Файл: Цуркан И.Г. Смазочные и защитные материалы учебник.pdf

Скачать файл (6,97Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.06.2024

Просмотров: 500

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Очистка асфальто-смолистых веществ, или д е а с ф а л ь т и- з а ц и я, производится в растворе жидкого пропана. Применение про пана основано на том, что при растворении в нем масла происходит коагуляция асфальтенов и смол, благодаря чему становится возможным удаление их из раствора. На том же принципе основано количественное определение асфальтенов, карбенов и карбондов, описанное выше.

При добавлении к маслу 7— 10 объемов жидкого пропана при температуре 40—55° С происходит разделение смеси на два слоя: нижний (асфальто-смолистые вещества) и верхний (раствор масла в про пане). В практике обычно нижний слой называют а с ф а л ь т о м . Верхний слой поступает в испарительную колонну, где из него отго няется пропан, используемый для деасфальтизации новых порций масла. Остаток после отгона пропана называется деасфальтизатом.

Деасфальтизат. подвергается дальнейшей очистке от полицикли ческой ароматики. В процессе такой очистки используется различная растворимость углеводородов разного типа в некоторых растворителях при данной температуре. Если, например, смешать масло с анилином, то смесь разделится на два слоя: верхний — масло и нижний, пред ставляющий собой анилин с растворенными в нем наиболее высоко молекулярными ароматическими углеводородами, перешедшими из масла. Если эту смесь постепенно нагревать, то в нижний слой будет переходить все большее количество ароматических углеводородов. При некоторой критической температуре в раствор анилина перейдет все масло. Эта температура называется анилиновой точкой.

Последовательность перехода углеводородов различного типа в раствор анилина с повышением температуры следующая: полицик лические ароматические углеводороды, лишенные боковых парафино вых цепей; малоциклические ароматические углеводороды без пара финовых цепей; ароматические углеводороды с короткими боковыми цепями; кольчатые структуры, экранированные длинными боковыми цепями, и парафиновые углеводороды.

Поскольку полициклические ароматические углеводороды сильно меняют вязкость с температурой, присутствие их в масле ухудшает его качество. Пользуясь тем, что именно эти углеводороды имеют лучшую растворимость в некоторых растворителях можно удалять

их из масла с целью повышения его эксплуатационных	свойств. По
скольку при таком способе очистки масел растворитель	действует из

бирательно (селективно, только в отношении полициклической арома тики), растворители и сам процесс очистки называются селективными.

■ В качестве селективных растворителей используются анилин, фурфурол, нитробензол, фенол и др. При изготовлении масел из неф тей восточных месторождений на современных установках селективной очистки используется фенол.

Очистка производится в специальной колонне, заполненной на садкой (например, отрезки трубок с примерно равным отношением диаметра к высоте). Очищаемое масло подается в среднюю часть ко лонны, сверху которой поступает водный раствор фенола. За счет раз ности удельных весов, масло непрерывным потоком движется вверх по колонне, а фенольная вода — вниз. Контактируясь с маслом, фенол

экстрагирует из масла полициклическую ароматику, выводится снизу колонны и поступает на отгонку от экстрагированной части масла (экстракта). Отогнанный фенол снова используется как селективный растворитель. Очищенное масло (рафинат) вместе с примесью раство рителя, забираемое сверху колонны, также подается в испаритель, где оно освобождается от фенола.

Из полученного рафината удаляются парафиновые углеводороды, плохо растворимые в масляных фракциях и выделяющиеся в процессе эксплуатации в виде кристаллической массы при охлаждении.

Для выделения в процессе очистки из рафината парафинов требу ется сначала его нагреть до 60—70° С, а затем охладить до низких температур. Однако понижение температуры вызывает значительный рост вязкости рафината, что затрудняет образование крупных крис таллов, легко отделимых от него. Получается мелкокристаллическая взвесь парафинов, и рафинат превращается в студень.

Чтобы избежать этого явления, к рафинату в процессе депарафини зации добавляют легкий растворитель, имеющий низкую температуру застывания и сильно понижающий вязкость рафината при температуре депарафинизации. Благодаря этому обеспечивается быстрый рост кристаллов парафина при охлаждении и легкое отделение их от раст вора с помощью обычной фильтрации.

При изготовлении масел для депарафинизации в качестве раство рителя используют смесь ацетона, бензола и толуола.

Температура охлаждения выбирается в зависимости от требований к получаемому маслу. Охлажденная смесь фильтруется в спе циальных вакуумных фильтрах барабанного типа. Нижней частью вращающийся барабан погружается в фильтруемую смесь, масло, освобожденное от парафина, проходит внутрь барабана и подается в испаритель для отгона растворителя. С внешней стороны остается так называемая лепешка отфильтрованного парафина. С другой сто роны барабана расположены скребки, непрерывно удаляющие ле пешку.

