Файл: Итинская, Н. И. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости учеб. пособие.pdf

нии температуры масел содержащиеся в них парафиновые углеводороды выпадают в осадок. Кристаллы выделяю­ щегося парафина имеют форму удлиненных пластинок, которые, соединяясь между собой, образуют сетчатую структуру, по строению похожую на губку. В ячейках находится жидкое масло, но структурный каркас ме­ шает движению масла, и оно теряет текучесть (засты­ вает).

Если в масло введен депрессор, то при понижении тем­ пературы парафин из масла выпадает в виде мелких кри­ сталлов, не образующих структурного каркаса, и масло до более низких температур остается подвижным (незасты­ вшим). Некоторые исследователи высказывают предполо­ жение, что депрессоры в момент выпадения из масла пара­ фина на поверхностях кристаллов образуют защитные (изолирующие) пленки, не дающие возможности сращи­ ваться кристаллам. На рисунке 55 показана микрофото­ графия структуры парафинистого масла при пониженных температурах.

§ 5. Перспективы получения высококачественных присадок

Большинство из рассмотренных ранее присадок содер­ жат металлоорганические соединения, которые обуслов­ ливают повышение зольности и коксуемости масел. Не­ смотря на исключительно важную роль этих соединений в повышении эксплуатационных свойств масел, их высокая зольность приводит и к некоторым отрицательным послед­ ствиям. В зонах высоких температур масло испаряется и выгорает; чем выше зольность, тем больше образуется нагара, в нем появляются абразивные продукты, способ­ ствующие повышению износа. Нередко накопление отло­ жений на клапанах приводит к их перегреву, а иногда и прогару. Эти нежелательные явления значительно уси­ ливаются с ростом концентрации в масле зольных при­ садок.

Один из наиболее перспективных путей снижения золь­ ности масел — повышение удельной эффективности вво­ димых в них присадок. В этом случае высокие эксплуа­ тационные свойства масел будут получены при меньшей концентрации присадок, а следовательно, и при меньшей зольности. Сейчас синтезированы, проходят различные испытания и проверки более десяти фосфорорганических

253

оттенки: розоватый (Мп), желтый (Zn, Р), зеленый (Сг) и др. Более точно и правильно о содержании присадки в маслах можно судить, определив щелочное число и основ­ ные компоненты присадки (Ва, Са и др.).

Определение зольности. 15—25 г масла, не содержащего механических примесей, помещают в фарфоровый или кварцевый тигель и на электроплитке выпаривают до образования углистого остатка (пока не прекратится вы­ деление наров). Затем тигель помещают в муфельную печь и при температуре 600—650° прокаливают его до полного выгорания органических веществ. Зола принимает одно­ родный цвет, в ней не остается черных, темных включе­ ний. Тигель с золой охлаждают, взвешивают на аналити­ ческих весах и подсчитывают содержание золы в процен­ тах:

Определение щелочного числа. Обычно присадки содер­ жат щелочные и щелочноземельные металлы, которые находятся в масле в виде растворенных металлооргани­ ческих соединений и придают ему щелочную реакцию. Чем выше концентрация присадки, тем больше щелочное число масла. В зависимости от состава присадки щелочные соединения могут быть сильными или слабыми осно­ ваниями, сумма которых дает общее щелочное число при­ садки.

Щелочное число определяют методом потенциометричес­ кого титрования на лабораторном pH-метре типа ЛП-58, РН-340 и др. При определении пользуются стеклянным

икаломельным электродами, которые позволяют изме­ рять значения pH от 0 до 14.

Периодически следует проверять правильность показа­ ний электродов. При проверке оба электрода вводят в

кислый буфер (раствор бифталата калия), у которого pH =4,

изаписывают показания по прибору в мВ со знаком плюс. После тщательной промывки электродов проверяют при­ бор по щелочному буферу (раствор метанитрафенола, у которого рН = 11), записывая показания в мВ со знаком ми­ нус. Электроды пригодны к работе, если алгебраическая разность показаний будет не менее 480 мВ,

Определение щелочного числа сводится к следующему.

