CC BY
21
УДК 665.5
Хужакулов А. Ф. преподаватель Кобилов А. Б. студент
Бухарский инженерно-технологический институт
Республика Узбекистан, г. Бухара ИССЛЕДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ОЧИСТКИ НЕФТЯНЫХ МАСЕЛ ОТ НЕЖЕЛАТЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ
Аннотация: Приводится адсорбционный метод очистки турбинного масла Тп-30 от нежелательных компонентов при помощи промышленного сорбента КСК
Ключевые слова: масло, смазочный материал, температура, парафин, вредные примеси
Xujakulov A.F., teacher Kobilov A.B., student Bukhara engineering-technological institute
Uzbekistan, Bukhara
RESEARCH AND METHODS OF CLEANING PETROLEUM OILS FROM UNDESIRABLE COMPONENTS
Abstract: It is resulted adsorption a method of clearing of turbine oil Тp-30 from undesirable components by means of industrial sorbent КСК
Keywords: oil, lubricant, temperature, paraffin, harmful impurities
Нефтяные масла являются основным видом смазочных материалов, предназначенных для снижения трения и износа трущихся поверхностей, предотвращения их задира. Они давно и широко используются в различных областях техники, и от правильного применения масел во многом зависят надёжность и долговечность работы машин, механизмов и разнообразного оборудования. Рост быстроходности машин, повышение рабочих температур, контактных нагрузок и продолжительности эксплуатации оборудования существенно изменили роль и повысили требования к смазочным материалом. Возрастающее значение нефтяных масел для надёжной эксплуатации техники вызвало необходимость более глубокого изучения их природы и свойств, выявления оптимальных условий их производства и применения.
Сырьем для производства смазочных масел служат нефтяные фракции, выкипающие выше 350о С. В этих фракциях концентрируются высокомолекулярные соединения нефти, представляющие собой сложные многокомпонентные смеси углеводородов различных групп и их гетеропроизводных, в молекулах которых содержатся атомы кислорода, серы, азота и некоторых металлов (никеля, ванадия и др.).Компоненты масляных фракций обладают различными свойствами, и содержание их в
готовых маслах может быть полезным и необходимым, или вредным и нежелательным. Поэтому наиболее распространённым путём переработки масляных фракций для получения масел является удаление из них «нежелательных» компонентов при максимально возможном сохранении «желательных», способных обеспечить готовым продуктам необходимые физико-химические и эксплуатационные свойства.
Производство масел включает следующие операции: А) Получение нескольких дистиллятных масляных фракций: 300-400 0С, 400-450 0С, гудрона фракции выше 500 0С; Б) Очистку фракций от нежелательных компонентов и депарафинизацию, деасфальтизацию гудрона с применением избирательных растворителей. В) Гидроочистку компонентов; Г) Смешение доочищенных компонентов в различных соотношениях друг с другом и присадками.
Дистиллятные фракции подвергаются очистке селективными растворителями (фенолом), депарафинизации (раствором метилэтилкетона, бензола - толуола), гидроочистке на катализаторах. Остаточные базовые компоненты получают двумя способами: деасфальтизацией гудрона пропаном с последующей селективной очисткой фенолом (вариант 1) или очисткой гудрона парными растворителями (вариант 2). Остаточный рафинат затем подвергается депарафинизации и доочистке.
Вязкость и вязкостно-температурные свойства масел зависят от их фракционного и химического состава. С повышением температуры вязкость масел уменьшается. Содержащиеся в масле углеводороды по разному влияют на вязкость и её изменение с температурой. Парафиновые углеводороды характеризуются наименьшей вязкостью. С разветвлением углеводороды характеризуются наименьшей вязкостью. С разветвлением цепи их вязкость возрастает, вязкостно-температурные свойства ухудшаются. Циклические углеводороды (нафтеновые и ароматические) значительно более вязкие, чем парафиновые. При одинаковой структуре, вязкость нафтеновых углеводородов выше, чем ароматических. В общем случае, чем больше колец в структуре молекуле, и чем разветвленные боковые цепи, тем выше вязкость. Наибольшую вязкость имеют смолисто-асфальтеновые вещества.
Важнейшей характеристикой масел является изменение их вязкости с температурой - индекс вязкости (ИВ) или вязкостно-температурная характеристика, показателем который является коэффициент вязкости (отношение У50/У100). Чем более полога температурная кривая вязкости (меньше коэффициент вязкости), тем выше значение ИВ и более качественно масло (современные масла должны иметь индекс вязкости не менее 90). Вязкостно-температурная характеристика масла зависит от типа и строения углеводородов, входящих в его состав. Наиболее пологую вязкостно-температурную кривую и , следовательно, наибольший ИВ имеют парафиновые углеводороды. ИВ изо парафиновых углеводородов меньше, чем нормальных. Для циклических углеводородов характерно улучшение
вязкостно-температурных свойств с уменьшением цикличности молекул и увеличением длины боковых цепей.
