ПАКЕТ ПРИСАДОК "ЛУКОЙЛ" К МОТОРНЫМ МАСЛАМ ДЛЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК C10M159/24 C10M177/00 C10M159/24 C10M159/22 C10M133/16 C10M137/10 C10M159/04 C10N40/25 

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к пакету присадок "ЛУКОЙЛ" к моторным маслам для дизельных двигателей внутреннего сгорания и способу его приготовления, и может быть использовано для производства моторных масел для автотракторной технике групп Г₂ и Д или CC и CD по классификации API.

Практикой применения смазочных материалов установлено, что отдельные виды присадок не могут обеспечить получения высококачественных моторных масел, удовлетворяющих требованиям современных двигателей. Поэтому улучшить в достаточной степени эксплуатационные свойства моторных масел возможно лишь путем компаундирования присадок различного типа. Поэтому с учетом функционального действия различных присадок, а также их синергизма и антагонизма промышленность начала вырабатывать пакеты присадок, включающие две и более присадки.

Известен пакет присадок к моторным маслам для двигателей внутреннего сгорания, содержащий: a) сукцинимид и/или эфир- или амидпроизводные сукцинимида или основание Манниха; b) серусодержащую противозадирную присадку; c) фосфорсодержащую противозадирную присадку; d) сульфонат щелочно-земельного металла и e) минеральное масло-разбавитель [EP 0578435 A1, опубл. 12.01.94, кл. C 10 M 169/04].

Известен также пакет присадок к моторным маслам для дизельных двигателей на основе минерального масла, содержащий сукцинимид или эфирпроизводные сукцинимида, сульфонат кальция, диалкилдитиофосфат цинка (дидодецилфенилдитиофосфат цинка и диоктилдитиофосфат цинка), осерненный или осерненный и хлорированный фенат кальция и карбоксилат магния [US 5328620 A, опубл. 12.07.94, кл. C 10 M 137/10].

Известен пакет присадок к моторным маслам для дизельных двигателей, содержащий в мас.%: сульфонат кальция 30-45, осерненный фенат кальция со щелочностью 140-250 мг КОН/г 32-50, осерненный алкилфенол с алкилом C₉-C₁₂ 6-10, цинковую соль эфиров дитиофосфорной кислоты до 100 [RU 2075504 C1, опубл. 20.03.97, кл. C 10 M 135/30]. Пакет присадок согласно известному решению готовят путем смешения компонентов при повышенной температуре и постоянном перемешивании.

Ближайшим известным решением аналогичной задачи по технической сущности к предлагаемому пакету присадок является пакет присадок (HD-Additive) к моторным маслам для дизельных двигателей внутреннего сгорания, содержащий слабощелочной сульфонат кальция 8,0 мас.%, высокощелочной фенат кальция 31,4 мас. %, полиалкенилсукцинимид 4,0 мас.%, диалкилдитиофосфат цинка 27 мас.%, минеральное масло-разбавитель - остальное до 100 мас.% [DE 4427473 A1, опубл. 08.02.96, кл. C 10 M 161/00]. В известном пакете присадок (HD-Additive) щелочность слабощелочного сульфоната кальция составляет 17 мг КОН/г, а используемый высокощелочной фенат кальция имеет щелочность 257 мг КОН/г.

Известные способы приготовления пакета присадок заключаются в смешении компонентов при повышенной температуре и перемешивании, при этом в одних известных решениях порядок введения присадок не регламентирован [RU 2075504 C1), в других в зависимости от типа используемых присадок соблюдается определенная последовательность их смешения (EP 0578435 A1, SU 3385440 A, опубл. 15.05.72).

