PL198646B1

PL198646B1 - Turbine oil

Info

Publication number: PL198646B1
Application number: PL357226A
Authority: PL
Inventors: Jarosław Frydrych; Monika Ziółkowska; Andrzej Kulczycki; Wiesława Woźniczko-Kadela; Jerzy Grzybała; Jacek Forystek; Jacek Bialik
Original assignee: Inst Paliw I En Odnawialnej; Orlen Oil Spo & Lstrok Ka Z Og
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2008-07-31
Also published as: PL357226A1

Abstract

Olej turbinowy o podwy zszonych w la sciwo sciach przeciwzu zyciowych zawieraj acy od 99,15 do 99,55% masowych olejów bazowych otrzymanych z przeróbki rop parafinowo-siarkowych, selektywnie rafinowanych, odparafinowanych rozpuszczalnikowo, rafinowanych wodorem i/lub ziemi a aktywn a oraz od 0,45 do 0,85% masowych kompozycji dodatków uszlachetniaj acych zawieraj acych inhibitory utleniania, dodatki antykorozyjne, dezaktywatory miedzi i dodatki antypienne oraz dodatek przeciwzu- zyciowy, znamienny tym, ze zawiera od 0,02 do 0,04% masowych dodatku przeciwzu zyciowego kwasów dialkilotiofosforylosulfanylometylopropionowych, od 0,011 do 0,019% masowych dezaktywa- tora miedzi z grupy acylosarkozynianów, od 0,025 do 0,035% masowych dodatku antypiennego niesili- konowego i od 0,04 do 0,10% masowych alkilowanej difenyloaminy jako dodatku przeciwutleniaj acego. PL PLTurbine oil with improved anti-wear properties, containing from 99.15 to 99.55% by mass of base oils obtained from processing paraffin-sulfur crude oil, selectively refined, solvent-dewaxed, hydrogen-refined and / or active earth and from 0.45 to 0.85% by weight of the composition of enriching additives containing oxidation inhibitors, anti-corrosive additives, copper deactivators and anti-foam additives, and an anti-wear additive, characterized by the fact that it contains from 0.02 to 0.04% by weight of anti-wear additive dialkylthiophosphorylsulfanylmethylpropionic acids, from 0.011 to 0.019% by weight of the acylsarcosinate copper deactivator, from 0.025 to 0.035% by weight of non-siliconic antifoam additive and from 0.04 to 0.10% by weight of alkylated diphenylamine as antioxidant additive. PL PL

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest olej turbinowy o podwyższonych właściwościach przeciwzużyciowych, przeznaczony do smarowania turbin gazowych i parowych.The subject of the invention is turbine oil with increased anti-wear properties, intended for the lubrication of gas and steam turbines.

Do podstawowych zadań każdego oleju turbinowego, niezależnie od tego w jakich typach turbin będzie wykorzystywany, należy smarowanie łożysk, utrzymanie filmu olejowego odpowiedniej grubości i wytrzymałości, zmniejszenie zużycia współpracujących elementów turbiny, odprowadzenie wydzielającego się ciepła w węzłach tarcia, ochrona metalowych części przed korozją i rdzewieniem oraz odprowadzanie zanieczyszczeń. Coraz bardziej ostre warunki pracy w nowoczesnych turbinach sprawiają, że rosną wymagania w stosunku do jakości olejów turbinowych.The basic tasks of each turbine oil, regardless of the type of turbine it will be used in, include bearing lubrication, maintaining the oil film of appropriate thickness and strength, reducing the wear of the turbine cooperating elements, dissipating heat in the friction nodes, protecting metal parts against corrosion and rusting. and removal of pollutants. Increasingly harsh operating conditions in modern turbines mean that the demands placed on the quality of turbine oils are increasing.

