DD148062A1 - Schmieroel fuer verdichter,insbesondere fuer hubkolben-und umlaufkolbenverdichter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schmieroel fuer Verdichter, insbesondere fuer Hubkolben- und Umlaufkolbenverdichter. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schmieroeles, das unter verschaerften Bedingungen, vor allem beim Komprimieren von Luft, zur Triebwerks- und Zylinderschmierung in Verdichteranlagen moderner Konstruktion entsprechend der Kompaktbauweise eingesetzt werden kann. Das erfindungsgemaesze Verdichterschmieroel besteht aus einer Kombination von speziell vorbehandelten Mineraloelkomponenten, hergestellt durch Destillation, Hydroraffination, Phenolraffination, Entparaffinierung und Kontaktbleichung, und von Rueckstandsoelen der Vakuumdestillation, weiterverarbeitet durch Entasphaltierung, Phenolraffination und Entparaffinierung, und 0,1 bis 3 Ma. % eines Zinksalzes von Dialkyldithiophosphorsaeuren, 0,1 bis 5 Ma.-% eines Reaktionsproduktes aus Umsetzungsprodukten von Fettsaeureestern mit Schwefel, Phosphorpentasulfid und basischen Erdalkali-Alkylarylsulfonatenund 1 bis 6 Ma.-% eines Reaktionsproduktes einer Mischung aus Alkylarylsulfonsaeuren und Alkylphenolen mit Erdalkalisalzen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmieröl für Verdichter, insbesondere für Hubkolben- und Umlaufkolbenverdichter, mit hohen Gebrauchswerteigenschaften.

Charakteristik der bekannten technischen lösungen

Es ist bekannt, legierte Schmiermittel auf Mineralölbasis mit dem Ziel der Verlängerung der lebensdauer der Bauelemente vor allem zur Verbesserung der Dichtungs-, Kühl- und Schmierwirkung sowie zur Verminderung der Rückstandsbildung in Verdichtern ein-zusetzen. In DS-OS 26 38 324 wird eine Schmiermittelzusammensetzung für Kompressoren aus einem Mineralschmieröl oder einem synthetischen Kohlenwasserstofföl

in Kombination mit einem aromatischen Amin, einem Alkylphenol und einem Triester der Dithiophosphorsäure be- '

schrieben.

Gemäß DB-OS 25 3o 23o erhält man ein Schmiermittel für extreme Drücke durch das Einarbeiten eines hydratisierten Kaliumborats, dessen Teilchen mit Hilfe eines Gemisches aus einem Alkali- oder Irdalkalimetallsulfonat und einem SuccininLid im öl dispergiert sind. Darüber hinaus ist die Zugabe eines Zinkdihydrocarbyldithiophosphats bzw.

1o eines Esters, Amides oder Aminsalzes einer Dihydro-

carbyldithiophosphorsäure oder Gemischen davon zur Erzielung der Gebrauchswerteigenschaften erforderlich. Schmiermittelzubereituhgen für Hochdruckkompressoren werden nach DS-OS 21 37 59o durch Zugabe eines Polybutens, einer .!Fettsäure oder niederer Alkylester dieser !Fettsäure und eines Alkylphenols zu weißen Mineralölen hergestellt.

Die derzeit in Verdichtern, insbesondere Hubkolben- und Umlauf kolbenv er dichtem, eingesetzten Schmiermittel weisen verschiedene Mangel auf und genügen nicht den erhöhten Anforderungen des Praxisbetriebes. Vor allem beim Komprimieren von luft wird das Schmieröl höchsten Beanspruchungen ausgesetzt, wobei an heißen, gasführenden Teilen eine Lack- und Rückstandsbildung auftritt, die bis zur Bildung von Ölkohle führen kann. Dadurch wird die Beweglichkeit der Bauelemente behindert, Dichtung . und Kühlung werden verschlechtert, und es kommt zu Leistungsminderungen und Jhznktionsstörungen, die bis zu vorzeitigen Ausfällen oder Havarien führen können.