Ближайшим известным решением аналогичной задачи по технической сущности к предлагаемому способу приготовления пакета присадок является способ приготовления пакета присадок к моторным маслам для дизельных двигателей внутреннего сгорания путем смешения минерального масла-разбавителя с присадками различного типа при нагревании и перемешивании [US 4981603 A, опубл. 01.01.91, кл. C 10 M 135/10]. Согласно этому известному способу в качестве присадок используют высокощелочную магниевую соль, выбранную из группы, включающей сульфонат, фенат, салицилат, предпочтительно сульфонат магния, и борсодержащий или не содержащий бора сукцинимид, и при приготовлении пакета присадок вначале все указанные присадки смешивают с маслом-разбавителем, затем полученную смесь нагревают до 150-380^oF (68,6-193,3^oC) и выдерживают при перемешивании от 5 до 25 часов.

Задачей настоящего изобретения являются создание пакета присадок к моторным маслам для дизельных двигателей внутреннего сгорания и разработка способа его приготовления, использование которого обеспечит повышение эксплуатационных свойств моторных масел за счет улучшения моющедиспергирующих, антиокислительных и других свойств.

Для решения поставленной задачи предложен пакет присадок "ЛУКОЙЛ" к моторным маслам для дизельных двигателей внутреннего сгорания, содержащий минеральное масло-разбавитель, высокощелочной сульфонат кальция, высокощелочной фенат кальция и полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка в массовом соотношении, обеспечивающем атомное отношение азота к цинку не более 1, предпочтительно 0,2 - 0,6, при следующем соотношении присадок в пакете, мас.%:
высокощелочной сульфонат кальция - 10 - 22
высокощелочной фенат кальция - 20 - 33
полиалкенилсукцинимид - 17 - 30
диалкилдитиофосфат цинка - 15 - 30
минеральное масло-разбавитель - остальное
Пакет присадок согласно изобретению дополнительно содержит беззольный фенольный антиоксидант в количестве не более 10 мас.%.

Способ приготовления пакета присадок "ЛУКОЙЛ" согласно изобретению предусматривает смешение минерального масла-разбавителя с присадками различного типа, в качестве которых используют высокощелочной сульфонат кальция, высокощелочной фенат кальция, полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка в массовом соотношении, указанном выше в пакете присадок, и вначале в масло-разбавитель при температуре 40 - 75^oC и перемешивании вводят высокощелочной сульфонат кальция и высокощелочной фенат кальция, затем последовательно - полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка, смесь перемешивают при 40 - 75^oC в течение 0,5 - 1 часа, в последующим, при необходимости, добавляют беззольной фенольный антиоксидант в количестве не более 10 мас.% и получают пакет присадок согласно изобретению.

Проведенные исследования показали, что эксплуатационные свойства масел, получаемых с использованием пакета присадок, зависят не только от качества базового масла и набора присадок в пакете, но и от способа его получения, в частности последовательности внесения и соотношения присадок в пакете. Это связано с наличием синергизма или антагонизма между отдельными присадками, входящими в пакет присадок. Так, полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка, входящие в состав пакета присадок, обладают ярко выраженной склонностью к взаимодействию. В результате взаимодействия этих присадок наблюдается синергетический эффект, проявляющийся во взаимном усилении функции каждой из присадок, и продукт взаимодействия характеризуется функциональными свойствами, в частности солюбилизирующей и антиокислительной эффективностью, превосходящими сумму показателей для каждой из присадок в отдельности. Для обеспечения синергизма полиалкенилсукцинимида и диалкилдитиофосфата цинка необходимо соблюдать определенный порядок введения присадок при приготовлении пакета присадок. Первоначально в масло-разбавитель последовательно вводят высокощелочной сульфонат кальция и высокощелочной фенат кальция, а затем последовательно полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка. Такая последовательность введения присадок позволяет избежать их конкуренции, так как фенат и, особенно, сульфонат также могут вступать во взаимодействие с диалкилдитиофосфатом цинка, однако при этом не наблюдается такой эффект, как в результате взаимодействия сукцинимида и диалкилдитиофосфата цинка.

