DE880959C

DE880959C - Process for the investigation of lubricating oils consisting of hydrocarbons for their aging resistance

Info

Publication number: DE880959C
Application number: DER2323D
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl-Ing Clar; Heinrich Dr Tramm
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1938-11-02
Filing date: 1938-11-02
Publication date: 1953-07-02

Description

Verfahren zur Untersuchung von aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Schmierölen auf ihre Alterungsbeständigkeit Mineralische Schmieröle unterliegen im Betrieb durch Einflüsse des Luftsauerstoffes un.d der Feuchtigkeit gewissen Veränderungen, die sich durch Dunklerwerden des Öles, durch Zunahme des spezifischen Gewichtes, der Viskosität sowie der Säure- und Teerzahl zu erkennen geben und insgesamt als Alterung des Öles bezeichnet rverden.Method for the investigation of hydrocarbons Lubricating oils for their resistance to aging Mineral lubricating oils are subject to im Operation due to the influence of atmospheric oxygen and humidity, certain changes, which are caused by the darkening of the oil, by an increase in the specific weight, the viscosity and the acid and tar number to be recognized and overall as Aging of the oil denotes ververden.

Durch liünstliche Alterung pflegt man die voraussichtliche Alterungsbeständigkeit eines Oles im voraus zu ermitteln. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Schmierölen auf ihre Alterungsbeständigkeit durch Behandlung derselben mit Sauerstoff bei erhöhter Temperatur und Feststellung des zeitlichen Verlaufes der Sauerstoffeinwirkung. Derartige Verfahren sind bereits bekannt. The expected aging resistance is maintained through artificial aging to determine an oil in advance. The present invention relates to a method for the investigation of lubricating oils consisting of hydrocarbons for their resistance to aging by treating them with oxygen at an elevated temperature and determining the time course of the exposure to oxygen. Such procedures are already in place known.

Insbesondere ist zur Bestimmung der Alterungsbeständigkeit von Mineralölen schon vorgeschlagen worden, die Sauerstoffaufnahme in Abhängigkeit von der Zeit zu bestimmen. Die Messung der aufgenommenen Sauerstoffmengen ist aber umständlich und ungenau, da man hierbei von Temperatur. In particular, it is used to determine the aging resistance of mineral oils It has already been suggested that the oxygen uptake as a function of time to determine. However, measuring the amount of oxygen absorbed is cumbersome and inaccurate, as one depends on temperature.

Gasdruck, Feuchtigkeit und Barometerstand al)-hängfg bleibt.Gas pressure, humidity and barometer level al) remain dependent.

Zur Feststellung einer infolge Sauerstoffdurchleitung eintretenden künstlichen Alterung sind auch dynamische Methoden bekannt, wo von dem einen geschlossenen Kreislauf in geringer Nen,,- durch strömenden Schmiermittel zwischen zwei benachbarten, gegeneinander bewegten Flächen ein Film gebildet und gleichzeitig Sauerstoff auf das 01 zur Einwirkung gebracht wird. Nach Beendigung dieser Ölbehandlung werden geeignete Öleigenschaften, wie z. B. Viskosität, Kapillarität. Adhäsion, Erwärmung, Zersetzung, Polymerisation, Schwarzfärbung, Oxydation usw.. bestimmt. Auch auf diese XVeise läßt sich jedoch kein genauer Einblick in den Verlauf der Ölalterung gewinnen. For the determination of an occurring as a result of the passage of oxygen artificial aging are also known dynamic methods, where from the one closed Circulation in small nen ,, - by flowing lubricant between two neighboring, surfaces moving against each other formed a film and oxygen at the same time the 01 is brought into effect. After finishing this oil treatment will be suitable oil properties, such as B. viscosity, capillarity. Adhesion, heating, Decomposition, polymerisation, blackening, oxidation etc .. determined. Also on this In this way, however, no precise insight can be gained into the course of oil aging.

Das Wesen der Erfindung ist demgegenüber darin zu erblicken, daß die bei der Sauerstoffbehandlung des Öles. auftretende Temperaturerhöhung messen verfolgt wird. Da sich die Temperatur leicht fortlaufend aufzeichnen läßt, erhält man auf d'iese Weise Kurvenzüge, aus denen der Vorgang der Alterung in seinen Einzelheiten genau verfolgt werden kann. In contrast, the essence of the invention is to be seen in the fact that those in the oxygen treatment of the oil. Measure the temperature increase that occurs is pursued. Since the temperature can easily be recorded continuously, is obtained one in this way curves from which the process of aging in its details can be accurately tracked.

