RU2361904C1 - Synthetic lubricating oil base - Google Patents

Synthetic lubricating oil base Download PDF

Info

Publication number
RU2361904C1
RU2361904C1 RU2008110661/04A RU2008110661A RU2361904C1 RU 2361904 C1 RU2361904 C1 RU 2361904C1 RU 2008110661/04 A RU2008110661/04 A RU 2008110661/04A RU 2008110661 A RU2008110661 A RU 2008110661A RU 2361904 C1 RU2361904 C1 RU 2361904C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
esterification
product
valerianic
lubricating oil
Prior art date
Application number
RU2008110661/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Зухра Владимировна Мамарасулова (RU)
Зухра Владимировна Мамарасулова
Валентина Васильевна Громова (RU)
Валентина Васильевна Громова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)"
Priority to RU2008110661/04A priority Critical patent/RU2361904C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361904C1 publication Critical patent/RU2361904C1/en

Links

Landscapes

  • Lubricants (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: fuel systems.
SUBSTANCE: proposed synthetic lubricating oil base contains 33% to 50% by weight of the product of etherifying pentaerythritol by the mix of valerianic and pentyl formic acids taken in molar ratio of 1:1 to 1:3, the balance approximating to 100% by weight of the product of etherifying di-trimethylolpropane by the mix of valerianic and pentyl formic acids taken in molar ratio of 1:1 to 1:3.
EFFECT: improved low-temperature properties of oil, possibility of using readily available cheap stock.
3 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к составам базового синтетического масла, а именно к основе синтетического смазочного масла, содержащей смесь сложных эфиров пентаэритрита (ПЭ) и ди-триметилолпропана (ди-ТМП) на основе смеси валериановой (C5) и капроновой (С6) кислот, и может быть использовано для получения авиационных сложноэфирных масел.The invention relates to compositions of a base synthetic oil, in particular to a synthetic lubricant oil containing a mixture of pentaerythritol (PE) and di-trimethylolpropane (di-TMP) esters based on a mixture of valerianic (C 5 ) and caproic (C 6 ) acids, and can be used to obtain aviation ester oils.

В мировой практике базовое синтетическое масло готовят на основе продукта этерификации пентаэритрита смесью индивидуальных монокарбоновых кислот С510, взятых в различных массовых долях [Yaffe Roberta Pat 4216100 US, aug, 5, 1980]. Недостатком заявленного способа получения основы синтетического масла является использование дорогих и труднодоступных монокарбоновых кислот с нечетным числом углеродных атомов: энантовой (С7) - до 30% и пеларгоновой (C9) - до 20%.In world practice, a synthetic base oil is prepared on the basis of the product of pentaerythritol esterification with a mixture of individual monocarboxylic acids C 5 -C 10 taken in various mass fractions [Yaffe Roberta Pat 4216100 US, aug, 5, 1980]. The disadvantage of the claimed method for producing the base of synthetic oil is the use of expensive and inaccessible monocarboxylic acids with an odd number of carbon atoms: enanthic (C 7 ) - up to 30% and Pelargonic (C 9 ) - up to 20%.

Сложные эфиры пентаэритрита на основе низших монокарбоновых кислот (валериановой и капроновой), несмотря на низкую температуру застывания, не рассматриваются как потенциальные базовые синтетические масла вследствие низкой вязкости при 100°С (около 4 мм2/с), недостаточно высокого индекса вязкости (примерно 120) и неудовлетворительных смазочных свойств [М.М.Куковицкий, Р.Н.Хайруллина, Т.А.Исмагилов, ТА. Иванова. // НТИС «Нефтепереработка и нефтехимия». - 1986. - №11. - C.18-20].Lower monocarboxylic acid pentaerythritol esters (valerianic and caproic), despite the low pour point, are not considered as potential base synthetic oils due to their low viscosity at 100 ° C (about 4 mm 2 / s) and insufficient viscosity index (about 120 ) and unsatisfactory lubricating properties [M.M.Kukovitsky, R.N. Khairullina, T.A. Ismagilov, TA. Ivanova. // NTIS "Oil Refining and Petrochemicals". - 1986. - No. 11. - C.18-20].

С другой стороны, известны сложные эфиры ди-триметилолпропана (ди-ТМП) и низших монокарбоновых кислот, обладающие высокой термической, термоокислительной и гидролитической стабильностью, хорошими смазочными свойствами и низкой температурой застывания. Наличие в молекуле спирта простой эфирной связи обеспечивает пологую вязкостно-температурную зависимость получаемых сложных эфиров (высокий индекс вязкости). Вместе с тем сложные эфиры ди-ТМП и низших монокарбоновых кислот (масляной, С4, и валериановой, C5) характеризуются сравнительно высокой вязкостью при 100°С и чрезмерно высокой вязкостью в области низких температур (таблица 1) [Virgil W. Gash, Pat 3681440 US, aug. 1, 1972]. Вследствие указанных недостатков они не могут быть использованы в качестве основы синтетического смазочного масла для авиационных ГТД.On the other hand, esters of di-trimethylolpropane (di-TMP) and lower monocarboxylic acids are known, having high thermal, thermo-oxidative and hydrolytic stability, good lubricating properties and low pour point. The presence in the alcohol molecule of a simple ether bond provides a gentle viscosity-temperature dependence of the obtained esters (high viscosity index). However, esters of di-TMP and lower monocarboxylic acids (butyric, C 4 , and valerianic, C 5 ) are characterized by relatively high viscosity at 100 ° C and excessively high viscosity at low temperatures (table 1) [Virgil W. Gash, Pat 3681440 US, aug. 1, 1972]. Due to these shortcomings, they cannot be used as the basis for synthetic lubricating oil for aircraft gas turbine engines.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является основа синтетических смазочных масел (например 36/1, Б3-В, Л3-240) - «Эфир-2», предназначенных для авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), работающих в широком интервале температур в различных режимах трения при высоких нагрузках. Для получения «Эфира-2» применялись сложные эфиры пентаэритрита и фракции синтетических жирных кислот СЖК (С5-C9) [Куковицкий М.М. и др. // Нефтеперарботка и нефтехимия. - 1978. - №9. - С.8-9]. Фракцию СЖК (С59) в нашей стране получали окислением нефтяных парафинов. Фракция имела примерно следующий состав кислот (% мас.): масляная (3,8), валериановая (15,4), капроновая (28,6), энантовая (24,1), каприловая (15,8), пеларгоновая (8,7), каприновая (3,0), ундекановая (0,6). [Куковицкий М.М: автореф. дис. на соскание ученой степени к.т.н.: Свердловск: Уральский филиал АН СССР, Ин-т химии. - 1968. - С.19.]The closest in technical essence and the achieved results is the basis of synthetic lubricants (for example 36/1, B3-V, L3-240) - "Ether-2", designed for aircraft gas turbine engines (GTE) operating in a wide temperature range in various friction modes at high loads. To obtain "Ether-2", pentaerythritol esters and FFA synthetic fatty acid fractions (C 5 -C 9 ) were used [M. Kukovitsky and others // Oil refining and petrochemicals. - 1978. - No. 9. - S.8-9]. Fraction FFA (C 5 -C 9 ) in our country was obtained by the oxidation of petroleum paraffins. The fraction had approximately the following composition of acids (wt%): butyric (3.8), valerianic (15.4), caproic (28.6), enanthic (24.1), caprylic (15.8), pelargonic (8 , 7), capric (3.0), undecane (0.6). [Kukovitsky M.M: abstract. dis. for the degree of candidate of technical science: Sverdlovsk: Ural branch of the USSR Academy of Sciences, Institute of Chemistry. - 1968. - P.19.]

В 2002 г. по экологическим причинам производство СЖК (C5-C9) было остановлено, вследствие этого сложноэфирные масла на указанной основе отечественного производства в настоящее время не вырабатывают.In 2002, for environmental reasons, the production of FFA (C 5 -C 9 ) was stopped; as a result, ester oils on this basis of domestic production are not currently produced.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение сырьевой базы для получения основы синтетического смазочного масла, не уступающего по основным физико-химическим показателям «Эфиру-2», на основе сложных эфиров пентаэритрита и ди-триметилолпропана и доступных низкомолекулярных монокарбоновых кислот.The objective of the proposed technical solution is to expand the raw material base to obtain the base of synthetic lubricating oil, which is not inferior in terms of the basic physical and chemical parameters of Efir-2, based on pentaerythritol and dimethylolpropane esters and available low molecular weight monocarboxylic acids.