Эффективность продуктов взаимодействия полиалкенилсукцинимида и диалкилдитиофосфата цинка в большой степени зависит от их соотношения в смеси (оценивается атомным отношением азота к цинку), которое не должно превышать 1,0, предпочтительнее, чтобы величина этого отношения находилась в пределах 0,2-0,6.

Влияние отношения азота и цинка в пакете присадок на солюбилизирующую способность и антиокислительные свойства масел приведены в табл. 1 и 2.

О формировании в пакете присадок при его приготовлении синергетической смеси свидетельствует также тот факт, что при последовательном внесении отдельных присадок в базовое масло в концентрации, соответствующей их концентрации в пакете, образуются неустойчивые при хранении растворы: первоначально опалесцирующие растворы присадок в масле через 10 суток хранения дают осадки, что недопустимо для товарной продукции. В то же время, при внесении в базовое масло заранее приготовленного пакета присадок полученное масло прозрачно и сохраняется в таком виде неопределенно долго.

Присадки, входящие в пакет присадок согласно изобретению, имеют следующие характеристики.

Высокощелочной сульфонат кальция (отечественный или импортный продукт фирм "Лубризол", "Шеврон", "Миксойл" и других, марок LZ 58, MX 3245, Paranox 26 и др.) представляет собой кальциевую соль алкилбензолсульфокислот, имеет щелочность 280-320 мг КОН/г, содержит кальция 11,0-13,0 мас.%, активного вещества 25-30 мас.%.

Высокощелочной фенат кальция (отечественный или импортный продукт фирм "Шеврон", "Адибис", "Лубризол" и других, марок Oloa 219, ADX 402 и др.) представляет собой кальциевую соль осерненного алкилфенола, имеет щелочность 240-260 мг КОН/г, содержание кальция 9,0-9,5 мас.%, активного вещества 40-50 мас.%.

Полиалкенилсукцинимид (отечественный или импортный продукт фирм "Шеврон", "Лубризол, "Адибис" и других, марок Oloa 1200, LZ 894, C-5A и др.) имеет щелочность более 40 мг КОН/г, содержание азота 2,0-2,5 мас.%.

Диалкил (C₄-C₈)дитиофосфат цинка (отечественный или импортный продукт фирм "Шеврон", "Лубризол" и других, марок ДФ-11, Oloa 267, LZ 1395 и др.) с содержанием цинка 5,0-5,5 мас.%.

Беззольный антиоксидант фенольного типа (отечественный или импортный продукт фирм "Этил", "Сиба" и других, марок НГ-2246, Ethyl 702, Irganox L135 и др.).

Ниже следующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение.

Пример 1. В смеситель загружают расчетное количество масла-разбавителя, нагревают до температуры 60^oC и последовательно при перемешивании загружают расчетные количества высокощелочного сульфоната кальция и высокощелочного фената кальция, перемешивание продолжают в течение 1 час. Затем при перемешивании при той же температуре подают полиалкенилсукцинимид, перемешивают в течение 1 час и затем подают диалкилдитиофосфат цинка. Смесь перемешивают в течение 1 час. В полученную смесь вводят, при необходимости, беззольный фенольный антиоксидант. Полученную смесь перемешивают при температуре 60^oC в течение 0,5 час. Получают пакет присадок.

Состав двух пакетов присадок и их свойства приведены в табл. 3 и 4.

Полученные пакеты присадок "ЛУКОЙЛ 8141" и "ЛУКОЙЛ 8141А" использованы для приготовления моторных масел М10Г₂к и М10ДМ, характеристика которых приведена в табл. 5. В табл. 6 приведены сравнительные данные по свойствам масел, приготовленных с пакетом "ЛУКОЙЛ", и товарных масел двух заводов, содержащих импортные пакеты присадок компаний "Лубризол" и "Шелл". Из табл. 6 видно, что при использовании пакета присадок "ЛУКОЙЛ" и импортных пакетов достигается практически одинаковый уровень свойств.

