DE957593C - Steam cylinder lubricating oil - Google Patents
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Description
AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957ISSUED FEBRUARY 7, 1957
E 5900 IVc)'23 cE 5900 IVc) '23 c
DampfzylinderschmierölSteam cylinder lubricating oil
Dampfzylinder der modernen Technik gliedern sich im allgemeinen in drei Gruppen: Zylinder mit gesättigtem Dampf, deren Betriebstemperatur bei etwa 300 bis 320° liegt, solche mit mäßig überhitztem Dampf, deren Betriebstemperatur bei etwa 300 bis 3500 liegt, und solche für stark überhitzten Dampf mit einer Betriebstemperatur über 350°.Steam cylinders of modern technology are divided generally into three groups: cylinder with saturated steam, the operating temperature is about 300 to 320 °, those with moderate superheated steam, whose operating temperature is at about 300 to 350 0 and those for highly superheated steam with an operating temperature over 350 °.
Dampfzylinder werden gewöhnlich in der Weise geschmiert, daß man Schmieröl mit dem Dampf durch Zerstäubung einführt und bzw. oder das Öl durch enge Düsen einspritzt. Schmieröle für Dampfzylinder werden mithin äußerst stark beansprucht. Sie müssen hitzebeständig sein, damit sie nicht zu Teer oder Koks bei längerer Einwirkung hoher Temperaturen zersetzt werden und dürfen nur möglichst wenig teerige und verklebende Rückstände bilden,- die sich oft auf verschiedenen Teilen des Schmiersystems abscheiden. Ferner müssen sie sich bei niedriger Temperatur günstig verhalten, um in dem Schmiersystem bei niedriger Temperatur umlaufen zu können. Weiterhin dürfen sie nur wenig flüchtig sein, damit sie nicht mit Dampf entweichen.'Steam cylinders are typically lubricated in such a way that lubricating oil is drawn through with the steam Introduces atomization and / or injects the oil through narrow nozzles. Lubricating oils for steam cylinders are therefore extremely heavily used. They have to be heat resistant so they don't become tar or Coke is decomposed after prolonged exposure to high temperatures and must only be used as little as possible tarry and sticky residues form - which are often deposited on different parts of the lubrication system. Furthermore, they must behave favorably at low temperature in order to be able to operate in the lubrication system to be able to circulate at low temperature. Furthermore, they may only be a little volatile, so they do not escape with steam. '
Zylinderöle sind gewöhnlich stark raffinierte Mineralöle, die gegebenenfalls verschiedene oxydierteCylinder oils are usually highly refined mineral oils that may have oxidized various
oder unoxydierte fette Öle enthalten. Die hierfür benutzten Mineralöle lassen sich in drei Gruppen nach ihrem typenmäßigen Verhalten einordnen:or contain unoxidized fatty oils. The mineral oils used for this can be divided into three groups classify according to their type-related behavior:
Erste Gruppe: Destillationsrückstände asphaltfreier paraffinischer Roherdöle (hauptsächlich aus Pennsylvania), die gegebenenfalls mit Schwefelsäure behandelt sind.First group: distillation residues of asphalt-free paraffinic raw oils (mainly from Pennsylvania), which may have been treated with sulfuric acid.
Zweite Gruppe: Unter hohem Vakuum gewonnene hochviskose Destillate, die gegebenenfalls mit Schwefelsäure oder auswählenden Lösungsmitteln behandelt und im Bedarfsfall entwachst sind.Second group: highly viscous distillates obtained under a high vacuum, optionally with sulfuric acid or selected solvents and, if necessary, dewaxed.
Dritte Gruppe: Die hellen oder nicht völlig fertigen Zylinderöle, die bei dem Entasphaltieren von Destillationsrückständen asphaltbasischer Rohöle mittels Propan entstehen. Die mit Propan extrahierten Öle werden im allgemeinen mit üblichen Mitteln (Schwefelsäure, auswählende Lösungsmittel) raffiniert und entwachst. Third group: The light-colored or not completely finished cylinder oils that are used in the deasphalting of distillation residues asphalt-based crude oils are created using propane. The oils extracted with propane are generally refined and dewaxed with the usual means (sulfuric acid, selective solvents).