Es ist bereits bekannt, die Oxydationsempfindlichkeit von Olein oder Ölsäure enthaltenden Textilölen durch Einwirkung sauerstoffhaltiger Gase zu bestimmen, wenn man dabei den zeitlichen Verlauf der bei der Oxydation auftretenden Temperaturerhöhungen messen verfolgt. Hierzu dient der sogenannte Mackey-Test, der in der Weise durchgeführt wird, daß man den zu untersuchen-&en Stoff auf seine bestimmte Temperatur erhitzt, Luft oder ein anderes sauerstoffhaltiges Gas durchleitet und die auftretende Temperatursteigerung in ihrer Abhängigkeit von der Zeit beobachtet. Die mit dem Mackey-Test untersuchten Textilöle enthalten doppelte Kohlenstoffverbindungen, welche in den aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Schmierölen nicht vorhanden sind. Es war daher nicht ohne weiteres vorauszusehen, daß sich die Alterun;gsbeständigkeit mineralischer Schmieröle durch eine zeitliche Verfolgung ihrer Sauerstoffaufnahme bestimmen läßt. It is already known the sensitivity to oxidation of olein or To determine oleic acid-containing textile oils by exposure to oxygen-containing gases, if one considers the time course of the temperature increases occurring during the oxidation measure tracked. The so-called Mackey test, which is carried out in this way, serves for this purpose is that the substance to be examined is heated to its specific temperature, Air or another oxygen-containing gas passes through and the temperature increase that occurs observed in their dependence on time. Those examined with the Mackey test Textile oils contain double carbon compounds, which are found in hydrocarbons existing lubricating oils are not available. It was therefore not easy to foresee that the aging resistance of mineral lubricating oils increases over time Tracking their oxygen uptake can be determined.

Das Verfahren nach: der Erfindung kann in folgender Weise ausgeführt werden: Die zu prüfenden Öle werden in einem aus einem Diewarschen Gefäß bestehenden und mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehenen Apparat unter Vorheizung auf eine bestimmte Ausgangstemperatur, z. B. I400, gebracht, wobei gleichzeitig stündlich 151 Stickstoff in feiner Verteilung durch das Öl geleitet werden. Die elektrische Heizeinrichtung ist dabei durch einen Vorschaltwiderstand so abgeglichen, daß beim Durchleiten des Stickstoffes die gewünschte Ausgangstemperatur, beispielsweise I400, konstant gehalten wird. Nachdem die Temperaturkonstanz erreicht ist, wird von Stickstoff auf die gleiche Menge Sauerstoff umgeschaltet. Durch die eintretende Oxydationswärme tritt ein Temperaturanstieg ein. Die Kurve dieses Temperaturanstiegs wird gemessen. Stark alternde Öle zeigen bei dieser Untersuchung sogleich einen steilen Temperaturanstieg, während die etwas beständigeren Öle erst nach einer gewissen Anlaufueit, der sogenannten Induktionsperiode, einen steileren Temperaturanstieg ergeben. Charakteristisch für die Alterungseigenschaften der Öle ist die Neigung der sich ergebenden Kurve in jeden Zeitpunkt. Es können Kurven entstehen, die immer steiler ansteigen, also auf einen autokatalytischen Einfluß hindeuten. Es können aber auch Kurven entstehen, die praktisch als gerade Leime verlaufen. Der dritte Typ der Kurve ergibt sogar einen Abfall der Anfangssteigerung, was entweder auf die Entstehung antikatalytischer Stoffe oder auf eine Verarmung der Ölsubstanz an oxydierbaren Bestandteilen hindeutet. The method according to the invention can be carried out in the following manner are: The oils to be tested are in a container from a Diewarschen and apparatus provided with an electric heater with preheating a certain starting temperature, e.g. B. I400, brought at the same time every hour 151 nitrogen can be passed through the oil in finely divided form. The electric The heating device is balanced by a series resistor so that the Passing the nitrogen through the desired starting temperature, for example I400, is kept constant. After the constant temperature is reached, nitrogen is added switched to the same amount of oxygen. Due to the heat of oxidation entering a temperature rise occurs. The curve of this temperature rise is measured. Heavily aging oils immediately show a steep rise in temperature in this study, while the more stable oils only after a certain start-up, the so-called Induction period, result in a steeper rise in temperature. Characteristic for the aging properties of the oils is the slope of the resulting curve in any point in time. There can be curves that rise more and more steeply, i.e. up indicate an autocatalytic influence. But curves can also arise which practically run as straight glues. The third type of curve even gives a decrease in the initial increase, either due to the emergence of anti-catalytic Substances or indicates a depletion of the oil substance in oxidizable components.