Weiterhin treten in den Verdichteranlagen starke Metallabtragungen auf, die eine vorzeitige Zerstörung von wichtigen Itaiktionselementen und Zusatzeinrichtungen zur Polge haben. Diese negativen Erscheinungen verursachen einen hohen Aufwand an Wartungs- und Reparaturarbeiten, führen zu verkürzten Betriebszeiten, verminderter Betriebssicherheit und teilweise zu einem vorzeitigen Ausfall der Verdichteranlagen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Schmieröl für Yerdichteranlagen mit hohen G-ebra/uchswerteigenschaften zu schaffen, das unter verschärften Bedingungen in Hubkolben- und Umlaufkolbenverdichtern, vor allem beim Komprimieren von luft, eingesetzt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schmieröl .für die Triebwerks- und Zylinderschmierung von Verdichteranlagen zu schaffen, das bei den zulässigen Höchsttemperaturen (nach ASAO 521/2 - Verdichteranlagen - maximal 24o ⁰C) und in hohen Druckstufen (im Bereich von ca. 25 MPa) sowie beim Pördern feuchter und aggressive Verunreinigungen enthaltender technischer Gase einen wartungsarmen und störungsfreien Betrieb mit verlängerten Revisionsintervallen und Reparaturzyklen gewährleistet.

Ein derartiges Schmieröl soll zur Betriebssicherheit von Verdichteranlagen moderner Konstruktion entsprechend der Kompaktbauweise mit gestiegenen Auslastungsgraden, höheren Hubgeschwindigkeiten und Hubzahlen sowie verbesserter Schallisolierung, die gleichzeitig eine größere Temperaturisolierung darstellt, in entscheidendem Maße

beitragen.

''Überraschenderweise wurde gefunden, daß ein Schmieröl für den Einsatz in Verdicheranlagen moderner Konstruktion unter verschärften Betriebsbedingungen erhalten wird durch Kombination speziell vorbehandelter Mineralöldestillate und Rückstandsöle der Vakuumdestillation aus paraffinbasischem, schwefel- und stickstoffhaltigem Erdöl mit o,1 bis 3, vorzugsweise o,5 bis 2 Ma»-$ eines Zinksalzes von Dialkyldithiophosphorsäuren, deren Alkylgruppen eine Länge von C* bis C₁ aufweisen, mit einem Zinkgehalt von mindestens 3,5

0,1 bis 5» vorzugsweise ο,5 bis 2 Ma.-$ eines Reaktionsproduktes aus Umsetzungsprodukten von Fettsäureestern, liie vorzugsweise aus natürliohen !Fettsäuren der Kettenlänge CL/ bis Cpp ^im^^L einwertigen gesättigten und/oder

5 ungesättigten Alkoholen der Kettenlänge Cn bis Cpp

bestehen, mit Schwefel, Phosphorpentasulfid und basischen Erdalkali - Alkylarylsulfonaten, das einen Schwefel gehalt von mindestens 6,ο Ma.-^ und einen Phosphorgehalt von 1,5 bis 1,9 Ma.-$ aufweist, 1 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4 Ma.-^ eines Reaktionsproduktes einer Mischung aus Alkylarylsulfonsäuren und Alkylphenolen mit Erdalkalisalzen, das einen Sulfataschegehalt von 24 bis 27 Ma.-$ und eine totale Basenzahl (TBN) von mindestens 1oo mg KOH/g aufweist.

15 Als Grundö!komponenten werden verwendet:

phenolraffinierte, entparaffinierte und gebleichte Mineralöldestillate mit einer Viskosität von 4o bis 6o mm² s^-1 bei 5o ⁰C, hydrierte, phenolraffinierte, entparaffinierte und

2o gebleichte Mineralöldestillate mit einer Viskosität

2—1 ο von 6o bis 8o mm s bei 5o C,

entasphaltierte, phenolraffinierte und entparaffinierte Rückstandsöle der Vakuumdestillation als Brightstock-

komponente mit einer Viskosität von über 2oo mm s

25 bei 5o ⁰G.

