Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 [ 68 ] 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

базовые масла

Нефтяные базовые масла, являющиеся основами большинства товарных смазочных масел, должны в значительной степени обеспечивать их необходимые эксплуатационные свойства и, следовательно, удовлетворять ряду требований к качеству. Иногда эти требования противоречат друг другу, как, например, получение высокого индекса вязкости и низкой температуры застывания масла, что создает проблемы технологического характера при производстве масел.

Сложный комплекс требований, предъявляемых к современным смазочным маслам, способствует все более широкому производству товарных масел на синтетической или синтети-ческо-нефтяной основе, так как синтетические масла имеют ряд преимуществ по сравнению с нефтяными (также как и ряд недостатков). Это видно изданных, приведенных в табл. 10.1.

Нефтяные базовые масла

Выбор базового масла-основы при производстве товарного масла определяется как требуемыми функционатьными показателями масла, так и экономическими показателями его производства и применения. Нефтяные базовые масла являются основными, наиболее массовыми базовыми маслами.

Необходимое усиление тех или иных эксплуатационных свойств базовых масел обеспечивают вводимые в масла композиции присадок: детергентно-диспергирующих, антиокислительных, антикоррозионных, депрессорных, противоизносных и др.

Нефтяные базовые масла ..422 Синтетические

базовые масла..................429

НЕФТЯНЫЕ БАЗОВЫЕ МАСЛА

10.1. Сопоставление характеристик нефтяных и синтетических базовых масел

Примечание. Оценка характеристик: «++» - отличная: «+» - удовлетворительная; «-» - неудовлетворительная;«-» - плохая.

Функции масел чрезвычайно разнообразны, они зависят от области применения и иногда смазочная их функция не является не только единственной, но даже и основной. Так, например, трансформаторные и кабельные масла вообще не выполняют смазываюпшх функций.

В качестве примера можно привести основные функции, которые, кроме собственно смазывания, должны выполнять некоторые крупные группы масел:

обеспечение чистоты и минимального износа узлов смазываемого изделия в процессе эксплуатации;

обеспечение эксплуатации изделия в широком интервале температур;

предотвращение коррозии и загрязнения поверхностей трения детсшей в процессе эксплуатации;

отвод теплоты от узлов трения, удаление из зоны трения Продуктов трения и износа.

Фактически масла следует рассматривать в качестве полноправных конструкционных материалов тех машин и механизмов, в Которых они используются. При этом масла должны быть стабильны

в процессе эксплуатации (иметь высокую антиокислительную и, в ряде случаев, механическую стабильность), иметь хорошую совместимость с материалами уплотнения (эластомерами), невысокую склонность к пенообразованию и низкую гигроскопичность.

Из изложенного следует, что единых требований к качеству базовых масел, пригодных для производства всего ассортимента товарных масел, сформулировано быть не может.

Базовые масла классифицируют:

по физико-химическим свойствам (вязкость, иногда температура застывания);

по сырьевой природе, определяющей их химическую структуру (масла парафинового и нафтенового основания);

по способу производства - базовые масла делят на дистиллятные (вырабатываемые из вакуумных дистиллятов), остаточные (вырабатываемые из остатков перегонки нефти - гудронов) и компаундированные (смесь дистиллятных и остаточных). Различают масла очищенные и неочищенные. Масла очищают серной кислотой, адсорбционной, селективной (экстракцией растворителем) и гидрокаталитической очисткой. Наиболее широко распространены масла селективной очистки.

Некоторые зарубежные фирмы (например, British Petroleum) в спецификациях ра;!деляют базовые масла на группы по областям применения: основы моторных, индустриальных, энергетических и других масел.

Однако основой классификации базовых масел в большинстве спецификаций является их вязкость. В маркировке базовых масел кроме уровня вязкости может указываться их сырьевая природа (парафиновые, нафтеновые), способ производства (селективной очистки, гидрированные). Вязкость масел в различных странах определяют различными способами и при различных температурах (рис. 10.1).

Современные базовые масла должны отличаться хорошим цветом, высокой температурой вспышки и соответственно низкой испаряемостью по NOACK, высоким индексом вязкости, хорошей приемистостью к присадкам и стабильностью при хранении.

Единой нормативно-технической документации (НТД) на базовые масла не существует. На основы моторных масел разработаны и действуют технические условия ТУ 38.101523-80, ТУ 38.1011261-89; на индустриальные .масла общего назначения, являющиеся по сути базовыми маслами без присадок, - ТУ 38.101413-97; на транс-

миссионные масла без присадок - ТУ 38.101529-75; ТУ 38.101110-86. Кроме того на базовые масла действует ряд других технических условий: ТУ 38.101355-73, изм. 1-4 (МС-20); ТУ 38.401-58-166-95 (компонент масел остаточный экспортный); ТУ 38.401-58-167-96 (ВИ-90 экспортное); ТУ 38.401117-91 (изопарафиновое); ТУ 38.301-13-007-98 (селективной очистки САМОЙЛ 4816 (SAE 30) и САМОЙЛ 4817 (SAE 40); ТУ 38.301-20-23-90 (основа масла АУ); ТУ 38.301-29-48-95 (дистиллятный и остаточный компоненты масел); ТУ 38.301-29-27-89 (дистилятные для производства смазок марки 20У).