После депарафинизации масло подвергается доочистке с помощью адсорбента, в качестве которого используют различные натуральные глины (зикеевская, гумбрин и т. д.). При контактировании масла с та кими глинами происходит процесс адсорбции на глине избыточных смол, селективных растворителей и других нежелательных примесей. От фильтрованное после контакта с глиной масло улучшает цвет, стабиль ность против окисления и лишается токсичных остатков растворителей.

Полученные на вакуумной трубчатке дистиллятные масляные по гоны, а также остаток — полугудрон очищают раздельно (рис. 11).

Конечными операциями в процессе получения масел являются компаундирование остаточного и дистиллятных компонентов с целью получения масел требуемой вязкости и введение в компаундированное масло необходимых присадок.-

Кроме нефтяных масел, в качестве смазочных материалов исполь зуются синтетические жидкости, получаемые на основе химического синтеза непредельных углеводородов, сложных эфиров органических кислот, фторированных углеводородов и кремнийорганических соеди

нений. Здесь будут рассмотрены понятия лишь о последнем типе сма зочных масел.

В качестве примера приведем один из способов синтеза кремнийорганического соединения — полиэтилсилоксанов. Если взять этан, в котором один атом водорода замещен атомом хлора (С2Н5С1 — хло ристый этил), и заставить его прореагировать с магнием, получим так называемый реактив Гриньяра

С2Н5С1 + M g ^ C 2H5MgCl.

Полученный продукт подвергнем реакции с четыреххлористым кремнием

2C2H5MgCl + SiCl4 -> (С2Н5)2 SiCI 2 + 2MgCl2.

Образовавшийся диэтнлхлорсилан гидролизуем:

СгНв	С2Н5
I	I

Cl —Si —С1+2Н,0-*0Н —Si —ОН + 2НС1.

I I

С2н 5

С2Н б

Образовавшиеся молекулы могут взаимодействовать друг с другом:

С„Н5	С,Н5	СоН5	СоН5
I	Г	г	г

ОН—Si —ОН+ОН—Si —ОН->ОН—Si —О —Si-OH + 2Н,0.

I	I	I	I	"
с2н 5	С2Н5	. С2Нб		С2Н5

Таким путем возможно получение цепей с тремя, четырьмя и т. д. атомами, называемых полиэтилсилоксанами. В зависимости от сте пени полимеризации можно производить полиэтилсилоксановые жид-

Полугуд-	Д е а с ф а л ь -	Д е а с ф а л ь -	С ел е к т ul-	Р а ф и н а т Д е п а р а ф и	Д е п а р а ф и - Д о о ч и с т к а		О ч и щ е н н о е
					н и р о в а н н о е	о т д е л и в а ю	о с т а т о ч н о е
р о н	т и з а ц и я	т и з а т	н а я	н и з а ц и я	м а с л о	щ а м и	м о с л а
			о ч и с т к а			г л и н а м и

	Г
	А с ф а л ь т
Д и с т и л	С е л е к т и б - Р а ф и н а т
л я т н ы е	С е л е к т и б - Р а ф и н а т
м а с л я н ы е	о чниасят к а
Ф р а н ц и и
	Э к с т р а к т

Э к с\т р а к т		'	, и т < р м
г .			( п о л у п р о д у к т )
		Д е п а р а ф и •		Д о о ч и с т к а
1 1	1	нированное
				о т В е л и в а ю щ и -
н и з а ц и я		м а с л о		н а г л и н а м и

П а р а ф и н (п о л у п р о д у к т )

'
О ч и щ е н н о е	К о м п а у н д и р о в а н и е
д и с т и л л я т -	К о м п а у н д и р о в а н и е
н о в м а с л о	ипВрвиесдаедноике
	Г о т о В ы е н а е л а

Рис. 11. Последовательность технологических операций при очистке остаточных и дистиллятных масляных фракций

кости практически любой вязкости. Основным достоинством таких жидкостей является чрезвычайно слабая зависимость их вязкости от температуры, а также очень низкая температура застывания. На их основе можно получать масла с хорошей текучестью при низких тем пературах и достаточно вязких при высоких температурах. Интервал рабочих температур может, составлять от минус 50—70 до плюс 175— 200° С. Однако смазывающая способность большей части кремнийорганических жидкостей неудовлетворительна. Кроме того, термическая и химическая стабильность их не превышает 200° С. Поэтому их при меняют в тех узлах трения, которые работают в широком диапазоне изменения температуры, но не выше 200° С и для которых типичны легкие режимы трения.

Гл а в а III. ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ

1.Понятие о пластичных смазках

и особенности их механических свойств

Применение жидких смазочных масел требует хорошей герметиза ции узлов трения для того, чтобы избежать утечек. Конструктивно трудно обеспечить полную герметизацию. Поэтому возникла необхо димость иметь смазочный материал, который в состоянии покоя пред ставлял бы собой твердое тело, хорошо прилипающее и удерживающееся на смазываемых деталях узла трения.

Для получения такого смазочного материала жидкие масла загу щают твердыми веществами определенного типа. Чаще всего для этих целей используют мыла высокомолекулярных жирных кислот: