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

некоторые сернистые соединения образуют мыла и другие вещества и удаляются из очищаемого нефтепродукта.

После обработки продукт промывают водой для уда­ ления остатков щелочи и некоторых солей, а затем про­ сушивают перегретым паром. В очищенном продукте не должно оставаться ни кислоты, ни щелочи (реакция вод­ ной вытяжки должна быть нейтральной).

О ч и с т к а о т б е л и в а ю щ и м и з е м л я м и ( а д с о р б е н т а м и ) основана на их способности задер­ живать своей пористой поверхностью полярно-активные соединения. Для очистки используют природные отбели­ вающие земли (гумбрин, зикеевская земля и др.) и искус­ ственно приготовленные — силикагель. Качество очистки зависит от активности земли, количества и состава за­ грязняющих примесей в очищаемом продукте и условий ведения процесса.

Для очистки пары топлива пропускают через слой отбе­ ливающей земли, более тяжелые дистилляты перемеши­ вают с адсорбентом при нагревании до 220—250°, затем фильтруют очищенный продукт. Расход земли при очистке топлив составляет 1—2%, дистиллятных масел — 8— 10%, а для остаточных масел может доходить до 25% от массы очищаемого продукта. Обычно очистка масел отбе­

перспективных способов очистки нефтепродуктов от сер­ нистых соединений. Метод позволяет глубоко удалить сернистые соединения, связывая их в сероводород (112S). Попутно продукт освобождается от кислородных и азо­ тистых органических соединений, а ненасыщенные (не­ предельные) углеводороды переводятся в стойкие алкано­ вые.

Схематически процесс гидроочистки газойле-соляро- вых дистиллятов сводится к следующему. Сырье для очи­ стки и водород в трубчатой печи нагреваются до 400—430°, смесь поступает в реактор, заполненный алюмокобалътомолибденовым катализатором (используются и другие ката­ лизаторы), и под давлением до 50—60 кгс/см2 происходит гидрирование. Образовавшиеся сернистые и другие газо­ образные продукты удаляют, а очищенную жидкую часть используют для получения товарных продуктов.

^ становки для гидроочистки сложны, расход водорода велик («1,0% от сырья), тем не менее процесс экономиче­ ски выгоден, так как качество очищенного продукта и его

26

выход очень велики. Так, после очистки дизельных топлив с начальным содержанием серы 1 —1,3% се количество не превышает 0,02—0,06%, а выход топлива — 97—98%. Це­ лесообразно строить заводы по гидроочистке там, где имеется дешевый водород. Например, совмещают сооруже­ ние установок каталитического риформинга и гидроочист­ ки в схеме одного завода, так как при риформинге в каче­ стве побочного продукта выделяется большое количество водорода [4].

С е л е к т и в н а я о ч и с т к а — один из наиболее распространенных способов очистки моторных масел. Он основан на использовании реагентов, обладающих различ­ ной растворяющей способностью по отношению к загряз­ няющим примесям и углеводородам масла. Существует два способа селективной очистки: 1) растворяется нежела­ тельная примесь, а углеводородный состав масла остается без изменения; 2) извлекается основная часть масла, а примеси, ухудшающие качество масел, не растворяются. После разделения полученных слоев растворитель отго­ няется от примеси (при первом способе) или от очищенного масла (при втором способе) и используется повторно.

В качестве избирательных растворителей применяют многие органические вещества: жидкий пропан (С3П8), фенол (СвН 6ОЫ), нитробензол (CeH 6N 02), фурфурол (С«Н3ОСОН) и др.

Если в масляном сырье содержится много смолисто­ асфальтовых веществ, то удалять их серной кислотой или селективной очисткой по первому способу экономически невыгодно. В этих случаях проводят предварительную деасфальтизацию масел — удаляют основную массу смо­ листо-асфальтовых веществ. Для этого сырье растворяют

влегком бензине или жидком пропане, малорастворимые

вэтих растворителях смолисто-асфальтовые соединения выпадают в осадок. Осадок удаляют, а от масла отгоняют растворитель. Затем масло поступает на дальнейшую очистку одним из рассмотренных выше способов.

Если нужно получить зимние сорта масел с низкими температурами застывания, масляный продукт после се­ лективной очистки дополнительно подвергают депарафи­ низации (удаляют из масла твердые углеводороды с высо­ кими температурами плавления). Масло обрабатывают растворителем с низкой температурой застывания (аце­ тон, жидкий пропан, дихлорэтан и др.) Полученный ра­ створ охлаждают до желаемой температуры застывания

27

масла (минус 25—40°) и подвергают центрифугированию или фильтрации. Таким образом удаляют из раствора застывшие твердые углеводороды, а из масла отгоняют растворитель. Смесь выделенных твердых парафинов, со­ держащих примеси и небольшое количество масла, назы­ вается петролатумом.

§ 6. Синтетические масла

Быстрое развитие техники, сопровождающееся повы­ шением рабочих скоростей, удельных нагрузок, темпера­ тур узлов трения машин и механизмов, предъявляет новые и более высокие требования к качеству смазочных мате­ риалов. Масла, получаемые при переработке нефти, далеко не всегда отвечают тем требованиям, которые предъяв­ ляет современная и тем более перспективная техника. Поэтому необходимо синтезирование новых масел с улучшенными эксплуатационными свойствами. Многие синтетические масла по ряду показателей значительно пре­ восходят нефтяные. Для сельскохозяйственной техники синтетические масла пока не применяются, по в ряде от­ раслей народного хозяйства они уже теперь используются довольно широко.

