Депресорні присадки до олив

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ПОЯСНЮВАЛЬНА  ЗАПИСКА

до курсового  проекту на тему:

Депресорні  присадки до олив 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗМІСТ

Вступ 3

1. Аналітичний огляд 8

Список літератури 21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВСТУП 

     Отримання низько застигаючих  високоякісних  змащувальних масел є вельме важливою проблемою, що вимагає раціонального рішення. Як найкращою сировиною для виробництва таких масел є  нафти парафінової основи,  що містять тверді вуглеводні в масляних фракціях. Проте значна частина цих вуглеводнів втрачається при глибокій депарафінізації, що приводить до погіршення експлуатаційних властивостей масел. Тому доцільним є застосування присадок-депрессорів, що знижують температуру застигання масел. Використання депрессорів дозволяє залучати до виробництва масел сировина різного походження, в деяких випадках навіть, без видалення парафінових вуглеводнів. Окрім того, проведення депарафінізації. у присутності депрессорів дозволяє збільшити   вихід товарних олив унаслідок підвищення швидкості фільтрувань. З освоєнням північних районів країни, де експлуатується різноманітна високопродуктивна і дорога техніка, проблема отримання низькозастигаючих олив стає ще актуальнішою для народного господарства.(1)

     В даний час в нафтопереробці здійснюються значні інвестиції в підвищення якісних характеристик базових масел, що випускаються, за рахунок впровадження процесів глибшої модифікації складу масел (каталітична ізомеризація парафінів, гідрування, глибоке очищення). У виробництві масел збільшується частка напівсинтетичних, синтетичних товарних масел, замінюються пакети вживаних присадок, розробляються нові марки масел. Це накладає додаткові вимоги до функціональних властивостей тих, що і депресорних присадок.(2)

     Практично всі базові компоненти мінеральних  масел з парафінистих нафт містять  невеликі кількості розчинених твердих  парафінів. У міру пониження температури оливи, деякі його парафінисті компоненти виділяються з розчину у вигляді найдрібніших кристалів, при цьому розчин затуманюється, що видно неозброєним оком. Ця температура називається точкою помутніння. При подальшій кристалізації парафінисті кристали утворюють пластинки і якщо температура впала достатньо низько, пластинки зростаються між собою з утворенням тривимірної структури, що знижує текучість оливи до нуля. Процес затвердіння парафіну також називають процесом гелеутворення. Найнижча температура, при якій масло ще залишається текучим, є температурою застигання.

     Оскільки  твердий парафін звичайно складає  тільки декілька відсотків від загального вмісту вуглеводнів в маслі, об'ємна структура твердого парафіну містить великі кількості захопленої рідкої фази, і в результаті така матриця буває досить крихкої. Оскільки її достатньо легко порушити шляхом струшування або перемішування, твердий парафін не є визначальним чинником, що впливає на холодний запуск двигуна. Проте у багатьох випадках його об'єм знаходиться в нерухомому стані в ємностях типу картера двигуна і в цих випадках структуроутворення значно впливає на текучість оливи.

     У минулому для підвищення текучості  оливи при низьких температурах часто використовували додавання в нього гасу. Проте це знижувало в'язкість оливи при високих температурах, але тут відбувалася певна самокоррекция, оскільки при підвищенні температури до її звичайного робочого рівня легкі фракції гасу випаровувалися. Були також і альтернативні варіанти, пов'язані з додаванням одного або декількох природних компонентів, виділених при перегонці нафти, такі як бітумні або смолянисті вуглеводні або мікрокристалічні тверді парафіни. Але такі матеріали не були достатньо ефективними.(3)

     Дослідження у області отримання  депрессорів, початі ще в 20-ті роки. У 1921 р. .вперше Л. Г. Гурвічем була відмічена здатність високомолекулярних смолянистих речовин знижувати температуру застигання масел, а з 1931 р. почалися широкі дослідження у напрямі синтезу і застосування депрессорів. Для цієї мети запропоновано досить значне число різних речовин, які при всій "їх різноманітності мають деякі схожі риси - наявність, полярних груп або ароматичних ядер і довгих аліфатичних ланцюгів, високу молекулярну масу (800-1000) і добру розчинність в мінеральних оливах. В якості  депрессорів досліджені алкіл-похідні нафталіну, алкілфеноли і поліалкилметакрілати. Так, присадки парафлоу і депрессатор АЗНІІ являє собою суміш моно- та діалкілнафталінів з переважанням діалкілнафталіна.(1)

     З'ясування структури природних депрессоров, що знижують температуру застигання вуглеводнів, а також самих парафінистих матеріалів, що визначають цю температуру, дало ключ до рішення проблеми зниження температури застигання оливи. У 1931 році синтетичним шляхом були одержані і упроваджені у виробництво алкілований нафталін, в якому алкільні групи містили лінійні парафінові структури. Ці розробки надихнули на вивчення як кандидати і інші парафінисті матеріали, верб 1937 року Ром (Копт) і Хаас (Нааз) запатентували перші полімерні депрессорниє присадки - поліалкилметакрілати (РМА). дія яких також визначалася присутністю парафінистих алкільних груп.