Erfahrungsgemäß sind nur Öle der ersten Gruppe, d. h. solche, die aus asphaltfreien, paraffinischen Pennsylvania-Roherdölen gewonnen werden, zum Schmieren von mit stark überhitztem Dampf betriebenen Zylindern geeignet. Öle der zweiten oder dritten Gruppe verflüchtigen sich rasch oder bilden Teer- oder Koksablagerungen auf den geschmierten Flächen. Dies wird auf einen Mangel an gewissen hochmolekularen' Paraffinfraktionen zurückgeführt, die nach bisheriger Auffassung nur in Pennsylvania-Rohölen vorkommen.Experience has shown that only oils of the first group, i.e. H. those made from asphalt-free, paraffinic Pennsylvania raw oils are obtained for the lubrication of fuel operated with highly superheated steam Suitable for cylinders. Oils in the second or third group volatilize or form quickly Tar or coke deposits on the lubricated surfaces. This is due to a lack of conscience high molecular weight 'paraffin fractions, which according to the previous view only in Pennsylvania crude oils occurrence.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß die ■ hochmolekularen Paraffinfraktionen, in folgendem kurz Harze genannt, aus anderen Rohölen als Pennsylvaniarohölen extrahiert und mit Mineralölen zu Dampfzylinderölen vermischt werden können, die sich bei- hoher Temperatur außerordentlich günstig verhalten.The invention is based on the idea that the high molecular weight paraffin fractions in the following briefly called resins, extracted from crude oils other than Pennsylvanian crude oils and added to them with mineral oils Steam cylinder oils can be mixed, which are extremely beneficial at high temperature behavior.
Vorliegende Erfindung besteht darin, daß man aus Asphalt mittels eines flüssigen Gemisches aus Butan und Propan die Paraffine und Naphthene extrahiert und das Raffinat mit einem Naphthensolvens behandelt, wobei paraffinreiches Harz gewonnen wird, das mit stark raffinierten Mineralölen Gemische liefert, die sich als Schmiermittel für Dampfzylinder eignen. Als Ausgangsstoff kann man Asphalt aus Roherdölen benutzen, der bei der Vakuumdestillation oder dem Entasphaltieren mittels Propan anfällt; besonders geeignet sind Asphalte aus venezolanischen oder arabischen Rohölen.The present invention consists in that one of asphalt by means of a liquid mixture of butane and propane, the paraffins and naphthenes are extracted and the raffinate is treated with a naphthene solvent, where paraffin-rich resin is obtained, which supplies mixtures with highly refined mineral oils, which are suitable as lubricants for steam cylinders. Asphalt made from crude oils can be used as the starting material use that is obtained from vacuum distillation or deasphalting using propane; particularly Asphalt made from Venezuelan or Arabian crude oils is suitable.
Das Butan-Propan-Gemisch kann etwa xo bis 30, vorzugsweise 15 bis 20 Volumprozent Propan enthalten. Propan vermindert das Lösevermögen von Butan und beschränkt die Lösewirkung für die erwünschten Asphaltbestandteile. Ein Propangehalt von mehr als etwa 30% würde das Lösevermögen des Gemisches so weitgehend vermindern, daß die schwereren Fraktionen nicht mehr gelöst wurden; andererseits würde die Lösewirkung eines Gemisches mit weniger als etwa 10 Volumprozent Propan so hoch sein, daß auch unerwünschte Asphaltbestandteile extrahiert würden. Das Extraktmittelgemisch für den asphalthaltigen Grundstoff wird in einer Menge von etwa 5 bis 15, vorzugsweise 10 bis 12 Raumteilen, je nach der Zusammensetzung des Asphalts, angewandt. Die Extraktion wird zweckmäßig bei —20 bis 120°, vorzugsweise etwa 70 bis 100°, nach bekannten Kontaktverfahren z. B. in Gegenstromtürmen, Rührtrenngefäßen durchgeführt. The butane-propane mixture can contain about xo to 30, preferably 15 to 20 percent by volume of propane. Propane reduces the dissolving power of butane and limits the dissolving effect for the desired ones Asphalt components. A propane content of more than about 30% would reduce the solvency of the mixture reduce it to such an extent that the heavier fractions were no longer dissolved; on the other hand would the dissolving effect of a mixture with less than about 10 percent by volume propane can be so high that also unwanted asphalt constituents would be extracted. The extract mixture for the asphalt-containing Base material is used in an amount of about 5 to 15, preferably 10 to 12 parts by volume, depending on the composition of asphalt. The extraction is expediently at -20 to 120 °, preferably about 70 to 100 °, according to known contact methods, for. B. carried out in countercurrent towers, stirred separation vessels.
