Вакуумные и технологические масла

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа

по  дисциплине

«Нефтяное товароведение»  

    на  тему: «Вакуумные и технологические масла» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Содержание 

1. Введение          2стр.
2. Нефтяные масла         5стр.
3. Вакуумные масла        8стр.
4. Технологические масла       9стр.
5. Список литературы        12стр.

      Введение 

      Известно, что основное использование нефти - это производство топлив и масел (700 - 800 кг из каждой тонны нефти), что  в первую очередь обусловлено огромными преимуществами нефтяных топлив перед другими их видами. К этим преимуществам относятся высокая теплота сгорания (40-43,5 МДж/кг), малая зольность (сотые доли процента), простота транспортировки, заправки (погрузки) и хранения, легкость регулирования расхода и процесса горения, и др.

     Нефтяные  масла широко применяют в (различных  областях техники вплоть до ракетной, атомной и космической. В настоящее  время мировое производство масел  превышает 30 млн. т/год. Хотя стоимость  масел (как и большинства нефтепродуктов) не столь велика, от их качества и правильного применения во многом зависит надежность и долговечность работы различного оборудования, гораздо более дорогого, чем сами масла. Одной из тенденций современного развития техники является максимальное увеличение срока службы смазочных материалов и сокращение затрат на техническое обслуживание. Так, срок службы масел в автомобильных карбюраторных двигателях увеличился до 20 - 25 тыс. км пробега, хотя сравнительно недавно не превышал 4 - 6 тыс. км. Только в результате применения высококачественных масел в 2 - 3 раза увеличен срок службы многих машин и механизмов. Качество самих масел улучшают совершенствованием технологии их производства и широким использованием высокоэффективных присадок.

     В зависимости от назначения нефтяные масла выполняют следующие основные функции: уменьшают силу трения между перемещающимися друг относительно друга поверхностями; снижают износ и предотвращают задир (заедание) трущихся поверхностей; защищают металлы от коррозионного воздействия окружающей среды; отводят тепло, выделяющееся в результате трения, и охлаждают детали; уплотняют зазоры между сопряженными деталями; удаляют с трущихся поверхностей загрязнения и продукты износа, образующиеся в зоне трения. Кроме того, нефтяные масла служат рабочими жидкостями в гидравлических передачах; (создают электрическую изоляцию в трансформаторах, конденсаторах и масляных выключателях; снижают вибрацию и шум; защищают детали узлов трения от ударных нагрузок; используются для приготовления присадок, смазок и т. п.

     Практически невозможно получить масла, хорошо выполняющие  все указанные функции, В этом и нет необходимости, так как  в зависимости от условий применения масла выполняют лишь одну - две основные функции, что и обеспечивает их надежную работу. Независимо от условий применения и назначения нефтяные масла должны: надежно выполнять свои функции в широком диапазоне температур, удельных нагрузок и скоростей перемещения трущихся поверхностей; в минимальной степени изменять свои свойства в условиях эксплуатации; оказывать минимальное воздействие на контактирующие с ними материалы; максимально полно удовлетворять правилам техники безопасности и в минимальной степени загрязнять окружающую среду (иметь хорошие экологические свойства); быть обеспечены постоянной сырьевой базой и экономичны в эксплуатации, иметь невысокую стоимость. Кроме того, к маслам предъявляют некоторые специфические требования (минимальная вспениваемость, высокая газостойкость, хорошие диэлектрические и оптические свойства и т. п.). 

      Нефтяные  масла 

      Общая выработка масел из нефти невелика и составляет 1,5 -2,0% от суммарной  переработки нефти, при этом технология их получения более сложная и  энергоемкая, чем технология производства топлив. 
 

      Рис. 1. Упрощенная схема получения нефтяных масел, парафинов и церезинов.

ВП – вакуумная перегонка; ГДО  – гидроочистка; ДА – деасфальтизация; ОбМ – обезмасливание; СлО –  селективная очистка; СК – станция  компаундирования; ДП – депарафинизация; Ф – фильтраты.

