Классификация и характеристика масел
Введение
Смазочные масла, вырабатываемые
из нефтяных фракций, должны обладать
определенными качествами, обусловленными
их назначением. Эти качества достигаются
с помощью процессов очистки
и удалением нежелательных
К таким нефтям относятся Бакинские нефти - Балахинская масляная, Кара-чухурская, Сураханская отборная и другие, а также Элибенские нефти-Юрская, Доссорская, Байгунасская. Однако их ресурс ограничен.
В связи с огромным ростом
механизации и
расширения производства
масел и улучшения их качества
разработаны и внедрены в промышленность
процессы очистки масляных фракций
с помощью селективных
Одним из процессов в современной схеме производства смазочных масел из сернистых и смолистых нефтей является очистка методом экстракции с помощью избирательно действующих (селективных) растворителей (фенола, фурфурола, N-метилпирролидона и др.). Она предназначена для удаления ароматических углеводородов, сернистых и других нежелательных компонентов из смеси, которую представляет масляная фракция
1.1 Классификация и характеристика масел
Работа смазочного масла в узле трения значительной степени зависит от условий эксплуатации (температуры, нагрузки, скорости перемещения, состава окружающей среды и т.п.) и характера работы механизма или машины (постоянных или переменных внешних воздействий, остановок и т.п.). Наибольшее значение имеют: конструктивные особенности узла трения (тип, размер, характер движения трущихся поверхностей и т.п.); система смазки и материала, с которыми масло контактирует в процессе работы; условия эксплуатации узла трения; сроки смены масла.
Существует три общепринятые классификации нефтяных масел: по составу, по способу производства (или способу очистки) и по назначению. По составу нефтяные масла подразделяют на: дистиллятные, полученные из соответствующих масляных фракций вакуумной перегонки мазута; остаточные, полученные из остатка от вакуумной перегонки мазута, т.е. из гудрона или концентрата; компаундированные, полученные при смещении дистиллятного и остаточного компонентов; запущенные, полученные введением в базовые масла полимерных присадок. По способу очистки выделяют следующие группы масел: кислотно-щелочной очистки, кислотно-контактной очистки; селективной очистки; гидроочистки.
По назначению нефтяные масла можно разделить на смазочные и несмазочные. Группы смазочных масел: моторные, индустриальные и приборные, трансмиссионные, цилиндровые и судовые, турбинные, компрессорные.
Несмазочные нефтяные масла
делятся на: электроизоляционные, консервационные,
гидравлические, технологические, вакуумные
и белые. Вакуумные и белые
масла в некоторых случаях
выполняют также смазочные
Она отличается большой подвижностью, связанной с постоянным ужесточением условий работы масел в двигателях и появлением более высококачественных масел. Стандартом установлены соответствующие обозначения масел (табл. 2). В зависимости от указанных выше условий по эксплуатационным свойствам, масла разделены на шесть групп и три подгруппы с изменением вязкости при 100°С в интервале от 6 до 20 мм/с (с.С.т). По вязкостным свойствам моторные масла разделены на И классов (таб. 2). Товарные масла обозначаются следующим образом - М-8А, М-10Бь М-6з/ЮВ] и т. п: буква «-М» обозначает моторное масло; цифра «6», «8» - класс вязкости масла; индекс «3» означает, что масло содержит заглушающие вязкостные присадки и применяется как зимнее и всесезонное; буква «В» с индексом «1», что масло по эксплуатационным свойствам относятся к группе«В» и предназначено для смазывания среднефорсированных карбюраторных двигателей. Для улучшения эксплуатационных свойств автотракторных масел к ним как правило, добавляют многофункциональные присадки ВНИИ НП-360, ДФ-11 и т.п. В ГОСТ на автомобильные масла контролируется до 15 показателей их качества. Показатели качества дизельных масел, контролируемых ГОСТ, также, как у автомобильных. В специфических условиях работают масла в судовых дизелях, важным свойством масел для судовых двигателей является способность препятствовать образованию углеродистых отложений на внутренней стенке днища поршня и т.п.
