PL58983B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.1.1970 58983 KI. 23 c, 1/01 MKP C 10 m sf/& UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr Tadeusz Kapcia, mgr inz. Marian Nowak, mgr Janina Janas, mgr Michal Dichter, mgr Henryk Maczel, inz. Henryk Odrzywolek, inz.Jan Ruta, mgr Eugeniusz Trybula, mgr inz.Wieslaw Kolsut Wlasciciel patentu: P. P. Rafineria Nafty Jaslo, Jaslo (Polska) Sposób wytwarzania uszlachetnionych olejów mineralnych oraz paliw Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia olejów mineralnych oraz paliw do silników wysokopreznych i gaznikowych, o poprawionych wlasciwosciach uzytkowych, przez wprowadzenie do tych olejów i paliw wielofunkcyjnego dodatku uszlachetniajacego na bazie weglowodorów aroraia- tyczno-naftenowych.Powszechnie znane jest stosowanie do olejów mineralnych i paliw róznych dodatków uszlachet¬ niajacych, w celu poprawienia posiadanych lub na¬ dania im nowych wlasciwosci np. dla wyelimino¬ wania szkodliwego dzialania kwasnych produktów spalania paliw zawierajacych zwiazki siarkowe oraz osadzania sie twardych osadów weglistych na czesciach pracujacych silnika, szczególnie ukla¬ du tlok — cylinder, utrudniajacych odprowadzanie ciepla. Dodatkami tymi sa równiez zwiazki che¬ miczne lub ich mieszaniny, przewaznie sole baro¬ we lub inne róznych zwiazków organicznych, roz¬ puszczalne w olejach mineralnych, jak np. alki- loditiofosforany, alkiloarylosulfoniany, ,alkilosalicy- lany, naftosulfoniany, alkiloarylosalicylany itp., znane ogólnie pod nazwa mono — lub wielofunk¬ cyjnych dodatków uszlachetniajacych do olejów mineralnych.Wiadomo jest równiez, ze obecnosc siarki i zwiazków siarkowych w paliwach napedowych powaznie wplywa na korozje ukladów zasilania silnika wysokopreznego, a szczególnie koncówek wtryskiwaczy. Obecnosc wolnej siarki w paliwie 15 20 25 30 nawet w ilosci ponizej 0,002% prowadzi do znacz¬ nej korozji metali, a niektóre istniejace w paliwie napedowym zwiazki siarkowe, w obecnosci rozpur szczonych tam ilosci wody i tlenu z powietrza, dzialaja korodujace na caly uklad zasilania silni¬ ka, od zbiornika paliwowego wlacznie do apara¬ tury wtryskowej, pracujacej w podwyzszonej tem¬ peraturze, przyspieszajacej procesy korozyjne.Inne zwiazki siarkowe sa w podwyzszonych tem¬ peraturach nietrwale i sklonne do procesów kon¬ densacji, w wyniku której powstaja wysokocza- steczkowe zwiazki zywiczne, osadzajace sie na naj¬ bardziej wrazliwych czesciach i powierzchniach roboczych aparatury wtryskowej. Usuwanie zwiaz¬ ków siarkowych odbywa sie w duzych zakladach rafineryjnych posiadajacych zródlo wodoru, na drodze hydroodsiarczania, przewaznie jednak sto¬ suje sie proces lugowania, który nie daje gwaran¬ cji calkowitego wyeliminowania agresywnych zwiazków siarkowych.Dlatego tez w celu poprawienia wlasciwosci uzytkowych paliw napedowych, wprowadza sie do nich dodatki uszlachetniajace, majace na celu zwiekszenie trwalosci zwiazków siarkowych w pod¬ wyzszonych temperaturach, obnizenie korozyjnosci zwiazków agresywnych itp. Przewaznie