Die Grimdölkomponenten zeichnen sich durch eine hohe Alterungsstabilität, einen Viskositätsindex von mindestens 8o und niedrige Verkokungs- und Verdampungsverluste aus. Mindestens 2 dieser 3 Mineralölkomponent-en vrerden derart gemischt, daß jeweils ein Grundöl der entsprechenden ISO - Viskositätsgruppe (VG- 1oo, VG 15o, VG 22o und VG 32o) entsteht.

Das nach der erfindungsgemäßen-Lösung hergestellte Schmieröl für Verdichter weist eine sehr hohe Qualität auf und ist damit besonders geeignet für den Einsatz zur Triebwerks- und Zylinderschmierung von Luftverdichtern mit ölgeschmierten Druckräumen unter verschärften Betriebsbedingungen.

Anhand der in den Tabellen 1 und 2 aufgeführten Qualir tätskennwerte sind folgende vorteilhafte Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schmierölzusammensetzung im Vergleich zu Produkten des Standes der Technik ersichtlich: -* hohe thermische und oxydative Stabilität, charakterisiert durch wesentliche Verringerung der Werte für den Anstieg der Viskosität bei 5o ⁰G und des Conradson-Testes nach der Einheitsalterung gemäß TGL 17 745» '- hohes Druckaufnahmevermögen, charakterisiert"durch eine Erhöhung des Schweißwertes bei der Prüfung im Vierkugelapparat auf 2oo bis 22o kp, •~ hohes Detergentvermögen, charakterisiert durch die erhebliche Verringerung des Zentrifugenschlammgehaltes nach o_eg# Einheitsalterung gegenüber herkömmlich legierten Ölen sowie durch die Erhöhung des Detergent-Potentials nach Papok,

- Korrosionsschutz gegenüber Feuchtigkeit und Gasen, charakterisiert durch die positiven Ergebnisse des ICorrosions-Testes nach TGL 21 14o und der Bestimmung der Pilmfestigkeit,

- gute Tieftemperatureigenschaften, charakterisiert durch eine deutliche Herabsetzung des Stockpunktes, insbesondere beim Beispiel 1«

Die positiven Eigenschaften des ieirfindungsgemäßen Verdichterschmieröles 'führen zur Verminderung von Ablagerungen an allen Bauteilen, insbesondere an den funktionswichtigen Bauelementen, sowie zur Verhinderung von Ölkohlebildung und vorzeitigem Verschleiß, wodurch schließlich die Punktionstüchtigkeit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Verdichteranlagen erhöht wird.

Diese Aussage wird bestätigt durch die Ergebnisse des Motorenprüflaufes (Tabelle 2), wobei das erfindungsgemäße 7erdichteröl in der Zusammensetzung nach Beispiel 4 und ein bekanntes additiviertes Marlcenprodukt getestet wurden. Als Resultat des Prüflaufes weist das er fin dungs geinäße 7erdichter schmier öl gegenüber dem Markenprodukt in sechs von acht Bewertungskriterien bessere und in einem Kriterium gleiche Werte auf.

1 ο Ausführungsb eispi ele

Die 3rfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

15 Beispiel 1

33 Masse fo eines phenolraffinierten, entparaffinieren und gebleichten Mineralöldestillates aus paraffinbasisch^^, schwefel- und stickstoffhaitigern Erdöl in der 7iskositätslage von

45 imn² s~¹ bei 5o ⁰C,

61 Masse i<> eines hydrierten, phenolraffinierten, ent-.· paraffiniertön und gebleichten Mineralöldestillates aus o.g. Erdöl in der Viskosi-

2-1 ο

25. . tätslage von 7o mm s bei 5o C,

1 Masse i» eines Zinksalzes von Dialkyldithiophosphor-

säuren, deren Alkylgruppen eine Zange von C/ bis Ο., aufweisen, mit einem Zinkgehalt von mindestens 3»5 Masse $> (Hypreß P 7BB Hydrierwerk Zeitz),

2 Masse $> eines Reaktionsproduktes aus Umsetzungsprodukten von Pettsäureestern, die vorzugsweise aus natürlichen Fettsäuren der Kettenlänge C.4 bis Ggo ^un<3- einwertigen gesättigten und/oder ungesättigten Alkoholen der Ketten-