Поставленная задача достигается тем, что основа синтетического смазочного масла, представляющая собой смесь продуктов этерификации многоатомных спиртов, включающая продукт этерификации пентаэритрита смесью монокарбоновых кислот, согласно изобретению качестве продукта этерификации содержит продукт этерификации пентаэритрита смесью валериановой и капроновой кислот, взятых в мольном соотношении от 1:1 до 1:3, и дополнительно содержит продукт этерификации ди-триметилолпропана смесью валериановой и капроновой кислот в том же мольном соотношении при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is achieved in that the base of the synthetic lubricating oil, which is a mixture of the products of the esterification of polyhydric alcohols, including the product of the esterification of pentaerythritol with a mixture of monocarboxylic acids, according to the invention, the product of the esterification contains the product of the esterification of pentaerythritol with a mixture of valerianic and caproic acids taken in a molar ratio of 1: 1 up to 1: 3, and additionally contains the product of the esterification of di-trimethylolpropane with a mixture of valerianic and caproic acids in the same molar elations the following component ratio, wt.%:

продукт этерификации пентаэритрита смесьюpentaerythritol esterification mixture валериановой и капроновой кислотvalerianic and caproic acids 33-5033-50 продукт этерификации ди-триметилолпропанаesterification product of di-trimethylolpropane смесью валериановой и капроновой кислотa mixture of valerianic and caproic acids остальное до 100%the rest is up to 100%

Предлагаемый состав основы синтетического смазочного масла позволяет получить основу путем смешения сложных эфиров пентаэритрита и смеси валериановой и капроновой кислот, и сложных эфиров ди-триметилолпропана с теми же кислотами, которая соответствует основным физико-химическим требованиям, предъявляемым к основе сложноэфирного масла Б-3В («Эфир-2»), а по отдельным показателям превосходит его, используя доступное и недорогое сырье, и может быть использована для получения авиационных сложноэфирных масел.The proposed composition of the base of synthetic lubricating oil allows the base to be obtained by mixing pentaerythritol esters and a mixture of valerianic and caproic acids, and di-trimethylolpropane esters with the same acids, which meets the basic physicochemical requirements for the B-3B ester oil base (" Ether-2 ”), and surpasses it in some indicators, using affordable and inexpensive raw materials, and can be used to obtain aviation ester oils.

Все сложные эфиры, использованные для получения основы синтетического смазочного масла, получают по известной технологии. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка и обратным холодильником, загружают расчетное количество неопентилполиолов и монокарбоновых кислот. Монокарбоновые кислоты используют с 20%-ным избытком. Реакцию проводят без катализатора в течение 12 ч при температуре 180°С. Удаление реакционной воды осуществляют с помощью азеотропного агента - о-ксилола. После окончания реакции о-ксилол и избыток кислот отгоняют под вакуумом. Удаление остатков кислот производят с помощью анионита АВ-17-8 чс при температуре (60-80)°С в течение 6 ч. Количество анионита составляет (5-10) % от массы продукта (в зависимости от кислотного числа продукта после вакуумной отгонки). Выход очищенных продуктов составляет в среднем 97% от расчетного значения.All esters used to form the base of synthetic lubricating oil are prepared according to known technology. A three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a Dean-Stark trap and a reflux condenser was charged with the calculated amount of neopentyl polyols and monocarboxylic acids. Monocarboxylic acids are used with a 20% excess. The reaction is carried out without a catalyst for 12 hours at a temperature of 180 ° C. The reaction water is removed using an azeotropic agent, o-xylene. After the reaction, o-xylene and excess acid are distilled off in vacuo. Removing acid residues is carried out using anion exchange resin AB-17-8 hours at a temperature of (60-80) ° С for 6 hours. The amount of anion exchange resin is (5-10)% by weight of the product (depending on the acid number of the product after vacuum distillation) . The yield of purified products is on average 97% of the calculated value.

Свойства синтезированных эфиров ПЭ и ди-ТМП на основе смеси кислот С5 и С6, взятых в мольном соотношении от 1:1 до 1:3, используемых в качестве исходных компонентов для приготовления базового синтетического авиационного масла, приведены в таблице 2.The properties of the synthesized PE and di-TMP esters based on a mixture of C 5 and C 6 acids taken in a molar ratio of 1: 1 to 1: 3, used as starting components for the preparation of basic synthetic aviation oil, are shown in Table 2.

Образцы синтезированных эфиров смешивают в различных массовых соотношениях и выдерживают в течение 1 ч при температуре 60°С при постоянном перемешивании.Samples of the synthesized esters are mixed in various mass ratios and incubated for 1 h at a temperature of 60 ° C with constant stirring.

Примеры приготовления смесей сложных эфиров ПЭ и ди-ТМП на основе кислот С5 и С6, взятых в различных мольных соотношениях, для получения основы синтетического смазочного масла.Examples of the preparation of mixtures of PE and di-TMP esters based on C 5 and C 6 acids taken in various molar ratios to obtain a base for synthetic lubricating oil.

Пример 1. Образцы продуктов этерификации 1 и 2 смешивают в массовом соотношении 50:50 (1:1)и выдерживают в течение 1 ч при температуре 60°С при постоянном перемешивании. Свойства полученной смеси, приведенные в таблице 3, соответствуют требованиям, предъявляемым к «Эфиру-2» (прототип).Example 1. Samples of the products of esterification 1 and 2 are mixed in a mass ratio of 50:50 (1: 1) and incubated for 1 h at a temperature of 60 ° C with constant stirring. The properties of the resulting mixture are shown in table 3, meet the requirements for "Ether-2" (prototype).

Пример 2. Образцы продуктов этерификации 3 и 4 смешивают в массовом соотношении 67:33 (2:1) в тех же условиях, что и в примере 1. Смесь не соответствует требованиям на «Эфир-2» (прототип) по значению вязкости при +100°С.Example 2. Samples of the products of esterification 3 and 4 are mixed in a mass ratio of 67:33 (2: 1) under the same conditions as in example 1. The mixture does not meet the requirements for "Ether-2" (prototype) in terms of viscosity at + 100 ° C.

Пример 3. Образцы продуктов этерификации 3 и 4 смешивают в массовом соотношении 50:50 (1:1) аналогично примеру 1. Смесь соответствует всем требованиям на «Эфир-2» (прототип) и значительно превышает их по уровню низкотемпературной вязкости.Example 3. Samples of the products of esterification 3 and 4 are mixed in a mass ratio of 50:50 (1: 1) analogously to example 1. The mixture meets all the requirements for "Ether-2" (prototype) and significantly exceeds them in terms of low temperature viscosity.

Пример 4. Образцы продуктов этерификации 3 и 4 смешивают в массовом соотношении 33:67 (1:2) в условиях, аналогичных примеру 1. Смесь характеризуется более высокими значениями вязкости во всем изученном температурном интервале, чем смесь, полученная в примере 3, но не выходит за пределы требований на «Эфир-2» (прототип).Example 4. Samples of the products of esterification 3 and 4 are mixed in a mass ratio of 33:67 (1: 2) under conditions similar to example 1. The mixture has higher viscosity values over the entire temperature range studied than the mixture obtained in example 3, but not goes beyond the requirements for "Ether-2" (prototype).

Таким образом, заявляется основа синтетического смазочного масла, которая соответствует или превосходит требования, предъявляемые к основе сложноэфирного масла Б-3В - « Эфиру-2».Thus, the basis of the synthetic lubricating oil is claimed, which meets or exceeds the requirements for the base of the B-3B ester oil - “Ether-2”.

Таблица 1Table 1 КислотаAcid Кинематическая вязкость сложного эфира ди-ТМП, мм2/с, при температуре, °СKinematic viscosity of di-TMP ester, mm 2 / s, at temperature, ° С 100one hundred 4040 Минус 40Minus 40 МаслянаяOil 5,765.76 34,6034.60 2096620966 ВалериановаяValerianova 5,625.62 30,7030.70 1136611366

Таблица 2table 2 ОбразецSample Многоатомный спиртPolyhydric alcohol Соотношение кислот, моли (валериановая: капроновая)The ratio of acids, moths (valerian: kapron) Вязкость кинематическая, мм2/с, при температуре, °СKinematic viscosity, mm 2 / s, at temperature, ° С Индекс вязкостиViscosity index Температура застывания, °СPour point, ° C +100+100 +40+40 - 40- 40 1one ПЭPE 1: 1eleven 4,054.05 18,3218.32 4942,94942.9 212212 <-60<-60 22 Ди-ТМПDi-TMP 1: 1eleven 6,196.19 34,5034.50 20843.720843.7 130130 <-60<-60 33 ПЭPE 1:31: 3 4,124.12 18,5418.54 4484.74484.7 125125 <-60<-60 4four Ди-ТМПDi-TMP 1:31: 3 6,066.06 31,9331.93 13589,713589.7 139139 <-60<-60 Таблица 3Table 3 ПримерExample Соотношение продуктов этерификации, мас.%The ratio of products of esterification, wt.% Вязкость кинематическая, мм2/с, при температуре, °СKinematic viscosity, mm 2 / s, at temperature, ° С Индекс вязкостиViscosity index Температура застывания, °СPour point, ° C +100+100 +40+40 - 40- 40 1one 50:5050:50 4,994.99 25,0425.04 7151,67151.6 127127 <-60<-60 2*2 * 67: 3367:33 4,534,53 22,0822.08 6128,76128.7 120120 <-60<-60 33 50:5050:50 4,954.95 23,1223.12 7024,67024.6 144144 <-60<-60 4four 33:6733:67 5,305.30 26,4426.44 8959,28959.2 138138 <-60<-60 «Эфир-2» - прототип"Ether-2" - a prototype >4,85> 4.85 Не норм.Not the norm. <10600<10600 Не норм.Not the norm. <-60<-60 * - пример вне заявленной области* - an example outside the declared area

