Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Способ получения смазочно-охлаждающих жидкостей




Реферат:

Использование: изобретение относится к технологии производства смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) путем переработки продуктов термических и термокаталитических процессов нефтепереработки и может быть использовано для получения СОЖ для электроэрозионных станков и прокатки алюминиевой фольги. Сущность: смесь легкого газойля каталитического крекинга, дизельной фракции процесса замедленного коксования, легкого газойля процесса замедленного коксования и прямогонной дизельной фракции утяжеленного фракционного состава подвергают гидрированию, защелачиванию и атмосферно-вакуумной ректификации. Технический результат: упрощение и удешевление процесса. 6 табл.

Изобретение относится к технологии производства смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) путем переработки продуктов термических и термокаталитических процессов нефтепереработки и может быть использовано для получения СОЖ для электроэрозионных станков и прокатки алюминиевой фольги.

Известно, что в качестве СОЖ для электроэрозионных станков используют рабочую жидкость РЖ-3 по ТУ 38.101964-83 с изм.1, 2, для прокатки алюминиевой фольги используют «Саянол» по ТУ 0258-307-05742746-96.

Единственный способ (прототип) получения СОЖ РЖ-3 и «Саянол» упомянут в ТУ 38.101964-83 с изменениями 1, 2 «Рабочая жидкость РЖ-3 для электроэрозионных станков», ТУ 0258-307-05742746-96 «Смазочно-охлаждающая жидкость «Саянол»», Патент RU 2159265, 2000 г. и включает три стадии:

1. Глубокое гидрирование прямогонной керосиновой фракции;

2. Защелачивание гидрогенизата прямогонной керосиновой фракции для удаления сероводорода и меркаптанов;

3. Выделение из защелаченного гидрогенизата фракции с температурой вспышки 80-86°С.

Недостатками данного способа получения СОЖ являются:

- высокая стоимость сырья - прямогонной керосиновой фракции и, как следствие, удорожание СОЖ;

- низкий выход СОЖ - 10-20% мас. на гидрогенизат при переработке прямогонной керосиновой фракции;

- высокие энергозатраты на производство СОЖ;

- снижение выхода светлых и глубины переработки нефти на НПЗ при таком варианте производства СОЖ, так как часть прямогонной керосиновой фракции превращается в газы и компонент мазута.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения СОЖ с качественными характеристиками, соответствующими ТУ 38.101964-83 «Рабочая жидкость РЖ-3 для электроэрозионных станков» и ТУ 0258-307-05742746-96 «Смазочно-охлаждающая жидкость «Саянол»» с использованием в качестве сырья фракций термических и термокаталитических процессов, расширение ассортимента компонентов сырья для производства СОЖ.

Технический результат изобретения заключается в:

- уменьшении затрат на производство СОЖ;

- квалифицированном использовании дизельной фракции замедленного коксования и легкого газойля каталитического крекинга, применяемых обычно для производства дизельных топлив, стоимость которых в 1,5-2 раза ниже стоимости СОЖ;

- увеличении глубины переработки нефти за счет вовлечения в сырье для производства СОЖ компонентов топочного мазута (легкий газойль процесса замедленного коксования, прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава).

Заявляемый технический результат по способу получения СОЖ путем гидрирования сырья, защелачивания гидрогенизата и последующего выделения из него в процессе атмосферно-вакуумной ректификации фракции, удовлетворяющей требованиям качества СОЖ, достигают за счет того, что в качестве сырья используют смесь нефтепродуктов (таблица 1), характеризующуюся следующими качественными характеристиками:

- фракционный состав: 50% об. перегоняется при температуре не выше 315°С, 96% об. перегоняется при температуре не выше 385°С;

- суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой - не более 75%;

- йодное число - не более 40 г I2/100 г.

Гидрирование смесевого сырья осуществляют:

- на никель-вольфрамовом катализаторе;

- при температуре 300-420°С;

- давлении на входе в реактор 260-300 кгс/см2;

- объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч-1;

- соотношении циркуляционный газ:сырье не менее 2000:1 нм 33;

- содержании водорода в циркуляционном газе не менее 75% об.

Таблица 1
Наименование нефтепродуктов Фракционный состав по ГОСТ 2177, °С Суммарная массовая доля угле водородов, прореагировавших с серной кислотой по методике 1207, % число по ГОСТ 2070, г I2/100 г
50% об. 96% об. до 360°С перегоняется, % (об.), не менее
Легкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК)     -    
Дизельная фракция процесса замедленного коксования (ДФЗК)     -    
Легкий газойль процесса замедленного коксования (ЛГЗК)   -      
Прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава (ПДФУ)     -    

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показывает, что их общими признаками являются стадии процесса получения СОЖ: гидрирование сырья, защелачивание гидрогенизата, выделения из гидрогенизата в процессе атмосферно-вакуумной ректификации фракции, удовлетворяющей требованиям качества СОЖ.

Отличиями заявляемого изобретения от известного являются:

- использование в качестве сырья для получения СОЖ смеси следующих нефтепродуктов: легкого газойля каталитического крекинга, дизельной фракции процесса замедленного коксования, легкого газойля процесса замедленного коксования, прямогонной дизельной фракции утяжеленного фракционного состава,

- условия гидрирования смесевого сырья, которое проводят на никель-вольфрамовом катализаторе при температуре 300-420°С, давлении на входе в реактор 260-300 кгс/см 2, объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч -1, соотношении циркуляционный газ:сырье не менее 2000:1 нм33, содержании водорода в циркуляционном газе не менее 75% об.

Реализация предлагаемого способа позволяет снизить затраты на производство СОЖ, увеличить глубину переработки нефти, расширить ассортимент компонентов сырья для производства СОЖ, получить значительный экономический эффект.

Эффективность предлагаемого способ получения СОЖ подтверждена в результате лабораторных исследований и промышленных испытаний.

Примеры:

1. Подготовка сырья

В качестве компонентов сырья для производства СОЖ используют:

- легкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК) уст. ГК-3;

- дизельная фракция процесса замедленного коксования (ДФЗК) уст. 21-10/3М;

- легкий газойль процесса замедленного коксования (ЛГЗК) уст. 21-10/3М;

- прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава (ПДФУ) уст. АТ-ГК-3.

Характеристики компонентов сырья для производства СОЖ представлены в таблице 2.

Характеристики смесевого сырья для производства СОЖ представлены в таблице 3.

2. Гидрирование смесевого сырья

Процесс гидрирования смесевого сырья осуществляют последовательно в трех реакторах в присутствии водорода на никель-вольфрамовом катализаторе при следующих условиях (таблица 4):

Таблица 4
Параметры Показатели
Давление, кгс/см2 264÷288
Температура на входе/выходе в Р-1, °С 321÷346/364÷402
температура на входе/выходе в Р-2, °С 343÷393/375÷400
температура на входе/выходе в Р-3, °С 363÷396/360÷397
Объемная скорость сырья, ч-1 0,3÷1,0
Соотношение циркуляционный газ:сырье, нм33 2575:1÷4625:1
Содержание водорода в циркуляционном газе, % об. 75÷95

3. Защелачивание и водная отмывка гидрогенизата

Защелачивание гидрогенизата для удаления сероводорода и меркаптанов проводят с использованием водного раствора едкого натра в концентрации 8-12% (мас.). После этого проводят водную отмывку от следов щелочи дистиллированной водой.

4. Выделение СОЖ из защелоченного гидрогенизата

СОЖ РЖ-3 и «Саянол» выделяют путем последовательной атмосферно-вакуумной ректификации по двухколонной схеме: на первой колонне выделяют легкую бензиновую фракцию, на второй колонне из отбензиненного гидрогенизата выделяют целевую фракцию СОЖ, соответствующую требованиям качества для РЖ-3 и «Саянол» (качественные характеристики полученных СОЖ приведены в таблицах 5, 6).

Выход СОЖ составлял 29-45% (мас.) на гидрогенизат.

Таким образом, приведенные примеры показывают возможность получения предложенным способом СОЖ с качественными характеристиками, соответствующими требованиям, предъявляемым к РЖ-3 и «Саянол».

Таблица 2
Характеристики компонентов сырья для производства СОЖ
№ пробы Фракционный состав по ГОСТ 2177, °С Суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой по методике 1207, % Йодное число по ГОСТ 2070, г I2/100 г
50% об. 96% об. до 360°С перегоняется, % (об.), не менее
  ЛГКК ДФЗК ЛГЗК ПДФУ ЛГКК ДФЗК ПДФУ ЛГЗК ЛГКК ДФЗК ЛГЗК ПДФУ ЛГКК ДФЗК ЛГЗК ПДФУ
                                 
                                2,3
                                3,0
                                2,3
                                2,5
                                4,1
                                4,1
                                3,7
                                3,6
                                3,6
                                4,5
                                4,1
                                1,6
                                4,3
                                4,3
                                1,6
                                1,6
                                1,6
                                1,4
                                1,6
                                1,7
                                1,5

 

Продолжение таблицы 2
                                 
                                3,5
                                3,7
                                2,5
                                2,0
Таблица 3
Характеристика смесевого сырья для производства СОЖ РЖ-3 и «Саянол»
№ отбора Фракционный состав по ГОСТ 2177, °С Суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой по методике 1207, % Йодное число по ГОСТ 2070, г I2/100 г
50% об. 96% об.
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
                                         

Таблица 6
Характеристика СОЖ «Саянол»
№ пробы Внешний вид Плотность при 20°С по ГОСТ 3900, кг/м3 Вязкость при 20°С по ГОСТ 33, мм2 Температура, °С Фракционный состав по ГОСТ 2177, °С Зольность по ГОСТ 1461, % Массовая доля водорастворимых кислот и щелочей по ГОСТ 6307, % Кислотное число по ГОСТ 5985, мг КОН на 100 см 3 жидкости Массовая доля воды по ГОСТ 2477, % Массовая доля серы по ГОСТ 19121, % Коррозионное воздействие на алюминий по ГОСТ 11069 Массовая доля ароматических углеводородов по ГОСТ 6994, %
вспышки в з.т. по ГОСТ 6356 застывания по ГОСТ 20287 НК 98% об.
                             
Норма по ТУ 0258-307-05742746-96 на «Саянол А» Однородная бесцветная или светло-желтого цвета жидкость Не менее 800 Не более 3,0 Не менее 75 Не выше минус 12 Не ниже 200 Не выше 270 Не более 0,003 Отсутствие Не более 0,03 следы Не более 0,03 выдерживает Не нормируется
  бесцветная   2,6   -53     0,001 Отсутствие 0,03 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 5,0
  бесцветная   2,7   -56     0,001 Отсутствие 0,03 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 4,5
  бесцветная   2,9   -52     0,001 Отсутствие 0,03 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 4,3

 

Продолжение таблицы 6
                             
  бесцветная   3,0   -54     0,001 Отсутствие 0,03 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 3,2
  бесцветная   2,8   -56     0,001 Отсутствие 0,03 отсутствие Менее 0.02 выдерживает 2,3
  бесцветная   3,0   -51     0,001 Отсутствие 0,03 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 2,0
Норма по ТУ 0258-307-05742746-96 на «Саянол В» Однородная бесцветная или светло-желтого цвета жидкость Не менее 800 Не более 2,6 Не менее 75 Не выше минус 30 Не ниже 200 Не выше 255 Не более 0,002 Отсутствие Не более 0,02 Отсутствие Не более 0,03 выдерживает Не более 10
  бесцветная   2,6   -55     0,001 Отсутствие 0,02 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 5,0
  бесцветная   2,6   -55     0,001 Отсутствие 0,02 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 3,0
  бесцветная   2,5   -54     0,001 Отсутствие 0,02 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 2,6
  бесцветная   2,6   -54     0,001 Отсутствие 0,02 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 3,2
  бесцветная   2,6   -56     0,001 Отсутствие 0,02 отсутствие Менее 0,02 выдерживает 2,3


Формула изобретения

Способ получения смазочно-охлаждающих жидкостей путем гидрирования сырья, защелачивания гидрогенизата и его атмосферно-вакуумной ректификации, отличающийся тем, что в качестве сырья используют смесь следующих нефтепродуктов:

легкий газойль каталитического крекинга - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 290°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 360°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 85%; йодное число не более 25 гI 2/100 г;

дизельная фракция процесса замедленного коксования - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 280°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 360°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 60%; йодное число не более 55 гI 2/100 г;

легкий газойль процесса замедленного коксования - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 340°С, до 360°С перегоняется не менее 80 об.%; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 60%; йодное число не более 55 гI 2/100 г;

прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 340°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 410°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 35%; йодное число не более 5 гI2/100 г, которая характеризуется качественными характеристиками - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 315°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 385°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 75%; йодное число не более 40 гI2/100 г и гидрирование которой осуществляют на никельвольфрамовом катализаторе при температуре 300-420°С, давлении на входе в реактор 260-300 кгс/см 2, объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч -1, соотношении циркуляционный газ: сырье не менее 2000:1 нм33, содержании водорода в циркуляционном газе не менее 75 об.%.