. länge Co bis Cp₀ bestehen,, mit Schwefel, Phosphorρentasulfid und basischen Srdalkali-

- 7 - 2

Alkylarylsulfonaten, das einen Schwefelgehalt von mindestens 6,0 Masse $ und einen Phosphorgehalt von 1,5 "bis 1,9 Masse $> aufweist, (EPA 710 - YEB Hydrierwerk Zeitz) und 3 Masse $ eines Reaktionsproduktes einer Mischung aus Alkylarylsulfonsäuren und Alkylphenolen mit Brdalkalisalzen, das einen Sulfataschegehalt von 24 bis 27 Masse ^aß> und eine totale Basenzahl (TBN) von mindestens 100 mg KOH/g auf-. weist (D 27 - VEB Hydrierwerk Zeitz), werden bei Temperaturen von 5o bis 7o C miteinander vermischt. Man erhält ein legiertes Verdichteröl. der ISO-Viskositätsgruppe I00.

15 Beispiel 2

Masse $ eines phenolraffinierten, entparaffinieren und gebleichten Mineralöldestillates aus o.g· Erdöl in der Viskositätslage von 45 mm² s"¹ bei 5o ⁰C. .

Masse $ eines entasphaltierten, phenolraffinierten und entparaffinieren Rückstands öl es der Vakuumdestillation aus o.g. Erdöl in der Viskositätslage von 215 mm s bei 5o ⁰C, 1 Masse $> Hypreß P,

1 Masse °ß> EPA 710 und 4 Masse $> D 27

werden bei Temperaturen von 5o bis 7o ⁰G miteinander vermischt. .Man erhält ein legiertes Verdichteröl der ISO - Viskositätsgruppe 15o.

Beispiel 3

46,75 Masse $> eines hydrierten, phenolraffinierten, entparaffinierten und gebleichten Mine

ralöldestillates aus o.g. Erdöl in der Viskositätslage von 7o mm s~¹ bei 5o ⁰C,

47,οο Masse °β eines entasphaltierten, phenolraffinierten und entparaffinierten Rückstandsöles der Vakuumdestillation aus o.g. Erdöl in der Viskositätslage von 215 m² s~¹ bei 5o ⁰G, Hypreß P, EPA 71 ο und D 27

o,75 Masse 2,oo Masse 3,5o Masse

werden bei Temperaturen von 6o bis 8o ⁰C miteinander vermischt. Man erhält ein legiertes "Verdichteröl der ISO - Viskositätsgruppe 22o.

Beispiel 4

Masse fo eines phenolraffinierten, entparaffinierten und·gebleichten Mineralölde3tillates aus o.g* Erdöl in der Viskositätslage von 45 mm² s~¹ bei 5o ⁰C, -

Masse °?o eines .entasphaltierten, phenolraffinierten und entparaffinierten Rückstandsöles der

Vakuumdestillation aus o.g. Erdöl in der ·

? 1 ο Viskositätslage von 215 min s~ bei 5o G,

Hypreß P,

EPA 71 ο und

D 27

werden bei Temperaturen von 6o bis 8o ⁰C miteinander vermischt. Man erhält ein legiertes V_erdichterül der ISO - Viskositätsgruppe 32ο*

1 Masse f> 1 Masse ^cß> 3 Masse i>

Tabelle 1: Qualitätskenäherte von Verdichterölen

Produkte/ Qualitätskennwerte

Verdichteröle des Standes der Technik

Viskositätsgruppe Viskositätsgruppe VG 150 VG 320

unlegiert legiert unlegiert legiert Verdichteröle entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung

Viskositätsgruppe Viskositätsgruppe VG 150 VG 320 ·

Zusammensetzung Zusammensetzung nach Beispiel 1 nach Beispiel 4

Einheitsalterung nach TGL 17 745 _Λ (Temperatur: '!80 ⁰C₅ Dauer: 16 h; 5 1 Luft/h Katalysator: Cu)

