Базові масла і способи їх отримання

Базові масла в залежності від складу можуть бути нафто­вими, синтетичними або напівсинтетичними.

Нафтові базові масла - одержують із залишку (мазуту), що утворюється після атмосферної перегонки нафти і видалення з нього бензинових і дизельних фракцій. Цей залишок піддається подальшій переробці, яка включає вакуумну перегонку, очищен­ня, деасфальтизацію, депарафінізацію та інші процеси нафто­переробки:

- вакуумна перегонка дозволяє позбутися висококиплячих компонентів (гудрон) і розділити продукт, що переробляється, на ряд фракцій (дистилятів), які мають різну температуру викіпання, а значить і різну молекулярну масу, склад і власти­вості (щільність, в'язкість, індекс в'язкості, температуру спалаху тощо);

- очищення (селективнае сернокислотне, гідроочищення, адсорбційне і ін.) проводиться для видалення небажаних компо­нентів (сірчистих і киснеутримуючих з'єднань, неграничних вуглеводнів тощо), які у процесі роботи масел можуть робити негативний вплив. Зазначені вище методи очищення в залеж­ності від обраної технологічної схеми можуть застосовуватися як самостійно, так і в сполученні з іншими методами.

Нафтові базові масла, отримані за традиційними схемами виробництва та очищення, являють собою складні суміші вугле­воднів (ізопарафінових, нафто-парафінових, нафто-ароматичних, ароматичних різної ступені циклічності) з молекулярною масою 300-750 і утримуючих у складі молекул 20-60 атомів вуглецю, а також гетероорганичних з'єднань (утримуючих ки­сень, сірку, азот і деякі метали). Ці масла мають індекс в'язкості приблизно 90-100 одиниць.

- деасфальтизація проводиться для видалення з високов'язкого залишку після вакуумної перегонки асфальтенов - високомолекулярних продуктів, що викликають підвищене нагаро- і лакоутворення при роботі олій. Очищена масляна фракція (деасфальтизат) використовується як компонент базових масел.

- депарафінізація служить для видалення з дистилятів і де- асфальтизатів вьісокоплавких парафінов, що підвищують тем­пературу загустіння масел.

Процеси виробництва та очищення базових масел можуть комбінуватися різними способами. Типова технологічна схема виробництва масла приведена на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Схема одержання масел

Дистилятні базові масла – компоненти звичайно одержують за схемою:

мазут → вакуумна перегонка → селективне очищення → депарафінізація → гідроочищення. А залишкові – за схемою: гудрон → деасфальтизація → селективне очищення → депарафінізація → гідроочищення

Компаундування базових масел одержують змішуванням дистилятних і залишкових компонентів. Змішування компо­нентів проводиться як для одержання заданої в'язкості, так і для досягнення необхідного вуглеводневого складу базових масел (табл. 2.2).

Синтетичні базові масла одержують шляхом цілеспря­мованого синтезу органічних і елементоорганічні з'єднань, що перевершують за своїми властивостями вуглеводні нафтові масла і являють собою суміші хімічних сполук однакової або різної структури. Найбільше поширення одержали синтетичні вуглеводні (поліолефіни, алкільовані ароматичні з'єднання), поліефіри, складні ефіри органічних і неорганічних кислот, складні ефіри багатоатомних спиртів, полі-галогенпроізводні вуглеводні, силоксани й ін.

Таблиця 2.2

Бажані та небажані компоненти базових масел

Розробка синтетичних масел почалася ще наприкінці XIX століття, а на початку 20-х років XX століття вони вже випускалися промисловістю. До цього ж часу відносяться і перші спроби їх використання в мастилах. Проте, їх широке використання почалося в останні три десятиліття. Синтетичні базові масла перевершують нафтові за низькотемпературними характеристиками, термічній стабільності і стійкості до окислювання (табл. 2.3), але уступають їм за вартістю.

