Масло для турбомеханизмов и компрессорных машин

 

Изобретение относится к составам масел, предназначенных для смазки турбомеханизмов различного назначения, в том числе компрессорных машин, компримирующих аммиак и аммиаксодержащий синтезгаз. Предлагается масло следующего состава, мас. %: 2,6-ди-трет-бутилпаракрезол 0,2 - 0,8, кислый моногликолевый эфир алкенилянтарной кислоты 0,01 - 0,05, 1-(ди-алкиламинометил)толуол-триазол 0,005 - 0,1, нефтяное масло до 100. При использовании масла в условиях возможного его обводнения оно может содержать деэмульгирующую присадку дипроксамин-157, азотсодержащий блоксополимер окисей этилена и пропилена в количестве 0,01 - 0,03 мас.%. Для корректировки вязкости масло содержит гидрированный блоксополимер диеновых углеводородов и стирола с мол. м. 15000 - 200000 в количестве 0,1 - 2,0 мас.%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к составам масел, применяемым для смазки турбомеханизмов различного назначения и компрессорных машин.

Смазка некоторых механизмов, таких как компрессоры, турбодетандерные машины, машины с холодильным циклом на различных газах, осложнена тем, что масло в них подвергается воздействию перекачиваемой среды.

Причем если некоторые агрессивные составляющие компримируемых газов и сред воздействуют в основном на конструкционные материалы механизмов, то другие ускоряют старение масла с образованием в нем шламов, растворенных кислот и ухудшением цвета масла.

К первым составляющим относятся H₂, HCl, SO₃, ко вторым - аммиак и аммиаксодержащие газы.

При применении масел в прецизионных машинах (так как турбокомпрессоры, установленные на крупных производствах азотных удобрений) отложение шлама на деталях может серьезно сказываться на работоспособности механизма и его возможности обеспечить нормальную работу химического или другого производства в течение межремонтного срока.

В частности, устойчивость масла к воздействию аммиака или содержащего его синтезгаза является крупной проблемой для производства аммиака из природного газа.

Борьба с указанными отрицательными явлениями ведется путем добавления в состав масла специальных функциональных присадок.

Известно компрессорное масло [1], которое имеет следующий состав, мас.%: 2,6-Ди-трет-бутилпаракрезол - 0,001-5,0 4,4-Метилен-бис(N-втор-бутил-амин) - 0,001-5,0 Диалкилдитиофосфат цинка - 0,01-5,0 Алкенилянтарная кислота - 0,01-0,03 Нефтяное масло - До 100 Это масло предназначено для смазки воздушных компрессоров.

Известно товарное компрессорное масло Кп-8 [2], имеющее следующий состав, мас.%: 2,6-Ди-трет-бутилпаракрезол - 0,3 - 1,0 Кислый моногликолевый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,005-0,05 Нефтяное масло - До 100
Это масло предназначено для смазки турбо- и винтовых компрессоров, компримирующих воздух и неагрессивные газы. Применение этого масла для смазки турбокомпрессорных машин, компримирующих аммиак и синтезгаз в ряде случаев, приводило к повышенному образованию нерастворимых в масле отложений, которые забивали соединительные муфты и масляные фильтры, резко сокращая межремонтные сроки компрессоров.

Известно турбинное масло [3], имеющее следующий состав, мас.%:
2,6-Ди-трет-бутил-4-метилфенол - До 1,0
Полиметилсилоксановая жидкость - До 0,005
Кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,02
Азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена - До 0,01
Нефтяное масло - До 100
Это масло предназначено для смазки паровых и гидротурбин, а также применяется в качестве гидравлической жидкости в различных турбоагрегатах.

Наиболее близким по составу к предлагаемому маслу является компрессорное масло [4], имеющее следующий состав, мас.%:
2,6-Ди-трет-бутилпаракрезол - 0,2-1,0
Кислый моногликолевый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,01-0,1
1-(Диалкиламинометил)-бензотриазол - 0,01-0,2
Нефтяное масло - До 100
Это масло предназначено для смазки компрессоров, компримирующих сероводород с целью снижения коррозии и охрупчивания стальных деталей компрессоров.

Недостатком известного масла является его недостаточная стабильность в присутствии аммиака.

Изобретение направлено на решение задачи по созданию масла для смазки турбомеханизмов и компрессорных машин, компримирующих аммиак и аммиаксодержащие газы, обеспечивающего минимальное количество отложений на подшипниках скольжения, а также в соединительных муфтах и фильтрах компрессоров, в результате чего увеличивается срок службы масла и межремонтный срок эксплуатации компрессоров.

Заявляется масло для турбомеханизмов и компрессорных машин, содержащее нефтяное масло, 2,6-ди-третбутилпаракрезол, кислый моногликолевый эфир алкенилянтарной кислоты и 1-(диалкиламинометил)-толуолтриазол, где алкильная группа содержит 1 - 8 атомов углерода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2,6-Ди-трет-бутилпаракрезол - 0,2-0,8
Кислый моногликолевый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,01-0,05
1-(Диакиламинометил)-толуолтриазол - 0,005-0,1
Нефтяное масло - До 100
При использовании масла, когда возникает возможность его обводнения, в частности при компримировании газов с повышенной влажностью для ускорения процесса отделения воды от масла, т.е. для улучшения деэмульгирующих свойств, состав масла может содержать деэмульгирующую присадку - азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена в количестве 0,01-0,03 мас.%.