Смазочные масла для авиационных двигателей в зависимости от объектов применения делят на четыре группы. Специфические условия работы авиационных поршневых двигателей (средние и высокие температуры) исключают применения в них металлосодержащих присадок, ведущих к накоплению зольных отложений в камере сгорания. Выпускают масла нескольких марок и модификаций в зависимости от состава нефти: МС - 14, МС - 20 и др., ГОСТ на авиационные масла предусмотрено 12-15 показателей качества.
Среди газотурбинных двигателей наиболее распространены турбореактивные (ТРД) и турбовинтовые (ТВД) двигатели. В современных турбореактивных двигателях масло работает при температуре до 150°С. Поэтому одним из основных требований к маслам для ТРД являются их высокая теплоокислительная стабильность и низкая испаряемость. Масла для ТРД должны обладать хорошими вязкостно-температурными свойствами,
обеспечивать легкий запуск
двигателя при температуре
Таблица 1.1.1 - Классификация моторных масел по эксплуатационным
свойствам (ГОСТ 17479 - 72)
Группа масел по эксплуатационным свойствам |
Рекомендуемая область применения | |
А |
- Нефорсированные карбюраторные и дизельные двигатели. | |
Б |
Б1 |
- Малофорсированные |
Б2 |
- Малофорсированные дизельные двигатели. | |
В |
В1 |
- Среднефорсированные |
В2 |
- Среднефорсированные дизельные двигатели. | |
Г |
Г1 |
- Высокофорсированные |
Г2 |
- Высокофорсированные дизельные двигатели. | |
Д |
- Высокофорсированные дизельные
двигатели, работающие в | |
Е |
- Дизельные малооборотные
двигатели с лубрикаторной | |
Индустриальные масла предназначены для смазки машин и механизмов, различного промышленного оборудования. До недавнего времени по вязкости индустриальные масла делили на легкие (3,5-10мм2/с при50°С), средние (10-58мм2/с при 50°С) и тяжелые (11-96мм2/с при 100°С).
По условиям применения выделяют две группы масел: для легких и средних режимов скоростей и нагрузок; для тяжелых режимов работ. Легкие инструментальные масла применяют для смазки малонагруженных узлов трения, работающих при высоких скоростях (велосит, вазелиновое швейное, сепараторные и др.). Средние индустриальные масла по мере увеличения вязкости используют в более нагруженных и менее быстроходных механизмах ИС-12, ИС-20, ИС-30, ИС-45 и др.). Тяжелые индустриальные масла применяют для смазки тяжелонагруженных механизмов (краны, буровые установки, оборудования мартеновских печей т. п.). К этой группе относятся высоковязкие дистиллятные масла - цилиндровое 11, цилиндровое 24 (вискозин), цилиндровое 52, для прокатных станов (П-28,П-40) и др. Товарный ассортимент среди индустриальных масел насчитывает около 100 наименований. В эти масла, как правило, не добавляют присадок, поэтому они часто не отвечают требованиям надежной эксплуатации оборудования. Индустриальные масла должны удовлетворять к ряду специфических требований, обусловленных их назначением и условиями применения. Так масла для зубчатых передач, обеспечивая надежную передачу мощности с ведущего элемента на ведомый, выполняют следующие функции: снижают трения и потери мощности на его преодоление, уменьшают износ трущихся деталей и предотвращают их коррозию, снижают шум, вибрацию и защищают детали от ударных нагрузок, вымывают загрязнения и отводят тепло. Основным критерием подбора масел без присадок является вязкость; при выборе масел для зубчатых передач учитывают условия работы запепления-нагружность, твердость зубьев, окружную скорость. Масла серий: ИТП, ИСП, ИСПи, ИРП и ИЦП (11 марок с изменением вязкости при 50°С от 27 до 190мм2/с) применяют для смазки малонагруженных зубчатых передач станков, прессов и другого оборудования. Масла серии ИСП и ИСПи предназначены для смазки средненагруженных зубчатых передач и направляющих металлорежущих станков. Для смазки зубчатых передач и средненагруженных узлов трения промышленного оборудования используют масла серии ИРП. Широко применяется приборное масло МВП. Выпускается также более 10 марок часовых масел. Важными специфическими показателями их свойств является: растекаемость, нарастание вязкости при окислении в тонком слое, испаряемость.
Трансмиссионные масла используются в транспортных средствах и предназначены для смазки зубчатых передач различных типов цилиндрических, конических, четвертых, гипоидных и др.). Существует несколько разновидностей зубчатых передач с параллельными осями цилиндрические, конические, планеторные и др.). Трансмиссионные масла должны прежде всего предотвращать задир и заедание в местах контакта зубьев и уменьшать их износ под действием высоких нагрузок. Важной функцией масел является также уменьшение потерь мощности на трение и отвод выделяющегося тепла.
Различают масла для механических
трансмиссий, где их основной функцией
является смазочное действие, и масла
для гидромеханических коробок
передач, где помимо всего основного
назначения они служат и гидравлической
средой, заполняющей систему. В зависимости
от условий применения выпускают
три группы трансмиссионных масел:
А - без присадок или с химически
малоактивными противозадирными присадками;
Б - с противозадирными присадками и
противоизносными присадками средней
активности; В - с высокоактивными
противозадирными присадками. Масла
без присадок используют только в
случае жидкостного режима трения,
когда главную роль играет вязкость
смазочного материала. В зависимости
от климатических условий
Турбинные масла применяют
для смазки и охлаждения подшипников
различных турбоагрегатов (гидротурбин,
турбонасосов, компрессоров и т.д.).
Улучшить качество турбинных
масел можно также, используя
базовые масла с высоким
Компрессорные масла при
работе нагреваются до высоких температур
и соприкасаются с различными
средами (как высокотемпературными,
так и хладоагентами). В связи
с этим они должны обладать высокой
термической и химической стабильностью,
высоким индексом вязкости и хорошей
подвижностью при низких температурах
(низкой температурой застывания). К
компрессорным маслам для тяжелых
условий работы стали добавлять
различные присадки-ингибиторы окисления
и коррозии, противоизносные и
др.. Ряд специфических требований,
обусловленных непрерывным
холодильных машин (вырабатывается около 10 сортов - ХА, ХА-23, ХФ-12, ХФ—22 и т.п.) готовят на основе дистиллятных и остаточных базовых масел, а также смешением. В масла вводят антиокислительные, депрессорные и другие присадки. Практически все высококачественные компрессорные масла получают вводя соответствующие присадки в глубокоочищенные базовые масла. В СССР выпускаются более 15 марок компрессорных масел.
Электроизоляционные масла,
к которым относятся
Таким образом, сточки зрения
эксплуатационных свойств для производства
электроизоляционных масел
Гидравлические масла служат несжимаемой жидкой средой для передачи энергии в гидравлической системе от одного угла или агрегата машины к другому и превращения этой энергии в полезную работу. Масла для гидравлических систем представляют собой высокоочищенные нефтяные фракции, содержащие различные присадки. При повышении вязкости затрудняется запуск и снижается чувствительность гидросистемы, при резком снижении вязкости появляются утечки жидкости, снижается смазочная способность. Гидравлические масла имеют индекс вязкости не менее 85. Важной характеристикой гидравлических масел противопенные свойства, способность жидкости выделять растворенный воздух или другие газы без образования пены. Интенсивное пенообразование сокращает срок службы масла, так как при этом усиливается его окисление, ухудшается охлаждающая способность. При контакте с резинами гидравлические масла могут резко изменять их свойства, резины могут набухать, впитывая значительное количество некоторых углеводородов масла, или твердость и терять эластичность вследствие растворения в масле некоторых компонентов. Современный ассортимент гидравлических масел в зависимости от состава базового масла и наличие присадок можно разделить на три группы: масла без присадок, масла на обычной основе с присадками и глубокоочищенные масла с присадками.
