ТУРБИННОЕ МАСЛО Российский патент 2018 года по МПК C10M129/10 C10M129/76 C10M141/12 C10M133/44 C10M145/24 C10N40/12 

Изобретение относится к составам турбинных масел, применяемых в маслосистемах для смазки газовых, паровых, гидротурбин, турбокомпрессоров, в качестве гидравлической жидкости.

Известно турбинное масло следующего состава, мас.%: 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - 0,2-1,0, кислый эфир пентадецилянтарной кислоты - 0,01-0,1, 1-(диэтиаминометил)бензотриазол - 0,01-0,2, минеральное масло - до 100. Масло может содержать азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена в количестве 0,01-0,05 мас. % (RU №2058376, 1996).

Известно турбинное масло следующего состава, мас.%: кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,01-0,03, 1-(диэтиламинометил)бензотриазол - 0,01-0,1, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - до 1,0, 3,3',5,5'-тетра-трет-бутил-4,4'-диоксидифенилметан - 0,1-2,0, минеральное масло - до 100 (RU №2144943, 2000).

Масло может содержать деэмульгирующую присадку Дипроксамин-157 - азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена в количестве 0,01-0,07 мас. %, а для улучшения антипенных свойств в условиях эксплуатации может содержать полиметилсилоксан (ПМС-200А) в количестве 0,003-0,005 мас. %.

Недостатки вышеописанных масел заключаются в невысокой стабильности против окисления и неудовлетворительных деэмульгирующих свойствах.

Наиболее близким к предложенному маслу (его прототипом) является турбинное масло (Пат. №2458109, 2010) следующего состава, мас.%: 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - до 1,0, кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,01-0,03, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена - 0,01-0,07, алкилтолуолалкиламинотриазол - 0,01-0,05, 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат - 0,1-0,5, эфир диалкилдитиофосфат - 0,01-0,05, нефтяное масло с кинематической вязкостью при 50°C - 20-23 мм²/с - до 100. Однако оно обладает недостаточно высокими антиокислительными свойствами.

Задачей изобретения заключается в повышении антиокислительных свойств турбинного масла.

Поставленная задача достигается тем, что турбинное масло на основе нефтяного масла с кинематической вязкостью 20-23 мм²/с при 50°C, содержащего 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, кислый эфир алкенилянтарной кислоты, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена, алкилтолуолалкиламинотриазол, 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат, согласно изобретению дополнительно содержит продукт конденсации олеиновой кислоты с диэтаноламином и борной кислотой, модифицированный гидроокисью калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол 0,48-0,60 кислый эфир алкенилянтарной кислот 0,01-0,03 азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена 0,01-0,07 алкилтолуолалкиламинотриазол 0,01, 0,02-0,03, 0,05 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилата 0,01, 0,03, 0,05 продукт конденсации олеиновой кислоты с диэтаноламином и борной кислотой, модифицированный гидроокисью калия 0,32-0,40 нефтяное масло с кинематической вязкостью при 50°C 20-23 мм²/с до 100

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении антиокислительных свойств турбинного масла.

Ниже приведена характеристика используемых присадок:

- 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (Агидол-1) - вырабатывается по ТУ 38.5901237-90, используется как антиоксидант в маслах, топливах и других продуктах. Температуры: плавления 69,5-70, кристаллизации 69°C;

- кислый эфир алкенилянтарной кислоты (антиржавейная присадка В-15/41) - вырабатывается по ТУ 6-14-866-86, используется в маслах. Представляет собой жидкость от светло-желтого до коричневого цвета с кислотным числом 180-205 мг КОН/г;

- азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена (Дипроксамин-157) - вырабатывается по ТУ 6-14-614-76, используется как деэмульгатор в маслах и нефтях. Содержание азота 0,50-0,55%, водородный показатель - не менее 10,5, содержание золы - 0,5%;

- алкилтолуолалкиламинотриазол (Irgamet 39) - деактиватор металла, вырабатывается фирмой BASF. Кинематическая вязкость при 40°C 70-90 мм²/с, n_d²⁰=1,503-1,513, плотность при 20°C 940-960 кг/м³;

- 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат (Irganox L 135) - высокомолекулярный антиоксидант алкилфенольного типа, вырабатывается фирмой BASF. Кинематическая вязкость при 40°C 95-150 мм²/с, кислотное число - менее 10 мг КОН/г, n_d²⁰=1,493-1,499, плотность при 20°C 950-990 кг/м³;

- синтез продукта конденсации олеиновой кислоты с диэтаноламином и борной кислотой, модифицированного гидроокисью калия, осуществляют в две стадии. На первой стадии получают промежуточный продукт (ТУ 2461-003-42408198-00) путем нагрева реакционной смеси, состоящей из олеиновой кислоты, диэтаноламина и борной кислоты (при мольном соотношении, например, 2:3:1 соответственно), до 200-220°C с перемешиванием до прекращения выделения Н₂О. Полученный промежуточный продукт модифицируют путем введения гидроксида натрия КОН в реакционную смесь при постоянном перемешивании при температуре 160-170°C (при содержании компонентов, например, 5 г КОН на 100 г продукта, полученного на первой стадии).