     Впродовж  ряду років як депрессорних присадки, що знижують точку застигання, були упроваджені в промислових масштабах найрізноманітніші синтетичні матеріали. Хлорований твердий парафін -наиболее примітний приклад щодо низькомолекулярного депрессора. Проте, більшість продуктів, що промислово випускаються, є полімерами з молекулярною вагою від помірної до високої - поліметакрілати, поліакрілати, акрілатстірольниє сополімери, сополімери етеріфіцированних олефінов або стиролу з малеїновим ангідридом, алкілований полістирол, вінілацетатфумаратниє сополімери і етіленвінілацетатниє сополімери.(3)

     Депресорні присадки застосовують для зниження температури застигання масел і забезпечення їх текучості при низьких температурах.

     При зниженні температури оливи відбувається виділення з нього кристалів висококиплячих компонентів (перш за все н-пара-фінових вуглеводнів) у вигляді голок і пластин. Останні утворюють просторові структури (каркас), що приводить до втрати рухливості масел.

   Низькотемпературні властивості таких масел можна поліпшити шляхом видалення висококиплячих компонентів (наприклад, при депарафі-нізації). Проте реалізація цього процесу на глибоких стадіях приводить до різкого зростання витрат. Крім того, у ряді випадків при цьому з оливи віддаляються інші, корисні компоненти. Тому звичайно разом з економічно виправданим частковим видаленням висококиплячих компонентів в оливи додають Депресорні присадки в концентраціях від 0,05 до 1,0 %.

  Механізм  дії депрессорних присадок пов'язують з взаємодією присадки з центрами кристалізації парафінів, їх оклюзією, що утрудняє подальше зростання кристалів і утворення структурного каркаса, що зароджуються при охолоджуванні оливи. Замість голчатих і пластинчастих виділень утворюються дисперсні сферичні кристали, що у меншій мірі перешкоджають рухливості масел при низьких температурах.

   Депрессорний ефект оцінюється різницею температур застигання оливи без присадки і з додаванням присадки. Ефективність дії депрессорних присадок істотно залежить від вуглеводневого складу оливи і глибини його очищення.

   Як депрессорних присадки останніми роками застосовують полімери (поліметакрілати, поліакріламіди), продукти алкіювання нафталіну і фенолів хлорпарафіном і ін.

   Відомості про деякі депрессорних присадки, що випускаються підприємствами СНД, приведені в таблиці 1.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблиця 1.1  Товарні депресорні присадки, які випускаються в СНГ

 

     Депресорні присадки перешкоджають застиганню оливи при низьких температурах. Це явище обумовлене кристалізацією парафіну, присутнього у фракціях мінеральних масел. Для забезпечення порівняно низьких температур застигання, при нафтопереробці з базової оливи видаляють парафінові складові, які застигають при відносно високих температурах. Цей процес називається депарафінізацією. Але якщо з масляної фракції видалити весь парафін, це може понизити вихід базової оливи до економічно невигідного рівня. Тому для зниження температури застигання, на додаток до депарафінізації, в оливи вводять депресорні присадки.

      Депрессори не заважають кристалізації парафіну в маслі; вони просто абсорбуються на поверхні його молекул, зменшуючи площу контакту з оливою. Відповідно зменшується об'єм кристала, що забезпечує текучість оливи. 

Таблиця 1.2    Типи присадок до змащувальних олив

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД 

     Не  дивлячись на те, що поліметакрілати  були першими з розроблених полімерних депрессорів, вони залишаються якнайкращими на сьогодні депрессорами. Їх частка світового ринку перевищує 60%. Причини цього лежать в надзвичайній гнучкості молекулярної структури даних полімерів.

     Депрессуюча здатність не залежить від величини молекулярної ваги з достатньо широкому діапазоні, а ступінь полімеризації (х + у) може варіюватися від 200 до 2000.

     Дійсно, молекулярна вага депрессорів РМА  визначається незалежно від їх первинної функції, а швидше такими показниками, як що загущає здатність, міцність на зрушення або технологічність.

      Більшість виробників масел вважають за краще використовувати єдину присадку у всьому спектрі змащувальних масел, а стійкість до деструкції визначається відповідними вимогами для трансмісійних оливах. В основному молекулярні ваги більшості депрессорів знаходяться в низькомолекулярній області.

     Для того, щоб РМА могли взаємодіяти  з парафінистими компонентами, групи  До повинні бути лінійними і містити мінімум чотирнадцять атомів вуглецю. Оскільки парафінисті компоненти оливи мають певний розкид молекулярної маси, то якнайкраща депрессорною здатністю володіють присадки з аналогічним розподілом молекулярної маси. В цілому, взаємодія алкільних груп з парафінистими компонентами інтенсифікувалася у міру зростання довжин їх ланцюжків, а оптимальний позитивний ефект взаємодії вимагає ретельного балансу в підборі алкільних груп.