Файл: Гальперин А.Е. Производство присадок к моторным и трансмиссионным маслам.pdf

лее 115 °С вязкие осерненные алкилфенолы разлагаются. Реакционная масса приобретает грязный зеленоватожелтый цвет, присущий сульфатам бария.

Ведя процесс нейтрализации под визуальным наблю­ дением, очень важно заметить момент начала разложе­ ния массы. Для прекращения разложения необходимо снизить температуру в реакторе подачей охлаждающей воды в рубашку и змеевик и увеличить подачу гидрооки­ си бария в реакционную зону. В результате интенсифи­ кации подачи гидроокиси бария происходит повышенное поглощение тепла, температура в аппарате падает и раз­ ложение прекращается. Чрезмерная подача гидроокиси бария в зону реакции может привести к выбросу из ре­ актора нейтрализуемой массы. Снижение температуры вызывает некоторое замедление основной реакции — об­ разования алкилфенолятов. Термическая стойкость алкилфенолятов бария несколько выше, чем для осерненных алкилфенолов, из которых они образованы. Поэтому разбавленные маслом алкилфеноляты бария можно на­ гревать до 150°С и выше.

Исходя из вышеизложенного, барирование осерненных алкилфенолов нужно проводить ступенчато. Первая ступень барирования проводится при ПО—115°С и 40% загружаемой гидроокиси бария. При этом нейтрализу­ ются без разложения высокосернистые алкилфенолы. Во второй ступени температуру барирования постепенно повышают до 120°С и загружают остальные 60% гидро­ окиси бария. К концу подачи расчетного количества гид­ роокиси. бария температуру в реакторе повышают до 125 °С, при этой температуре реакционную массу разбав­ ляют маслом.

Разбавленную маслом массу освобождают в реакто­ ре от влаги при 135—140 °С. Температура масла-разба­ вителя должна быть ниже температуры разбавляемого продукта во избежание разложения продуктов реакции. Установлено, что присадки с наибольшей зольностью по­ лучаются при осернении и затем барировании алкилфе­ нолов с температурой вспышки ПО—120°С.

Влияние качества реагентов. Качество гидроокиси ба­ рия существенно влияет на итоги процесса нейтрализа­ ции. Присутствие в гидроокиси бария примеси едкого натра отрицательно сказывается на качестве готовой присадки. Образующиеся алкилфеноляты натрия нерас-

Ш

творимы в масле-разбавителе и загрязняют готовую при­ садку механическими примесями.

Потеря активности гидроокиси бария из-за частич­ ного превращения в углекислый барий и утраты кри­ сталлизационной воды в условиях длительного хранения при контактировании с атмосферным воздухом приводит

крезкому снижению его нейтрализующей способности.

Вготовых присадках при этом снижается зольность и по­ вышается содержание механических примесей. Резко

повышаются удельные расходы гидроокиси бария на 1 т производимой присадки. В, какой-то мере реакционная способность гидроокиси бария зависит и от его кристал­ лической структуры: чем крупнее кристаллы, тем боль­ ше реакционная способность. Реакционную способность гидроокиси бария можно восстановить частично, смачи­ вая его водой. Это нужно делать в разумных пределах (45 кг воды на 100 кг гидроокиси бария), так как избы­ ток воды усиливает пенообразование.

Наилучшим способом, как показал опыт, является по­ дача гидроокисей металлов в кристаллическом, слегка увлажненном виде. Недостаток подачи гидроокиси бария в расплавленном состоянии, а гидроокисей кальция и ба­ рия в виде водных суспензий состоит в том, что они вступают в реакцию в аморфном состоянии; при этом уменьшаются точность и равномерность подачи, ухудша­ ются условия безопасной работы обслуживающего пер­ сонала.

Применяемая восьмиводная гидроокись бария долж­ на удовлетворять требованиям ГОСТ 10848—64. Для расчета стехиометрического количества гидроокиси ме­ талла, необходимого для нейтрализации полупродукта синтеза, пользуются уравнением:

МИМе(ОН)2.„н,о

■*Мс(ОН)о-лНоО—• м

N

где A'luctOH^-niijO — стехиометрическое количество гидроокиси ме­

окиси металла; M N — молекулярный вес нейтрализуемого соедине­ ния.

Так, для полнозамещенной присадки ЦИАТИМ-339 на 1 кг фенола требуется N кг гидроокиси бария:

№

НП-360 получают барированием алкилфенолов в рас­ творе масла (из-за высокой вязкости). Поэтому в ре­ актор барирования перед началом процесса закачивают до 50% масла-разбавителя от необходимого по регла­ менту количества.

