Присадка к маслам

.Следует отметить, что  то отставание между применением  присадок и теоретическими исследованиями  в области химии присадок, которое  имелось ранее, в настоящее  время уменьшилось. Уже накопился  достаточный опыт изучения механизма действия различного типа присадок, а также имеются значительные результаты в этой области, позволяющие в той или иной степени прогнозировать направленный синтез эффективных присадок. Но, естественно, для полного решения проблемы налравленного синтеза присадок необходимо проведение более глубоких иссле дований механизма их действия. Кроме того, необходимо раскрыть сущность многих явлений, которые наблюдаются в практике применения присадок. К таким явлениям можно отнести эффекты синергизма, при котором действие смесей присадок оказывается большим, чем можно было ожидать при аддитивном действии компонентов смеси. Например, известны синергетические смеси ингибиторов окисления — ароматических аминов и фенолов, эф фект синергизма наблюдается при совместном применении сукцинимидной присадки с антиокислительной присадкой диалкилдитиофосфатного типа и др. Этим явлением, найденным эмпирическим путем, мы уже пользуемся на практике, однако механизм синергизма изучен крайне недостаточно. Между тем исследования в этом направлении являются чрезвычайно актуальными, поскольку установление механизма этого явления открывает возможность научно обоснованного подбора эффективных композиций присадок.

При синтезе присадок следует учесть также необходимость  обеспечения термической устойчивости присадок, способность их работать при высокой температуре. В связи с этим предстоит проведение исследований по выяснению структурных факторов, обеспечивающих высокую термическую устойчивость присадок различного типа. Такие исследования являются весьма актуальными, поскольку без них немыслимо создание теоретических основ направленного синтеза эффективных термостойких присадок.

При внедрении присадок в промышленное производство очень  важным вопросом является разработка рациональных технологических процессов, что весьма затруднительно из-за ряда специфических особенностей производства присадок многостадийность,  высокая вязкость конечных и промежуточных продуктов синтеза, необходимость использования специального оборудования и др . Разработка технологических схем производства различных при-садок осуществляется с учетом общности отдельных стадий их синтеза, в частности стадии нейтрализации, сушки и отделения механических примесей от присадок. При производстве присадокалкилфенольного типа общими стадиями являются алкилирование фенола олефинами, конденсация алкилфенолов с формальдегидом. Для присадок, содержащих серу и фосфор, общей стадией является обработка различных продуктов пентасульфидом фосфора (фосфоросернение). Поэтому создаются рациональные типовые технологические узлы по непрерывной схеме, обеспечивающие производство высокоэффективных присадок различного назначения. Для синтеза таких присадок весьма важным также является правильный подбор сырья и реагентов. Таким образом, технология присадок должна находиться на уровне технологии современного тонкого органического синтеза.

Условия работы в двигателе  масел и топлив в принципе резко  отличаются, однако при подборе присадок большое влияние на улучшение  показателей топлив так же, как  и масел, оказывает состав присадок, их структура, наличие в них тех или других функциональных групп и их расположение в молекуле. Для улучшения качеств топлив применяются различные присадки: анти-окислительные и диспергирующие, противон агарные, противокоррозионные, противодымные и др. Для топлив одним из важнейших типов присадок являются противодымные присадки, способствующие уменьшению дымности отработанных газов дизельных двигателей. Подбор противодымных присадок к топливам является к тому же одной из серьезных проблем социального значения.

 3.Антиокислительные и противокорозионные присадки к маслам.

Одним из важнейших свойств  смазочных масел, характеризующих  их при продолжительной работе двигателя, является стабильность против окисления  при высоких температурах. Изменение качеств масел, в процессе эксплуатации зависит главным образом от их химического состава и стойкости к действию кислорода воздуха и высокой температуры, от действия поверхности металла и продуктов реакции, а также от конструкции и условий работы двигателя. Возможность длительной работы масла в' цилиндрах современных двигателей еще больше уменьшается вследствие чрезмерно высоких температур, большой степени сжатия газа, высокой мощности и большого числа оборотов, значительной нагрузки на подшипники и др.

Минеральные масла представляют собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых, ароматических и нафтено-ароматических  углеводородов, а также кислородных, сернистых и азотистых производных  этих углеводородов. При работе двигателя  масла подвергаются глубоким химическим превращениям: окислению, полимеризации, алкилированию, разложению и т. д.; при этом образуются кокс, смолистые, асфальтовые и другие вещества. Образование всех этих нежелательных соединений затрудняет нормальную работу двигателя они оседают на поршне, поршневых кольцах, канавках и других частях двигателя, что часто является причиной его заедания и поломки. В процессе длительной работы двигателя образовавшиеся вещества ухудшают полезные качества масел, в результате чего повышается износ двигателя и снижается его мощность. Продукты окисления масел вызывают также коррозию деталей двигателя.