На нефтеперерабатывающих предприятиях РФ базовые масла выпускают также по документации внутреннего характера - стандартам предприятия или техническим условиям, утвержденным заводом. При организации производства новых масел требования к качеству базового масла формируются разработчиком масла и согласуются с производителем как базового, так и товарного масла.

Вязкость, пм/с-

при 100"с приО°С

-70 -60 -50

-hO -.30 -75 --20 -15

-10 -в --7 --6

-Ч

--J -7

Вязкость, SOS: npuZWF приЮОГ

30 и пи 25W-30

гОили Ш-20

\l508rt I \135ert I

500N

hOON

200N

100N

ISO AGMA SAE

Вазовые масла

-300 -250 -200

---%

-80 -70 --60

--50 -35

- - 3000 --2000

-150D

--1000

--50D --If 00 300 -200 --150 -.100 \\6D

--60 --50

-Ч0

Гранение- Моторные сионные пасла масла

Рис. 10.1. Соотношение классов вязкости масел

БАЗОВЫЕ МАСЛА

Основные физико-химические свойства масел

Как уже указывалось, основой классификации нефтяных базовых масел является их уровень вязкости. Кроме вязкости в спецификации приводится ряд других показателей качества: цвет, индекс вязкости, температуры .застывания и вспышки и др.

Вязкость - один из основных показателей качества масел. Он определяет надежность гидродинамического (жидкостного) трения, т. е. режима смазки. По уровню вязкости масла можно условно разделить на маловязкие (3-4 мм-/с при 100 °С), средневязкие (4-6 mmVc при 100 °С) и вязкие (8-9 ммУс при 100 °С и выше).

Индекс вязкости - показатель, характеризующий вязкостно-температурные свойства масла. Чем выше индекс вязкости (ИВ), тем более пологой является вязкостно-температурная кривая масла в области плюсовых температур (т. е. тем менее значительно изменение режима смазки с изменением температуры). ИВ является важным товарным показателем масла, так как характеризует качество (глубину) его очистки - чем выше ИВ, тем лучше очищено масло. Вместе с тем, показатель ИВ не следует абсолютизировать, так как в значительной .мере его значение зависит от углеводородной природы сырья для производства масел. Так, из нефтей нафтенового основания производство базовых масел с высокими ИВ весьма затруднительно, что отнюдь не делает эти масла непригодными для выработки товарных масел определенного ассортимента. По индексу вязкости масла можно разделить на низкоиндексные (ИВ не выше 80), среднеиндексные (ИВ равно 80-90) и высокоиндексные (ИВ равно 90-95 и выше). В качестве компонентов базовых масел современного уровня качества используют базовые масла со сверхвысоким индексом вязкости (ИВ выше 100), представляюпше собой продукты глубокой гидрокаталитической переработки нефтяного сырья. Учитывая важность и высокую информативность такого показателя, как индекс ИВ, Американский нефтяной институт (API) рекомендует классифицировать базовые масла по трем показателям: индекс вязкости, доля нафтено-парафиновых углеводородов и содержание серы (табл. 10.2).

Температура застывания - показатель, характеризующий низкотемпературные свойства масла, т.е. возможность его эксплуатации при отрицательных температурах. Большинство базовых масел имеют температуры застывания от О до -15 °С. Однако имеется группа

НЕФТЯНЫЕ БАЗОВЫЕ МАСЛА

низкозастывающих масел с температурой застывания ниже -30 °С. В основном это маловязкие базовые масла, являющиеся основами трансформаторных, авиационных, некоторых гидравлических, а также зимних моторных и трансмиссионных масел.

Температура вспышки масел характеризует наличие в масле легкокипяших фракций и связана с таким важным для производства моторных масел показателем, как моторная испаряемость.

Цвет масел яв-1яется товарным показателем и так же, как и индекс вязкости, характеризует глубину и качество их очистки.

Коксуемость - характеристика остаточных масел (в дистиллятных коксуемость весьма незначительна), достаточно четко характеризующая качество масла с точки зрения нагаро- и лакообра-зования в процессе эксплуатации товарного (моторного) масла на этой основе. Значение коксуемости зависит от глубины и качества процессов деасфальтизации и селективной очистки при производстве масла.

Физико-химические показатели, характеризуя качество базового масла, в то же время в значительной степени являются косвенными. В основном качество базовых масел и, в конечном итоге, обеспечиваемые ими эксплуатационные показатели товарных масел зависят от химического и фракционного состава.

Зависимость эксплуатационных свойств товарного масла от состава базового масла. От углеводородного (химического) состава базового масла зависят:

вязкость - определяет толщину смазывающей пленки, т.е. надежность смазывания; текучесть и прокачиваемость при низких температурах; сохранение необходимой для надежного смазывания вязкости при высоких температурах; потери энергии; износ;

cтaбильFocть к окислению - определяет сохранение первоначальных физико-химических и эксплуатационных свойств масла.

10.2. Классификация базовых масел по API