СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЩЕЛОЧНОГО РЕАГЕНТА ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ СМАЗОЧНОГО МАСЛА Российский патент 1999 года по МПК C23C26/02 C10G19/08 

Изобретение относится к области машиностроения, энергетики, химии и нефтехимии, конкретно, к области получения щелочных многокомпонентных сплавов, в частности, , используемых в качестве щелочного реагента при регенерации смазочных масел.

Известен способ продления срока службы деталей трения и старения смазочных масел в процессе работы механизмов путем введения в смазочные материалы металлических добавок и галлоидов, в качестве металлических добавок, в котором используют сплавы натрия и лития с оловом или сурьмой или висмутом, либо совместно, в присутствии галлоида /а. с. СССР N 152601, кл. C 23 C 26/00, 1969 г./.

Недостатком такого щелочного реагента является высокая реакционная способность полученного сплава, склонность к быстрому окислению на воздухе, созданию взрывоопасных концентраций водорода в воздухе при взаимодействии с водой, содержащейся в масле.

Задачей изобретения является повышение эффективности регенерации смазочных масел и экономичность этого процесса.

Предлагаемый новый способ изготовления щелочного реагента для регенерации масел придает изготовленному новым способом реагенту новые особенности, которые позволяют решить эту задачу.

Предложенный способ включает сплавление металлов переменной валентности IV и V групп с металлами I и II групп и смешивание этого сплава с металлическим наполнителем. Новизну по отношению к прототипу составляет способ приготовления наполнителя и соединения его с реагентом. Согласно изобретению, наполнитель выполняют из отходов металлообработки, например, из металлической стружки, прессуя их до размеров, позволяющих поместить наполнитель в фильтр, т.е. в типоразмер масляного фильтра. Полученный таким образом пористый элемент погружают в расплав щелочного реагента с температурой расплава на 10 - 70^o выше температуры его плавления, выдерживают пористый наполнитель в расплаве 1 - 15 минут, вынимают из расплава, погружают в инертную среду и выдерживают там до достижения инертной средой и реагентом температуры окружающей среды. Реагент заполняет поры наполнителя в массовом отношении от 0,1 : 1 до 10 : 1. Предложены различные варианты приготовления щелочного реагента. Предложено сплавлять оксиды, гидроксиды, карбонаты, ацетаты и другие соли металлов переменной валентности IV и V групп или продукты обогащения содержащих их руд с оксидами, гидроксидами, карбонатами или другими солями металлов I и II групп. В качестве инертной среды можно использовать минеральное, растительное или синтетическое масло, целлозольв, парафин, церезин.

Предлагаемый способ изготовления щелочного реагента позволяет получить новое устройство для регенерации смазочных масел, в котором пакет с реагентом и наполнителем позволяет очищать масло более эффективно за счет увеличения площади взаимодействия масла с реагентом из-за множественной пористости пакета с реагентом и наполнителем. Кроме того, такое выполнение пакета удобнее в эксплуатации.

На чертеже представлен график изменения щелочности регенерируемого моторного масла при окислении в лабораторных условиях.

Пример осуществления способа.

Был изготовлен предлагаемый вариант щелочного реагента сплавлением оловянного рудного концентрата с натронной известью в соотношении 1 : 3 при температуре 600^oC. В расплав, нагретый до 640^oC /что выше температуры плавления на 40^oC/ погрузили пористый элемент, спрессованный из стружки Al в типоразмер фильтродозирующего патрона. Пористый элемент выдерживали в расплаве 12 минут /при этом температура расплава падает до 610^oC/, далее пористый элемент погружают в целлозольв при t^o = 100^oC и выдерживали до достижения температуры окружающей среды. Затем вынимали пористый элемент и помещали его в фильтродозирующий патрон.

Далее сравнивали этот реагент с щелочным реагентом, полученным по методике прототипа путем сплавления NaOH + SnO₂ (3 : 1) и заполнения аналогичного фильтрующего патрона гранулами щелочного реагента с наполнителем. В фильтродозирующий патрон помещали: - 112 г щелочного реагента NaOH + SnO и 20 г наполнителя Al в виде металлических колец,
- 32 г щелочного реагента рудный оловянный концентрат + натронная известь и 92 г пористого элемента из Al прессованной стружки.

Сравнительные лабораторные испытания проводили с использованием устройства по авт. свид. СССР N 1772703, кл. G 01 N 33/28, 1992 г. для испытания смазочного масла на окисляемость. Испытания проводили в течение 10 часов на двух параллельных контурах с использованием моторного масла, регенерируемого на Кременчугском НПЗ и имеющего кинематическую вязкость 10,65 сСт, щелочное число - 4,73 мг KOH/г масла и температуру вспышки 215^oC. При этом выдерживалась температура испытаний 110^oC и скорость циркуляции 1,3 л/мин. Температура испытания t^o = 110^oC обусловлена тем, что как показали исследования, при обработке щелочным реагентом регенерируемого моторного масла /РММ/ при t^o = 110^oC наблюдается наиболее быстрая стабилизация щелочного числа без предварительного глубокого окисления, как при других температурах.