Ze względu na długi okres pracy oleju w turbinach i wydzielającą się dużą ilość ciepła poddawany jest on silnemu oddziaływaniu termicznemu. W rezultacie następuje przyspieszenie procesów starzenia, co prowadzi do rozkładu bazy olejowej i zawartych w nim dodatków uszlachetniających. Ponadto istnieje możliwość dostępu tlenu z powietrza, dlatego olej turbinowy musi posiadać bardzo dobrą odporność na utlenianie, aby zachować swe właściwości użytkowe przez długi okres czasu. W tym celu dodaje się do olejów turbinowych specjalne antyutleniacze - głównie związki fenolowe i aminowe.Due to the long service life of oil in turbines and the large amount of heat it emits, it is subjected to a strong thermal influence. As a result, the aging processes are accelerated, which leads to the decomposition of the base oil and the additives it contains. In addition, there is a possibility of oxygen ingress from the air, therefore the turbine oil must have a very good oxidation resistance in order to maintain its performance properties over a long period of time. For this purpose, special antioxidants are added to turbine oils - mainly phenolic and amine compounds.

Nowoczesne turbiny gazowe i parowe, zaopatrzone są często w przekładnie. Konieczne jest w takim przypadku stosowanie olejów, które z jednej strony charakteryzują się właściwościami wymaganymi przy smarowaniu turbiny, a z drugiej strony zawierają dodatki smarnościowe, zapobiegające zatarciu elementów konstrukcyjnych przekładni. Nowoczesne oleje turbinowe powinny więc odznaczać się nie tylko dobrymi właściwościami antyutleniajacymi, demulgującymi, przeciwkorozyjnymi i przeciwrdzewnymi, ale także właściwościami przeciwzużyciowymi.Modern gas and steam turbines are often equipped with gears. In such a case, it is necessary to use oils which, on the one hand, have properties required for turbine lubrication, and, on the other hand, contain lubricating additives that prevent seizure of the gear components. Modern turbine oils should therefore not only have good anti-oxidation, demulsifying, anti-corrosive and anti-rust properties, but also anti-wear properties.

Oleje turbinowe składają się zwykle z bazy olejowej i pakietu dodatków uszlachetniających. Znane są oleje turbinowe zawierające dodatek smarnościowy z grupy amin fosforanowych. Dodatki z tej grupy poprawiają wprawdzie właściwości przeciwzużyciowe olejów, jednak jednocześnie wpływają negatywnie na, równie ważne, właściwości przeciwutleniające, powodując przyspieszone starzenie oleju.Turbine oils usually consist of an oil base and a package of conditioners. Turbine oils containing a lubricating additive from the group of phosphate amines are known. Although additives from this group improve the anti-wear properties of oils, they also negatively affect the equally important antioxidant properties, causing accelerated aging of the oil.

Z polskiego opisu patentowego nr 170 360 znany jest olej turbinowy, w którym w charakterze oleju bazowego zastosowano olej otrzymany z przeróbki rop naftowych parafinowo-siarkowych, selektywnie rafinowanych furfurolem, odparafinowanych rozpuszczalnikowo, rafinowanych wodorem. Olej według patentu zawiera także zestaw dodatków uszlachetniających, w skład którego wchodzą: pochodna bis-2,6-di-tert-butylofenolu jako antyutleniacz, alkenylobursztynian etylenoglikolu jako dodatek antykorozyjny, a także dezaktywator miedzi typu triazolu i dodatek przeciwpienny.Polish patent specification No. 170 360 describes a turbine oil in which oil obtained from processing paraffin-sulfur crude oil, selectively refined with furfurol, solvent dewaxed, hydrogen refined as the base oil. The patent oil also contains a set of enriching additives, which includes: a bis-2,6-di-tert-butylphenol derivative as an antioxidant, ethylene glycol alkenyl succinate as an anti-corrosion additive, as well as a triazole-type copper deactivator and an anti-foaming additive.