stosuje sie rózne produkty aminowe, nafteniany metali, alki- loditiofosforany metali, alkilofenole, alkiloaminofe- nole, naftosulfoniany metali oraz inne zwiazki che- 5898358983 3 miczne zwane inhibitorami korozji i dodatkami dyspergujaco-myjacymi.Znany jest takze fakt, ze wszystkie rodzaje ben¬ zyn, w czasie ich magazynowania oraz podczas eksploatacji w silnikach gaznikowych tworza zy¬ wice, które osadzajac sie w przewodach paliwo¬ wych, zmniejszaja ich przekroje i pogarszaja wa¬ runki pracy silników. Równiez na skutek niepel¬ nego spalania sie paliw plynnych odkladaja sie w komorach spalania oraz ukladach wydechowych tak zwane nagary. Ponadto obecnosc w paliwie nawet sladowych ilosci polaczen siarkowych oraz zwiazków tlenowych powoduje, zwlaszcza przy za¬ wilgoceniu benzyn, korozje zbiorników i urzadzen podawczych paliw w samochodach.Dlatego tez stosuje sie jako dodatek do paliw czteroetylek olowiu, a takze znane jest wprowa¬ dzanie róznego rodzaju antyutleniaczy, jak np. izodecyloortofosforan oraz srodków poprawiaja¬ cych procesy spalania, takich jak benzen technicz¬ ny, metanol, etanol itp. Dodatki te wplywaja na podwyzszenie liczby oktanowej oraz na zmniejsze¬ nie zuzycia silników gaznikowych na skutek koro¬ zji, jednak nie przeciwdzialaja tworzeniu sie zywic oraz powstawaniu laków i nagarów.Znany jest równiez proces obróbki mieszanin weglowodorów przy pomocy dzialania mieszaniny kwasu azotowego, kwasu siarkowego i wody.Stwierdzono, ze produkty otrzymane przez dzia¬ lanie na weglowodory aromatyczno-naftenowe, mieszanina stezonego kwasu siarkowego, stezonego kwasu azotowego i wody a nastepnie poddane dzialaniu wodorotlenków lub tlenków nieorganicz¬ nych, posiadaja dobre wlasciwosci uszlachetniania olejów mineralnych oraz paliw do silników wyso¬ kopreznych i gaznikowych.W sposobie wedlug wynalazku, jako produkt wyjsciowy do otrzymywania dodatku, stosuje sie weglowodory aromatyczno-naftenowe wchodzace w sklad frakcji olejowej z ropy parafinowej, odpara- finowanej i rafinowanej selektywnie, poddane zna¬ nej obróbce najpierw w temperaturze 20—30°C a nastepnie w temperaturze 50—70°C, mieszanina 25—50% wagowych stezonego kwasu azotowego, 20—60% wagowych stezonego kwasu siarkowego, 15—30% wagowych wody i nastepnie traktowane w temperaturze 70—120°C wodorotlenkiem lub tlenkiem baru, wapnia, glinu, cynku lub innego metalu. Proces prowadzi sie jednostopniowo lub przez reakcje podwójnej wymiany np. poprzez zwiazki sodu.Tak wytworzony dodatek wprowadza sie w ilos¬ ci 0,01—5,00% do olejów mineralnych w tempera¬ turze 50—80°C, a do paliw do silników wysoko¬ preznych lub paliw do silników gaznikowych w temperaturze 20—30°C.Surowiec do produkcji wielofunkcyjnego dodatku uszlachetniajacego winien byc frakcja olejowa o zakresie temperatur wrzenia 380—580°C oraz mu¬ si posiadac nastepujaca charakterystyke: lepkosc w 50°C 7—8°E# temperatura krzepniecia —10—+2°C oraz oznaczone metoda chromatograficzna: zawartosc weglowodorów parafinowo- -naftenowych 60—75% zawartosc weglowodorów aromatycz¬ nych 20—35% zawartosc zywic nie wyzej 3% Natomiast w celu zabezpieczenia otrzymywania 5 produktów rozpuszczalnych w olejach, weglowo¬ dory aromatyczne wydzielone metoda chromato¬ graficzna powinny posiadac nastepujaca budowe pólstrukturalna, okreslona w oparciu o metode ndM: io ilosc pierscieni benzenowych w hipotetycznej cza¬ steczce 1—2 ilosc pierscieni naftenowych w hipotecznej cza¬ steczce 1—2 ilosc grup metylenowych w hipotetycznej czastecz- 15 ce co najmniej 10 ilosc atomów siarki w hipotetycznej czasteczce nie wiecej niz 0,5 Produkty reakcji tego surowca z mieszanina ste¬ zonego kwasu siarkowego, stezonego kwasu azoto- 20 wego i wody stanowia 10—30% koncentrat olejowy zwiazków polarnych o nastepujacych wlasnosciach: liczba kwasowa 15—25 mg KOH/g liczba zmydlenia 30—80 mg KOH/g zawartosc azotu 0,5—1,5% 25 Proces przeprowadzania powyzszych pólproduk¬ tów w zwiazki z metalami prowadzi sie w znanych urzadzeniach rafineryjnych w temperaturze 70— 120°C. W niektórych przypadkach celowe jest za¬ stosowanie do oczyszczania dodatku rozpuszczalni- 30 ka np. benzyny ekstrakcyjnej lub przemywanie woda.Wytworzone sposobem wedlug wynalazku oleje silnikowe posiadaja dobre wlasciwosci deterguja- co-myjace, antykorozyjne i antyutleniajace, wyso- 35 ka rezerwe alkaliczna oraz wykazuja odpowiednia krzywa temperaturowo-lepkosciowa. Paliwa do sil¬ ników wysokopreznych (Diesla) charakteryzuje sie lepszym rozpylaniem w komorze spalania silnika, przez co uzyskuje sie dokladniejsze spalanie oraz 40 wzrost mocy silnika, jak równiez nie powoduja korozji i nie tworza nagarów na elementach sil¬ nika, co przedluza okres eksploatacji samochodu.Takze paliwa do silników gaznikowych uszla¬ chetnione opisanym sposobem charakteryzuja sie 45 dobrymi wlasciwosciami antykorozyjnymi i nie tworza duzych ilosci nagarów, powstajacych zwy¬ kle w górnej czesci komory spalania, co wplywa na zmniejszenie zuzycia poszczególnych Czesci sil¬ nika i przedluzenie czasu jego pracy. 50 Stwierdzono, ze w przypadku równoczesnego wprowadzania do olejów mineralnych lub paliw równiez innych znanych dodatków uszlachetniaja¬ cych np. detergentów naftosulfonianowych, laczna ilosc dodatków potrzebna do uzyskania dobrych 55 wlasciwosci uzytkowych jest znacznie mniejsza od ilosci dodatków dotychczas stosowanych, co wply¬ wa na obnizenie kosztów produkcji uszlachetnia¬ nych produktów.Przyklad: 1000 kg cieklego produktu nafto- 60* wego o charakterze aromatyczno-naftenowym o wlasciwosciach podanych w opisie, poddaje sie w znany sposób dzialaniu 1000 kg mieszaniny o skla¬ dzie 55% kwasm azotowego o stezeniu 98%, 30% kwasu siarkowego o stezeniu 98% i 15% wody,naj- 65 pierw w temperaturze 19—20°C przy ciaglym mie-58983 szaniu, a nastepnie w okresie 3—8 godzin w tem¬ peraturze 50—70°C. Po odstaniu i odwirowaniu lub przemyciu woda, produkt reakcji traktuje sie w znany sposób 325 kg wodorotlenku barowego stalego lub w roztworze, po czym odwadnia sie przez ogrzanie do temperatury 130°C oraz oczysz¬ cza sie przez odwirowanie. Otrzymany produkt za¬ wierajacy 4—5% baru, rozpuszcza