Желательные и нежелательные компоненты масла

СОДЕРЖАНИЕ:

 

 

1. Введение                                                                                                              2

2. Способы производства нефтяных масел                                                     3

3. Компоненты масляных фракций                                                                   4

4. Желательные компоненты                                                                              5

5. Нежелательные компоненты                                                                          7

6. Заключение                                                                                                       10

7. Список  литературы                                                                                         11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение.

Современные транспортные средства, внедорожная техника, промышленное оборудование, энергетические агрегаты спроектированы так, чтобы обеспечить малые материало- и энергозатраты при их изготовлении, большой ресурс и надежность при минимальных эксплуатационных затратах и объеме технического обслуживания, выполнение все более ужесточающихся требований экологических нормативных актов. Полная реализация технико-экономического потенциала, заложенного в машины, двигатели, станки, трансмиссии, возможна только при непременном использовании для их смазывания высококачественных смазочных материалов, полностью соответствующих по всему спектру эксплуатационных свойств условиям их применения. Современные смазочные материалы способны длительно выдерживать высокие механические и термические нагрузки, обеспечивать снижение энергопотребления и защиту от износа, коррозии и образования отложений, нарушающих нормальную работу смазываемого оборудования. Высокие эксплуатационные свойства масел, смазок, гидрожидкостей достигнуты в большей мере их легированием специальными присадками различного функционального действия. Варьированием состава базовых компонентов, композиций присадок и содержания последних в конечном продукте разработчики смазочных материалов достигают выполнения разнообразных требований к их продукции со стороны машиностроителей, формируют широкий ассортимент смазочных материалов с дифференцированными свойствами для решения многообразных, иногда весьма специфических, задач смазывания изделий машиностроения.

 

 

 

 

2. Способы производства нефтяных масел. 

Химический состав нефтяных масел обычно тем сложнее, чем выше их плотность и вязкость, так как с увеличением молекулярной массы углеводородов резко возрастает число их изомеров. В общем случае содержание отдельных групп углеводородов и иных соединений в нефтяных маслах определяется природой нефтяного сырья, глубиной и способом очистки. От высших (начиная с С₁₀), алифатичых предельных углеводородов (Депарафинизация) и от смолистых продуктов.

По способам производства нефтяные масла делятся на:

Дистиллятные – остаточные получаемые соответственно дистилляцией мазутов, (удалением нежелатательных компонентов из гудронов).

Компаундированные – получаемые смешением дистиллятных и остаточных;

По областям применения на – белые масла, изоляционные масла, консервационные масла, смазочные масла. Для придания необходимых эксплуатационных свойств в нефтяные масла добавляют специальные вещества (Присадки к смазочным материалам). На основе нефтяных масел без присадок получают гидравлические жидкости, пластичные смазки, смазочно-охлаждающие жидкости, технологические смазочные материалы.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Компоненты масляных фракций.

По химическому составу нефтяные масла представляют собой смесь углеводородов молекулярной массой от 300 до 750, содержащих в составе молекул от 20 до 60 атомов углерода. Базовые масла состоят из групп изопарафиновых, нафтенопарафиновых, нафтено-ароматических и ароматических углеводородов различной степени цикличности, а также гетероорганических соединений, содержащих кислород, серу и азот. Именно элементорганические соединения (в основном кислородсодержащие) являются основой смол, содержащихся в базовых маслах. Химический состав базовых масел и структура входящих в их состав углеводородов определяются как природой перерабатываемого сырья, так и технологией его переработки.

По фракционному составу  масла представляют собой высококипящие  продукты, так как их вырабатывают из нефтяных фракций, выкипающих при температуре выше 300 °С.

Основной объём масел  вырабатывают с применением экстракционных процессов разделения сырья (дистиллятов  и гудронов): селективной очистки  растворителем (фенолом, фурфуролом или ЧГ-метил-пирролидоном), деасфальтизации гудронов пропаном и сольвентной депарафинизацией рафинатов селективной очистки в кетонсодержащем растворителе.

Условно все  входящие в состав масляной фракции  группы углеводородов и соединений можно разделить на желательные и нежелательные в составе масла.

 

 

 

4. Желательные компоненты.

Желательные компоненты - именно содержание в масле этих групп углеводородов обеспечивает оптимальное сочетание эксплуатационных свойств и хорошую стабильность в процессе эксплуатации:

Парафины — насыщенные углеводороды с прямой (нормальные парафины) (I) или разветвленной (изопарафины) цепью (II) без кольчатых структур.

Нафтены (или циклопарафины) — насыщенные углеводороды, содержащие одно или более колец пяти- или шестичленных), каждое из которых может иметь одну или несколько прямых или разветвленных алкильных боковых цепей. В зависимости от числа колец в молекуле различают моноциклические (1), бициклические (II), трициклические нафтены и т. д.

Ароматические углеводороды, содержащие одно (I) или несколько ароматических ядер, которые могут быть соединены с нафтеновыми кольцами (последние могут иметь или не иметь алкильные цепи и (или) боковыми парафиновыми цепями. Ароматические ядра могут быть конденсированными, как у нафталина или фенантрена (II), или же изолированными (III). Смешанные нафтено-ароматические углеводороды представлены структурой IV).

Например: 
 

Непредельные углеводороды, т. е. углеводороды, имеющие одну или более олефиновых (ненасыщенных) связей в молекуле, обычно отсутствуют в продуктах прямой перегонки нефти.

Неуглеводородные соединения. Последние могут иметь соответствующий углеводородный скелет с одним, двумя, тремя и т. д. атомами серы, кислорода, азота.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Нежелательные компоненты.

Твердые парафины (алканы) – Алканы С10 и выше при нормальных условиях — твердые вещества, входящие в состав нефтяных парафинов и церезинов. 
Деление твердых углеводородов на парафины и церезины было сделано на основании различия кристаллической структуры этих углеводородов, их химических и физических свойств. При одинаковой температуре плавления церезины отличаются от парафинов большими молекулярными массами, вязкостью и плотностью. Церезины энергично взаимодействуют с дымящей серной и хлорсульфоновой кислотами, а парафины с этими реагентами взаимодействуют слабо. Для исследования состава парафинов и церезинов была использована реакция нитрования. Азотная кислота с азоалканами образует третичные нитросоединения, а с н-алканами — вторичные нитросоединения. Методом нитрования показано, что в нефтяных парафинах содержится 25—35 % изоалканов, а в церезине — значительно больше. Появились сведения о присутствии в твердых углеводородах нафтеновых структур. Действительно, выделенные из петролатумов углеводороды имели более высокие значения показателя преломления, вязкости и плотности, чем парафины с той же температурой плавления.

Негативное  влияние проявляется при низких температурах потерей текучести. Потеря текучести происходит в результате выделения из масла твердых парафиновых углеводородов.

Полициклические ароматические углеводороды  — обычно содержатся в незначительных количествах. Кроме того, их выделение затруднено, так как они являются переходной фракцией от масел к смолам.

Для полициклических ароматических углеводородов характерно наличие в химической структуре трех и более конденсированных бензольных колец. В основе практически всех техногенных источников полиароматических углеводородов лежат термические процессы.

Основные представители:

Химическое  вещество		Химическое  вещество
Антрацен		Бензпирен
Хризен		Коронен
Коранулен		Тетрацен
Нафталин		Пентацен
Фенантрен		Пирен
Трифенилен		Овален

 

 Простейшие вещества из группы Полиароматических углеводородов – антрацен и фенантрен. Эти вещества не обладают канцерогенной (мутагенной) токсичностью, присущей другим Полиароматическим углеводородам, какими являются холантрен, перилен, бензапирен, дибензпирен. На фоне их токсичности как нетоксичные квалифицируются и весьма похожие по структуре бензперилен, пирен, флуорантен.

 

Асфальто-смолистые вещества представляют собой главным образом неуглеводородные соединения нефти, которые содержат в основном (82 + 3) % (максимум 88 %) углерода, (8,1 ± 0,7) % (максимум 10 %) водорода и до 14 % гетероатомов. Этим значениям соответствует величина соотношения Н:С - 1,15 + 0,05. Удивительным фактом является постоянство атомного соотношения Н:С при большом разнообразии месторождений нефти и возможностей огромного числа перестановок фрагментов в молекулах, включающих гетероатомы. Этот феномен является веским доказательством того, что асфальтены имеют определенный состав и осаждаются в соответствии с ним, а не в зависимости от растворимости.

Асфальто-смолистые вещества концентрируются в тяжелых нефтяных остатках - гудронах и битумах. Некоторые гетероатомные соединения, входящие в состав АСВ, могут включать одновременно углерод, водород, кислород, серу, а иногда в дополнение к ним азот и металлы.

В процессе очистки дистиллятов из них обычно удаляется большая часть асфальто-смолистых веществ. Содержание последних в готовом масле, как правило, не превышает 1,0—2,5%. Несмотря на такую сравнительно невысокую концентрацию, некоторые из соединений этого типа оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства масел. Асфальто-смолистые соединения придают маслу характерный цвет; некоторые из них обладают ингибирующим действием, другие, наоборот, угнетают, пассивируют антиокислительные присадки; наконец, смолы при окислении переходят в состав осадка.

 

 

6. Заключение

Сегодня формирование требований к физико-химическим и  эксплуатационным свойствам нефтяных масел основывается на широко известных и практически применяемых классификациях и спецификациях, в которых важнейшие характеристики нефтяных масел заданы в виде результатов испытаний по известным (в большинстве случаев стандартизованным) методам. Это позволяет всем заинтересованным сторонам (изготовителям смазочных материалов, машиностроителям, потребителям их продукции) обмениваться достаточно полной и единообразно понимаемой информацией о свойствах нефтяных масел, целесообразном их использовании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Список литературы:

1. -Вержичинская С.В., Дигуров Н.Г., Синицин С.А. «Химия и технология нефти и газа.» Учебное пособие. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007.

2. - Дерябина Г.И., Нечаева О.Н., Потапова И.А. «Практикум по органической химии. Часть II. Реакции органических соединений» 2007г.

3. - Суханов В. П., «Каталитические процессы в нефтепереработке», 3 изд., М., 1979г.

4. - Магарил Р. 1, «Теоретические основы химических процессов переработки нефти», М., 1976

5. - Ахметов С.А. «Технологии глубокой переработки нефти и газа», Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002г.

Интернет-ресурсы:

9. - http://www.twirpx.com

10. - www. ngpedia.ru/

11. - www. vseonefti.ru

12. - www.dobi.oglib.ru/

13. - www.osoboekb.ru/techno_npz.htm

14. - www.oilmedia.ru/