Również w oleju turbinowym znanym z patentu polskiego 165 740 zastosowano frakcje olejowe z ropy parafinowo-siarkowej, rafinowane selektywnie furfurolem, odparowane rozpuszczalnikowo, rafinowane wodorem i ziemią bielącą. Mieszanina tertbutylofenoli pełniła funkcję antyutleniacza, a półester kwasu alkenobursztynowego zastosowano w charakterze dodatku antykorozyjnego.Also in the turbine oil known from the Polish patent 165,740 oil fractions from paraffin-sulfur crude oil, selectively refined with furfurol, solvent evaporated, refined with hydrogen and bleaching earth were used. The mixture of tert-butylphenols acted as an antioxidant and the alkenesuccinic acid half ester was used as an anti-corrosive additive.

Olej turbinowy według polskiego patentu nr 175 512 oparty jest na oleju bazowym składającym się z węglowodorów parafinowo-naftenowych, węglowodorów aromatycznych jednopierścieniowych. Olej zawiera następujące dodatki: inhibitor utleniania typu fenolowego w ilości 0,2-0,6%, inhibitor utleniania typu aminowego w ilości 0,2-0,6%, inhibitor rdzewienia, dodatek antypienny typu polimetylosiloksanów.Turbine oil according to Polish patent No. 175 512 is based on a base oil consisting of paraffin-naphthenic hydrocarbons, single-ring aromatic hydrocarbons. The oil contains the following additives: phenol-type oxidation inhibitor 0.2-0.6%, amine-type oxidation inhibitor 0.2-0.6%, rust inhibitor, polymethylsiloxane-type antifoam additive.

Olej turbinowy według polskiego zgłoszenia patentowego P-337412 składa się z 99,55-99,15% masowych olejów bazowych otrzymanych z przeróbki rop parafinowo-siarkowych, selektywnie rafinowanych, odparafinowanych rozpuszczalnikowo, rafinowanych wodorem i/lub ziemią aktywną. Olej zawiera kompozycję dodatków uszlachetniających składającą się z mieszaniny inhibitorów utleniania typu fenolowego i aminowego w stosunku 1:1-4 oraz od 0,03 do 0,08% masowych dodatku antykorozyjnego, od 0,02 do 0,05% masowych deaktywatora miedzi oraz nie więcej niż 0,02% masowych dodatku antypiennego niesilikonowego.Turbine oil according to Polish patent application P-337412 consists of 99.55-99.15% by mass of base oils obtained from processing paraffin-sulfur crude oil, selectively refined, solvent dewaxed, refined with hydrogen and / or with active earth. The oil contains a composition of enriching additives consisting of a mixture of phenolic and amine-type oxidation inhibitors in the ratio 1: 1-4 and from 0.03 to 0.08% by weight of anti-corrosion additive, from 0.02 to 0.05% by weight of copper deactivator, and no more than 0.02% by mass of non-silicone antifoam additive.

W oleju według wynalazku, opartym na znanej bazie olejowej, zastosowano nową kompozycję dodatków uszlachetniających, w celu uzyskania oleju o podwyższonych właściwościach przeciwzużyciowych i jednocześnie, bardzo dobrych właściwościach przeciwutleniających.In the oil according to the invention, based on a known oil base, a new composition of improvers has been used in order to obtain an oil with enhanced anti-wear properties and, at the same time, very good antioxidant properties.

Olej turbinowy według wynalazku składa się z 99,15-99,55% masowych olejów bazowych otrzymanych z przeróbki rop parafinowo-siarkowych, selektywnie rafinowanych, odparafinowanych rozpuszczalnikowo, rafinowanych wodorem i/lub ziemią aktywną oraz z 0,45-0,85% masowych kompozycji dodatków uszlachetniających. Kompozycja dodatków uszlachetniających zawiera 0,02-0,04%The turbine oil according to the invention consists of 99.15-99.55% by mass of base oils obtained from the processing of paraffin-sulfur crude oil, selectively refined, solvent dewaxed, refined with hydrogen and / or active earth, and from 0.45-0.85% by mass the composition of enriching additives. The composition of enriching additives contains 0.02-0.04%

PL 198 646 B1 masowych dodatku przeciwzużyciowego z grupy kwasów dialkilotiofosforylosulfanylometylopropionowych, 0,011-0,019% masowych dezaktywatora miedzi z grupy acylosarkozynianów oraz 0,025-0,035% masowych dodatku antypiennego niesilikonowego i 0,04-0,10% masowych alkilowanych difenyloamin jako dodatku przeciwutleniającego.The amount of anti-wear additive from the dialkylthiophosphorylsulfanylmethylpropionic acid group, 0.011-0.019% by mass of the acylsarcosinate copper deactivator, and 0.025-0.035% by mass of the non-silicone antifoam additive and 0.04-0.10% by mass of alkylated diphenylamines as an antioxidant additive.