      На рис. 1 показана укрупненная схема получения масел из остатка первичной дистилляции нефти - мазута. Вакуумной перегонкой из него выделяют обычно две дистиллятные фракции - маловязкую (350 - 420°С) и вязкую (420 - 500°С), а также остаток - гудрон (выше 500°С). Из них соответственно вырабатывают в конечном итоге базовые дистиллятные масла (маловязкое и вязкое) и базовое высоковязкое остаточное масло, из которых компаундированием и вводом присадок получают товарные масла различного назначения.

      Сущность  технологии получения базовых масел из дистиллятов и остатка - многоступенчатая очистка дистиллятов от нежелательных примесей и групп углеводородов.

      Из  остатка вначале удаляют асфальтены - деасфальтизация (ДА). На следующей  стадии дистилляты и деасфальтизованный остаток подвергают  очистке селективными растворителями (селективная очистка - СлО) от высокомолекулярных ароматических соединений, нежелательных в маслах, поскольку они придают им низкий индекс вязкости, высокую коксогенность. После этого очищенные продукты депарафинируют (ДП) с выделением концентратов н-алканов С20 - С35 (гачи) и изоалканов С35 и выше (петролатум), для того чтобы обеспечить низкие температуры застывания масел.

      Завершающей стадией является гидроочистка, при  которой базовые масла осветляются (гидрированием оставшихся смолистых веществ) и из них удаляются частично серо- и азотсодержащие соединения.

      В итоге этих очисток в базовых  маслах концентрируются главным  образом нафтеноизопарафиновые  углеводороды, а также низкомолекулярные  ароматические углеводороды с длинными боковыми цепями.

      Ассортимент товарных масел будет зависеть от химического состава базовых  масел, который, в свою очередь, определяется химическим составом тяжелой части  природной нефти, поскольку в  процессе получения масел не происходит химических превращений углеводородов нефти и только концентрируются желательные для масел углеводороды.

      Приготовление товарных масел осуществляют путем  компаундирования, т.е. смешением дистиллятных и остаточных базовых масел подбирается  требуемое по вязкости и индексу вяз кости, температуре вспышки и еще нескольким показателям качества масло. Удовлетворение же норм на эксплуатационные свойства масел достигается вводом присадок, которые в большинстве своем являются модифицирующими. Количество присадок и их ассортимент по функциональному действию определяются маркой и областью применения масла, а общее их количество составляет в масле от 2 - 3% до 15 - 17%, т. е. почти на порядок выше, чем в топливах.

      Перечень  присадок к маслам также шире, чем  к топливам, и включает следующие присадки:

• вязкостные (загущающие), изменяющие вязкость и индекс вязкости масла  полиизобутилен, полиметакрилат и др.);
• антиокислительные, предотвращающие окисление масла в нормальных условиях и при высокой температуре в контакте с воздухом в двигателях внутреннего сгорания (ДФ-11, ВНИИ НП-354 и др.);
• антифрикционные*, снижающие трение масла в пленке между трущимися поверхностями;
• противоизносные*, способствующие предохранению трущихся поверхностей от прямого контакта и износа за счет удерживаемой между ними пленки масла;
• противозадирные*, предотвращающие сухой контакт трущихся поверхностей при больших (ударных) нагрузках (последние три, отмеченные*, - это в основном синтетические жирные кислоты и соли нафтеновых кислот);
• противокоррозионные и ингибиторы коррозии (сульфо-кислоты и также соли нафтеновых кислот);
• депрессорные, для понижения температуры застывания (продукты алкилирования нафталина или фенола, хлорпарафины и др.);
• моющие и диспергирующие, предотвращающие осаждение продуктов окисления масла на металлических поверхностях в виде нагара (сульфонаты бариевые, кальциевые, полиметил-силоксаны и др.);
• антипенные, предотвращающие образование стойкой масляной пены (полиметилсилоксаны);
• адгезионные, предотвращающие растекание масла из точек смазки, например в узлах трения приборов (фторорганические соединения).

      Наряду  с индивидуальными для масел  выпускаются многофункциональные  и многокомпонентные присадки.

      Многофункциональные присадки - присадки, обладающие двумя и более функциональными действиями. Например, присадка ЦИАТИМ-339 улучшает моющие, противоизносные и противокоррозионные свойства масла, а присадка ВНИИ НП-370 - моющие, противоизносные и антиокислительные свойства.

