ПРИСАДКА К ДИЗЕЛЬНЫМ МАСЛАМ И ДИЗЕЛЬНОЕ МАСЛО, ЕЕ СОДЕРЖАЩЕЕ Российский патент 2001 года по МПК C10M159/20 C10M159/20 C10M137/10 C10M135/10 C10M135/30 C10N40/25 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу присадки к дизельным маслам и дизельному маслу (судовому, тепловозному), содержащему эту присадку.

Известно, что смазочные масла для дизельных двигателей содержат в своем составе наряду с присадками, улучшающими вязкостно-температурные и противоизностные свойства, детергентные присадки, осуществляющие моюще-диспергирующее действие и предохраняющие от образования в присутствии воды геля и осадков, препятствующих подаче масла.

Известно смазочное масло для дизелей, работающих на сернистом топливе, на основе нефтяного масла, содержащее 0,1 - 10 мас.% детергентной присадки, в качестве которой можно использовать присадки типа: соли щелочного и щелочно-земельного металлов алкилфенолов с 1-3 алкильными группами, лучше C₅-C₂₀, а также алкилфенолы, содержащие серу и фосфор; нефтяные сульфонаты и синтетические алкиларилсульфоновые кислоты с 10-33 атомами углерода; продукты взаимодействия пятисернистого фосфора с олефинами и полиолефинами.

(Патент Великобритании N 1004057, C 5 F, 1965 г.)
Однако известное масло обладает недостаточной влагостойкостью.

Известно моторное масло для морских дизелей на основе нефтяного масла, содержащее присадки, мас. %: 1-5 высокощелочного алкилфенолята кальция или осерненного алкилфенолята кальция; 0,1-1 дитиофосфата цинка (алкильные или оксиалкильные радикалы C₃-C₁₂); 0,05-1 этоксилированного C₄-C₂₀ алкилфенола; 0,2-5 производного N-алкилглицина.

(Патент США N 4358386, C 10 M 1/48, 1982 г.)
Использование в составе масла дорогостоящих компонентов ограничивает сырьевые ресурсы для выпуска дизельных масел.

Известно также смазочное масло для дизельных двигателей (судовых, стационарных) на нефтяной или синтетической основе, содержащее беззольный дисперсант и один или более детергент, выбранный из группы сульфонатов щелочных и щелочно-земельных металлов, фенолятов, салицилатов, а также присадку для защиты серебра.

(Патент США N 4948523, C 10 M 105/22, 1990 г.)
Недостатком этого масла являются не очень высокие противоизносные и противозадирные свойства.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является смазочная композиция на основе минерального масла, содержащая 4-10 мас.% комплексной присадки, включающей, в мас.%:
Сульфонат кальция - 30-45
Осерненный фенолят кальция - 32-50
Осерненный алкил(C₉-C₁₂) фенол - 6-10
Цинковая соль эфиров дитиофосфорной кислоты - до 100
(Патент РФ N 2075504, C 10 M 135/30, 1997 г.)
Однако комплексная присадка не обеспечивает требуемой гидролитической стабильности и смазочная композиция, содержащая эту присадку, характеризуется низкой влагостойкостью, оцениваемой по показателям вымываемости и эмульгируемости.

Задачей настоящего изобретения является разработка присадки, которая обеспечивает дизельному маслу гидролитическую стабильность, а кроме того, расширение ассортимента масел для дизельных двигателей (судовых и тепловозных) и снижение их стоимости.

Для решения поставленной задачи предлагается присадкак дизельным маслам, содержащая, мас.%:
Сульфонат кальция - 19-44
Цинковая соль эфиров дитиофосфорной кислоты - 13-25
Алкилсалицилат кальция, имеющий щелочное число 140-300 мг КОН/г - 3,5-15
Осерненный (C₉-C₁₂) фенолят кальция - До 100
Предлагается также дизельное масло на минеральной основе, содержащее вышеуказанную присадку в количестве 5-12 мас.%.

Отличием заявляемого технического решения является дополнительное содержание в составе присадки алкилсалицилата кальция, имеющего щелочное число 140-300 мг КОН/г, а также соотношение компонентов.

Указанные отличия позволяют получить присадку, обеспечивающую дизельному маслу требуемую гидролитическую стабильность и эффективные моюще-диспергирующие и смазочные свойства при концентрации присадки в масле 5-12 мас.%.

Использование присадки расширит ассортимент масел для дизельных двигателей при одновременном снижении их себестоимости.

Предлагаемую присадку готовят путем смешения входящих в ее состав компонентов при температуре 70-80^oC и постоянном перемешивании в течение 0,5 ч.

Для приготовления образца присадки были использованы следующие компоненты.