Таблиця 2.3

Порівняння (у балах) властивостей нафтових і синтетичних основ,

використовуваних як базові масла

Напівсинтетичні базові масла одержують, як правило, шляхом змішання синтетичних і нафтових компонентів, що доз­воляє одержувати продукти, що сполучають у собі високі експлуатаційні характеристики мастил, що перевершують нафтові, і помірну їхню вартість.

В Україні синтетичні базові масла не виробляються. Пере­лік синтетичних масел, що випускаються підприємствами Росій­ської Федерації приведені в табл. 2.4.

Таблиця 2.4

Синтетичні базові масла, що випускаються підприємствами

Особливе місце займають базові масла, отримані з викори­станням технології гідрокрекінгу (НС - синтез) нафтових масля­них фракцій. У цьому процесі вуглеводні всіх груп і з'єднання всіх класів під дією водню (гідрообробки) у присутності специ­фічних катализаторів при підвищених температурах (360-420°С) і тисках (10-20 МПа) піддаються глибоким перетворенням.

Застосування процесу гідрокрекінгу дозволяє забезпечити необхідну якість масла не за рахунок видалення небажаних компонентів, як це прийнято в традиційних процесах, а за рахунок хімічного перетворення небажаних компонентів у бажані. Сировиною для одержання масел служать висококип’ячі дистиляти і деасфальтизатори, що є складними сумішами вуглеців різних груп, гетероз’єднань (утримуючих атомів сірки, азоту, кисню та інших елементів), а також високомолекулярних з'єднань (сммасластів, асфальтенів). Як приклад у табл. 2.5 приведені дані про груповий склад сировини і продукту гідрокрекінгу. З приведених даних видно, що зміст конден­сованих вуглеводнів знизився приблизно в два рази і продукт гідрокрекінгу приблизно на 70% складається з неконденсованих з'єднань. В результаті значно зростає індекс в'язкості, про що свідчать дані, приведені на рис. 2.4. При переробці парафінистої сировини відбувається ізомеризація парафінових вуглеводнів, що також сприяє поліпшенню в’язкісних властивостей продуктів.

За своїми експлуатаційними характеристиками масла, от­римані з використанням продуктів гідрокрекінгу, не поступа­ються традиційним синтетичним і напівсинтетичним маслами, але мають більш низьку ціну. В залежності від складу базові масла, отримані з використанням технології гідрокрекінгу, відносять до синтетичного або напівсинтетичного типів.

Таблиця 2.5

Групові склади сировини і продукту гідрокрекінгу

Рис. 2.4. Взаємозв’язок структури вуглеводнів з індексом в’язкості масла

Американський інститут нафти (АРІ) класифікує масла за трьома показниками - індексу в'язкості, вмісту сірки, масовій частці нафтено-парафинових вуглеводнів (табл. 2.6).

Загальноприйняті специфікації на базові масла відсутні. Багато фахівців вважають, що в зв'язку з різноманіттям та суперечливістю вимог, які пред’являються до базових масел, однакових вимог до їх якості, придатних для виробництва всього асортименту товарних масел, сформульовано бути не може.

Таблиця 2.6

Класифікація базових масла за АРI

У країнах СНД як компоненти базових масел використо­вують деякі спеціальні нафтові масляні фракції (ТУ 38.101523­80, ТУ 38.1011261-89, ТУ 38.101355-73, ТУ 38.401-58-166-95, ТУ 38.401-58-167-96, ТУ 38.401117-91, ТУ 38.301-13-007-98, ТУ 38.301-20-23-90, ТУ 38.301-29-48-95, ТУ 38.301-29-27-89), інду­стріальні масла загального призначення без присадок (ТУ 38.101413-97) і трансмісійні масла без присадок (ТУ 38.101529­75, ТУ 38.101110-86). Деякі нафтопереробні заводи виробляють компоненти базових масел для власних потреб за стандартами підприємств.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 83; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!