При температуре, например, t^o = 140^oC наблюдается спекание или механическое разрушение гранул реагентов, а также повышение температуры испытания ведет к нежелательному избыточному росту щелочного числа.

Понижение температуры испытаний приводит к увеличению продолжительности испытаний, а также к частичной пассивации щелочного реагента.

Сравнительные испытания щелочного реагента предлагаемого технического решения и прототипа проводилось с целью выяснения изменения щелочности регенерируемого моторного масла в зависимости от количества щелочного реагента в фильтродозирующем патроне.

Исследования проводились с количеством введенного щелочного реагента от 8 до 0,6 весовых процентов от массы регенерируемого моторного масла в рабочей емкости устройства.

Результаты исследований представлены на чертеже.

Испытаниями установлен уровень стабилизации щелочности, приведенный в таблице (см. в конце описания).

При этом кинематическая вязкость регенерируемого моторного масла стабилизировалась в пределах 12 сСт уже к 8 часу испытаний при использовании предлагаемого решения.

Расход щелочного реагента V_р при испытании прототипа существенно выше по сравнению с расходом в предлагаемом решении на начальной стадии испытаний.

Введение даже небольшого количества щелочного реагента (8,6 г) обеспечивает стабилизацию щелочного числа на уровне (3,8 мг KOH/г) выше браковочного значения (3,0 мг KOH/г). Повышение содержания щелочного реагента (112 г) в циркуляционном контуре (до 10 весовых %) приводит к существенному увеличению щелочного числа (15,5 мл KOH/г) его стабилизации через 12 часов испытаний и, как следствие, к коррозионному износу. Испытания на коррозионную стойкость проведены на аппарате Пинкевича АП-1 согласно ГОСТа. В области концентрации щелочного реагента (2,3%) режим стабилизации обеспечивается уже через 8 часов испытаний на уровне 6,2 мг KOH/г.

При дальнейшем испытании регенерируемого моторного масла на окисляемость стабилизация прототипа обеспечивалась в течение одного часа, а далее щелочное число стало снижаться, в предлагаемом решении стабилизация наблюдалась в течение 5 часов. При падении щелочного числа регенерируемого моторного масла прототипа испытания были приостановлены с целью проведения ревизии работающего щелочного реагента /внешний осмотр, взвешивание, проверка на активность/. Щелочной реагент прототипа имеет разрушенные гранулы, илообразный осадок, гранулы его не активны, т.к. наблюдается частичное осмоление. Щелочной реагент предлагаемого решения активен, видимых разрушений нет. Количество щелочного реагента в прототипе уменьшилось на 61% по сравнению с первоначальным количеством, количество щелочного реагента в предлагаемом решении уменьшилось на 47%.

Использование: изготовление щелочного реагента для регенерации смазочных масел. Сущность изобретения: способ изготовления щелочного реагента для регенерации смазочного масла включает приготовление расплава из компонентов, содержащих металлы переменной IV-V групп и металлов I-II групп, в который при температуре на 10-70^oС выше температуры плавления сплава погружают металлический наполнитель, выполненный из отходов металлообработки в виде пористого элемента, и выдерживают 1-15 мин, затем наполнитель вынимают из расплава, погружают в инертную среду и охлаждают, при этом массовое соотношение наполнителя и сплава составляет 0,1-10:1. 3 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ изготовления щелочного реагента для регенерации смазочного масла на основе сплава металлов с металлами переменной валентности IV - V групп, нанесенного на металлический наполнитель, отличающийся тем, что готовят расплав из компонентов, содержащих металлы переменной валентности IV - V групп и металлов I - II групп, в который при температуре на 10 - 70^oС выше температуры плавления сплава погружают металлический наполнитель, выполненный из отходов металлообработки в виде пористого элемента, и выдерживают 1 - 15 мин, затем наполнитель вынимают из расплава, погружают в инертную среду и охлаждают, при этом массовое соотношение наполнителя и сплава составляет 0,1 - 10 : 1. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве компонентов, содержащих металлы I - II групп, используют оксиды, гидроксиды или соли этих металлов, а в качестве компонентов, содержащих металлы переменной валентности IV - V групп, используют оксиды, гидроксиды, соли этих металлов или продукты обогащения содержащих их руд. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве инертной среды используют минеральное, растительное или синтетическое масло, целлозольв, парафин, церезин. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют наполнитель, выполненный из отходов черных и/или цветных металлов, их сплавов или механических смесей.