Способ улучшения смазочных свойств нефтепродуктов Советский патент 1984 года по МПК C10G31/06 

Изобретение относится к получению и использованию нефтепродуктов а именно горюче-смазочных материалов (ГСМ) в машиностроении. Извэстны способы улучшения качес ва горюче-смазочных материалов путем удаления растворенного кислорода инертными газами ГЛ Однако снижение только концентрации растворенного кислорода не дает полного эффекта улучшения качества ГСМ, поскольку могут, например, ухудшаться смазочные свойства Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ улучшения смазочных свойств нефтепродук тов, закпючаийцийся в термической об работке нефтепродукта до температуры 10-20 С, превмвающей температуру начала активного взаимодействия кислорода с нефтепродуктом, и охлаж дении в отсутствие контакта с возд хом. Согласно известному способу улзгчшение достигается путем снижен концентращга растворенного кислород нагреванием до теютературы на 1020°С вьше начала активного взаимодействия растворенного кислорода с нефтепродуктом. этого нефтепродукт нагревают и охлаждают, например, в трубе при его перекачке в отсутствие контакта с воздухом и используют в этом же состоянии 2J , Недостатком известного способа термообработки нефтепродуктов явля ется то, что не учитывается наличие оптимальной на1альной концентрации растворенного в них кислоро которая способствует наибольшему улучшению адсорбционных свойств и тем самым смазочных свойств нефт продуктов. Кроме того, использование ГСМ, обработанного известным способом с последуияцим контактом с воздзгхом, ухудшает смазочные свойства из-за растворения кислоро да, что ограничивает применение способа для масляных и гидравлических систем открытого исполнения . Цель изобретения - повышение эффективности способа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу улучшения смазочных свойств нефтепродуктов путем термообработки их и охлаящения в отсутствии контакта с воздухом, нефтепродукты предварительно обрабатывают инертным газом до получения оптимально низкой начальной концентрации растворенного кислорода, соответствующей наибольшему уменьшению работы выхода электрона, и термообработку проводят при температуре начала активного взаимодействия кислорода с нефтепродуктами. Способ осуществляют следующим образом. Вначале для заданного нефтепродукта определяют критическую температуру. Далее обрабатывают нефтепродукт до критической температуры при различных начальных концентрациях растворенного кислорода, являющихся ниже равновесной. Определяют адсорбционные, свойства обработанных проб и выбирают ту начальную концентрацию, при которой обработанная проба наибольше уменьшает работу выхода электрона РВЭ адсорбировавшей стальной пластины. Дальнейшую обработку производят при оптимальной начальной концентрации растворенного кислорода. Пример. Проверку эффективности способа проводят в лабораторных условиях окисления масла (смесь цетана 60 мас.% с маслом С-220 40 мас.% в герметичном стальном реакторе. Скорость нагрева масла составляет 5 град/мин, а отбором пробы установлена критическая температура (150 С) по резкому снижению концентрации растворенного кислорода. Различные начальные концентрации растворенного кислорода в реакторе получены барботированием масла воздухом и инертным газом (азотом). Далее запускают реактор и нагревают масло до 150 С в течение 3 ч, затем охлаждают до комнатной температуры. После этого определяют адсорбционные и смазочные (износные) характеристики окисленных масел. Стальной реактор, состоящий из статора и вращающегося ротора крыльчатки, нагревают с помощью терморегулятора ЭПВ-2-11А. Количество растворенных газов определяют отбором пробы масла объемом 1 см из реактора с помощью хроматографа ЛХМ-8МД со специальным устройством з. Адсорбционные свойства проб ма сел определяют на установке контактной разности потенциалов меязд вибрирукнцей эталонной (золотой) пластиной и измеряемой (адсорбиро шей) стальной пластинами, которая пропорциональна РВЭ. Смазочные свойства определяют трибометре, пара трения которого состоит из трех симметрично распол женных в обойме шариков (обойма вращается) и неподвижного плоского диска. Мерой износа служит высота изношенного сферического сегмента. На чертеже приведены результаты экспериментов, показывающие изменения адсорбционных и смазочных (износных) характеристик окисленных масел соответственно, где положительное значение Л РВЭ указы вает на уменьшение РВЭ пластины, а отрицательное значение - на увеличение РВЭ относительно чистого исходного состояния пластицы; кривая 1 получена при адсорбции кислорода воздуха на чистую пластину (Ст.З); кривая 2 - при адсорбции чистого масла, кривые 3-7 - при адсорбции окисленного масла с начальной концентрацией растворенного кислорода соответственно 0,3; 0,5; 1,25; 0,1 и 4,75 об.%. Наибольшее уменьшение РВЭ получено при концентрации растворенного кислорода 0,3 об.%. Изменение РВЭ по сравнению с исходным чистым маслом при адсорбции 30 мин состав ляет 115 мэВ. Для выяснения влияния продуктов окисления на смазочные свойства в присутствии и в отсутствие растворенного кислорода (согласно извест ному способу смазочные свойства 924 определяют после окисления без контактирования с воздухом) узел трения трибометра продувают кислородом и аргоном с расходом газов 0,066«10 (4 л/мин). При этом частота вращения шпинделя трибометра составляет 500 мин,удельное давление на пятнах контакта шариков 1050 МПа, температура масла 20 С, шероховатость дисков Rg 0,25 мкм. продолжительность трения 30 Ш1н. Износ при оптимальной начальной концентрации растворенного кислорода 0,3 об.% при трении в среде кислорода составляет 1,45 мкм, тогда как в исходном масле износ составляет 9,64 мкм, т.е. смазочные свойства улучшены более чем в 6 раз, а согласно известному способу износ составляет 5,6 мкм, т.е. смазочные свойства по сравнению с исходным маслом улучшены в 2 раза. В пределах концентраций. О,t0,5 об.% смазочные свойства улучшены в 4-7 раз. При этом в концентрациях растворенного кислорода более 0,5 об.% наблюдается интенсивное старение масла, образуются смолистые вещества. Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа термообработки нефтепродуктов состоит в том, что он позволяет максимально получить кислородсодержащие поверхностно-активные вещества (при этсш ГСМ могут насыщаться ими в достаточном количестве) без Старения и снижения количества основных компонентов. Все это улучшает смазочные свойства ГСМ в 4-7 раз и дает возможность использовать их как в закрытых (при наличии некоторого количества растворенного кислорода), так и в открытых топливных, масля- . ных и гидравлических системах.

СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ СВОЙСТВ НЕФТЕПРОДУКТОВ путем термообработки их и охлаждения в отсутствии контакта с воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, нефтепродукты предварительно обрабатывают инертным газом до получения оптимально низкой начальной концентрации растворенного кислорода, соответствующей наибольшему уменьшению работы выхода электрона,и термообработку проводят при температуре начала активного взаимодействия кислорода с нефтепродзтстами.