Das Raffinat der Extraktion mit Butan—Propan wird alsdann mit einem die Naphthene auswählend lösenden Mittel behandelt. Neben vorzugsweise genanntetn wasserfreiem Phenol sind im Rahmen der Erfindung alle bekannten, für Naphthene selektiven Lösungsmittel, z. B. leichte Kohlenwasserstoffe, Ketone, chlorhaltige Lösungsmittel, zu nennen. Auch ein wachsentziehendes Lösungsmittel kann bei der Extraktion der Naphthene benutzt werden.The raffinate of extraction with butane-propane is then treated with a solvent which selectively solves the naphthenes. In addition to preferably mentioned Anhydrous phenol are all known, selective for naphthenes in the context of the invention Solvents, e.g. B. light hydrocarbons, ketones, chlorine-containing solvents. Even a wax-removing solvent can be used in the extraction of the naphthenes.
Das anfallende harzartige Material, das hochmolekulare Paraffine, dagegen nicht die bekanntlich sehr hitzeunbeständigen Naphthene enthält, wird mit stark raffinierten Mineralölen zu einem Schmiermittel für Dampfzylinder vermischt. Beispielsweise benutzt man als Grundöl einen mit Phenol behandelten und mit Propan entasphaltierten Mid-continent-Rohöl-Rückstand und vereinigt diesen mit 10 bis 40, vorzugsweise 15 bis 35 Volumprozent Harz zu hochwertigem Dampfzylinderschmieröl.The resulting resinous material, the high molecular weight paraffins, on the other hand, not the very well known contains heat-unstable naphthenes, becomes a lubricant with highly refined mineral oils mixed for steam cylinder. For example, a phenol-treated base oil is used as the base oil and mid-continent crude oil residue deasphalted with propane and combined with 10 to 40, preferably 15 to 35 percent by volume resin for high-quality steam cylinder lubricating oil.
Es ist bekannt, einen öllöslichen Vakuumrückstand, der cyclische Bestandteile, nämlich Aromaten und bzw. oder Naphthene, enthält, in sehr geringer Menge einem Schmieröl beizumischen. Im Sinne der Erfindung wird dagegen ein Produkt als Zusatzstoff für Mineralschmieröl benutzt, das mit einem Lösungsmittel wie Phenol zwecks Entfernung der cyclischen Bestandteile behandelt war. Es ist weiter bekannt, zur Herstellung von Dampfzyhnderschmieröl aus asphaltfreiem Rückstand durch Extraktion mit Propan gewonnene Harzextrakte zu verwenden.It is known, an oil-soluble vacuum residue, the cyclic constituents, namely aromatics and or or naphthenes, to be mixed with a lubricating oil in very small amounts. According to the invention on the other hand, a product is used as an additive for mineral lubricating oil that contains a solvent how phenol was treated to remove the cyclics. It is also known for making of steam cylinder lubricating oil obtained from asphalt-free residue by extraction with propane Use resin extracts.
Diesen Extrakten gegenüber besitzen die aus asphalthaltigem Rückstand gewonnenen Harze für Dampfzylinderschmieröle den erheblichen Vorteil, daß sie schwerer und daher mit Dampf weniger flüchtig sind.In contrast to these extracts, the resins obtained from residues containing asphalt have for Steam cylinder lubricating oils have the significant advantage that they are heavier and therefore use less steam are volatile.
