Индустриальные масла. Общего назначения

 

Таблица 5. Характеристики индустриальных масел общего назначения без присадок (ГОСТ 20799-88)

Показатели	И-5А	И-8А	И-12А	И-12А1	И-20А	И-З0А	И-40А	И-50А
Обозначение по ГОСТ 17479.4-87
И-Л-А-7	И-Л-А-10	И-ЛГ-А-15	И-ЛГ-А-15	И-Г-А-32	И-Г-А-46	И-Г-А-68	И-ГТ-А-100
Плотность при 20 °С, кг/м3, не более	870	880	880	880	890	890	900	910
Вязкость кинематическая, при 40 °С, мм2/с	6-8	9-11	13-17 (13-21)	13-17 (13-21)	29-35 (25-35)	41-51	61-75 (51-75)	90-110 (75-95)
Кислотное число, мг КОН/г, не более	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,05	0,05	0,05
Температура, °С: вспышки в открытом тигле,
не ниже	140 (120)	150 (130)	170	165	200 (180)	210 (200)	220 (200)	225 (215)
застывания, не выше	-18	-15	-15	-30	-15	-15	-15	-15
Цвет, ед. ЦНТ, не более	1,0 (2,0)	1,5 (2,0)	1,5 (2,5)	2,5	2,0 (3,0)	2,5 (3,5)	3,0 (4,5)	4,5 (6,5)
Стабильность против окисления: приращение кислотного
числа, мг КОН/г, не более	0,2 (0,3)	0,2 (0,3)	0,2	0,2	0,3	0,4	0,4	0,4
приращение смол, %, не более	1,5	1,5	1,5	1,5	2,0 (3,0)	3	3	3

 

Масла серии И-Л-С и  ИГП выпускают в соответствии с ТУ 38 1011191-88 и ТУ 38 101413-73. Это дистиллятные, остаточные или смесь дистиллятных и остаточных минеральных масел  из сернистых нефтей глубокой селективной  очистки с антиокислительной, противоизносной, антикоррозионной и противопенной присадками. Употребляют их в основном для смазывания современного отечественного и импортного оборудования в различных отраслях народного хозяйства, для эксплуатации которого необходимы масла с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Основными показателями,  характеризующими эксплуатационные свойства масел ИГП, являются вязкость, стабильность против окисления, антикоррозионные свойства и стойкость к пенообразованию.

В связи с применением  в гидравлических системах современного промышленного оборудования фильтров тонкой очистки (25,10 и 5 мкм) важное значение приобретает такое свойство нефтяных масел, особенно легированных, как фильтруемость.

Масла  ИГП можно применять  взамен соответствующих по вязкости масел общего назначения по ГОСТ 20799-88. Преимущества легированных масел ИГП в сравнении с маслами без присадок подтверждены многолетней практикой их производства и применения.

Масла И-Л-С-3, И-Л-С-5, И-Л-С-10, И-Л-С-22 (ИГП-2, ИГП-4, ИГП- 6, ИГП-8, ИГП-14) применяют для смазки легконагруженных высокоскоростных механизмов (шпиндели, подшипники и сопряженные с ними соединения).

Масла ИГП-18, ИГП-30, ИГП-38, ИГП-49 служат рабочими жидкостями в гидравлических системах станков, автоматических линий, прессов. Используют для смазывания высокоскоростных коробок передач, мало- и средненагруженных редукторов и червячных передач, вариаторов, электромагнитных и зубчатых муфт, подшипниковых узлов, направляющих скольжения и качения и в других узлах и механизмах, где требуются масла с улучшенными антиокислительными и противоизносными свойствами.

Масла ИГП-72, ИГП-91, ИГП-114 используют в гидравлических системах тяжелого прессового оборудования и для смазывания шестеренных передач, средненагруженных зубчатых и червячных редукторов, в циркуляционных системах смазки различного оборудования.

Масла ИГП-152, ИГП-182 используют для смазывания нагруженных зубчатых и червячных передач, коробок скоростей, редукторов и других узлов.