sie w znany sposób w oleju silnikowym lub przemyslowym w ilosci od 0,5—5% wagowych, a w paliwie do silni¬ ków wysokopreznych i gaznikowych w ilosci 0,01%—1,0% w temperaturze podanej w opisie.Wplyw wielofunkcyjnego dodatku uszlachetnia¬ jacego na poprawienie wlasciwosci olejów mine¬ ralnych i paliw ilustruja ponizsze tablice: Tablica 1. Wplyw na podwyzszenie wskazni¬ ka lepkosci i obnizenie temperatury krzepniecia oleju silnikowego o lepkosci 8,6 cSt przy tempera¬ turze 100°C, zwlaszcza rafinowanego selektywnie: Wlasnosc Wskaznik lepkosci Tempera¬ tura krzepnie¬ cia Olej bez dodatku 77,6 -15°C Zawartosc dodatku w % wagowych 1 82,9 -22°C 2 85,6 -25°C 5 86,7 ponizej -25°Ci Tablica 2. Wplyw na przeciwkorozyjne wla¬ sciwosci oleju silnikowego o lepkosci 8,6 cSt przy temperaturze 100°C: Wlasciwosc Korozja na plytkach metalowych metoda Pinkiewicza w g/m2 olów miedz Korozja w 100°C/3 godz. na Cu Olej bez dodatku 96,9 3,92 sciemnie-, nie Zawartosc w % wa 1 72,0 2,9 brak ; dodatku gowych 2 67,2 1,55 brak Tablica 3. Wplyw na przeciwkorozyjne wla¬ sciwosci oleju napedowego do silników Diesla: Wlasciwosc Korozja stali wobec wody (próba Kroplowa) Olej na¬ pedowy bez dodatku silna korozja Zawartos w % wa 0,2 brak korozji c dodatku gowych 0,4 brak korozji 15 20 35 40 45 50 55 6 Tablica 4. Porównanie wlasciwosci myjaco- -dyspergujacych i przeciwkorozyjnych oleju silni¬ kowego o lepkosci 8,6 cSt z róznymi dodatkami podczas pracy w silniku wysokopreznym pracuja¬ cym na oleju napedowym o zawartosci siarki 0,7%: Wlasciwosc Stan pierscieni w punktach Stan mostków miedzy- pierscieniowych w punktach Stan czesci prowa¬ dzacej tloka w punktach Ogólna ocena silnika w punktach Zuzycie pierscieni w mg/h - Zuzycie panewek w mg/h Ilosc osadów na tloku w g.Olej silnikowy + 4% dodatku Dyspergu¬ jacego 35,0 4,2 23,5 76,9 1,4 0,18 0,23 Otrzyma¬ nego we¬ dlug przy¬ kladu 35,0 7,5 26,9 85,8 1,4 0,11 0,52 Ocena optymalna 35,0 10,0 30,0 100,0 _ _ — PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania uszlachetnionych olejów mineralnych oraz paliw znamienny tym, ze do ole¬ jów mineralnych, paliw do silników wysokoprez¬ nych i paliw do silników gaznikowych wprowadza sie obok innych, znanych dodatków 0,01—5,00% wagowych dodatku otrzymanego najpierw przez znana obróbke w temperaturze 20—30°C a nastep¬ nie w temperaturze 50—70°C, frakcji olejowej o zakresie temperatur wrzenia 380—580°C i zawarto¬ sci weglowodorów parafinowo-maftenowych 60— 75% oraz aromatycznych 20—35%, mieszanina o skladzie 25—50% wagowych stezonego kwasu azo¬ towego, 20—60% wagowych stezonego kwasu siar¬ kowego i 15—30% wagowych wody i nastepnie traktowanie w temperaturze. 70—120°C tak uzy¬ skanego produktu wodorotlenkami lub tlenkami metalu.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do olejów mineralnych wprowadza sie dodatek w temperaturze 50—80°C.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do paliw do silników wysokopreznych i do paliw do silników gaznikowych wprowadza sie dodatek w temperaturze pokojowej, korzystnie w 20-T-30°C. PL