Классификация и характеристика масел различного назначения. Работа смазочного масла в узле трения в значительной степени зависит от условий эксплуатации (температуры, нагрузки, скорости перемещения, состава окружающей среды и т.п.) и характера работы механизма или машины (постоянных или переменных внешних воздействий, остановок и т.п.). Наибольшее значение имеют: конструктивные особенности узла трения (тип, размер, характер движения трущихся поверхностей и т.п.); система смазки и материалы с которыми масло контактирует в процессе работы: условия эксплуатации узла трения, сроки смены масла.
Существует три общепринятых классификации нефтяных масел: по составу, по способу производства (или способу очистки) и по назначению.
По своему происхождению смазочные материалы разделяются на растительные, животные и минеральные.
Объектом исследования служило отработанное турбинное масло Тп -30. Для его очистки от нежелательных компонентов выбрали силикагель КСК, т.к. промышленный силикагель (табл. 1.) имеет боле низкую емкость, то его активировали по специальной методике.
Таблица 1
Техническая характеристика силикагелей, применяемых при _хромотографии_
№ п/п Марка силикагел ей Насыпной вес с утряской в г/см3 Структура Влагоемкость в вес % при относительной влажности воздуха Примеч ание
поверхность, м2/г истинный уд.вес, г/см3 кажущийся уд.вес, г/см3 объем пор.см3/г. средний радиус пор А пористость, % 20 40 60 100
1. КСК № 2 0,39 338 2,240 0,011 1,19 70 72,7 2,5 4,6 7,8 119 Прокал енная
2. КСК № 2,5 0,46 376 2,244 0,706 0,974 51,6 67,4 2,2 4,6 8,7 97,9 Прокал енная
3. КСК № 3 0,50 522 2,236 0,729 0,925 35,4 67,4 2,9 5,7 13,5 87,1 Прокал енная
4. КСК № 4 0,58 650 2,235 0,831 0,760 23,4 62,8 2,4 7,4 20,1 70,4 -
5. КСК № 5 0,66 715 2,250 0,980 0,575 16,1 56,4 4,4 15,5 34,9 56,8 Прокал енная
6. КСК № 6 п 0,87 527 2,255 1,353 0,296 11,2 40 5,7 15,2 24,7 26,9 Прокал енная
7. КСМ - 16 с. 0,87 624 2,179 1,218 0,362 11,6 44,1 11,3 20,5 33,1 34,8 сухие фракц. 2,5-0,5
Очистку отработанного турбинного масла проводили в стеклянной хроматографической колонке высотой 1 м, диаметром 1,5 см. Загрузили в
колонку 100 г. высушенного при 160 - 180оС силикагеля КСК фр. (0,25 - 0,5 мм), залил масло (100 мл.) и после полного насыщения сорбента, открыли кран и собрали вытекающее самотеком масло (контроль по показателю преломления) до чистого турбинного масла. Его оказалось 12,5 мл оставшееся масло по качествам соответствовало отработанному маслу. Результаты очистки приведены в таблице 2.
Таблица 2
Физико-химическая характеристика исходного и отработанного _минерального масла Тп-30_
№ Показатели Турбинное масло
п/п Исходное Отработанное
1. Цвет желтый светло-коричневый
2. Прозрачность при 0оС прозрачное мутное
3. Содержание влаги, % масс. отс. 10,0
4. Механические примеси, % масс. 0,005 0,1
5. Плотность при 20оС, г/см3. 0,8658 0,9253
6. Индекс вязкости 90 70
7. Коррозия на медных пластинках выдерживает не выдерживает
8. Температура вспышки в закрытом 192 195
тигле
9. Кислотное число, мг КОН/г 0,1 0,4
10. Вязкость при 50оС, сСт 23,30 30,30
11. 20 .-Т /П Показатель преломления ( Д ) 1,4820 1,4850
С использованием комплекса современных физико -химических методов исследования с сочетании с классическими методами согласно ГОСТу. Охарактеризовано турбинное масло - исходное из местных новых нефтей и отработанное масло. Показано, что очищенное масло с помощью активированного силикагеля отвечает требованиям ГОСТа.
Проведенные исследования по очистке отработанного масла показали возможность дегенерации отработанного нефтяного масла с помощью адсорбента. Проведённый сравнительный анализ исходного и очищенного адсорбционным методом показал, что очищенное масло практически по всем физико-химическим параметрам не уступает исходному.
Использованные источники:
1. Черножуков Н.И. технология переработки нефти и газа. М. Химия. 1978, 424 с.
2. Уильям Леффлер. Переработка нефти. М. ЗАО Олимп - бизнес, М., 2003, 224 с.
3. Глазов Г.И., Фукс И.Т. Производство нефтяных масел. М., Химия, 1976, 192 с.