С целью корректировки вязкости состав масла может содержать гидрированный блок-сополимер диеновых углеводородов и стирола с мол. м. 15000 - 200000 в количестве 0,1-2,0 мас.%.

Диеновый углеводород в сополимере может быть представлен изопреном или бутадиеном.

Характеристика используемых компонентов:
1. 2,6-Ди-трет-бутилпаракрезол (агидол 1, ионол) вырабатывается по ТУ 38.5901237-90. Белый кристаллический порошок. Температура плавления 69^oC. Используется в качестве антиокислительной присадки в смазочных маслах.

2. Кислый моногликолевый эфир алкенилянтарной кислоты (антиржавейная присадка B-15/41). Вырабатывается по ТУ 6-14-866-86. Прозрачная вязкая жидкость от светло-желтого до коричневого цвета с кислотным числом 18 - 205 мг КОН/г масла. Используется в смазочных маслах.

3. 1-(Диалкиламинометил)-толуолтриазол, где алкил C₁-C₈. Прозрачная подвижная жидкость желтого цвета, вязкость 80 мм²/с при 40^oC. Температура застывания минус 30^oC. Температура вспышки 150^oC. Используется в качестве деактивирующей металлы присадки в смазочных маслах.

4. Азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена (дипроксамин-157) вырабатывается по ТУ 6-14-614-76. Жидкость коричневого цвета. Содержание азота 0,5 - 0,55%. Содержание золы 0,5%. Применяется в качестве деэмульгатора к нефти и смазочным маслам.

5. Гидрированный блок-сополимер стирола и изопрена. Твердое каучукообразное вещество с мол.м. 15000 - 200000. Для опыта был взят образец с мол.м. 65000, плотностью 641 кг/м³. Концентрат в количестве 1,7 мас.% твердого вещества, растворенного в базовом масле с вязкостью порядка 4 мм²/с при 100^oC, повышает вязкость масла до 15 - 18 мм²/с при 100^oC.

В качестве базового масла при изготовлении опытного образца использовано масло, полученное по следующей технологической схеме:
- селективная очистка дистиллята фенолом,
- депарафинизация рафината,
- гидроочистка депмасла.

Базовое масло имеет следующие показатели качества:
Вязкость кинематическая при 40^oC мм²/с - 48,50
Кислотное число, мг KOH/г масла - 0,01
Температура вспышки в открытом тигле, ^oC - 214
Температура застывания, ^oC - -15
Цвет, ед. ЦНТ - 2,5
Масло готовят смешением минерального масла с присадками при 60-80^oC при механическом перемешивании. Указанным способом были изготовлены 4 образца предлагаемого масла, а также известные масла, указанные в источниках информации [2] и [4].

Испытание изготовленных 6 образцов масел проводилось с использованием аппарата, описанного в стандарте МЭК (международной электротехнической комиссии) N 1125, при 130^oC в течение 40 ч.

В течение всего времени испытаний в масло подавался кислород в количестве 1 л/ч, насыщенный аммиаком. Насыщение аммиаком проводилось пропусканием кислорода через склянку с 15% раствором водного аммиака.

По окончании испытаний определялись кислотное число, мг KOH/г, и осадок, а также цвет масла по ГОСТ 20284.

Составы масла и результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.

Результаты испытаний свидетельствуют, что предложенное масло на 30-35% более устойчиво к воздействию аммиака, чем прототип, указанный в источнике информации [4], и в 10 раз более устойчиво, чем товарное масло Кп-8, источник информации [2].

Литература
1. DE, 1594405, кл. 23с, 1/01, 1974.

2. ТУ 38.10154-78.

3. SU, 288213, кл. C 10 M 161/00, 1970.

4. RU, 2058376, кл. C 10 M 133/38, 1996.

Формула изобретения

1. Масло для турбомеханизмов и компрессорных машин, содержащее нефтяное масло, 2,6-ди-трет-бутилпаракрезол и кислый моногликолевый эфир алкенилянтарной кислоты, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 1-(диалкиламинометил)-толуолтриазол, где алкильная группа содержит от 1 до 8 атомов углерода, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
2,6-Ди-трет-бутилпаракрезол - 0,2 - 0,8
Кислый моногликолевый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,01 - 0,05
1-(Диалкиламинометил)-толуолтриазол - 0,005 - 0,1
Нефтяное масло - До 100
2. Масло по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена в количестве 0,01 - 0,03 мас.%.

3. Масло по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно содержит гидрированный блок-сополимер диеновых углеводородов и стирола с мол. м. 15000 - 200000 в количестве 0,1 - 2,0 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2