 

Патент 2133261

Заявка: 98111736/04, 15.06.1998 Опубликовано: 20.07.1999 Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2000317 C1, 27.11.93. SU 1162861 A, 23.06.85. SU 1366525 A1, 15.01.88. CS 200003 A1, 01.02.83. US 4073736 A, 14.02.78. Адрес для переписки: 603004, Нижний Новгород, пр.Ленина, ОАО "ГАЗ", ОНТРИЗ Заявитель(и): Открытое акционерное общество "ГАЗ" Автор(ы): Тарасова А.И., Харитонова Л.С., Графчев А.П., Долгов В.Н., Пепелин Н.В., Андреев М.П. Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "ГАЗ"

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМУЛЬСОЛА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к составам для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемых при механической обработке металлов резанием. Для получения эмульсола минеральное масло с вязкостью 12 - 30 сСт при 50oC эмульгируют в воде композицией триэтаноламина с олеиновой кислотой и продуктом конденсации диметилмочевины с моноэтаноламином, в полученную эмульсию дополнительно вводят алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля и гидрохинон с получением эмульсола следующего состава, мас.%: минеральное масло 40 - 60, олеиновая кислота - 6 - 10, триэтаноламин - 5 - 7, продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином - 5 - 9, алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля - 0,3 - 0,9, гидрохинон - 0,015 - 0,025, вода - остальное. Полученный эмульсол обеспечивает износостойкость режущего инструмента, в том числе и при тяжелых условиях резания, а также коррозионную и микробную устойчивость в течение длительного периода эксплуатации. 4 табл.

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к составам для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемым при механической обработке металлов резанием.

Известны способы получения эмульсолов и концентратов, используемых для приготовления водоэмульсионных CОЖ на основе различных минеральных масел и присадок - поверхностно-активных веществ (ПАВ): эмульгаторов, ингибиторов коррозии металлов и др. (см. Е.Г.Бердичевский, "Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов", справочник, Москва, Машиностроение, 1987 г., с. 75 - 82).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ получения эмульсола (см. патент N 2000317, МКИ C 10 M 173/00), включающий использование очищенных отработанных нефтяных масел с вязкостью 15 - 30 сСт при 50oC, заэмульгированных в воде олеиновой кислотой и триэтаноламином, в эмульсию из которого дополнительно вводят продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином, и водную дисперсию сополимера винилхлорида с винилацетатом. Однако эмульсия из такого эмульсола обладает недостаточными смазочными свойствами и микробоустойчивостью в процессе эксплуатации, следствием чего является снижение технологических и сопутствующих свойств, а именно стойкости режущего инструмента и появление коррозии в процессе эксплуатации.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в создании высокоэффективного эмульсола, обеспечивающего износостойкость режущего инструмента, в том числе и при тяжелых условиях резания, а также коррозионную и микробную устойчивость в течение длительного периода эксплуатации.

Для достижения поставленной задачи минеральное масло эмульгируют в воде композицией триэтаноламина с олеиновой кислотой и продуктом конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином, в полученную эмульсию дополнительно вводят алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля и гидрохинон, а в качестве минерального масла используют минеральное масло с вязкостью 12 - 30 сСт при 50oC с получением эмульсола следующего состава, мас.%:

Минеральное масло с вязкостью 12-30 сСт при 50oC - 40 - 60

Олеиновая кислота - 6 - 10

Триэтаноламин - 5 - 7

Продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином - 5 - 9

Алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля - 0,3 - 0,9

Гидрохинон - 0,015 - 0,025

Вода - Остальное

В качестве минерального масла используют индустриальное масло с вязкостью 12 - 30 сСт при 50oC или очищенное отработанное нефтяное масло с вязкостью 15 - 30 сСт при 50oC. Олеиновую кислоту используют по ГОСТ 7580-91, можно использовать также жирные кислоты таллового масла ГОСТ 14845-75. Триэтаноламин используют по ГОСТ 6-02-916-79. Продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином (Карбамол - Б) ГОСТ 6-00-5011400-2-88 известен как бактерицид. Гидрохинон известен как проявитель в фотографии, как антиоксидант и в производстве красителей (справочник "Вредные вещества в промышленности", Т.1, издательство "Химия", 1976 г., с.423). Алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля (ОП - 7) ГОСТ 8433-81 известен как смачиватель в составе СОЖ (справочник "Вредные вещества в промышленности", Т.1, издательство "Химия", 1976 г., с.462 - 463).