Осерненный фенолят кальция получают путем взаимодействия алкил (C₉-C₁₂) фенола, элементарной серы, вицинального гликоля и оксида (гидроксида) кальция с последующей обработкой полученного продукта диоксидом углерода, продукт имеет: щелочность 140-250 мг КОН/г, содержит 3-5 мас.% серы.

Алкилсалицилат кальция получают алкилированием фенола альфа-олефинами (C₁₄-C₁₈), нейтрализацией алкилфенола гидроокисью натрия, карбоксилированием полученного алкилфенолята натрия, разложением полученного в результате карбоксилирования алкилсалицилата натрия соляной кислотой с целью получения алкилсалициловых кислот, карбонатацией алкилсалициловых кислот диоксидом углерода в присутствии промотора и избыточного количества гидроокиси кальция, полученный продукт имеет щелочное число 140-300 мг КОН/г.

Сульфонат кальция представляет собой кальциевую соль нефтяных сульфокислот или сульфокислот алкил (C₈-C₁₈) бензолов или толуолов, полученную нейтрализацией сульфокислот гидратом окиси кальция и последующей карбонатацией в присутствии метанола в качестве промотора, продукт имеет щелочное число 120-300 мг КОН/г.

Цинковая соль эфиров дитиофосфорной кислоты может быть представлена ди(алкилфенил)дитиофосфатом цинка (ТУ 38101680-77), с содержанием цинка не менее 2,3 мас.%, фосфора - не менее 2,3 мас.%, а также диалкилдитиофосфатом цинка, например присадкой ДФ-11 (ТУ 38.5901254-90) с содержанием цинка не менее 4,7 мас. % и фосфора - не менее 4,4 мас.%; присадкой ЦД-7 (ТУ 0257-010-11246224-98) с содержанием цинка не менее 10,5 мас.% и фосфора - не менее 10,0 мас.%.

Вышеуказанным способом был приготовлен образец присадки следующего состава, мас.%:
Сульфонат кальция со щелочным числом 122 мг КОН/г - 38,0
Ди(алкилфенил)дитиофосфат цинка - 25,0
Алкилсалицилат кальция со щелочным числом 140 мг КОН/г - 6,6
Осерненный Алкил(C₉-C₁₂)фенолят кальция - до 100
Приготовленный образец был испытан в количестве 7,6 мас.% в дизельном масле типа М-10Г2ЦС на основе смеси дистиллатных и остаточных компонентов. Результаты испытаний приведены ниже:
Вымываемость присадки водой:
- Снижение щелочного числа, %
норма - не более 10
фактически - 7,6
- Снижение зольности, %
норма - не более 10
фактически - 7,2
Эмульгируемость с водой, см²
норма - не более 0,3
фактически - 0,05
Запас моюще-диспергирующих свойств, % - 34,5
Термическая стабильность, усл.ед. - 0,05
Приведенные данные подтверждают, что предлагаемая присадка обеспечивает дизельному маслу улучшенную гидролитическую стабильность, а также улучшенные моюще-диспергирующие свойства (34,5% против 27-32% по прототипу) при сохранении требуемой термической стабильности.

Использование: в нефтепереработке и нефтехимии, конкретно в получении составов присадки для дизельных масел и масла для дизельных двигателей (судовых, тепловозных), содержащих эту присадку. Сущность: присадка содержит, мас. %: сульфонат кальция 19 - 44, цинковая соль эфиров дитиофосфорной кислоты 13 - 25, алкилсалицилат кальция, имеющий щелочное число 140 - 300 мг КОН/г, 3,5 - 15, осерненный алкил (C₉-C₂) фенолят кальция - до 100. Дизельное масло на минеральной основе содержит 5 - 12 мас.% присадки вышеуказанного состава. Технический результат - повышение гидролитической и термической стабильности и моюще-диспергирующих свойств. 2 с.п. ф-лы.

1. Присадка к дизельным маслам, содержащая осерненный алкил(С9-С12)фенолят кальция, сульфонат кальция, цинковую соль эфиров дитиофосфорной кислоты, отличающаяся тем, что дополнительно содержит алкилсалицилат кальция, имеющий щелочное число 140-300 мг КОН/г, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сульфонат кальция - 19-44
Цинковая соль эфиров дитиофосфорной кислоты - 13-25
Алкилсалицилат кальция, имеющий щелочное число 140-300 мг КОН/г - 3,5-15
Осерненный алкил (С9-С12)фенолят кальция - До 100
2. Дизельное масло на основе минерального масла, содержащее присадку, отличающееся тем, что содержит присадку по п.1 в количестве 5-12 мас.%.