Die Eigenschaften eines Schmieröls gemäß Erfindung wurden in einer Laboratoriumsapparatur geprüft, welche die Temperatur- und Druckbedingungen von Dampfzylindern wiedergibt (vgl. Bancelin-SNCF-Methode, Rev. Gen. Chim. de Fer. 11/1/37). Diese Prüfmethode verläuft folgendermaßen:The properties of a lubricating oil according to the invention were tested in a laboratory apparatus, which reproduces the temperature and pressure conditions of steam cylinders (see Bancelin-SNCF method, Rev. Gen. Chim. de Fer. 11/1/37). These The test method is as follows:
70 g Prüföl werden in eine Calorimeterbombe eingefüllt, die längs einem kleinen Überhitzer (Schlange) in einen elektrischen Ofen gelegt wird. Dampf von 12 at, der auf Prüftemperatur überhitzt ist, streicht durch das Öl während 3 Stunden; das Öl wird dadurch auf Dampftemperatur erhitzt. Der abziehende Dampf strömt mit gleichmäßiger Geschwindigkeit, so daß nach 3 Stunden 31 Flüssigkeit aufgefangen werden (kondensiertes Wasser plus mitgerissene Bestandteile).70 g of test oil are poured into a calorimeter bomb, which is placed along a small superheater (snake) placed in an electric oven. Steam of 12 atm, which is superheated to the test temperature, crosses out the oil for 3 hours; this heats the oil to steam temperature. The withdrawing steam flows at a constant speed, so that after 3 hours 31 liquid are collected (condensed water plus entrained components).
Schließlich wird der Rückstand gewogen. Das öl besteht den Test bei einer bestimmten Temperatur, wenn folgende Feststellungen getroffen wurden:Finally the residue is weighed. The oil passes the test at a certain temperature, if the following findings have been made:
1. Rückstand wenigstens 7 g;1. residue at least 7 g;
2. der Rückstand ist ölig oder fettig und enthält keine harten Stoffe (Koks).2. The residue is oily or greasy and does not contain any hard substances (coke).
Dampfzylinderöle der Gruppe 1 bestehen die Probe glatt bei 400°. Für die zweite und dritte Gruppe ist das Prüfergebnis negativ bei 3800 und unzureichendGroup 1 steam cylinder oils pass the test smoothly at 400 °. For the second and third group, the test result is negative at 380 0 and insufficient
für die zweite Gruppe bei 350°. Die Öle gemäß der Erfindung bestehen diese Probe überraschend leicht; sie werden folgendermaßen hergestellt:for the second group at 350 °. The oils according to the invention pass this sample surprisingly easily; they are made as follows:
Asphalt mit einer Penetration von 25 bei 25° (ASTM. D 5-25), der durch Vakuumdestillation mittels Dampf eines gemischtbasischen venezolanischen Rohöls erhalten war, wurde mit 10 Raumteilen handelsüblichem flüssigem Butan (mit 15 Raumprozent flüssigem Propan)-bei 30° behandelt. Man erhielt 55 Gewichtsprozent Grünöl mit folgenden Eigenschaften:Asphalt with a penetration of 25 at 25 ° (ASTM. D 5-25), which is produced by vacuum distillation by means of Vapor of a mixed base Venezuelan crude oil was obtained, was with 10 parts by volume of commercially available liquid butane (with 15 percent by volume liquid Propane) -treated at 30 °. 55 percent by weight of green oil was obtained with the following properties:
Dichte bei 15° 0,975Density at 15 ° 0.975
SUS-Viskosität bei 990 1131SUS viscosity at 99 0 1131
Öl Nr. ιOil no. Ι
Das Öl wurde mit 9,5 Raumteilen Phenol in vier Stufen unter folgenden Bedingungen behandelt: 1. Behandlung: 2 Raumteile wasserfreies Phenol bei 75°, 2. Behandlung: 2 Raumteile wasserfreies Phenol bei 85°, 3. Behandlung: 3 Raumteile wasserfreies Phenol bei 85°, 4. Behandlung: 2,5 Raumteile wasserfreies Phenol bei 900.The oil was treated with 9.5 parts by volume of phenol in four stages under the following conditions: 1st treatment: 2 parts by volume of anhydrous phenol at 75 °, 2nd treatment: 2 parts by volume of anhydrous phenol at 85 °, 3rd treatment: 3 parts by volume of anhydrous phenol at 85 °, 4. treatment: 2.5 parts by volume of anhydrous phenol at 90 0th
Das in einer Ausbeute von 40% anfallende Raffinat zeigte folgende Eigenschaften:The raffinate obtained in a yield of 40% showed the following properties:
Dichte bei 150 0,924 1 öl N Density at 15 0 0.924 1 oil N
SUS-Viskosität bei 99° 567 JSUS viscosity at 99 ° 567 J.
Ein Öl der dritten Gruppe wurde durch Entasphaltierung eines gepoppten Mid-continent-Rohöles mit 10 Raumteilen Propan bei 45° hergestellt. Das Behandlungsprodukt wurde der Einwirkung von Phenol bis zu einem V. I. von 101 unterworfen. Die Viskosität betrug 240 SUS bei 990. Das Öl wird als Nr. 4 bezeichnet. An oil of the third group was produced by deasphalting a popped mid-continent crude oil with 10 parts by volume of propane at 45 °. The treatment product was exposed to phenol up to a VI of 101. The viscosity was 240 SUS at 99 0 . The oil is referred to as No. 4.
Folgende Mischung wurde hergestellt:The following mixture was made:
Öl Nr. 4 70 VolumprozentOil No. 4 70 percent by volume
Öl Nr. 3 30 VolumprozentOil No. 3 30 percent by volume
Öl Nr. 3Oil No. 3
Die oben bezeichnete Prüfung verlief für Öl Nr. 4 bei 385 ° negativ.The test referred to above gave negative results for No. 4 oil at 385 °.
Öl Nr. 3 ergab dagegen bei 3950 10 g öligen Rückstand; bei 4000 7 g sehr dickes braunschwarzes Öl als Rückstand.., However, Oil No. 3 at 395 afforded 0 10 g oily residue; at 400 0 7 g of very thick brown-black oil as a residue.
Üetopptes arabisches Rohöl (Engler-Viskosität 30° bei ioo°) wurde mit Propan bei 45° entasphaltiert und lieferte einen Asphalt mit einer Penetration von 25 bei 250 (ASTM. D 5-25).Üetopptes Arabian crude (Engler viscosity at 30 ° ioo °) was deasphalted with propane at 45 ° afforded an asphalt having a penetration of 25 at 25 0 (ASTM. D 5-25).
Der Asphalt wurde in 10 Raumteilen handelsüblichem flüssigem Butan, das 15 % Propan enthielt, gelöst.The asphalt was divided into 10 parts by volume of commercially available liquid butane containing 15% propane, solved.
Butan fällte bei 300 die Asphaltene; aus der Butanschicht wurde ein viskoses Öl von nachstehenden Eigenschaften abgetrennt:Butane precipitated asphaltenes at 30 0; A viscous oil with the following properties was separated from the butane layer:
Dichte bei 150 0,999 1 «,Density at 15 0 0.999 1 «,
SUS-Viskosität bei 99° 1600 JSUS viscosity at 99 ° 1600 J
' D ' D
Öl Nr. 5 wurde mit wasserfreiem Phenol folgendermaßen behandelt: 1. Behandlung: 2 Raumteile Phenol bei 75°, 2. Behandlung: 2,5 Raumteile Phenol bei 85°.Oil No. 5 was treated with anhydrous phenol as follows: 1st treatment: 2 parts by volume of phenol at 75 °, 2nd treatment: 2.5 parts by volume of phenol at 85 °.
