ЛЕКЦИИ. Лекция_02.01_TPiGPN_2015. Лекция 1 Лектор к т. н., доцент кафедры хтт юрьев Е. М. Нефтяные масла. Основная информация
 Скачать 3.53 Mb.
|
|
Лекция № 2.1 Лектор – к.т.н., доцент кафедры ХТТ Юрьев Е.М. Нефтяные масла. Основная информация Технология первичной и глубокой переработки нефти Классификация нефтяных масел В товарном ассортименте более 400 марок масел различного назначения: 1) Смазочные:
2) Несмазочные служат: По источнику сырья:
+загущенные, полученные введением в базовые масла загущающих полимерных присадок (полиметакрилаты, полиизобутилен, поливинилбутиловый эфир). Классификация нефтяных масел Мазут Гудрон Легкая масляная фракция (350-420 °С) Тяжелая масляная фракция (420-500 °С) Селективная очистка Деасфальтизация Депарафинизация Дистиллятные базовые масла Остаточные базовые масла Основные химмотологические требования к нефтяным маслам Вязкость и вязкостно-температурные свойства
Важнейшей характеристикой масел является изменение их вязкости с температурой. Чем более полога температурная кривая вязкости, тем выше значение индекса вязкости (ИВ) и более качественно масло (современные масла должны иметь ИВ не менее 90). Для получения высокоиндексных масел следует полностью удалять полициклические арены и нафтено-ароматические углеводороды с короткими боковыми цепями и смолисто-асфальтеновые вещества. Парафины Нафтены Ароматика Смолы/асфальтены Индекс вязкости УДАЛЯТЬ УДАЛЯТЬ ТОЛЬКО РАЗВЕТВЛЕННЫЕ НЕ УДАЛЯТЬ Основные химмотологические требования к нефтяным маслам Снижение вязкости с ростом температуры (контрольные определения вязкости проводят обычно при 20, 50(40) и 100 °С) Индекс вязкости нефтей: нафтеновых < 0, парафиновых – до 100; ИВ масляных фракций с присадками – 130+. Используемые присадки – полиизобутилены, эфиры полиметакриловой кислоты. Масла должны быть:
Основные химмотологические требования к нефтяным маслам Температура застывания масел
Химическая стабильность масел - под воздействием кислорода воздуха образуются (при высоких t и в присутствии металлов-«катализаторов» окисления) и накапливаются в маслах продукты окисления и конденсации (оксикислоты, смолы, асфальтены, углистые отложения), которые ухудшают их эксплуатационные свойства. Наилучшей химической стабильностью обладают малоцикличные нафтено-ароматические углеводороды. Новое и отработанное масла Парафины Церезины Основные химмотологические требования к нефтяным маслам Смазочная способность масел - Оценивает условия работы машин и механизмов при больших нагрузках и малых скоростях;
Защитные и антикоррозионные свойства масел - способность вытеснять воду с поверхности металла, удерживать ее в объеме смазочного материала и образовывать на нем прочные ад- сорбционные и хемосорбционные пленки, препятствующие развитию коррозионных процессов - Базовые нефтяные масла не способны длительно защищать металлы от коррозии – необходимо введение небольших количеств ингибиторов коррозии. Масляная пленка на поверхности воды По назначению:
-Трансмиссионные (для смазки агрегатов трансмиссий транспортных машин и промышленных редукторов) -Осевые масла (для смазывания осей колесных пар железнодорожных вагонов и тепловозов, подшипников электровозов и других узлов трения подвижного состава железнодорожного транспорта и некоторых про- мышленных механизмов); -Индустриальные масла (подразделяются на 2 группы – общего, для смазывания наиболее широко распространенных узлов и механизмов оборудования различных отраслей промышленности, и специального назначения, для использования в узких или специфических областях) Классификация нефтяных масел По назначению: Энергетические масла:
