Способ получения фрикционного смазочного материала
Изобретение касается смазочных веществ, в частности получения фрикционного смазочного материала, что может быть использовано в нефтехимии. Цель - повышение фрикционных свойств и утилизации отходов производства. Для этого ведут гидрирование фракции 320 - 450°С кубового остатка от ректификации побочных продуктов полимеризации стирола в две ступени: 1) при 300 - 350°С и 20 - 24 МПа в присутствии катализатора, содержащего, мас.%: NIO 5,7 MOO<SB POS="POST">3</SB> 20,3 AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 74 2) при 280 - 300°С и 24 МПа в присутствии катализатора, содержащего, мас.% NIO 21,4 MOO<SB POS="POST">3</SB> 38,6 AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 40. Затем полученный гидрогенизат подвергают вакуумной дистилляции. В этом случае полученный материал обеспечивает коэффициент трения при удельной нагрузке 10 - 20 кН/см, суммарной скорости качения 5 - 40 м/с и 100°С 0,092 - 0,107 против 0,083 - 0,105. 4 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4636922/04 (22) 09,11.88 (46) 30.07.91. Бюл, № 28 (72) К.M,Áàäûøòoâý, А,А.Чесноков, Л.А.Рад-. ченко, Б,Б.Павлик, В.В.Маслов, Ю.Н.Дроздов, И,М.Елманов, Ю.Н.Зеленцов, P,Н.Волков и М.П.Кац (53) 621,892,09 (088.8) (56) Патент США ¹ 4046703, кл. 252-59, 1977.
Патент ФРГ ¹ 2147390, кл. С 10 M 3/10, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение касается смазочных веществ, в частности получения фрикционного смазочного материала, что может быть
Изобретение относится к способам получения жидких фрикционных смазочных материалов.
Цель изобретения — утилизация отходов производства и повышение фрикционных свойств смазочного материала.
Изобретение предусматривает получение фрикционного смазочного материала путем двухступенчатого гидрирования фракции 320 — 450 С кубового остатка от ректификации — побочных продуктов полимеризации стирола на первой ступени при
300-350 С и давлении 20 — 24 МПа с использованием в качестве катализатора смеси, содержащей, мас. ь:
NiO 57
МоОэ 20,3
А!20э 74,0, Ы,, 1666522 А1 (Я)5 С 10 M 101/02 // С 10 N 40; 04 использовано в нефтехимии. Цель изобретения — повышение фрикционных свойств и утилизация отходов производства. Для этого ведут гидрирование фракции 320 — 450 С кубового остатка от ректйфикации побочных продуктов полимеризации стирола в две ступени:1) при 300 — 350 С и 20 — 24 МПа в присутствии катализатора, содержащего, мас. g,: NiO 5,7; МоОэ 20,3; А!20э 74; 2) при
280-300 С и 24 МПа в присутствии катализатора, содержащего, мас. ф,: Ni0 21,4;
МоОЗ 38,6; AbOa 40. Затем r )ny .енный гидрогениэат подвергают вакуумной дистилляции, В этом случае полученный материал обеспечивает коэффициент трения при удельной нагрузке 10 — 20 кН/см, суммарной скорости качения 5-40 мlс и 100 С 0,092—
0,107, против 0,083 — 0,105. 4 табл. и на второй ступени при 280-300 С и давлении 24 МПа с использованием в качестве катализатора смеси, содержащей, мас, (:
NI0 21,4
МоОэ 38,6
А)20э 40,0
Полученный гидрогениэат подвергают вакуумной дистилляции при 200 — 220 С и остаточном давлении 30 — 40 мм рт.ст.