Масла, полученные с использованием пакетов присадок "ЛУКОЙЛ", были испытаны различными методами моторных испытаний для оценки их антиокислительных и моющих свойств. Как видно из табл. 7, 8 и 9, масла М10Г₂к и М10ДМ с пакетами присадок "ЛУКОЙЛ" обладают преимуществами по сравнению с товарными маслами, содержащими пакеты присадок компаний "Лубризол", "Шелл" и "Шеврон".

Представленные в таблицах результаты испытания пакетов присадок "ЛУКОЙЛ", содержащих присадки в заявленном соотношении, свидетельствуют о высокой термоокислительной стабильности и максимальном запасе моющих свойств моторных масел для дизельных двигателей внутреннего сгорания, полученных с использованием заявленных пакетов присадок. Использование пакета присадок "ЛУКОЙЛ" к моторным маслам позволит увеличить срок смены масла, величину межремонтного пробега и службы дизельных двигателей.

Использование: в области нефтепереработки для производства моторных масел для автотракторной техники групп Г₂ и Д или СС и СD по классификации API. Пакет присадок содержит, мас.%: высокощелочной сульфонат кальция 10-22, высокощелочной фенат кальция 20-33, полиалкенилсукцинимид 17-30, диалкилдитиофосфат цинка 15-30, минеральное масло-разбавитель - остальное, причем полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка в массовом соотношении, обеспечивающем атомное отношение азота к цинку не более 1, предпочтительно 0,2-0,6. Пакет присадок дополнительно может содержать беззольный фенольный антиоксидант в количестве не более 10 мас.%. Пакет присадок готовят путем последовательного введения в масло-разбавитель при 40-75°С и перемешивании высокощелочного сульфоната кальция и высокощелочного фената кальция, полиалкенилсукцинимида и диалкилдитиофосфата цинка с последующим, при необходимости, добавлением беззольного фенольного антиоксиданта в количестве не более 10 мас. %. Использование пакета присадок "ЛУКОЙЛ" обеспечивает повышение эксплуатационных свойств моторных масел. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 9 табл.

1. Пакет присадок к моторным маслам для дизельных двигателей внутреннего сгорания, содержащий минеральное масло-разбавитель и включающий сульфонат кальция, высокощелочной фенат кальция, полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка, отличающийся тем, что в качестве сульфоната кальция пакет присадок содержит высокощелочной сульфонат кальция и полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка в массовом соотношении, обеспечивающем атомное отношение азота к цинку не более 1, предпочтительно 0,2 - 0,6, при следующем соотношении присадок в пакете, мас.%:
Высокощелочной сульфонат кальция - 10 - 22
Высокощелочной фенат кальция - 20 - 33
Полиалкенилсукцинимид - 17 - 30
Диалкилдитиофосфат цинка - 15 - 30
Минеральное масло-разбавитель - Остальное
2. Пакет присадок по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит беззольный фенольный антиоксидант в количестве не более 10 мас.%. 3. Способ приготовления пакета присадок к моторным маслам для дизельных двигателей внутреннего сгорания путем смешения минерального масла-разбавителя с присадками различного типа при нагревании и перемешивании, отличающийся тем, что в качестве присадок используют высокощелочной сульфонат кальция, высокощелочной фенат кальция, полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка в массовом соотношении согласно п.1 и при приготовлении пакета присадок вначале в масло-разбавитель при 40 - 75^oC и перемешивании вводят высокощелочной сульфонат кальция и высокощелочной фенат кальция, а затем последовательно - полиалкенилсукцинимид и диалкилдитиофосфат цинка, смесь перемешивают при 40 - 75^oC в течение 0,5 - 1 ч, в последующем, при необходимости, добавляют беззольный фенольный антиоксидант в количестве не более 10 мас.% и получают пакет присадок согласно любому из пп.1 и 2.