В качестве специальных масел и технических жидкостей широко применяются полисилоксановые масла, называе­ мые также силиконами. Это полимерные кремнийорганические соединения, основу которых составляют чередую­ щиеся атомы кремния и кислорода, а именно

—Si —О —Si —О —Si —О—Si — .

I I I I

К атомам кремния в этих цепях могут быть присое­ динены углеводородные и другие органические радикалы различной длины и строения.

Силиконы — бесцветные прозрачные маслянистые жид­ кости, хорошо растворимые в различных углеводородах и нерастворимые в спиртах. Вырабатываются они от легко­ подвижных маловязких жидкостей до вязких с высокой молекулярной массой и большим количеством атомов кремния в молекуле. Это трудно испаряющиеся жидкости с высокими температурами вспышки, обладающие высокой устойчивостью к действию температур.

Полисилоксановые масла имеют очень низкие температуры застывания, сравнительно мало изменяют вязкость

28

Г л а в а II

ОБЩИЕ СВОЙСТВА ЖИДКИХ ТОПЛИВ

ИМЕТОДЫ ИХ ОЦЕНКИ

§1. Понятие об отборе средних проб жидких топлив

Одной из трудоемких, ио очень важных операций является отбор средней пробы на анализ. От тщательности и правильности выполнения этих работ будет зависеть достоверность последующих исследований. Легче всего отбирать пробы газообразных продуктов, затем маловяз­ ких жидких топлив, труднее вязких нефтепродуктов и твердых.

Промышленность вырабатывает нефтепродукты в со­ ответствии с государственными стандартами или техниче­ скими условиями. По в практике при транспортировке и хранении качество нефтепродуктов нередко ухудшается, поэтому в нефтехозяйствах периодически нужно отбирать пробы для анализа. Нефтепродукты, в которых имеются отклонения от требований стандарта, должны быть ис­ правлены (отстой, фильтрация) или приняты меры к их замене.

Проба может быть индивидуальной, характеризующей качество продукта в одном тарном месте; средней, отра­ жающей качество определенной партии, и контрольной — часть средней пли индивидуальной. Средняя проба со­ ставляется смешением нескольких индивидуальных проб, количество которых зависит от объема, формы и числа ре­ зервуаров. Для отбора проб жидких нефтепродуктов су­ ществуют специальные пробоотборники, которые имеются во всех ручных лабораториях на нефтескладах колхозов, совхозов и отделений «Сельхозтехники». Назначение такой лаборатории — отбор проб нефтепродуктов и проверка их качества простейшими методами. Общий вид ручной лабо­ ратории «РЛ» показан на рисунке 3.

Из вертикалышх и горизонтальных резервуаров сред­ нюю пробу составляют смешением индивидуальных, ото­ бранных с трех уровней: верхнего — на расстоянии 200 мм от поверхности нефтепродукта (одну часть), среднего — в середине высоты налива (три части), нижнего — на

31

ределения сводится к сравнению вязкости исследуемого продукта с вязкостью масел в эталонных трубках. В вис­ козиметре имеется пять эталонных образцов масел (про­ бирки 1). В каждой пробирке находится стальной шарик и оставлен пузырек воздуха. Пробирки закреплены в ме­ таллической оправе 4 и плотно завинчены пробками. Внизу

в верхней части этой пробирки нанесены две риски: до ниж­ ней наливают испытуемый продукт, а до верхней встав­ ляют резиновую пробку, которую завинчивают металли­ ческой пробкой 3 с флажком.

Вязкость масел в эталонных трубках дана в сантистоксах (сСт) при 100° (сСт — единица измерения кинематиче­ ской вязкости). В пяти пробирках находятся эталонные масла с вязкостью 1—4, 2—6, 3—10, 4—16, 5—22 сСт.

Вязкость обычно определяют при температуре окру­ жающего воздуха. Отвинчивают пробку с флажком и про­ бирку 2 заполняют испытуемым маслом. Между уровнем масла и пробкой оставляют пузырек воздуха такой же величины, как и в эталонных образцах. Вискозиметр дер­ жат строго вертикально и ждут, когда все шарики будут находиться внизу. Затем быстро переворачивают прибор на 180°, наблюдая за падением шариков, определяют, ка­ кому маслу в эталонных трубках ближе всего вязкость исследуемого продукта. Опыт повторяют 2—3 раза. Если во время опыта повернуть прибор на 90° (в горизонтальное положение), движение шариков прекратится, и можно бо­ лее точно определить их расположение. Предположим, в исследуемом масле скорость падения шарика соответство­ вала пробирке № 4. Тогда по вязкости оно соответствует маслу, которое при 100° имеет вязкость 16 сСт.

§ 3. Определение элементарного состава

Под элементарным составом подразумевается определе­ ние элементов— углерода (С), водорода (II), серы (S), азота (N) и кислорода (О), образующих органическую часть любого нефтепродукта. Несмотря на то, что по эле­ ментарному составу жидкие топлива незначительно отли­ чаются друг от друга, это определение широко распростра­ нено, так как от содержания углерода и водорода за­ висит тепловая ценность, а от количества серы — кор­ розийные свойства топлив.

39