-Компрессорные масла - для смазки различных узлов и деталей (цилиндров, клапанов и др.) компрессорных машин, а также для создания уплотнительной группы; -Электроизоляционные масла (трансформаторные, конденсаторные и кабельные) - являются жидкими диэлектриками, служат для изоляции токонесущих частей электрооборудования, гашения электродуги в выключателях, а также отвода тепла. -Цилиндровые масла - для смазывания горячих деталей паровых машин. Классификация нефтяных масел Классификация нефтяных масел Классификация нефтяных масел Классификация нефтяных масел Классификация нефтяных масел Энергетические масла Присадки к маслам Присадками называют вещества, которые добавляют к маслу в количестве от тысячных долей до 5…15 % для улучшения одного или нескольких показателей его качества и снижения расхода. Классификация масел по функциональному действию: – антиокислительные, повышающие стойкость масел к окислению при высокой температуре; – антикоррозионные, защищающие металлические поверхности от воздействия агрессивных веществ и атмосферной коррозии; – противоизносные и противозадирные (антифрикционные), улучшающие смазочные свойства масел; – моющие (детергентно-диспергирующие), препятствующие отложению лаков, нагаров и осадков; – депрессорные, понижающие температуру застывания масел; – вязкостные, улучшающие вязкостно-температурные свойства базовых масел; – антипенные, предотвращающие вспенивание масел; – антисептики, повышающие устойчивость масел к воздействию грибков и бактерий; – многофункциональные, улучшающие одновременно несколько эксплуатационных свойств масел. Основное количество дистиллятных масел производят с использованием процессов селективной очистки и депарафинизации. Остаточные масла предварительно подвергают деасфальтизации. Дистиллятные и остаточные масла – базовые, к ним при компаундировании добавляют различные присадки в соответствии с рецептурой (как правило в соотношении 9 к 1) Мазут Гудрон Легкая масляная фракция (350-420 °С) Тяжелая масляная фракция (420-500 °С) Селективная очистка Деасфальтизация Депарафинизация Дистиллятные базовые масла Остаточные базовые масла Основное количество масел производят с использованием процессов селективной очистки и депарафинизации Производство базовых масел Масляная основа нефтяных смазочных масел – сложная смесь высококипящих углеводородов с числом углеродных атомов 20…60 (молекулярной массы 300…750), выкипающих в интервале 300…650 °С. Нежелательные УВ:
Технология производства базовой основы смазочных масел - избирательное удаление из масляных фракций нежелательных УВ при максимально возможном сохранении компонентов, обеспечивающих требуемые ФХ и эксплуатационные свойства конечных товарных масел. Масляная фракция Деасфальтизация Селективная очистка Депарафинизация Базовое масло Смолы и асфальтены Полициклич. ароматика Тяжелые парафины Методы очистки базовых масел (удаления нежелательных УВ) Химические
Физические Наибольшее распространение - экстракционные процессы, основанные на использовании различной растворимости углеводородов в растворителях:
и масляных дистиллятов -депарафинизация экстрактивной кристаллизацией. Современная тенденция – нежелательные компоненты удаляются в каталитических процессах при превращении их в высокоиндексные низкозастывающие УВ (гидроочистка, гидрокрекинг, гидроизомеризация, гидродепарафинизация). ФХ-основы процесса экстракции А+В а+В р+а а+В Р+А+в р+В Р+А+в А – хорошо растворим В – плохо растворим ФХ-основы процесса экстракции Основные показатели растворителя
АНТИБАТНЫ ФХ-основы процесса экстракции Основные «правила» экстракции
500 °С 0 °С бутан пропан ГУДРОН Растворяющая сп-ть высокая, селективность низкая Растворяющая сп-ть низкая, селективность высокая Например, процесс деасфальтизации гудрона легкими алканами: Алканы растворяют асфальто-смолистые отложения Требования к растворителям
Требования к экстракционным аппаратам Типы экстракторов Основы молекулярной теории растворов Межмолекулярное взаимодействие Ориентационное взаимодействие Индукционное взаимодействие Дисперсионное взаимодействие
- взаимоориентируются; Типы растворителей
Типы растворителей
Схемы экстракционных колонн: а — колонна с ситчатыми тарелками; б — роторно-дисковый экстрактор; в — колонна с чередующимися смесительными и отстойными насадочными секциями; г — распылительная колонна; д — насадочная колонна; 1 — колонна; 2, 6 — распылители; 3 — ситчатая тарелка; 4 — переливные трубки; 5, 12 — насадки; 7, 10 — валы; 8 — плоский ротор; 9 — кольцевые перегородки; 11 — мешалки; |