      Многокомпонентные присадки - это так называемые пакеты нескольких присадок, каждая из которых улучшает одно или несколько свойств масел. Такой вид присадок очень удобен в технологии выработки товарных масел и получил наибольшее применение.

      Номенклатура  товарных нефтяных масел многочисленна, и по своему назначению их можно классифицировать следующим образом:

     Смазочные:

• моторные
• индустриальные
• трансмиссионные
• турбинные
• компрессорные
• цилиндровые
• осевые
• прокатные
• приборные

     Специальные:

• гидравлические
• электроизоляционные
• вакуумные
• технологические
• защитные
• медицинские

      Вакуумные масла

      Широкое внедрение вакуумной технологии во многих отраслях промышленности, совершенствование  вакуумной техники определяют потребность  в вакуумсоздающем оборудовании и рабочих жидкостях для него.

      Решение проблемы создания вакуума невозможно без качественных вакуумных рабочих  жидкостей, так как степень достигаемого вакуума в значительной мере зависит  от их эксплуатационных свойств.

      Вакуумное масло вырабатывают из малосернистых  безпарафинистых нефтей путем глубокой очистки их узких фракций и с применением дополнительно 1-2 ступеней тонкой вакуумной дистиляции.

      Вакуумное масло, жидкость с низким давлением  пара при комнатной температуре; относится к вакуумным материалам.

      Основная  область применения вакуумных масел - объемные вакуумные насосы (высоковакуумные паромасляные, механические с масляным уплотнением, бустерные паромасляные, пароструйные, а также для наполнения жидкостных вакуумметров).

      При выборе вакуумной жидкости следует  учитывать не только характеристики насосов, но и совместимость жидкости с оборудованием, в котором она будет перекачиваться, конструкционными уплотнительными материалами и откачиваемой средой. Как рабочая жидкость паромасляных вакуумных насосов, вакуумное масло должно обладать, возможно, более низкой упругостью пара при рабочей температуре в насосе и термической стойкостью, а также быть химически инертным по отношению к кислороду воздуха и откачиваемым газам. Вакуумное масло получают вакуумной дистилляцией природных и синтетических жидкостей; по химическому составу различают минеральные, кремнийорганические и др. Наибольшее применение в вакуумной технике нашли минеральные и кремнийорганические вакуумные масла  

      Технологические масла 

      Технологические смазочные материалы, один из видов смазочных материалов, применяемых в технологических процессах с целью их ускорения и снижения энергетических затрат, выполнения некоторых технологических функций, а также для улучшения качества обрабатываемых поверхностей. Технологические смазочные материалы подразделяют на технологические масла, технологические смазки и твердые смазки.

      Технологические масла - главным образом смеси маловязких нефтяных дистиллятных масел, животных и раститительных жиров, а также мыл. В состав масел иногда вводят антиокислительные, загущающие, противозадирные, эмульгирующие, улучшающие адгезионную способность и др. функцией.

      Эти масла применяют: при обработке (волочение, ковка, прессование, прокатка, штамповка) металлов давлением (например, нефтяная додецилбензольная фракция, содержащая концентрат полиизобутилена с молекулярная масса 10000, в которую добавляют натуральную олифу, сульфонатную и антикоррозионную присадки; вязкость не более 8 мм²/с при 50°С, температура вспышки не ниже 120°С); в качестве закалочных жидкостей при термодинамической обработке металлических деталей (нефтяная соляровая фракция щелочной очистки; выкипает при 240-400°С, вязкость 6-9 мм²/с, температура вспышки не ниже 125 °С, содержание серы до 0,2%, зольность до 0,02%); для осуществления разных технологических операций, например раскатки внутренних поверхностей тормозных цилиндров автомобилей или заворачивания пробок в головки блоков и цилиндров автомобильных двигателей (смесь масел селективной очистки с присадками; вязкость 23,7-27 мм²/с, температура вспышки не ниже 170-250°С, зольность до 0,02%); для защиты поверхности расплавленного припоя от окисления при механизированной пайке деталей (смесь получаемого из сернистых или малосернистых нефтей масла селективной очистки с олеиновой кислотой; плотность 0,91 г/см³, температура вспышки не ниже 230°С).