производство смазочных масел. При изучении предлагаемого материала целесообразно повторить основы неорганической и органической химии
 Скачать 0.5 Mb.
|
|
2.1.2 Методы и средства анализа сырья и получаемого масла После получения товарного масла в обязательном порядке проводится контроль качества. Контроль качества осуществляется по показателям представленным ниже. Основные показатели качества масла. Динамическая вязкость – это внутреннее трение или свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц под влиянием действующих на них внешних сил. Она характеризует несущую способность (косвенно) и прокачиваемость жидкости. Измеряют ее с помощью вискозиметров. Кинематическая вязкость – показывает зависимость между динамической вязкостью и плотностью жидкости. Это основной показатель смазочных масел. Ее определяют при помощи капиллярных вискозиметров путем измерения времени протекания известного объема жидкости через небольшое калиброванное отверстие при заданной температуре. Индекс вязкости – эмпирическое число, которое указывает на степень изменения вязкости масла с изменением температуры. Моторные масла должны иметь индекс вязкости не ниже 80, зимние сорта- не ниже 90, а всесезонные - не ниже 100. Для повышения вязкости используют маслорастворимые полимеры или полимерные (синтетические) масла. Стандарт устанавливает два метода расчета индекса вязкости нефтепродуктов и родственных им продуктов в зависимости от кинематической вязкости при 40 и 100 °С: А - с индексом вязкости от 0 до 100 включительно; В - с индексом вязкости от 100 и выше (ГОСТ 25371-82). Плотность – представляет собой отношение массы продукта к массе воды того же объема и определяется с помощью различных приборов - ареометров, пикнометров и весов. Обычно приводится при 20°С, так как изменяется с изменением температуры. Температура вспышки – минимальная температура, при которой происходит кратковременное воспламенение паров нефтепродуктов в условиях испытания. В смазочных маслах определяют температуру вспышки в открытом тигле, а в светлых нефтепродуктах - в закрытом. Горючие жидкости с температурой вспышки не выше 61°С относят к легковоспламеняющимся жидкостям. Температура воспламенения – наименьшая температура, при которой нагреваемый в стандартных условиях продукт загорается при поднесении к нему пламени и горит в течении 5 с. Температура самовоспламенения – температура возгорания паров нефтепродуктов без контакта с пламенем в условиях испытаний. Для измерения температуры самовоспламенения жидкостей используют метод ASTM E 659 и метод Кливленда ASTM D92 (ГОСТ 4333). Сущность методов заключается в нагревании пробы в открытом тигле с установленной скоростью до тех пор, пока не произойдет вспышка паров. Температура застывания – температура, при которой жидкость теряет подвижность. Определение температуры застывания – пробирку с продуктом и термометром укрепляют в муфте, помещают в сосуд с охлаждающей смесью. При достижении предполагаемой температуры застывания пробирку наклоняют под углом 45°С и, не вынимая ее из охлаждающей смеси, держат так в течение 1 мин. Вынимают пробирку с муфтой из бани и смотрят не сместился ли мениск. Если мениск сместился, то испытание повторяют при температуре ниже предыдущей на 4°С. Температура помутнения – температура, при которой в охлаждаемом в стандартных условиях масле или дистиллятном топливе появляется "облако" кристаллов парафина. Характеризует тенденцию вещества забивать фильтры или небольшие масляные (топливные) отверстия в холодную погоду. Фракционный состав – состав нефтепродукта, определяющий количественное содержание фракций, выкипающих в определенных температурных пределах, остаток и потери при перегонке в заданных условиях. нефтяной масло сырье Испаряемость – эксплуатационная характеристика, характеризующая способность нефтепродуктов переходить из жидкого состояния в газообразное. Испаряемость масел и смазок при данной температуре определяют по потере массы образца в течении 1 часа, выраженной в % массовых от взятой навески. Щелочность – характеризует количество оснований щелочных элементов, которые могут нейтрализовать свободные кислоты в масле, например кислые продукты окисления масла или продукты горения сернистых