Claims (1)

Основа синтетического смазочного масла, представляющая собой смесь продуктов этерификации сложных спиртов, включающая продукт этерификации пентаэритрита смесью монокарбоновых кислот, отличающаяся тем, что в качестве продукта этерификации содержит продукт этерификации пентаэритрита смесью валериановой и капроновой кислот, взятых в мольном соотношении от 1:1 до 1:3 соответственно, и дополнительно содержит продукт этерификации ди-триметилолпропана смесью валериановой и капроновой кислот, взятых в мольном соотношении от 1:1 до 1:3 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
продукт этерификации пентаэритрита смесью валериановой и капроновой кислот 33-50 продукт этерификации ди-триметилолпропана смесью валериановой и капроновой кислот остальное до 100
The basis of synthetic lubricating oil, which is a mixture of esterification products of complex alcohols, including the product of esterification of pentaerythritol with a mixture of monocarboxylic acids, characterized in that the product of esterification contains the product of esterification of pentaerythritol with a mixture of valerianic and caproic acids, taken in a molar ratio from 1: 1 to 1: 3, respectively, and additionally contains the product of the esterification of di-trimethylolpropane with a mixture of valerianic and caproic acids, taken in a molar ratio of 1: 1 to 1: 3, respectively Often, in the following ratio of components, wt.%:
pentaerythritol esterification product a mixture of valerianic and caproic acids 33-50 esterification product of di-trimethylolpropane a mixture of valerianic and caproic acids the rest is up to 100
RU2008110661/04A 2008-03-19 2008-03-19 Synthetic lubricating oil base RU2361904C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110661/04A RU2361904C1 (en) 2008-03-19 2008-03-19 Synthetic lubricating oil base

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110661/04A RU2361904C1 (en) 2008-03-19 2008-03-19 Synthetic lubricating oil base

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2361904C1 true RU2361904C1 (en) 2009-07-20

Family

ID=41047134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110661/04A RU2361904C1 (en) 2008-03-19 2008-03-19 Synthetic lubricating oil base

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361904C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Нефтепереработка и нефтехимия, 1978, №9, с.8, 9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2010270827B2 (en) Synthesis of biolubricant esters from unsaturated fatty acid derivatives
CN100523156C (en) Lubricating oil for bearing
AU2010259054A1 (en) Biolubricant esters from the alcohols of unsaturated fatty acids
US20110263885A1 (en) Polyol esters of medium chain fatty acids and process for preparation thereof
CN102203225B (en) Low pour point lubricant base stock
US20160145525A1 (en) Complex polyester composition, lubricant composition, lubricant, and production method for complex polyester composition
US2651657A (en) Synthetic lubricating oil
EP0066935A1 (en) Ester lubricants
WO2009013275A1 (en) Lubricating composition for use in diesel engines compatible with biofuel
US20020193260A1 (en) Biodegradable polyneopentyl polyol based synthetic ester blends and lubricants thereof
EP2470628B1 (en) Multi-grade engine oil formulations comprising an ester component
CN110088252B (en) Lubricant base oil, lubricant composition containing the same, and method for producing the same
RU2361904C1 (en) Synthetic lubricating oil base
KR101265478B1 (en) Components of Lubricity Improver
GB2060624A (en) Esters of polyivalent alcohols process for their preparation and use thereof as lubricating oils
RU2704978C1 (en) Lubricating oil base
US20140011723A1 (en) Lubricant composition
JPS6252799B2 (en)
JPH02214795A (en) Synthetic ester-based lubricating oil
JP3944999B2 (en) Biodegradable lubricant
RU2659393C1 (en) Working liquid for hydraulic systems
US3223726A (en) Fluorine containing esters of polycarboxylic acids
RU2434935C2 (en) Method of producing synthetic lubricating oil base
JPH08209160A (en) Lubricant composition
US20020063237A1 (en) Esters and ester compositions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140320