва або калієва сіль себацинової кислоти, або 0,005-60,0 натрієва або калієва сіль бензойної кислоти, або натрієва або калієва сіль 2етилгексанової кислоти, або їх суміш Молібдат натрію 0,01-10,0 Бензотриазол або толілтриазол, 0,001-5,0 або їх суміш Натрієва або калієва сіль 20,005-1,2 меркаптобензтиазолу (каптакс) Капролактам 0,001-1,5 Поліакрилат натрію (середня 0,001-3,0 молекулярна маса 8000 г/міль) Вода 5,0-15,0 Моноетилгліколь або решта. пропіленгліколь, або полігліколі 1 UA 76811 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Як і у попередньому випадку відомий антифриз засновано на застосуванні токсичних складових, а присутність у складі рідини токсичних речовин обумовлює наявність токсичних газовиділень в повітрі робочої зони в діючому виробництві, екологічну небезпеку процесу виготовлення складу, екологічну небезпеку процесу застосування та утилізації складу, що потребує застосування хімічної дезактивації токсичних матеріалів з використанням екологічно безпечного складу хімічних реагентів, що здорожує та ускладнює процес утилізації такої речовини. Застосування подібного складу пов'язано з токсичністю наслідків транспортних аварійних ситуацій та додаткового хімічного ураження учасників аварійних ситуацій що створює додаткову промислово-екологічну небезпеку транспортних трас і прилеглих до них природних об'єктів. Відоме морозостійке нагріваюче/охолоджувальне текуче середовище (дви. SE9800152, МПК: С09К5/00; С09К5/08; С09К5/20; C23F11/08; C23F11/10, дата публікації: 1999-07-23) яке містить лужні солі оцтової кислоти і/або мурашиної кислоти, 5-50 мас. %; інгібітор корозії у вигляді суміші монокарбонової кислоти С5-С16 (наприклад 2-етилгексанової кислоти) або лужних, амонійних або амінів солей вказаної кислоти, дикарбонової кислоти С5-С16 (наприклад себацинової кислоти), 0,02-3 мас. %; триазол 0,02-2 мас. %; у розрахунку на вагу текучого середовища. Як і у попередньому випадку відоме нагріваюче/охолоджувальне середовище засновано на застосуванні токсичних складових, а присутність у складі рідини токсичних речовин обумовлює наявність токсичних газовиділень в повітрі робочої зони в діючому виробництві, екологічну небезпеку процесу виготовлення складу, екологічну небезпеку процесу застосування та утилізації складу, що потребує застосування хімічної дезактивації токсичних матеріалів з використанням екологічно безпечного складу хімічних реагентів, що здорожує та ускладнює процес утилізації такої речовини. Суттєвим недоліком теплоносіїв на основі етилгліколю є їх властивість підвищеної проникності. Чим більше різьбових з'єднань, прокладок в системі охолодження, ущільнень, тим вище вірогідність появи їх витоку. Застосування подібного складу пов'язано з токсичністю наслідків транспортних аварійних ситуацій та додаткового хімічного ураження учасників аварійних ситуацій що створює додаткову промислово-екологічну небезпеку транспортних трас і прилеглих до них природних об'єктів. Задача розробки є створення рідкого теплоносія, в якому за рахунок застосування нових компонентів та емпіричним шляхом підібраного їх складу забезпечується зниження токсичності такого складу для ссавців порівняно із відомими складами, розширення сфери застосування за рахунок поліпшення експлуатаційних властивостей складу за рахунок усунення несприятливої екологічної дії, зменшення корозійної активності, забезпечення простішого, ефективнішого і екологічно чистішого способу використання та утилізації, забезпечення екологічної чистоти працюючого устаткування та зниження травматичності наслідків транспортних аварійних ситуацій. Для вирішення цієї задачі рідкий теплоносій включає себацинову кислоту, 2-етилгексанову кислоту та воду. Новим у рідкому теплоносії є те, що він додатково включає гліцерин, NaOH, бензотриазол, та Декстрин при наступному складі компонентів, мас. %: Гліцерин 39,00-61,20 NaOH 0,02-0,08 себацинова кислота 0,01-0,08 2-етилгексанова кислота 0,1-0,36 Бензотриазол 0,04-0,12 Декстрин 0,1-0,26 вода решта. Застосування у складі рідкого теплоносія нових компонентів та нового їх складу забезпечує зниження токсичності такого складу для ссавців порівняно із відомими складами, розширення сфери застосування рідкого теплоносія за рахунок поліпшення експлуатаційних властивостей такого теплоносія за рахунок усунення несприятливої екологічної дії його складових, зменшення корозійної активності, забезпечення простішого, ефективнішого і екологічно чистішого способу використання та утилізації, забезпечення екологічної чистоти працюючого устаткування, та зниження травматичності наслідків транспортних аварійних ситуацій. В окремих варіантах реалізації рідкий теплоносій додатково включає натрій сірчистокислий 0,05-0,15 мас. %. Застосування у складі рідкого теплоносія додаткового компоненту покращує експлуатаційні властивості рідкого теплоносія. 2 UA 76811 U 5 10 15 20 25 В окремих варіантах реалізації рідкий теплоносій додатково включає поліакрилову кислоту 0,1-0,2 мас. % Застосування у складі рідкого теплоносія додаткового компонента покращує експлуатаційні властивості рідкого теплоносія. В окремих варіантах реалізації рідкий теплоносій додатково включає бензоат натрію 0,020,14 мас. % Застосування у складі рідкого теплоносія додаткового компонента покращує експлуатаційні властивості рідкого теплоносія. В окремих варіантах реалізації рідкий теплоносій додатково включає Na 2CO3 0,02-0,14 мас. %. Застосування у складі рідкого теплоносія додаткового компонента покращує експлуатаційні властивості рідкого теплоносія. Рідкий теплоносій, що заявляється, ілюструється прикладами його застосування. Для апробації композиції рідкого теплоносія були виготовлені склади композиції рідкого теплоносія компоненти яких (у мас. %), наведені в Таблиці 1. При досліджуванні розшарування отриманих в прикладах зразків відстоювали отриманий у прикладах склад композиції рідкого теплоносія протягом 500 годин та візуально оцінювали розшарування. Корозійну активність прикладів композиції рідкого теплоносія досліджували на зразках (Мідь М-1 за ГОСТ 859, Латунь Л-63 за ГОСТ 2208, Сталь 20 за ГОСТ 1050, Чавун Сч 24-44 за ГОСТ 1412, Припій ПОС 40-2 за ГОСТ 21930) відповідно до ГОСТ 28084. Визначення токсичності досліджували по уповільненню зростання морських одноклітинних водоростей Phaeodactylum tricornutum Bohlin і Sceletonema costatum (Greville) СІеvем (за ГОСТ 53910-2010). Піноутворення прикладів композиції рідкого теплоносія досліджували на підігрітих зразках теплоносія, шляхом пропускання через шар зразка повітря відповідно до ГОСТ 28084-89. Набрякання і розчинення гуми досліджували за ГОСТ 9.030 об'ємним гідростатичним методом на зразку гуми марка 57 класу ТРП 100-60 впродовж 70 годин. Таблиця 1 Приклади Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад 1 2 3 4 5 6 7 8 Компоненти мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % мас. % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Гліцерин 51,69 42,17 45,3 39 48,51 54,86 61,2 58,03 NaOH 0,05 0,03 0,04 0,02 0,05 0,06 0,08 0,07 Бензотриазол 0,11 0,05 0,06 0,04 0,09 0,1 0,07 0,12 Декстрин 0,19 0,17 0,2 0,1 0,26 0,12 0,15 0,24 Себацинова кислота 0,05 0,01 0,03 0,02 0,07 0,06 0,08 0,04 2-етилгексанова 0,24 0,36 0,1 0,15 0,21 0,29 0,32 0,17 кислота Натрій сірчисто0,05 0,15 кислий Поліакрилова 0,1 0,2 кислота Бензоат натрію 0,04 0,02 0 0,07 0,11 0,14 0,12 Na2CO3 0,02 0,05 0,07 0,02 0,14 0 0,12 Вода 47,67 57,15 54,1 60,55 50,52 44,26 37,81 41,09 Показники: Розшарування відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє Піноутворення за 5 6 6 6 6 6 8 7 ГОСТ 28084-89 30 3 UA 76811 U Продовження таблиці 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Корозійна активність за ГОСТ 28084-89: - Мідь 0,018 0,014 0,020 0,019 0,012 0,018 0,011 0,017 - Латунь 0,072 0,067 0,091 0,080 0,046 0,075 0,045 0,079 - Сталь 0,040 0,031 0,062 0,055 0,035 0,45 0,011 0,43 - Чавун 0,085 0,015 0,105 0,082 0,031 0,079 0,014 0,092 - Припій 0,115 0,177 0,093 0,161 0,133 0,058 0,161 0,119 Токсичність (по уповільненУповіль- Уповіль- Уповіль- Уповіль- Уповіль- Уповіль- Уповіль- Уповільню зростаннення нення нення нення нення нення нення нення ня морських відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє одноклітинних водоростей) Набрякання і розчинення 0 1 1 1 1 1 0 1 гуми за ГОСТ 9.030 у % ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Рідкий теплоносій що включає себацинову кислоту, 2-етилгексанову кислоту та воду, який відрізняється тим, що він додатково включає гліцерин, NaOH, бензотриазол та декстрин при наступному складі компонентів, мас. %: гліцерин 39,00-61,20 NaOH 0,02-0,08 себацинова кислота 0,01-0,08 2-етилгексанова кислота 0,1-0,36 бензотриазол 0,04-0,12 декстрин 0,1-0,26 вода решта. 2. Рідкий теплоносій за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково включає натрій сірчистокислий 0,05-0,15 мас. %. 3. Рідкий теплоносій за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково включає поліакрилову кислоту 0,1-0,2 мас. %. 4. Рідкий теплоносій за п. 1, який відрізняється тим, що він теплоносій додатково включає бензоат натрію 0,02-0,14 мас. %. 5. Рідкий теплоносій за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково включає Na2CO3 0,020,14 мас. %. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4