Anstieg der Viskosität

bei 50 ⁰G (%) 14,9 6,9 15,3

Instieg des Conradson-

testes (%) 0,9 1,1 0,74

Zentrifugenschlamm

(Masse %) 0,00 0,30 0,00

Verschleißprüfung im Vierkugelapparat

Schweißwert (kp)

Korrosionstest nach TGL 21 140

Filmfestigkeit

Detergent-Potential

nach Papok 56

Stockpunkt (⁰C) - 16 - 23 - 4/- 5

21,7 1,1

0,30

120/140. 160/180

starke keine Korrosion Korrosion

starke starke Korrosion Korrosion

48 _ 8/-6,2 0,4 0,05

- 33

12,5 0,3 0,01

200/220

keine Korrosion

keine Korrosion

65 - 11/-12

-.1ο

Tabelle 2: Ergebnisse der Untersuchung von Verdichterölen im Motorenprüflauf

Produkte Verdichteröl des Standes d. Technik (Mark enprο dukt mit komplettem Additivpaket)

Verdichteröl entspr* der erf. Lösung (Zu samm ens etzung nach Beispiel 4)

Viskositätsgruppe VG Einheitsalterung nach TGIj 17745 (Temperatur: 18o ⁰Cj Dauer: 16 Hj 1 Luft/h; Katalysator: Cu) Anstieg der' Viskosität

bei 5o ⁰C (#) . Anstieg des Conradson-Testes (}S) Zentrifugenschlamm (Ma.-5^) Motorenprüflauf nach Priifmethode A-VO-1 im Motor Moskv;itsch Zeitdauer (h) Stege Ringnuten - Kohle Ringnuten - Lack ölringschlitze Freiheit der Konrpressionsringe Kolbenmantel außen, oben Kolbenrnantel außen, unten KoIb enman t el inn en

1,2

o,22

VG 32ο

12,5

ο,3 ο,ο1

17 ''	1οο
0	1ο
67	31
8	.24
1οο	too
96	1οο
41.	75
79	95
84	99

D

Der Prüf lauf mußte \>iegen zu hohen ölverbrauches nach 17 h abgebrochen werden.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   - phenolraffinierte, entparaffinierte und gebleichte Mineralöldestillate mit einer Viskosität von 4o bis

   - hydrierte phenolraffinierte, entparaffinierte und

   gebleichte Mineralöldestillate mit einer Viskosität

   2-1 ο von 60 bis 80 mm s bei 5o C,

   - entasphaltierte, phenolraffinierte und entparaffinierte Rückstandsöle der Vakuumdestillation mit

   2-1 ο einer Viskosität von über 2oo mm s bei 5o C,

   wobei mindestens zwei der Mineralölkomponenten verwendet werden^ und,bezogen auf das Pertigöl, - o,1 bis 3> vorzugsweise 0,5 bis 2 Masse 5» eines Zinksalzes von Dialkyldithiophosphorsäuren, deren Alkyl-, gruppen eine länge von C, bis C. aufweisen, mit einem Zinkgehalt von mindestens 3>5 Masse fo und

   - o,1 bis 5» 'vorzugsweise o,5 bis 2 Masse ^lp eines Reak-.tionsproduktes aus Umsetzungsprodukten von !Fettsäureestern, die vorzugsweise aus natürlichen Pettsauren der Kettenlänge C. * bis Cpp und einwertigen gesättigten und/oder ungesättigten Alkoholen der Kettenlänge Cg bis Cgp bestehen, mit Schwefel, Phosphorρentasulfid und basischen Brdalkali- Alkylarylsulfonaten, das einen Schwefelgehalt von mindestens 6,0 Masse fo und einen Phosphor gehalt von 1,5 bis 1,9 Masse °ß> aufweist, und

   - 1 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4 Masse °ß> eines Reaktions-Produktes einer Mischung aus Alkylarylsulfonsäuren und Alkylphenolen mit Erdalkalisalζen, das einen Sulfataschegehalt von 24 bis 27 Masse <fo und eine totale Basenzahl (TM) von mindestens loo mg KOH/g aufweist, bestehen»