Совместное действие указанных компонентов неизвестно. Подобранная композиция обеспечивает синергетический эффект компонентов, что позволило получить высокоэффективную СОЖ.

Образцы эмульсолов (5 составов) для определения оптимального состава готовят следующим образом. В реактор загружают последовательно при комнатной температуре и механическом перемешивании (60 об/мин) компоненты в количестве согласно табл. 1 (табл. 1-4 см. в конце описания) в следующей последовательности:

минеральное масло (индустриальное масло И-20А);

олеиновую кислоту, перемешивают в течение 5 мин;

триэтаноламин, перемешивают в течение 10 мин;

воду (температура воды 30 - 40oC) в количестве 10 мас.%, перемешивают в течение 10 мин;

продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином перемешивают в течение 10 мин;

гидрохинон перемешивают в течение 5 мин;

алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля перемешивают до образования однородной массы;

добавляют воду (температура воды 30-40oC) до 100 мас.%, перемешивают до образования однородной массы;

затем определяют физико-химические показатели (см. табл.2).

Как видно из табл. 2, образец N 1 не выдерживает по эмульгирующей способности, а образец N 5 - по вязкости. Образцы N 1 и N 5 из дальнейших испытаний исключены. Из образца эмульсола N 3 готовят 2-6 мас.% эмульсию и анализируют по физико-химическим показателям согласно ГОСТ 6243-75 и по поверхностному натяжению. Результаты испытаний сведены в табл.3. Как видно из табл. 3, 2 мас. % эмульсия не выдерживает испытания по коррозионной агрессивности согласно ГОСТ 6243-75, раздел 2, 6 мас.% эмульсия имеет высокое поверхностное натяжение. Образцы 2 мас.% и 6 мас.% эмульсии исключены из испытаний. Образцы 3, 4, 5 мас.% эмульсий удовлетворительны по всем физико-химическим показателям и испытаны по сравнению с прототипом.

Испытания проводились на операции нарезания резьбы на вертикально-сверлильном станке мод. N 2Н125. Нарезали резьбу К1/8'' в заготовках из стали 35ХГСА твердостью Нв = 200 (по чертежу Нв = 170 - 225) метчиками из быстрорежущей стали Р6М5. Режимы резания: скорость резания V = 7,0 м/мин, время машинное Тмаш.= 0,24 мин. Эффективность СОЖ оценивали по величине стойкости метчика до переточки в деталях - до износа по задней грани 0,5 мкм. Для каждого состава СОЖ опыты повторяли 10 раз и находили среднее значение стойкости инструмента. Результаты испытаний представлены в табл.4. Как видно из табл. 4, 4 мас.% СОЖ является оптимальной и обеспечивает повышение стойкости метчиков при нарезании резьбы в 2 раза (с 30 до 60 дет.). СОЖ коррозионно- и микробоустойчива в течение 3-х месяцев. Кроме того, СОЖ обладает высокой проникающей способностью, что повышает стойкость режущего инструмента.


Формула изобретения

Способ получения эмульсола для механической обработки металлов путем эмульгирования в воде минерального масла олеиновой кислотой, триэтаноламином и продуктом конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином, отличающийся тем, что в эмульсию дополнительно вводят при перемешивании алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля и гидрохинон, в качестве минерального масла используют минеральное масло с вязкостью 12-30 сСт при 50oC с получением эмульсола следующего состава, мас.%:

Минеральное масло с вязкостью 12-30 сСт при 50oC - 40-60

Олеиновая кислота - 6-10

Триэтаноламин - 5-7

Продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином - 5-9

Алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля - 0,3-0,9

Гидрохинон - 0,015-0,025

Вода – Остальноел

 

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...