Скорость проведения процессов нейтрализации в ос­ новном регламентируется ценообразованием в реакто­ ре и удалением влаги — сушкой при повышенной темпе­ ратуре и в вакууме. Высокая вязкость полученных про­ дуктов усложняет окончание сушки, т. е. стопроцентное удаление влаги из готового продукта. Для ослабления ценообразования перед началом процесса в реакционную массу добавляют противопенную присадку ПМС-200А.

При получении присадки МНИ ИП-22к диэфиры ней­ трализуют в две ступени: в охлажденные до 30 °С ди­ эфиры подают небольшими порциями известь-пушонку (15% на загруженный продукт); после 30-минутной вы­ держки в кальцинатор добавляют 25%-ное известковое молоко (13% от всего количества загруженной известипушонки и 1,95% на исходный продукт). Затем проводят вторую 30-минутную выдержку. Если после нее реакция среды нейтральная или слабощелочная, то к реакцион­ ной массе добавляют 2% алкилфенола как промотора. После загрузки промотора температуру медленно поднимают до 80 °С. Превышение этого предела вы­ зывает бурное пеиообразование с выделением серово­ дорода.

При производстве присадки ВНИИ НП-370 в реакци­ онной массе остается катализатор — серная кислота. При нейтрализации образуется смесь алкилфенолятов и алкилфенолсульфонатов кальция, из которой при кон­ денсации с формальдегидом образуется присадка ВНИИ НП-370.

Присадки ПМС и MACK нейтрализуют в две ступе­ ни. В первой ступени получают нейтральный сульфонат. Во второй ступени нейтральный сульфонат в присутствии промотора (уксусной кислоты для ПМС, метанола для MACK), воды и двуокиси углерода обрабатывают до­ полнительным количеством гидроокиси кальция. В ре­ зультате в конечном продукте (сульфонате, алкилсалн-

цилате) содержится кальция в 3,5—4 раза больше сте­ хиометрического количества.

Для присадки ВНИИ НП-360 (см. табл. 21) загрузку исходного продукта и конечное разбавление маслом счи­ тают по алкилфенолу, пошедшему на фосфирование. По­ сле подачи всей суспензии окиси цинка и выдержки при 85 °С в течение 1 ч температуру снижают до 70 °С и в реакционную массу добавляют 0,1—0,3% воды. Происхо­ дит резкое вспенивание, температура скачкообразно под­ нимается на 12—15 °С, но реакция нейтрализации окисью цинка проходит более полно и глубоко. Затем в течение 1 ч температура поднимается до 110 °С. При этой тем­ пературе продукт сушат 3 ч.

При производстве присадки ЭФО продукт алкоголи­ за сначала нейтрализуют окисью цинка, затем цинковую соль обрабатывают гидроокисью бария. При -производ­ стве присадки ДФ-11 цинкование проводят в два прие­ ма. Всю суспензию делят пополам и вторую половину

ОТДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕИ ОТ ГОТОВЫХ ПРИСАДОК

Полученные в результате нейтрализации присадки содержат много механических примесей. Чтобы умень­ шить их содержание, присадки центрифугируют или фильтруют под давлением. Высокая вязкость присадок и мелкодисперсное состояние механических примесей за­ трудняют процессы очистки. При подогреве до 130— 140°С вязкость присадок (по сравнению с вязкостью при 100°С) снижается в 2—2,5 раза (до 6—8 сСт). В ре­ зультате центрифугирование становится менее продолжи­ тельным и более эффективным. При разбавлении раство­ рителями (в соотношении 1:1) вязкость присадок умень­ шается до 2,5—3,5 сСт. Дальнейшее разбавление не дает практического результата. В качестве растворителя при­ меняют легкие бензиновые фракции типа бензин «Гало­ ша», алкилат и др. Фильтрование присадок под давлени­ ем проводят при 150—170 °С.

Принципиальная схема установки для очистки при­ садок дана на рис. 16. Неочищенная присадка / посту­ пает в емкость I, где предварительно отстаивается. По-

114

еле отстаивания осадок VIII дренируют и вывозят с установки, а отстоявшийся продукт соответствующим на­ сосом 11 закачивают в емкость 2 (через верх емкости или через низ для противодействия оседанию осадка).

Рис. 16. Принципиальная схема установки для отделения механиче­ ских примесей от присадок:

/ — промежуточная емкость; 2 — напорная емкость первой ступени центри­ фугирования; 3 — напорная емкость второй ступени центрифугирования; 4 —

Из емкости 2 присадка самотеком поступает в сепара­ тор 4 первой ступени. Пройдя очистку, фильтрованная присадка (фугат) собирается в емкости 8, откуда насо­ сом откачивается в емкость 3 на вторую ступень цент­ рифугирования. В качестве буферной жидкости в сепа­ раторах используют масло-разбавитель II из емкости 7. На линии подачи буферной жидкости VI к сепараторам установлен регулятор давления, чем достигнуто постоян­ ное давление в системе. Из емкости 3 присадка самоте­