Способы получения масел 

 Смазочные масла получают  из той части нефти, которая  остается после отгонки топливных  фракций. Эта часть нефти называется  мазутом. 

     Если нагревать  мазут при атмосферном давлении, то многие индивидуальные углеводороды  начинают разлагаться при более  низкой температуре, чем их  температура кипения. При понижении  давления понижается температура  кипения, что позволяет выделить  нужные фракции. Процесс этот  называется вакуумной разгонкой.  Для его реализации сооружаются  специальные установки, позволяющие  из мазута получать различные  по вязкости масла. Особенно  четко удается произвести разгонку  в установках с двукратным  испарением, применяемым в современных  нефтеперерабатывающих комплексах. Эти масла называют дистиллятными  маслами. Их получение предусматривает  перегонку или испарение с  последующей конденсацией отдельных  фракций жидкостей или их смесей (в данном случае нефти или  отдельных ее фракций).

     В результате  вакуумной перегонки получают  базовые дистиллятные масла, а  оставшиеся продукты (полугудрон  и гудрон) используют для получения  остаточных масел. Характерной  особенностью дистиллятных масел  являются их хорошие вязкостно-температурные  свойства и высокая термоокислительная  стабильность. Но в этих маслах  мало соединений, обладающих высокой  маслянистостью, т. е. прочностью  масляной пленки.

     Остаточные  масла, наоборот, обладают высокой  естественной маслянистостью, но  плохими низкотемпературными и  вязкостно-температурными свойствами. Высокая маслянистость остаточных  масел связана с находящимися  в них продуктами окислительной  полимеризации (нефтяными смолами).

     Существуют  две схемы переработки мазута - топливная и масляная. При топливной  получают только одну фракцию  (350-500°С), используемую обычно как  базовый продукт для каталитического  крекинга или гидрокрекинга. При  масляной переработке - три фракции:  легкие дистиллятные масла (выкипающие  при 300-400°С), средние дистиллятные  масла (выкипающие при 400-450°С) и тяжелые дистиллятные масла  (выкипающие при 450-500°С).

     Для получения  товарных марок масла подвергают  сложным технологическим операциям.  Для удаления нежелательных примесей  масло очищают. Из него удаляют продукты окислительной полимеризации, органические кислоты, нестабильные углеводороды, серу и ее соединения. Для улучшения низкотемпературных свойств масла подвергают депарафинизации и деасфальтизации. Очищенные продукты при необходимости смешивают для получения нужного уровня вязкости. Дистиллятные масла используют для приготовления масел, от которых не требуется особо высокой естественной прочности масляной пленки. Остаточные - для масел, высокая маслянистость которых имеет особое значение. Например, для дизельных масел обычно смешивают дистиллятные и остаточные масла в необходимой пропорции.

     Масла, используемые  в качестве основных моторных  масел, называют базовыми маслами.  Например, для зимних и летних  моторных масел выпускают следующие  базовые масла: 

М-6 - дистиллятное;

М-8 - дистиллятное с добавлением  не менее 14 % остаточного компонента;

М-11 - смесь дистиллятного  и не менее 30 % остаточного компонента;

М-14 - смесь дистиллятного  и не менее 40 % остаточного компонента;

М-16 - смесь дистиллятного  и не менее 50 % остаточного масла;

М-20 - состоит только из остаточных масел.

     Для получения  всесезонных масел или масел  для северных и арктических  районов используют в качестве  базовых масел глубоко депарафинизированные  дистиллятные масла малой вязкости (веретенное АУ, АС-5 и др.).

 

Методы очистки масел

     Технология  очистки базовых масел влияет  на их свойства. Применяют следующие  методы очистки масел. 

     1. Выщелачивание. Это самый простой способ. Масло обрабатывают раствором щелочи (NaОН), которая нейтрализует органические кислоты. Продукты окислительной полимеризации (нефтяные смолы и другие вредные примеси) при щелочной очистке не удаляются, поэтому этот способ для моторных масел не применяют.

     2. Кислотно-щелочная и кислотно-контактная очистка. При этом методе очистки основным реагентом, входящим в соединения с нежелательными примесями, является серная кислота, которую добавляют в дистиллятное масло до 6%, а в остаточное - до 10%.

     Серная кислота  разрушает смолисто-асфальтовые  и ненасыщенные соединения, которые  вместе с непрореагировавшей  кислотой выпадают в осадок, образуя  кислый гудрон. Наиболее ценные  для масел циклановые углеводороды  серной кислотой не затрагиваются  и после отделения кислого  гудрона промываются водным раствором  щелочи, которая нейтрализует остатки  серной кислоты и кислого гудрона.  Очистка заканчивается промывкой  масла водой и просушиванием  перегретым паром или горячим  воздухом.

     Для предотвращения  возможности образования стойких  водомасляных эмульсий обработку  щелочью заменяют контактным  фильтрованием с использованием  отбеливающих глин, обладающих большой  адсорбционной способностью поглощать  полярно-активные вещества, к которым  относятся продукты взаимодействия  с серной кислотой.

     Кислотную  очистку с контактным фильтрованием  через отбеливающие земли называют  кислотно-контактной очисткой.

     Применение  для очистки моторных масел  серной кислоты имеет существенные  недостатки: при современных масштабах  производства моторных масел  это приводит к огромным безвозвратным  расходам серной кислоты - ценного  продукта, широко используемого  во многих химических производствах. 

     Кислый гудрон, который является отходом при  этом способе очистки, очень  токсичный и вредный продукт;  дальнейшее использование его по ряду причин нерентабельно, и его огромные скопления являются источником очень вредного воздействия на окружающую природу.

     3. Очистка масел селективными растворителями. Это современный и эффективный способ очистки масел.

     Особенностью  этого метода является возможность  в процессе очистки многократного  использования селективных растворителей.  В качестве селективных растворителей  применяют фурфурол, фенол и ряд  других веществ. 

     Принцип селективной  очистки заключается в следующем.  Подбирают растворитель, который  при определенной температуре  и количественном соотношении  с очищаемым маслом выборочно  (селективно) растворяет в себе  все вредные примеси и плохо  или совсем не растворяет очищаемый  продукт, в данном случае - масло. 

     При смешивании  очищаемого масла с селективным  растворителем основная часть  вредных примесей растворяется  и переходит в растворитель, который,  не смешиваясь с маслом, легко  с ним разделяется при отстаивании.  Получается слой очищенного масла  (рафинадный слой) и слой растворителя  с вредными, удаленными из масла  примесями. Этот слой называют  экстрактом. Слои разделяют. Слой  очищенного масла доочищают отбеливающими  глинами, а экстракт подвергают  регенерации, при которой селективный  растворитель отделяется от вредных  продуктов и опять вводится  в процесс очистки. 

     Очень важно  правильно выбрать как соотношение  масла и растворителя, так и  температуру, при которой осуществляют  процесс очистки. Например, при  использовании в качестве селективного  растворителя фенола температуру  следует поддерживать в диапазоне  50-300°С, а соотношение масла и  растворителя 1:1 или 1:2.

     При применении  фурфурола соотношение очищаемого  продукта варьируют в зависимости  от желаемой глубины очистки  очищаемого масла от 1:1,5 до 1:4.

     Для получения  качественной очистки высоковязких  остаточных масел используют  метод парных растворителей. Причем  один из них должен выборочно  растворять вредные примеси, а  другой - очищаемое масло. Происходит  как бы разделение полезного  и вредного продукта. При растворении  примесей применяют креозол с  30-50% фенола, а при растворении рафината - пропан. С целью поддержания пропана в жидком состоянии очистку производят под давлением до 2 Мпа.

     В последнее  время все шире применяют гидрогенизацию, которая является наиболее совершенным  способом очистки масел. Процесс  аналогичен гидроочистке топлив. Проводят его под давлением  до 2 Мпа в присутствии водорода  при температуре 380-400°С.