Das in einer Ausbeute von 25 % anfallende Öl hatte folgende Merkmale:The oil obtained in a yield of 25% had the following characteristics:
Dichte bei 15° 0,946 1 «. „Density at 15 ° 0.946 1 «. "
SUS-Viskosität bei 990 868 J υι ^Γ· b SUS viscosity at 99 0 868 J υι ^ Γ · b
Das Öl wurde mit Öl Nr. 4 in folgenden Anteilen gemischt:The oil was mixed with Oil No. 4 in the following proportions:
Öl Nr. 4 70 Volumprozent 1 «, ,T Oil No. 4 70 percent by volume 1 «,, T
Öl Nr. 6 30 Volumprozent J U Nr' 7 Oil No. 6 30 percent by volume J U No. 7
Öl Nr. 7 zeigte folgendes Ergebnis bei der Probe: Bei 390° 13 g Rückstand, bei 4000 6 g Rückstand.. Oil No. 7 showed the following results in the sample: At 390 ° 13 g of residue, at 400 0 6 g of residue.
Die schädliche Wirkung der Naphthene, die durch Behandlung mit Phenol entfernt werden, zeigt nachstehendes Beispiel.The deleterious effects of the naphthenes removed by treatment with phenol are shown below Example.
Die Mischung (Öl Nr. 1 30 Volumprozent, Öl Nr. 4 70 Volumprozent) gab bei einer Prüftemperatur von 390° 10 g schwarzen asphaltähnlichen Rückstand, bei 395° nur einen kohleartigen Rückstand.The mixture (No. 1 oil 30 percent by volume, No. 4 oil 70 percent by volume) gave at a test temperature of 390 ° 10 g black asphalt-like residue, at 395 ° only a coal-like residue.
Die Beispiele zeigen, daß die im Sinne der Erfindung hergestellten Produkte hervorragende Schmiermittel für Dampfzylinder liefern. Produkte, die sich durch Extraktion von Asphalten mit Butan—Propan und anschließender Entfernung der Naphthene durch Behandlung des Raffinates mit Phenol bilden, enthalten die hochmolekularen paraffinischen Harze, die ein Öl der dritten Gruppe so weit verbessern, daß es scharfer Beanspruchung in Hochdruckdampfzylindern gewachsen ist.The examples show that the products produced in accordance with the invention are excellent lubricants for steam cylinder supply. Products obtained by extraction of asphaltene with butane — propane and subsequent removal of the naphthenes by treating the raffinate with phenol the high molecular weight paraffinic resins which improve an oil of the third group to the point that it is can cope with severe stress in high-pressure steam cylinders.
Das hauptsächlich aus hochmolekularen Paraffinen bestehende Harz liefert gemäß der Erfindung mit raffinierten Mineralölen Dampfzylinderschmiermittel von günstigem Hochtemperaturverhalten, geringer Flüchtigkeit mit Wasserdampf und günstiger Viskosität. Als Ausgangsstoff dienen nicht nur Rückstände asphaltbasischer Rohöle, sondern auch Asphalte, die durch Entasphaltieren von Ölen, z. B. Fällung mit Propan oder Propan-Phenol-Mischungen, gewonnen werden. Man kann daher so vorgehen, daß man Rohöl mit Propan entasphaltiert, aus dem Raffinat durch weitere Reinigung ein raffiniertes Mineralöl als Grundöl gewinnt, aus dem Asphalt durch Behandlung im Sinne der Erfindung die erwünschten harzartigen Stoffe erhält und durch Vereinigung beider Produkte die Ausbeute an den erwünschten Dampfzylinderölen erheblich steigert.The resin, which mainly consists of high molecular weight paraffins, is included in the delivery according to the invention refined mineral oils steam cylinder lubricant with favorable high temperature behavior, lower Volatility with water vapor and favorable viscosity. Not only residues serve as starting material asphalt-based crude oils, but also asphalts obtained by deasphalting oils, e.g. B. Precipitation with Propane or propane-phenol mixtures. One can therefore proceed in such a way that one can obtain crude oil deasphalted with propane, from the raffinate through further purification a refined mineral oil as base oil wins the desired resinous substances from the asphalt by treatment in the context of the invention obtained and by combining the two products, the yield of the desired steam cylinder oils increases significantly.
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Families Citing this family (1)
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Citations (2)
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Patent Citations (2)
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GB434295A (en) * | 1934-06-08 | 1935-08-29 | Ig Farbenindustrie Ag | A process for improving lubricating oils |
Also Published As
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