Способ улучшения смазочных свойств нефтепродуктов

(193 (И) за С 1 О С 31/06 ИЗОБРЕТЕН И ЕЛЬСТВ 47 В. Лебедева Трудового тут инженерции сельского во СССР1981. О ГОСУДМфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАФ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(7) Ташкентский орденКрасного Знамени инстиоирригации и механизахозяйства(56) 1. Заявка Франции й 2310789,кл. В 01 Э 19/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССРУ 757585, кл. С 10 С 31/06, 1980(прототип),3. Авторское свидетельстВ 832398, кл. С 01 И 1/22,(54) (57) СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ СМАЗОЧНЫХСВОЙСТВ НЕФТЕПРОДУКТОВ путем термообработки их и охлаждения в отсутствии контакта с воздухом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения эффективности способа,нефтепродукты предварительно обрабатывают инертным газом до получения оптимально низкой начальнойконцентрации растворенного кислорода, соответствующей наибольшемууменьшению работы выхода электрона,.и термообработку проводят при температуре начала активного взаимодействия кислорода с нефтепродуктами.ф 1130592 2Изобретение 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 1.Однако снижение только концентрации растворенного кислорода не 1 Одает полного эффекта улучшения качества ГСИ, поскольку могут, например, ухудшаться смазочные свойства.Наиболее близким к предлагаемомуПо технической сущности и достигаемому эффекту является способ улучшения смазочных свойств нефтепродуктов, заключающийся в термической обработке нефтепродукта до температуры 10-20 С, превышающей температуру 20начала активного взаимодействиякислорода с нефтепродуктом, и охлаждении в отсутствие контакта с воздухом. Согласно известному способуулучшение достигается путем снижения 25концентрации растворенного кислороданагреванием до температуры на 1020 С выше начала активного взаимодействия растворенного кислородас нефтепродуктом. Дпя этого нефтепродукт нагревают и охлаждают, например, в трубе при его перекачкев отсутствие контакта с воздухом ииспользуют в этом же состоянии.Недостатком известного способатермообработки нефтепродуктов является то, что не учитывается наличие оптимальной начальной концентрации растворенного в них кислорода,которая способствует наибольшемуулучшению адсорбционных свойстви тем самым смазочных свойств нефтепродуктов. Кроме того, использование ГСИ, обработанного известнымспоеобом с последующим контактомс воздухом, ухудшает смазочныесвойства из-эа растворения кислорода, что, ограничивает применениеспособа для масляных и гидравлических систем открытого исполнения. 45 50 55 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 предва" рительно 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 образомВначале 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.П р и м е р. Проверку эффективности способа проводят в лабораторных условиях окисления масла (смесь цетана б 0 мас.7. с маслом С40 мас.7 в герметичном стальном реакторе, Скорость нагрева масла составляет 5 град/мин, а отбором пробы установлена критическая температура (150 С) по резкому сниже 0нию концентрации растворенного кислорода. Различные начальные концентрациирастворенного кислорода в реактореполучены барботированием масла воздухом и инертным газом (азотом).Далее запускают реактор и нагреваютомасло до 150 С в течение 3 ч, затемохлаждают до комнатной температуры.После этого определяют адсорбционныеи смазочные (износные) характеристики окисленных масел,Стальной реактор, состоящий иэстатора и вращающегося ротора "крыльчатки, нагревают с помощью терморегулятора ЭПВ-11 А. Количестворастворенных газов определяют отбором пробы масла объемом 1 см иэреактора с помощью хроматографаЛЖ-ВИД со специальным устройством ЗД,1130592 Составитель Л. ИвановаТехред О.Ващишина Корректор О. Билак Редактор А. Мотыль Тираж 488 ПодписноеВНК 1 ПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 9513/22 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Лдсорбционные свойства проб масел определяют на установке контактной разности потенциалов междувибрирующей эталонной (золотой)пластиной и измеряемой (адсорбировшей) стальной пластинами, котораяпропорциональна РВЭ.Смазочные свойства определяют натрибометре, пара трения которогосостоит из трех симметрично расположенных в обойме шариков (обоймавращается) и неподвижного плоского диска, Мерой износа служит высота. изношенного сферического сегмента.На чертеже приведены результатыэкспериментов, показывающие изменения адсорбционных и смазочных(износных) характеристик окисленных масел соответственно, где положительное значение Ь РВЭ указывает на уменьшение РВЭ пластины,а отрицательное значение - на увеличение РВЭ относительно чистогоисходного состояния пластины; кривая 1 получена при адсорбции кислорода воздуха на чистую пластину.(Ст.3), кривая 2 - при адсорбциичистого масла, кривые 3-7 - приадсорбции 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 растворенного кислорода 0,3 об. . ИзменениеРВЭ по сравнению с исходным чистыммаслом 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 0,06610 мз/с (4 л/мин). При этомчастота вращения шпинделя трибометра составляет 500 мин ,удельноедавление на пятнах контакта шариков1050 МПа, температура масла 20 С, 10 шероховатость дисков К = 0,25 мкм,продолжительность трения 30 мин.Износ при оптимальной начальнойконцентрации растворенного кислорода 03 об.Х при трении в среде кис лорода составляет 1,45 мкм, тогдакак 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. смазочныесвойства по сравнению с исходныммаслом улучшены в 2 раза.В пределах концентраций. О, 10,5 об.% смазочные свойства улучше ны в 4-7 раз. При этом в концентрациях растворенного кислорода более0,5 об,наблюдается интенсивноестарение масла, образуются смолистыевещества.ЗО Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа термообработки нефтепродуктов состоит втом, что он позволяет максимальнополучить кислородсодержащие поверхностно-активные вещества (при этомГСМ могут насыщаться ими в достаточном количестве) без старения иснижения. количества основных компонентов. Все это улучшает смазочные 4 О свойства ГСМ в 4-7 раз и дает возможность использовать их как в закрытых (8 ри наличии некоторогоколичества растворенного кислорода)так и в открытых топливных, маслд- .45 ных и гидравлических системах.