Настраивают прибор (рис. 56) и проверяют правильность

255

в отверстие крышки стаканчика. Кислоту добавляют мед­ ленно и малыми порциями; после каждого добавления и перемешивания записывают значение потенциала. Когда показания прибора будут равны потенциалу щелочного буфера, отмечают на бюретке расход кислоты и по нему подсчитывают содержание сильных оснований. Дальше продолжают титрование, добавляя кислоту до значения потенциала кислого буфера; по расходу соляной кислоты определяют содержание слабых оснований. Общий расход кислоты позволяет подсчитывать суммарное количество

сильных и слабых оснований (щелочное число) исследуе­ мого масла.

Щелочное число, мг/г, исследуемого масла равно:

Т— титр (концентрация) спиртового раствора соляной кислоты, мг/мл;

а— масса исследуемого масла, г.

Сущность определения бария. 20—25 г испытуемого масла озоляют, как указывалось выше. Золу при нагре­ вании обрабатывают соляной кислотой (водный раствор 1: 1), добавляют концентрированные азотную и серную кислоты, а затем нагревают до появления густых бе­ лых паров. В растворе образуется сернокислый барий (BaS04). Если затем раствор вылить в дистиллированную

В0ДУ, то BaS04 выпадет в виде белого кристаллического осадка.

Осадок BaS04 отфильтровывают через плотный беззоль­ ный фильтр. Фильтр с осадком помещают в фарфоровый тигель, высушивают и прокаливают в муфельной печи.

По массе полученного осадка подсчитывают содержание бария.

Сущность определения кальция. Навеску испытуемого масла озоляют и золу обрабатывают водным раствором соляной кислоты. В кипящий солянокислый раствор добавляют хлористый аммоний и раствор щавелевой и уксусной кислот. Выпадает осадок щавелевокислого каль­ ция, который отфильтровывают через беззольный фильтр. Далее работу ведут с осадком, который тщательно смы-

вагот струей дистиллированной воды и растворяют разбав­ ленной серной кислотой. Полученный раствор сернокисло­ го кальция титруют 0,1 N раствором марганцовокисло­ го калия. Зная массу испытуемого масла и объем точно

центах.

Сущность определения компонентов присадок спект­ ральным методом. Спектральный анализ позволяет опреде­ лять содержание многих элементов, одновременно находя­ щихся в масле. Ими могут быть компоненты присадок (Са, Ва, Р, Zn, Mg), а в работавших маслах также продук­ ты износа трущихся пар (Fe, Pb, Си, А1). Спектральный анализ основан на свойстве каждого химического элемен­ та давать линию поглощения, занимающую определенное положение в спектре.

Содержание элементов определяют, сравнивая интен­ сивности почернения линий спектров анализируемых и эталонных образцов. Для анализа приготавливают уголь­ ные электроды, которые пропитывают исследуемым маслом

иэталонными растворами, представляющими собой заранее приготовленные образцы масел с известным содержанием того или иного элемента (обычно не менее трех эталонов). Высушенные электроды сжигают в дуге переменного тока

ифотографируют линии спектра. Полученные на фо­ топластинке спектры фотометрируют и измеряют по­

чернение аналитических линий определенных элемен­ тов.

Несмотря на то, что для данных исследований требует­ ся специальное и довольно сложное оборудование (спектро­ граф, генератор дуги переменного тока, микрофотометр, трансформатор, приспособление для заточки угольных электродов, фотопластинки) высокая точность, большие возможности спектрального анализа и быстрота опреде­ лений способствуют распространению данного метода в исследовании нефтепродуктов.

Более подробно определение основных компонентов присадок описано в книге «Нефтепродукты. Методы испы­ таний».

Вопросы для повторения

1.Какие требования предъявляются к присадкам?

2.Назначение и механизм действия вязкостных присадок.

3.Назначение депрессоров и их механизм действия.

258

4.Что такое ингибиторы окисления?

5.В какие масла добавляют детергенты и их механизм действия?

6.Каково действие противоизносных присадок?

7.Антикоррозийные присадки и их действие.

8.С какой целью добавляют композиции присадок?

9.Происходят ли изменения физико-химических свойств свежих масел при добавлении присадок и почему?

10.Перспективы получения высокоэффективных присадок.

11.Охарактеризуйте положительные и отрицательные свойства беззольных присадок.

12.Как можно определить наличие присадок в свежих маслах?

13.Назовите методы определения основных компонентов при­ садок.

14.В чем сущность определения щелочного числа масел с присад­ ками?