Способ улучшения смазочных свойств нефтепродуктов
СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ СВОЙСТВ НЕФТЕПРОДУКТОВ путем термообработки их и охлаждения в отсутствии контакта с воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, нефтепродукты предварительно обрабатывают инертным газом до получения оптимально низкой начальной концентрации растворенного кислорода , соответствующей наибольшему уменьшению работы выхода электрона,и термообработку проводят при температуре начала активного взаимодействия кислорода с нефтепродзтстами .
СООЗ СОВЕТСКИХ
ОВИ ЛЮ Ю
РЕСПУБЛИК
А (1gJ (И) зов С 10 G 31/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0f HPÛÒÈÉ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬСТБУ (21) 3552416/23-04 (22) 14.12.82 (46) 23. 12.84. Вюл. В 47 (72) П.Н. Абзалов и О.В. Лебедев (71) Ташкентский ордена Трудового
Красного Знамени институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства (53) 665,75 (088.8) (56) 1. Заявка Франции Р 2310789, кл. В 01 9 19/00, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР
У 757585, кл. С 10 G 31/06, 1980 (прототип).
3. Авторское свидетельство СССР
В 832398, кл. С 01 И 1/22, 1981. (54) (») СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ
СВОЙСТВ НЕФТЕПРОДУКТОВ путем термообработки их и охлаждения в отсутствии контакта с воздухом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, нефтепродукты предварительно обрабатывают инертным газом до получения оптимально низкой начальной концентрации растворенного кислорода, соответствующей наибольшему уменьшению работы выхода электрона,. и термообработку проводят при температуре начала активного взаимодействия кислорода с нефтепродуктами. т 1130592 2
Изобретение относится к получению и использованию нефтепродуктов, а именно горюче-смазочных материалов (ГСИ) в машиностроении.
Известны способы улучшения качества горюче-смазочных материалов путем удаления растворенного кислорода инертными газами j1) .
Однако снижение только концентрации растворенного кислорода не 10 дает полного эффекта улучшения качества ГСИ, поскольку могут, например, ухудшаться смазочные свойства.
Наиболее близким к предлагаемому
По технической сущности и достигае- 15 мому эффекту является способ улучшения смазочных свойств нефтепродуктов, заключающийся в термической обработке нефтепродукта до температуры 10-20 С, превцшашщей температуру 20 начала активного взаимодействия кислорода с нефтепродуктом, и охлаждении в отсутствие контакта с воздухом. Согласно известному способу улучшение достигается путем снижения 25 концентрации растворенного кислорода нагреванием до температуры на 1020 С выше начала активного взаимодействия растворенного кислорода с нефтепродуктом. Дпя этого нефтепродукт нагревают и охлаждают, например, в трубе при его перекачке в отсутствие контакта с воздухом и используют в этом же состоянии j?J .
Недостатком известного способа термообработки нефтепродуктов является то, что не учитывается наличие оптимальной начальной концентрации растворенного в них кислорода, которая способствует наибольшему улучшению адсорбционных свойств и тем самым смазочных свойств нефтепродуктов. Кроме того, использование ГСИ, обработанного известным споеобом с последующим контактом с воздухом, ухудшает смазочные свойства из-эа растворения кислорода, что, ограничивает применение способа для масляных и гидравлических систем открытого исполнения.
Цель изобретения — повышение эффективности способа.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу улучшения смазочных свойств нефтепродуктов путем термообработки их и ох" лаждения в отсутствии контакта с воздухом, нефтепродукты предварительно обрабатывают инертным газом до получения оптимально низкой начальной концентрации растворенного кислорода, соответствующей наибольшему уменьшению работы выхода электрона, и термообработку проводят при температуре начала активного взаимодействия кислорода с нефтепродуктами.
Способ осуществляют следующим образом.
Вначале для заданного нефтепродукта определяют критическую температуру. Далее обрабатывают нефтепродукт до критической температуры при различных начальных концентрациях растворенного кислорода, являющихся ниже равновесной. Определяют адсорбционные свойства обработанных проб и выбирают ту начальную концентрацию, при .которой обработанная проба наибольше уменьшает работу выхода электрона РВЭ адсорбировавшей стальной пластины. Дальнейшую обработку производят при оптимальной начальной концентрации растворенного кислорода.