Технологические масла используют
при производстве разнообразных
материалов и продуктов в качестве
сырьевых компонентов и добавок,
а также для различных целей
в технологических процессах. К
таким маслам относятся закалочные,
абсорбционные (поглотительные), текстильные
(для замасливания хлопка и производства
химических волокон), пластификаторы и
смягчители-наполнители, теплоносители,
для производства смазок и присадок,
белые масла - медицинские и парфюмерные.
В большинстве случаев
готовят на основе маловязких дистиллятных фракций нефти, иногда в них добавляют присадки.
1.2 Теоретические основы процесса селективной очистки масляных фракций
1.2.1 Сведения о процессе
Несмотря на то, что в
последнее время
Наибольшее растворение в мировой практике нефтепереработки получили фурфурол и фенол и N-метилпирролидон, которые имеют свои преимущества и недостатки. Процесс селективной очистки совершенствуется по пути исследования более эффективного и менее экономически опасного растворителя.
Анализ экстракционных и
других свойств N-метилпирролидона и
зона в сопоставлении с фенолом
и фурфуролом послужил основанием для
перевода за рубежом установок фенольной
очистки масел на N-метилпирролидон.
Процесс очистки нефтяных масляных
фракций растворителями основан
на теории растворимости углеводородов
в растворителях, согласно которой
состояние системы определяется
двумя противоположно действующими
закторами: межмолекулярным
Наибольшим значением поляризуемости характеризуются ароматические углеводороды, наименьшим парафиновые, нафтеновые занимают промежуточное положение. При помощи селективных растворителей из нефтяного сырья могут быть извлечены такие нежелательные компоненты, как непредельные углеводороды, серо- и азотосодержащие соединения, поликциклические ароматические и нафтеноароматические углеводороды с короткими боковыми цепями, а также смолистые вещества. Существенно
улучшаются две важнейших
эксплуатационных масел: стабильность
против окисления и вязкостно-
продукт (рафинат) имеет по сравнению с сырьем меньшую плотность, вязкость, плотность, и особенно – коксуемость, и более высокую температуру
застывания; в нем меньше серосодержащих соединений и он менее интенсивно окрашен.
1.2.2 Растворители процесса
Избирательными или
В качестве избирательных
растворителей для очистки
1. Растворитель должен обладать ярко выраженной избирательной растворимостью, сохраняющейся в широком интервале температур.
2. Растворитель не должен хорошо растворяться в очищенном продукте.
3. Желательна большая разница
плотностей растворителя и сырья, что
облегчает процесс разделения на фазы.
4. Растворитель должен быть химически
инертным и стабильным по
отношению к сырью, нетоксичным, невзрывоопасным
и не должен
вызывать коррозию аппаратуры.
5. Растворитель должен легко
и полностью регенерироваться. Для этого
его температура кипения должна быть значительно
ниже температуры
кипения масла. При слишком низкой температуре
кипения процесс
необходимо вести под наблюдением.
6. Растворитель должен иметь
низкую температуру испарения, что
способствует снижению энергетических
затрат и расхода охлаждающей
воды.
7. Растворитель должен быть
дешевым и недефицитным. Практически ни
один из испытанных и используемых в промышленности
растворителей
перечисленным выше требованиям полностью
не отвечает. Предпочтение
отдается растворителям, которые удовлетворяют
большинству
упомянутых требований.
Таблица 1.2.1 - Сравнительная характеристика растворителей
Показатели |
N – метил пиролидон |
Фенон |
Фурфурол |
1 |
2 |
3 |
4 |
Молекулярная масса |
99 |
94 |
96 |
Плотность |
1,03 |
1,07 |
1,15 |
Температура,0С кипения |
202 |
182 |
162 |
Образование смеси с водой |
Не образует |
Образует |
Образует |
Продолжение таблицы 1.2.1
Токсичность |
Низкая |
Высокая |
Умеренная |
Селективность |
Хорошая |
Хорошая |
Отличная |
Растворяющая способность |
Отличная |
Хорошая |
Хорощая |
Соотношение растворителей к сырью |
Очень низкое |
Низкое |
Умеренное |
Выход рафината при одинаковом соотношении растворитель : сырье(1,6:1) |
87 |
83,5 |
83,5 |
В последние годы за рубежом
осуществляется переход установка
фенольной очистки, но значительно
более безопасный в экономическом
аспекте растворитель N-метилпирролидон,
отличающийся и тому же хорошими эксплуатационными
характеристиками. По растворяющей способности,
химической и термической стабильности
N- метилпирролидон превосходит
N-метилпирролидон обладает
достаточно термической
К недостаткам N-метилпирролидона относят высокую стоимость, ограниченность ресурсов для производства и высокую температуру кипения, затрудняющую очистку сырья с температурой начала кипения ниже 300°С, этих недостатков лишен N-метилпирролидон. В странах СССР очистку деасфальтизатов в основном проводят с помощью N-метилпирролидона, и в меньшей степени с использованием фурфурола.