топлив, попадающие в моторные масла. Для моторных масел - это основной показатель, характеризующий запас качества или уровень эксплуатационных свойств (косвенно характеризует количественное содержание присадок). Щелочность масел определяется в лабораторных условиях титрованием с цветным индикатором или потенциометрическим титрованием соляной или хлорной кислот раствором масла в органических растворителях. Содержание серы – определяется методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии, метод обеспечивает быстрое и точное измерение общей серы в нефти и нефтепродуктах с минимальной подготовкой образца. Время анализа образца обычно 2 - 4 мин.Сущность метода состоит в том, что испытуемый образец помещают в пучок лучей, испускаемых источником рентгеновского излучения. Измеряют характеристики энергии возбуждения от рентгеновского излучения и сравнивают полученный сигнал счетчика импульсов с сигналами счетчика, полученными при испытании заранее подготовленных калибровочных образцов (ГОСТ Р 51947-2002). Моющие свойства – способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя в процессе эксплуатацию. Диспергирующие свойства – способность масла препятствовать образованию крупных частиц продуктов окисления и при появлении разрушать их. Коррозионная активность – это качественная оценка склонности нефтепродуктов вызывать коррозию на поверхности металлического образца (пластины или стержня) после испытаний в этом нефтепродукте. При этом, коррозия медных образцов оценивается изменением цвета, чугунных и стальных образцов - количеством очагов коррозии (пятен, точек и потускнения), а свинцовых образцов - потерей их веса. Антипенные свойства – характеризуют способность жидкости выделять воздух без образования пены. Антиокислительная стабильность масла – способность масла противостоять высоким температурам. Характеризует длительность работы масла в системе без замены. Смазывающие свойства – характеризует возможность масел улучшать работоспособность трущихся поверхностей путем максимального уменьшения износа и трения. Они оцениваются показателем износа, антифрикционными и противозадирными свойствами Для лабораторной оценки противоизносные и антифрикционных свойств наиболее широко применяют четырехшариковую машину трения ЧШМ и вибротриметр "Optimol SRV" с возвратно - поступательным движением пары трения "шар - плоскость". Смазочные свойства масел позволяют судить об их способности предотвращать любой вид удаления материала с контактирующих поверхностей (нормальный износ, схватывание, задир, выкрашивание и др.). Содержание воды – определяется путем нагревания пробы масла с обезвоженным бензином в дистилляционном аппарате Дина-Старка, снабженном холодильником и градуированным приемником. Конденсированные растворитель и вода непрерывно разделяются в приемнике. Вода остается в градуированной части ловушки, а бензин возвращается в дистилляционный сосуд. Норма содержания воды не более 0,03% воды. Содержание механических примесей – определяют путем фильтрования 100 г нефтепродукта, разбавленного в бензине, через высушенный и взвешенный бумажный фильтр. Осадок на фильтре промывают бензином или спиртово-толуольной смесью. Затем фильтр опять высушивают и взвешивают. В зарубежной практике содержание механических примесей и воды определяют путем оценки массы нерастворимого осадка, выделяющегося при центрифугировании бензинового раствора испытуемого нефтепродукта. Содержание золы – определяют путем сжигания массы испытуемого нефтепродукта и прокаливания твердого остатка при заданной температуре до постоянной массы. При определении сульфатной золы полученный твердый (углистый) осадок превращают в сульфаты путем двукратной обработки серной кислотой и прокаливания сульфатной золы при заданной температуре до постоянной массой. Обычно зольность масел составляет 0,002- 0.4 %. Цвет – масла оценивают в единицах ЦНТ на колориметре визуальным путем, сравнивая с цветными светофильтрами, каждый из которых имеет номер, соответствующий единице цветности. Если цвет нефтепродукта более 8,0 единиц ЦНТ, то готовят раствор 15 мл нефтепродукта в 85 мл растворителя. 