Пример. Проверку эффективности способа проводят в лабораторных условиях окисления масла (смесь цетана б0 мас.7. с маслом С-220
40 мас.7 в герметичном стальном реакторе. Скорость нагрева масла составляет 5 град/мин, а отбором пробы установлена критическая температура (150 С) по резкому сниже0 нию концентрации растворенного кислорода.
Различные начальные концентрации растворенного кислорода в реакторе получены барботированием масла воздухом и инертным газом (азотом).
Далее запускают реактор и нагревают о масло до 150 С в течение 3 ч, затем охлаждают до комнатной температуры.
После этого определяют адсорбционные и смазочные (износные) характеристики окисленных масел.
Стальной реактор, состоящий иэ статора и вращающегося ротора " крыпьчатки, нагревают с помощью терморегулятора ЭПВ- 2-11А. Количество растворенных газов определяют отбором пробы масла объемом 1 см иэ реактора с помощью хроматографа
ЛЖ-8ИД со специальным устройством (3) .
1130592
Составитель Л. Иванова
Техред О.Ващишина Корректор О. Билак
Редактор А. Мотыль
Тираж 488 Подписное
BHHHHH Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий
113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 9518/22
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4
Лдсорбционные свойства проб масел определяют на установке контактной разности потенциалов между вибрирующей эталонной (золотой) пластиной и измеряемой (адсорбировшей) стальной пластинами, которая пропорциональна РВЭ.
Смазочные свойства определяют на трибометре, пара трения которого состоит из трех симметрично расположенных в обойме шариков (обойма вращается) и неподвижного плоского диска. Мерой износа служит высота. изношенного сферического сегмента.
На чертеже приведены результаты экспериментов, показывающие изменения адсорбционных и смазочных (износных) характеристик окисленных масел соответственно, где положительное значение b РВЭ указывает на уменьшение РВЭ пластины, а отрицательное значение — на увеличение РВЭ относительно чистого исходного состояния пластины; кривая 1 получена при адсорбции кис« лорода воздуха на чистую пластину (Ст.3), кривая 2 - при адсорбции чистого масла, кривые 3-7 - при адсорбции окисленного масла с начальной концентрацией растворенного кислорода соответственно 0,3
0,5; 1,25; 0,1 и 4,75 об. .
Наибольшее уменьшение РВЭ получено при концентрации растворенно-. го кислорода 0,3 об. . Изменение
РВЭ по сравнению с исходным чистым маслом при адсорбцни 30 мин состав.ляет 115 мэВ.
Для выяснения влияния продуктов окисления на смазочные свойства в присутствии и в отсутствие растворенного кислорода (согласно известному способу смазочные свойства определяют после окисления без контактирования с воздухом) узел трения трибометра продувают кислородом и аргоном с расходом газов
5 0,066 ° 10 мз/с (4 л/мин). При этом частота вращения шпинделя трибометра составляет 500 мин,удельное давление на пятнах контакта шариков
1050 МПа, температура масла 20 С, шероховатость дисков R = 0,25 мкм, продолжительность трения 30 мин.
Износ при оптимальной начальной концентрации растворенного кислорода 0 ° 3 об.Х при трении в среде кис15 лорода составляет 1,45 мкм, тогда как в исходном масле износ составляет 9,64 мкм, т.е. смазочные свойства улучшены более чем в 6 раз, а согласно известному способу износ
20 составляет 5,6 мкм, т.е. смазочные свойства по сравнению с исходным маслом улучшены в 2 раза.
В пределах концентраций О, 10,5 об.% смазочные свойства улучше25 ны в 4-7 раз. При этом в концентрациях растворенного кислорода более
0 5 об. наблюдается интенсивное старение масла, образуются смолистые вещества.
Зб Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа термообработки нефтепродуктов состоит в том, что он позволяет максимально получить кислородсодержащие поверхностно-активные вещества (при этом
ГСМ могут насыщаться ими в достаточном количестве) без старения и снижения. количества основных компонентов. Все это улучшает смазочные
4О свойства ГСМ в 4-7 раз и дает возможность использовать их как в закрытых (нри наличии некоторого количества растворенного кислоРода) ° так и в открытых топливных, масля- .
45 ных и гидравлических системах.