N - метилпирролидон обладает
меньшей токсичностью по
избирательность и применим для очистки сырья как рафинатного так и -2фтеного основания.
Однако, в связи с отсутствием
достаточной температуры и
остановки селективной очистки масляного сырья - фракции 420-500°С жетыбайской нефти применяли N-метилпирролидон .
1.2.3 Технологический режим процесса
Главнейшими факторами, определяющими эффективности процесса, является температура и кратность растворителя к сырью; в свою очередь эти факторы зависят от характера очищенного сырья и требований к качеству очищенного продукта.
При очистке сырья избирательными растворителями необходимо поддерживать такую температуру экстракции, при которой система состоит из двух фаз - рафинатного раствора, содержащего очищенный продукт (рафинат) и сравнительно небольшую часть растворителя, и экстрактного раствора, состоящего в ней нежелательных компонентов. Это условие выполнимо при температурах очистки ниже КТР (критической температуры растворения) данного сырья в данном растворителе, таким образом верхним температурным пределом очистки является КТР сырья в данном растворителе.
Низкокипящие дистиллятные, особенно вторичного происхождения, могут иметь такую низкую КТР в данном растворителе, что смесь охлаждает для образования двухфазной системы или понижать растворяющую способность растворителя давлением к нему антирастворителя, чтобы повысить КТР смеси.
Очистку нефтяного сырья необходимо проводить при оптимальной температуре (или интервале температур), когда достигаются лучшие показатели по избирательности и растворяющей способности растворителя, т.е. достаточно высокий выход рафината заданных качеств. Эта температура различие для разных растворителей и очищаемого сырья и до настоящего времени в каждом конкретном случае экспериментально. Максимумом индекса вязкости определяется оптимальная температура очистки, выше которой наряду со значительным возрастанием растворяющей способности растворителя резко снижается его избирательность в отношении нежелательных компонентов очищенного сырья, что приводит к ухудшению качества очищенного продукта. Выход и качество рафината зависят также от кратности растворителя к сырью. Для одного и того же вида сырья и при неизменной температуре очистки с увеличением кратности растворителя к сырью, снижается выход рафината и повышается его качество.
При экстрагировании методом
противотока очищаемый продукт
по мере непрерывного движения на встречу
растворителю все в большей степени
освобождается от нежелательных
компонентов, извлекаемых растворителем.
так как при этом КТР очищаемого
сырья все время повышается, то
для до извлечения остающихся в рафинате
нежелательных компонентов

- Классификация и характеристика методов управления
- Классификация и характеристика оползней
- Классификация и характеристика организационно-правовых форм предпринимательских структур
- Классификация и характеристика отдельных видов стажа, применяемых в праве социального обеспечения
- Классификация и характеристика пожаров. Выбор огнетушащих веществ и средств пожаротушения
- Классификация и характеристика предприятий в РФ
- Классификация и характеристика систем управления базами данных
- Классификация и характеристика ассортимента электроприборов для приготовления пищи общего назначения. Обзор ассортимента
- Классификация и характеристика видов систем управления
- Классификация и характеристика доходов бюджетов РФ
- Классификация и характеристика душистых веществ, используемых в производстве парфюмерно-косметических товаров
- Классификация и характеристика информационных потоков в логистических системах
- Классификация и характеристика информационных потоков в логистической системе
- Классификация и характеристика информационных потоков в логистической системе