Описываемое масло готовят смешением при 20-40°C нефтяного масла с кинематической вязкость при 50°C 20-23 мм²/с, например индустриальное масло марки И-20А (ГОСТ 17479.4-87) с композицией присадок, взятой в указанных выше концентрациях. Образец турбинного масла - прототипа (Пат. №2458109, 2010 г.) готовился аналогично. Примеры композиций турбинного масел приведены в табл. 1.

Антиокислительные свойства турбинных масел определяли по ГОСТ 981 при температуре 150°C, времени воздействия 16 ч и расходе кислорода 3 дм³/ч по показателям: массовая доля осадка, мас.%, кислотное число, мг КОН/ г и по содержанию летучих кислот, мас.%.

Также оценку термоокислительной стабильности турбинных масел проводили на приборе ПАПОК-Р по СТО Газпром 2.2-4-134-2007. Окисление масел производили в стальных чашечках под воздействием кислорода воздуха при высокой температуре нагревательной пластины прибора и каталитическом действии стали, из которой изготовлены чашечки при температуре нагревательной пластины прибора 180°C в течение 6 ч. Оценку качества масел осуществляли:

- по структурному коэффициент β_τ, который вычисляли по формуле:

β_τ=Δν/X,

где Δν - относительный прирост кинематической вязкости, %; X - испаряемость масла за время окисления, %;

по фактору нестабильности, характеризующему изменение эксплуатационных свойств смазочного масла в процессе его окисления, определяемому по формуле:

F_n=β_τ⋅С_>С=0,

где F_n - фактор нестабильности, отн. ед.; β_τ - структурный коэффициент, отн. ед.; С_>C=0 - содержание продуктов окисления, образовавшихся в масле, отн. ед.

Испытание на стойкость к окислению проводили также во вращающейся камере высокого давления (RPVOT) по ASTM D2272. Образцы подвергались окислению в присутствии воды и при наличии медного катализатора в сосуде для окисления из нержавеющей стали при начальном давлении 0,63 МПа. Сосуд вращался со скоростью 100 об/мин при постоянной температуре 150°C. Время, необходимое для падения давления (0,175 МПа), являлось показателем окислительной стабильности турбинных масел.

Показатели турбинных масел, характеризующие их антиокислительные свойства, приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 следует, что заявляемое турбинное масло с кинематической вязкостью при 50°C 20-23 мм²/с по примерам 2-4 (таблица 1) превосходит по антиокислительным свойствам турбинное масло согласно прототипу (Пат. №2458109, 2010).

Применение турбинного масла по предлагаемой рецептуре позволит снизить расход турбинного масла и повысить сроки эксплуатации оборудования без дополнительного ремонта.

Использование: для смазки газовых, паровых гидротурбин и турбокомпрессоров в качестве гидравлической жидкости в системах регулирования этих агрегатов. Сущность: турбинное масло содержит, мас.%: кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,01-0,03; 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол- 0,48-0,60, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена - 0,01-0,07; алкилтолуолалкиламинотриазол – 0,01, 0,02-0,03, 0,05; 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат - 0,01, 0,03, 0,05; продукт конденсации олеиновой кислоты с диэтаноламином и борной кислотой, модифицированный гидроокисью калия, - 0,32-0,40 и нефтяное масло с кинематической вязкостью 20-23 мм²/с при 50°C - остальное до 100. Технический результат - повышение антиокислительных свойств турбинного масла и соответствующее снижение его потерь в условиях применения. 2 табл.

Турбинное масло на основе нефтяного масла с кинематической вязкостью 20-23 мм²/с при 50°С, содержащее 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, кислый эфир алкенилянтарной кислоты, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена, алкилтолуолалкиламинотриазол, 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат, отличающееся тем, что оно дополнительно включает продукт конденсации олеиновой кислоты с диэтаноламином и борной кислотой, модифицированный гидроокисью калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол 0,48-0,60 кислый эфир алкенилянтарной кислот 0,01-0,03 азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена 0,01-0,07 алкилтолуолалкиламинотриазол 0,01, 0,02-0,03, 0,05 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилата 0,01, 0,03, 0,05 продукт конденсации олеиновой кислоты с диэтаноламином и борной кислотой, модифицированный гидроокисью калия 0,32-0,40 нефтяное масло с кинематической вязкостью 20-23 мм²/с при 50°C до 100