Korzystnie oleje bazowe charakteryzują się lepkością w temperaturze 40°C od 28,8 do 35,2 mm²/s dla olejów VG-32 i od 41,4 do 50,6 mm²/s dla olejów VG-46.Preferably the base oils have a viscosity at 40 ° C of 28.8 to 35.2 mm ² / s for VG-32 oils and 41.4 to 50.6 mm ² / s for VG-46 oils.

Olej turbinowy według wynalazku zawiera nowy zestaw dodatków uszlachetniających, wzbogacony odpowiednim dodatkiem smarnościowym zapewniającym bardzo dobre właściwości przeciwzużyciowe, przy zachowaniu dobrych właściwości przeciwtleniających. Efekt ten był możliwy dzięki zastosowaniu dodatku smarnościowego z grupy kwasów dialkilotiofosforylosulfanylometylopropionowych, które, oddziałując z zawadą przestrzenną inhibitora utleniania typu fenolowego nie pogarszają właściwości przeciwutleniających oleju, a nawet wpływają korzystnie na efektywność działania dodatku przeciwutleniającego, zwłaszcza amino-fenolowego.The turbine oil according to the invention contains a new set of enriching additives, enriched with a suitable lubricating additive ensuring very good anti-wear properties, while maintaining good antioxidant properties. This effect was possible thanks to the use of a lubricity additive from the group of dialkylthiophosphorylsulfanylmethylpropionic acids, which interacting with the steric hindrance of the phenolic oxidation inhibitor did not deteriorate the antioxidant properties of the oil, and even had a positive effect on the effectiveness of the antioxidant, especially the amino-phenolic additive.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach wykonania.The subject of the invention is presented in more detail in the examples of implementation.

P r z y k ł a d 1. Olej turbinowy składa się z 99,51% masowych bazowego oleju mineralnego typu VG-32, otrzymanego z przeróbki ropy naftowej, selektywnie rafinowanego, od parafinowanego rozpuszczalnikowo i rafinowanego wodorem, o lepkości kinematycznej w 40°C 32 mm²/s, 0,025% masowych dodatku antypiennego niesilikonowego, 0,02% masowych dodatku przeciwzużyciowego: kwasu 3-(di-izobutoksy-tiofosforylosulfanylo)-2-metylopropionowego oraz 0,011% masowych dezaktywatora miedzi z grupy acylosarkozynianów i 0,05% masowych dodatku przeciwutleniającego z grupy alkilowanych difenyloaminExample 1. Turbine oil consists of 99.51% by mass of a base mineral oil of the VG-32 type, obtained from the processing of crude oil, selectively refined, from solvent paraffinated and hydrogen refined, with a kinematic viscosity at 40 ° C 32 mm ² / s, 0.025% by weight of non-silicone antifoam additive, 0.02% by weight of anti-wear additive: 3- (di-isobutoxy-thiophosphorylsulfanyl) -2-methylpropionic acid and 0.011% by weight of copper acyl sarcosinate deactivator and 0.05% by weight of antioxidant additive with alkylated diphenylamine groups

Uzyskany olej turbinowy charakteryzuje się odpornością na utlenianie według CIGRA TESTTOP 0,33%, odpornością na utlenianie RBOT 610 min i 10 stopniem obciążenia niszczącego FZG.The obtained turbine oil is characterized by oxidation resistance according to CIGRA TESTTOP 0.33%, RBOT oxidation resistance 610 min, and FZG destructive load level 10.