2.2 Обоснование технологической схемы Технологическая схема производства моторного масла М–20Е70 представлена на рисунке 2.3.1. В отличии от технологической схемы производства моторных масел, используемой на предприятии ООО “Волгохимнефть”, данная схема является двухпоточной, т.е при необходимости можно одновременно получать два различных, по своему составу, вида масла. Процесс получения определенной марки масла в основном заключается в изменении комплекса присадок и базового масла. В связи с этим нужно отметить, что важной особенностью данной технологической схемы является её универсальность, которая заключается в том, что при необходимости по данной схеме можно получить моторное масло заданного состава, практически любой марки. При этом основная подготовительная работа сводится к очистке аппаратов и трубопровода от остатков используемого масла и комплекса присадок. Очистка емкостей и мешалок не вызывает особых трудностей, в то время как очистка трубопровода требует значительно большего времени и усилий. В связи с этим в технологической схеме предусмотрена очистка трубопровода с помощью специальных резиновых поршней. Один из таких поршней представлен на рисунке 2.2.1.  Рисунок 2.2.1 – Поршень разделитель резиновый После окончания перекачки по трубопроводу масла в него помещаются специальные поршни, которые двигаются по всей длине трубы. Поршни зачищают внутренние стенки трубы, двигаясь с помощью технического воздуха подаваемого в эту же трубу под давлением 4 – 6 атмосфер. В результате после прогона поршней труба вновь становится чистой и пригодной для перекачки через нее нового вида масла. В целях безопасного ведения процесса на мешалках и емкостях, в которых происходит циркуляция получаемого масла, установлены огнепреградители. Которые препятствуют проникновению в аппарат искр или открытого огня, препятствуя дальнейшему распространению огня. В данной технологической схеме предусмотрена возможность учета количества перекачиваемого сырья. При подаче базового масла и присадок учет производится с помощью массовых счетчиков, что способствует поддержанию заданной дозировки сырья. При нагревании сырья до заданной температуры, в аппарате могут возникнуть окислительные реакции, что может привести к резкому возрастанию давления внутри аппарата. Для того чтобы этого не происходило в перемешивающие аппараты подают азот, для сохранения инертного состояния смеси. Несмотря на то, что в технологических аппаратах и по всей длине трубопровода постоянно поддерживается чистота, на выходе трубопровода стоят фильтрующие элементы, обеспечивающие дополнительную очистку готового продукта. 2.3 Описание технологической схемы Приготовление моторного масла для дизельных двигателей М – 20Е70 осуществляется в цехе производства масла и СОЖ ООО ВПП «Волгохимнефть». Масло М – 20Е70 (ГОСТ 12337 – 84) состоит из базового масла, получаемого смешением дистиллятного и остаточного компонентов, а также различных товарных масел с композицией присадок. Масло М – 20Е70 изготовляется партиями. Партией считается любое количество продукта, однородного по своим качественным показателям сопровождаемого одним документом о качестве. Продукт изготовляются простым смешением исходных компонентов при температуре (20–40)⁰С. Приготовление продукта осуществляется в герметично закрытой аппаратуре, исключающей его прямой контакт с обслуживающим персоналом. Исходные компоненты, а также готовый продукт перекачиваются насосом по трубопроводами. Стоки, а также вредные выбросы в воздух рабочей зоны и атмосферу отсутствуют. Процесс изготовления моторного масла периодический и состоит из следующих стадий: а) подготовка сырья и оборудования; б) приготовление комплекса присадок (КП -1); в) смешение масла с комплексом присадок КП -1; г) анализ, отгрузка готового продукта. Подготовка сырья заключается в проверки составления его качества требованиям ГОСТ или ТУ, расчет количества компонентов, размещения его в промежуточных емкостях. Все компоненты применяются в производстве при наличии паспорта поставщика и после проведения входного контроля по обязательным показателям. Базовое масло и присадки поступают в железнодорожных, автомобильных цистернах или бочках. Подготовка оборудования заключается во внешнем осмотре аппаратов, насосов, трубопровода и запорной арматуры, внутреннем осмотре емкостного оборудования, очистке емкостей, промывке базовым маслом, проверке трубопроводов на герметичность и проходимость, осмотре движущихся частей и механизмов насосов и мешалок, подготовке рабочего места и соответствии рабочего места требованиям технической документации и технике безопасности. Таблица 2.3.1 – Рецептуры приготовления масла М-20Е70