Кубовый остаток ректификации низкотемпературных фракций мономеров и димеров стирола является отходом производства полистирола. Полистирол получают термической полимериэацией мономеров стирола в присутствии катализаторов, одним из которых является парфюмерное масло. Полученный продукт направляют в вакуумную камеру для дегазации полимера и отгонки
1666522 непрореагировав лего стирола и других примесей товарного стирола, не вошедших в состав полимера, а также продуктов, образовавшихся в процессе полимеризации и дегазации, Это сырье поступает в установку очистки непрореагировавшего стирола методом ректификации, где выделяют низкотемпературные фракции мономеров и димеров стирола и направляют их на полимеризацию (так называемый возвратный стирол), ИЭ кубового остатка ректификацией выделяют фракцию 320 †4 С.
Выделенная фракция характеризуется следующими параметрами:
Кинематическая вязкость, мм /с, при 50 С 11,41
Плотность, кг/м 929
Температура вспышки в открытом тигле, С 150
Температура застывания, С -26
Молекулярная масса 261
Кислотное число, мг КОН/г масла 0,89
Иодное число, г 12/100 г масла 8,2
Фракция содержит, мас.,7 .:
Димеры стирала 34
Тримеры и олигомеры стирола 31
Па рафино-нафтеновые углеводороды (парфюмерное масло) 28
Углеводороды неароматического характера 6
Ароматические и карбоновые кислоты 1
В процессз гидрирования фракции
320 — 450 С кубс вого остатка ректификации возвратного стирола установлено, что присутствие в сырье каталитических ядов (в данном случае карбоновых кислот) снижает стабильность используемых катализаторов.
Поэтому гидрирование проводят в две ступени, На первой ступени проводят процесс гидроочистки сырья от каталитических ядов, Выбор температуры и давления гидрирования на первой ступени осуществляют по критерию — процентное содержание карбоновых кислот в гидрогенйзате (cM. табл,1).
Основное гидрирование осуществляют на второй ступени. Выбор температуры и давления гидрирования на второй ступени
--проводят по критерию — выход полностью гидрированных димеров стирола (см. табл.2).
С уменьшением выбранных оптимальных температур и давления снижается процент полностью гидрированных димеров стирола, так как уменьшается кинетическая энергия взаимодействия молекул димеров стирола и водорода. Дальнейший же рост этих параметров приводит к крекингу продуктов гидрирования и следовательно к уменьшению выхода годного продукта.
С целью иллюстрации изобретения проводят гидрирование фракции 320 — 4500С кубового остатка ректификации возвратного стирола на опытной установке в реакторе
5 обьемом 200 см .
Условия гидрирования и физико-химические характеристики полученных смазочных материалов представлены в табл.3.
Испытания фрикционных свойств сма10 зочных материалов проводят методом роликовой аналогии на высокоскоростном роликовом стенде. В качестве пар трения применяют ролики диаметром 148 и 182 мм, выполненные из стали 20ХМВФ, Перед на15 чалом измерений проводят приработку роликов в течение 60 мин.
Определение коэффициентов трения смазочных материалов проводят при следующих условиях; удельная нагрузка 10—
20 20 кН/см; суммарная скорость качения
5 — 40 м/с; температура 100 С, Результаты испытаний представлены в табл,4, Иэ приведенных данных следует, что
25 смазочный материал, полученный предлагаемым способом (ВТМ-1), превосходит по фрикционным свойствам смазочный материал, полученный по прототипу (Сантотрак
50), Кроме того, осуществление изобрете30 ния позволяет утилизировать кубовый остаток ректификации возвратного стирола и за счет этого снизить затраты на получение смазочного материала.
Формула изобретения
35 Способ получения фрикционного смазочного материала путем гидрирования сырья, содержащего олигомеры стирала, при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора с последующей
40 вакуумной дистилляцией полученного гидрогениэата, отличающийся тем, что, с целью утилизации отходов производства и повышения фрикционных свойств, в качестве сырья используют фракцию 320 — 450 С
45 кубового остатка от ректификации побочных продуктов полимеризации стирола и гидрирование проводят в две ступени: при температуре 300 — 350 С и давлении 20—
24 МПа с использованием в качестве ка50 тализатора смеси, содержащей. мас. :
NlO 57
МоОэ 20,3
А!20з 74,0 на первой ступени, и при 280-300 С и дав55 лении 24 МПа с использованием в качестве катализатора смеси, содержащей, мас.7:
Ni0 21 4
МоОэ 38,6
Alz0g 40,0 на второй ступени...
