Способ получения фрикционного смазочного материала Советский патент 1991 года по МПК C10M101/02 C10N40/04 

Изобретение относится к способам получения жидких фрикционных смазочных материалов.

Цель изобретения - утилизация отходов производства и повышение фрикционных свойств смазочного материала.

Изобретение предусматривает получение фрикционного смазочного материала путем двухступенчатого гидрирования фракции 320-450°С кубового остатка от ректификации - побочных продуктов полимеризации стирола на первой ступени при 300-350°С и давлении 20-24 МПа с использованием в качестве катализатора смеси, содержащей, мас.%:

МО5,7

МоОз 20.3

АЬОз 74,0

и на второй ступени при 280-300°С и давлении 24 МПа с использованием в качестве катализатора смеси, содержащей, мас.%:

N1021,4

МоОз 38,6v

40,0

Полученный гидрогенизат подвергают вакуумной дистилляции при 200-220°С и остаточном давлении 30-40 мм рт.ст.

Кубовый остаток ректификации низкотемпературных фракций мономеров и диме- ров стирола является отходом производства полистирола. Полистирол получают термической полимеризацией мономеров стирола в присутствии катализаторов, одним из которых является парфюмерное масло. Полученный продукт направляют в вакуумную камеру для дегазации полимера и отгонки

с о о сл

го ю

непрореагировавиего стирола и других примесей товарного стирола, не вошедших в со- став полимера, а также продуктов, образовавшихся в процессе полимеризации и дегазации. Это сырье посгупает в установку очистки непрореагировавшего стирола методом ректификации, где выделяют низкотемпературные фракции мономеров и димеров стирола и направляют их на полимеризацию (так называемый возвратный стирол).

Из кубового остатка ректификацией выделяют фракцию320-450°С.

Выделенная фракция характеризуется следующими параметрами:

Кинематическая вязкость, мм2/с,

при50°С11,41

Плотность, кг/м3929

Температура вспышки в Открытом тигле, °С150

Температура застывания,°С-26

Молекулярная масса261

Кислотное число, мг КОН/г масла 0,89 Йодное число, г 12/100 г масла 8,2 Фракция содержит, мас.,%: Димеры стирола34

Тримеры и олигомеры стирола 31 Парафино-нафтеновые углеводороды (парфюмерное масло) 28 Углеводороды неароматического характера6

Ароматические и карбоновые кислоты1

В процессе гидрирования фракции 320-450°С кубового остатка ректификации возвратного стирола установлено, что присутствие в сырье каталитических ядов (в данном случае карбоновых кислот) снижает стабильность используемых катапизаторов. Поэтому гидрирование проводят в две ступени, На первой ступени проводят процесс гидроочистки сырья от каталитических ядов, Выбор температуры и давления гидрирования на первой ступени осуществляют по критерию - процентное содержание карбоновых кислот в гидрогенизате (см. табл,1).

Основное гидрирование осуществляют на второй ступени. Выбор температуры и давления гидрирования на второй ступени проводят по критерию - выход полностью гидрированных димеров стирола (см. табл.2).

С уменьшением выбранных оптимальных температур и давления снижается процент полностью гидрированных димеров стирола, так как уменьшается кинетическая энергия взаимодействия молекул димеров стирола и водорода. Дальнейший же рост этих параметров приводит к крекингу продуктов гидрирования и следовательно к уменьшению выхода годного продукта.

0

5

5

0

5

0

5

0

5

0

С целью иллюстрации изобретения проводят гидрирование фракции 320-450°С кубового остатка ректификации возвратного стирола на опытной установке в реакторе объемом 200 см3.

Условия гидрирования и физико-химические характеристики полученных смазочных материалов представлены в табл.3.

Испытания фрикционных свойств смазочных материалов проводят методом роликовой аналогии на высокоскоростном роликовом стенде. В качестве пар трения применяют ролики диаметром 148 и 182 мм, выполненные из стали 20ХМВФ, Перед началом измерений проводят приработку роликов в течение 60 мин.

Определение коэффициентов трения смазочных материалов проводят при следующих условиях: удельная нагрузка 10- 20 кН/см; суммарная скорость качения 5-40 м/с; температура 100°С.

Результаты испытаний представлены в табл.4.

Из приведенных данных следует, что смазочный материал, полученный предлагаемым способом (ВТМ-1), превосходит по фрикционным свойствам смазочный материал, полученный по прототипу (Сантотрак 50). Кроме того, осуществление изобретения позволяет утилизировать кубовый остаток ректификации возвратного стирола vi за счет этого снизить затраты на получение смазочного материала.

Формула изобретения

Способ получения фрикционного смазочного материала путем гидрирования сырья, содержащего олигомеры стирола, при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора с последующей вакуумной дистилляцией полученного гид- рогенизата, отличающийся тем, что, с целью утилизации отходов производства и повышения фрикционных свойств, в качестве сырья используют фракцию 320-450°С кубового остатка от ректификации побочных продуктов полимеризации стирола и гидрирование проводят в две ступени: при температуре 300-350°С и давлении 20- 24 МПа с использованием в качестве катализатора смеси, содержащей, мас.%:

N105,7

МоОз 20,3

АЬОз 74,0

на первой ступени, и при 280-300°С и давлении 24 МПа с использованием в качестве катализатора смеси, содержащей, мас.%:

N10 21,4

МоОз 38,6

40,0 на второй ступени.,а в и и u a

Изобретение касается смазочных веществ, в частности получения фрикционного смазочного материала, что может быть использовано в нефтехимии. Цель - повышение фрикционных свойств и утилизации отходов производства. Для этого ведут гидрирование фракции 320 - 450°С кубового остатка от ректификации побочных продуктов полимеризации стирола в две ступени: 1) при 300 - 350°С и 20 - 24 МПа в присутствии катализатора, содержащего, мас.%: NIO 5,7

MOO₃ 20,3

AL₂O₃ 74

2) при 280 - 300°С и 24 МПа в присутствии катализатора, содержащего, мас.%

NIO 21,4

MOO₃ 38,6

AL₂O₃ 40. Затем полученный гидрогенизат подвергают вакуумной дистилляции. В этом случае полученный материал обеспечивает коэффициент трения при удельной нагрузке 10 - 20 кН/см, суммарной скорости качения 5 - 40 м/с и 100°С 0,092 - 0,107 против 0,083 - 0,105. 4 табл.

39

78

85

Таблиц а 2

57,5

57

56

93,2 92,0

91

85,9

Т a ft лиц s 3

Таблица i