Технологическая схема приготовления масла М – 20Е70 представлена на рисунке 2.3.1. Приготовление комплекса присадок осуществляется в аппаратах позиции СМ1 и СМ2. Перед загрузкой проверяется чистота аппарата и, при необходимости, промывают базовым маслом или зачищают [8]. Из емкостей позиции Е2 и Е3 в аппараты позиции СМ1 и СМ2 соответственно, загружают расчетное количество нагретого базового масла. Контроль расхода компонента ведется по массовым счетчикам позиции С2 и С3. Параллельно с эти по магистральному трубопроводу в аппараты позиции СМ1 и СМ2 подается базовое масло К2 – 24, контроль расхода компонента ведется по счетчику позиция С4. После загрузки расчетного количества базового масла (20%) в мешалку включается перемешивающее устройство и обогрев. При температуре масла 20 – 40⁰ С в перемешивающий аппарат с помощью насоса позиция Н1 закачивается расчетное количество присадки С – 300 из емкости позиция Е1. С помощью насоса позиция Н2 закачивается расчетное количество присадки ПМС – 200А. Контроль расхода компонентов ведется по счетчику позиция С1. После загрузки всех соответствующих компонентов, смесь перемешивают в течение 2 часов при температуре 20 – 40⁰С до получения однородной массы. Смешивание базового масла с комплексом присадок КП–1. В подготовленные аппараты Е4 и Е5 загружается расчетное количество базового масла. Включается перемешивание по схемам Е4→Н7→Е4 и Е5→Н8→Е5, а также поддерживается обогрев аппарата. Базовое масло подогревают до 20-40⁰ С при постоянном перемешивании и циркуляции насосами позиции Н7 и Н8. При достижении в аппаратах позиции Е2 и Е4 указанной температуры из аппаратов позиции СМ1 и СМ2 насосами позиции Н5 и Н6 соответственно, закачивают комплекс присадок КП-1, а аппараты позиции СМ1 и СМ2 промывают расчетным количеством (40%) базового масла в течении 30 минут, а затем подают насосами в аппараты позиции Е4 и Е5. Смесь загруженных компонентов перемешивают в емкостях Е4 и Е5 с одновременной циркуляцией насосами позиции Н7 и Н8 1-2 часа при температуре 20 – 40⁰ С. В рассматриваемой технологической схеме в связи с высокой степенью вязкости используемого сырья используют мешалки рамного типа, обеспечивающие высокую степень перемешивания всех компонентов. По этой же причины для перекачки сырья по трубопроводу используют насосы шестеренные – Ш-80-2,5-37,5, обеспечивающие заданную скорость налива аппаратов. Кроме того шестеренные насосы отличаются простой и надежной конструкцией и экономически более эффективны при использовании в данной схеме. Для предотвращения распространения огня, в случае аварии, на линиях нагнетания в мешалках и емкостях установлены огнепреградители. Огнепреградитель предназначен для временного предотвращения проникновения пламени внутрь резервуара с маслом при воспламенении выходящих из него взрывоопасных паров с воздухом. Использование в схеме линии подачи азота обусловлено образованием в перемешивающих и нагревающих аппаратах окислительных реакций, что в свою очередь может спровоцировать взрыв. Это является серьезной опасностью для ведения процесса и жизни обслуживающего персонала. При подаче газообразного азота в аппараты перемешивания и нагревания, поддерживается инертная атмосфера внутри аппарата. Для поддержания заданного качества и чистоты готового продукта на сливной линии установлены фильтры, очищающие товарный продукт от возможных продуктов выработки аппаратов и механизмов. После окончания перемешивания оператор отбирает пробу масла на полный анализ в присутствии представителя лаборатории технического контроля. Отбор пробы осуществляется через специальный шаровой вентиль. При получении результатов анализов, соответствующих требованиям действующего ГОСТ, на готовое моторное масло М – 20Е70 оформляют паспорт, и откачивается в товарный резервуар или производится налив в бочки с контролем расхода по счетчикам позиции С5 и С6. | |||||||||||||||||