P r z y k ł a d 2. Olej turbinowy składa się 99,51% masowych bazowego oleju mineralnego typu VG-46, otrzymanego z przeróbki ropy naftowej, selektywnie rafinowanego, odparafinowanego rozpuszczalnikowo i rafinowanego wodorem, o lepkości kinematycznej w 40°C 46 mm²/s, 0,032% masowych dodatku antypiennego niesilikonowego, 0,035% masowych dodatku przeciwzużyciowego: kwasu 3-(di-izobutoksy-tiofosforylosulfanylo)-2-metylopropionowego oraz 0,015% masowych dezaktywatora miedzi z grupy acylosarkozynianów i 0,07% masowych dodatku przeciwutleniającego z grupy alkilowanych difenyloamin.Example 2 Turbine oil consists of 99.51% by mass of a base mineral oil of the VG-46 type, obtained from the processing of crude oil, selectively refined, solvent dewaxed and hydrogen refined, with a kinematic viscosity at 40 ° C of 46 mm ² / s , 0.032% by weight of non-silicone antifoam additive, 0.035% by weight of anti-wear additive: 3- (di-isobutoxy-thiophosphorylsulfanyl) -2-methylpropionic acid and 0.015% by weight of copper acyl sarcosinate deactivator and 0.07% by weight of antioxidant additive from the group of alkylated diphenylamines.

Uzyskany olej turbinowy charakteryzuje się odpornością na utlenianie według CIGRA TESTTOP 0,43%, odpornością na utlenianie RBOT 580 min i 10 stopniem obciążenia niszczącego FZG.The obtained turbine oil is characterized by oxidation resistance according to CIGRA TESTTOP 0.43%, RBOT oxidation resistance 580 min, and FZG destructive load level 10.

W tabeli 1 przedstawiono wyniki badań porównawczych oleju turbinowego bez dodatku smarnościowego, oleju turbinowego z dodatkiem smarnościowym z grupy amin fosforanowych i oleju według przykładu 1.Table 1 shows the results of comparative tests of turbine oil without lubricity additive, turbine oil with lubricating additive from the group of phosphate amines and the oil according to example 1.

T a b e l a 1T a b e l a 1

Lp. No. Badane parametry Parameters studied Jedn. miary Unit of Measure Olej turbinowy Turbine oil Olej turbinowy według przykładu 1 Turbine oil according to example 1 bez dodatku smarnościowego no lubricity additive z dodatkiem smarnościowym z grupy amin fos- foranowych with lubricating additive from the group of phosphorus forane 1. 1. Odporność na utlenianie wg CIGRE TEST -TOP Oxidation resistance according to CIGRE TEST -TOP % % 0,25 0.25 0,37 0.37 0,33 0.33 2. 2. Odporność na utlenianie RBOT - okres indukcyjny RBOT oxidation resistance - induction period min min 340,00 340.00 270,00 270.00 610,00 610.00 3. 3. Test FZG A/20-8,3/90 Stopień obciążenia niszczącego FZG A / 20-8.3 / 90 test The degree of the breaking load - - 5,00 5.00 10,00 10.00 10,00 10.00

Claims

Turbine oil with enhanced anti-wear properties, containing from 99.15 to 99.55% by mass of base oils obtained from the processing of paraffin-sulfur crude oil, selectively refined, solvent dewaxed, refined with hydrogen and / or active earth, and from 0.45 to 0.85% mass compositions of enriching additives containing oxidation inhibitors, anti-corrosion additives, copper deactivators and anti-foam additives and an anti-wear additive, characterized in that it contains from 0.02 to 0.04% by weight of dialkylthiophosphoryl sulfanyl methylpropionic acid anti-wear additive, from 0.011 to 0.019% by weight of copper deactivator from the group acylsarcosinates, from 0.025 to 0.035% by weight of non-silicone antifoam additive and from 0.04 to 0.10% by weight of alkylated diphenylamine as antioxidant additive.