Eine beispielsweise Ausführung des Untersuchungsverfahrens sei im nachfolgenden noch genauer beschrieben. An example of the execution of the investigation procedure is in described in more detail below.

In einem Dewarschen Gefäß, daß mit einer elektrischen Heizvorrichtung und einem Thermometer versehen ist, wird das zu untersuchende Öl auf I400 erhitzt. Während der Aufheizung des Öles wird durch ein bis zum Boden des Gefäßes reichen des und in eine Glasfritte auslaufendes Rohr Stickstoff mit einer Strömungsgeschwindigkeit von I5 l/h in feinster Verteilung durch das Öl geleitet. In a Dewar's vessel that with an electric heater and a thermometer is provided, the oil to be examined is heated to 1400. While the oil is heating up, it will reach through to the bottom of the vessel of the pipe running out into a glass frit with nitrogen at a flow rate of 15 l / h passed through the oil in finest distribution.

Nach Erreichung der Temperatur von I400 wird durch das Gaseinleitungsrohr an Stelle von Stickstoff Sauerstoff mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit eingeleitet und der pro Zeiteinheit eintretende Temperaturanstieg abgelesen. In der Abbildung sind die so gewonnenen Kurven einiger Öle dargestellt. Die Kurve I entspricht einem stark alternden 01, was an dem augenblicklichen steilen Anstieg der Kurve zu erkennen ist. Die Kurve II entspricht einem etwas beständigeren Öl, das erst nach einer Induktionszeit von etwa 60 Minuten den steilen Temperaturanstieg ergibt. Die Kurve III entspricht einem Öl von sehr geringer Alterungsneigung, dessen Erwärmung mit der Zeit immer geringer wird.After reaching the temperature of I400 it is through the gas inlet pipe instead of nitrogen, oxygen is introduced at the same flow rate and read off the temperature rise occurring per unit of time. In the picture the curves obtained in this way for some oils are shown. The curve I corresponds to one strongly aging 01, which can be recognized by the instantaneous steep increase in the curve is. Curve II corresponds to a somewhat more stable oil, which only occurs after an induction period of about 60 minutes gives the steep temperature rise. The curve III corresponds an oil with a very low tendency to age, which always heats up over time becomes less.

Der besondere Vorteil dieser Alterungsmethode besteht darin, daß sie wirklich das ganze Alterungsverhalten des Öles erschließt. Wenn man beispielsweise die Messung bei drei oder vier verschiedenen Temperaturen durchführt, hat man ein vollständiges Alterungsbild des Öles vor sich.. Diese Untersuchung gelingt in verhältnismäßig kurzer Zeit. The particular advantage of this aging method is that it really opens up the entire aging behavior of the oil. For example, if you If you want to measure at three or four different temperatures, you have one complete aging picture of the oil in front of it .. This investigation succeeds in proportionally short time.

Besonders für Entwichlungsarbeiten auf dem Gebiete der Ölchemie, sei es bei der Ausprobierung neuer Raffinationsmethoden, sei es bei der Ausarbeitung neuer Syntheseverfahren, ist die Alterungsbestimmungsmethode von ausschlaggebender Bedeutung. Es ist selbstverständlich, daß die Methode noch dadurch ergänzt wird, daß die zu messenden Temperaturen mit geeigneten automatischen Schreibapparaten kontinuierlich aufgenommen werden. So gelingt es beispielsweise durch parallele Alterung von Ölen in vier Dewarschen Gefäßen, von denen jedes auf eine andere Ausgangstemperatur eingestellt ist und deren Temperaturmeß geräte einem Vierfarbenschreiber angeschlossen sind, innerhalb von 3 Stunden. automatisch das gesamte Alterungsverhalten der Öle genau zu erfassen.Especially for development work in the field of oleochemicals it in trying out new refining methods, be it in the elaboration new synthesis method, the aging determination method is of decisive importance Meaning. It goes without saying that the method is supplemented by that the temperatures to be measured with suitable automatic writing apparatus be recorded continuously. This is how it works, for example, through parallel Aging of oils in four Dewar's vessels, each of which has a different starting temperature is set and their temperature measuring devices are connected to a four-color recorder are within 3 hours. automatically the entire aging behavior of the oils to grasp exactly.

Claims

PATENT CLAIM: Method for the investigation of hydrocarbons from I (hydrocarbons existing lubricating oils for their resistance to aging by treating them with oxygen at an elevated temperature and determining the course over time the action of oxygen, characterized in that in the oxygen treatment the temperature rise that occurs is monitored.