1666522
Таб чипа I
Содерхаяие хврбоиових кислот в гидрогениэате ступеяи, иас.l, при температуре, С
Давле390 400 ние, I0Ia 250 260
270 280 290 300 310
320 330 340 350 360 370 380
0,84
0,57
0,39
0,29
0,31
O,IS
0,19
О,!6
° 0,18
О,!6
О", l6
О,!7
0,18
0,41
0,39
320
0,4!
0,54
0,27
О,68
380
O>l6
0,17
260
0,59 0,44
0,33
0,40 0,34
0,54
0,67
0,49 в блица 2
Да
И7!
З50
-зв
19
58,4
57, 5 57 56
58,9
61,2
30
58
21
89>2
90,4
9l,2
93,7
Ч7,9
97,1
93,7
96,9
95,6
93,2 92,0 91
98,2
93,8
9Ü,5
94,6
93,9
96,2
92,8
97,9
97> !
92,3
92, 1
89, 1
88,4
28
85,9
30
Таблида 3
"Сантотрак-50"
Фнэчко"химические карвктеристики
Кинетическая вяэкость при
50 С, мм /с
12,18
20,62
13,04
12,3! I2>87
I 2, 96
12,82!
2,22
12,14
Температура вспашки, С !41!
144 !46
141!
40!
144
I 2
Температура
О эвстываиия, С
-2S
-26
-29
-28
-27
-25
-29
0;87 0,873 0,881
0,879
0,869
Плотность, г/см
0,889
0,87
0,875
0,8!5
Иодное число, г Тэ иа !00 г масла
0 !6 016 016
О,!6
0,16
0,16
О, !6
О, !Ь
17
18
19
21
22
23
24
26
27
0,26
0,22
0,25
0,25
0,31
0,22
0,24
О, l6
0,18
0,18
0,19
Oi 18
0,19
О, I6
О,!9
0,18
0,19
0,18
0,I6
0iI7
1666522
Таблица 4
5 !
О
0,098
0,094
0,089
0,083
О, 101
0,09Ь
0,092
0,089
О, 103
0,099
0,095
0,092
0,099
0,098
0,094
0,091
О, 102
0,096
0,094
0,092
10
0,10
О, 095
0,092
0,085
О, 103
0,097
0,094
0,09
5
IO
О,!O5
0,099
0,08Ь
0,084
О, 105
0,099
0,095
0,092
5
lO
Составитель М. Колесникова
Редактор Н. Киштулинец Техред M.Моргентал Корректор М. Демчик
Заказ 2497 Тираж 354 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101
О, 100
0,099
0,094
0,092
О, 102
0,097
0,096
0,094
0,103
0,098
0,095
0>09!
0; 108
0,099
0,096
0,093
0,102
0,099
0,095
0,091
О,!Оз
0,099
0,097
0,094
0,105
0,09Ь
0,094
0,091
Oi106
0,098
0,096
0,092
О, 103
О,О99
0,096
0,094
О,!О4
0,098
0,096
0,093
0,105
0,098
0,096
0,092
0,105
0,097
0,095
0,092
О, 104
0,100
0,096
0,092
0,104
0,099
0,096
0,092
0,106
О,098
0,095
0,09!
0,105
0,097
0,093
0,091
О, 101
0,099
0,094
0,090
0,00
0,091
0,093
0,090
О, 104
0,098
0,095
0,091
0,106
О, 10О
0,095
0,091
О, 102
0,099
0,095
0,091
О, 103
0,098
0,094 .
0,091
О, 105
0,099
0,096
0,094
0,107
О, 102
0,097
0,092
О, 104
О, 097
0,093
О, 092
0,105
0,097
0,093
0,091
0,1 07
0,103
0,097
0,092