На скорость окисления  масел в двигателях существенное влияние оказывают металлы, из которых  изготовлены детали двигателя: сталь, медь, свинец, цинк, олово, алюминий, кадмий, серебро, никель, хром и др. Некоторые из этих металлов оказывают явное каталитическое действие на процесс окисления масел, другие: действуют слабо. Сильнейшими катализаторами окисления являются железо и медь, а также их соединения. Глубокому окислению способствуют и продукты первичного окисления компонентов масла. Они тоже могут взаимодействовать с металлами, давая вещества, в свою очередь ускоряющие процессы окисления. Было, например, установлено, что каталитической активностью обладают соли нафтеновых кислот, особенно нафтенаты свинца и меди.

Для устранения каталитического  действия металлов можно вводить  в масло специальные вещества, которые образуют на поверхности  металла защитные пленки, препятствующие взаимодействию кислотных продуктов  окисления масел с поверхностью металла.

На окисление масел  значительное влияние оказывает  и температура: повышение ее ускоряет дальнейшее превращение первичных  продуктов окисления. При низких температурах накапли-ваются пероксиды, при высоких  продукты более глубокого окисления и соединения, образующиеся при дальнейших превращениях продуктов окисления.

Стабильность смазочного масла в рабочих условиях двигателя  определяется также структурой и  свойствами углеводородов и различных  сернистых, азотистых и кислородсодержащих веществ, входящих в состав масла. Углеводороды разных классов и строения по стабильности резко различаются; кроме того, окисление индивидуальных углеводородов в чистом виде отличается от окисления их в различных смесях. Процесс окисления является поэтому чрезвычайно сложным.

Исключительно стабильны против действия кислорода воздуха голоядерные  ароматические углеводороды: бензол, нафталин, антрацен,фенантрен, дифенил  и др. Они очень мало изменяются даже при высоких температурах и  давлениях. Ароматические углеводороды с алифатическими цепями и полициклические ароматические углеводороды по стабильности несколько уступают моно-и бициклическим. С увеличением числа и длины боковых цепей стабильность ароматических углеводородов падает. Наличие третичного углеродного атома, несимметричность строения, усложненность молекулы также снижают их стойкость к окислению. Нафтеноароматические   углеводороды   одинакового  строения   с  ароматическими ,значительно более склонны к окислению. Нафтеновые углеводороды по стабильности также уступают ароматическим, причем с увеличением молекулярной массы и числа боковых цепей стабильность нафтенов падает. Что же касается парафиновых углеводородов, то они подвергаются окислению лишь при высоких температурах.

Большое значение для окисления имеет также соотношение углеводородов разных классов, входящих в состав масел. Например, замечено, что присутствие определенного количества ароматических углеводородов в смеси парафинов и нафтенов приводит к автозамедлению процесса окисления за счет образования фенольных соединений из ароматических углеводородов. Вероятно, при этом конкурируют в основном два явления. Нафтеновые и парафиновые углеводороды превращаются в вещества, катализирующие окисление; в результате происходят автокаталитические процессы. Ароматические углеводороды, наоборот, при окислении образуют вещества, стремящиеся задержать окисление нафтенов и парафинов, т. е. ароматические углеводороды приводят к замедлению окисления. Таким образом, автозамедление есть отрицательный катализ при помощи продуктов окисления, изменяющих ход реакции и уменьшающих скорость окисления.

Естественные антиокислители, а  также специально добавленные или  образующиеся во время реакции, вероятно, препятствуют цепным процессам, предотвращая тем самым быстрое окисление углеводородных смесей. Эффективность соединений как антиокислителей зависит от свойств и скорости образования тех продуктов их превращения, которые замедляют окисление. Антиокислители действуют в различных направлениях — одни удлиняют индукционный период окисления, другие, как уже говорилось, создают защитные пленки на поверхности металла, предупреждая каталитическое действие металлической поверхности.

Задача изготовления стабильных к  окислению масел заключается  не только в подборе высокоэффективных антиокислителей. Очень важна также подготовка масел, состоящая в том, чтобы сделать их чувствительными к антиокислителям. Практика показала, что применение антиокислителей не оказывает никакого эффекта на неочищенные масла. В таких маслах содержатся некоторые вредные компоненты (асфальтовые соединения и др.), парализующие действие даже самых сильных антиокислителей. Но эти нежелательные вещества можно полностью удалить из масел соответствующей очисткой. Вопросы очистки масел (метод очистки степень очистки от тех или иных соединений) очень важны; они явились объектом многочисленных исследований. В этой книге мы не будем подробно останавливаться на повышении приемистости масел к антиокислителям; скажем лишь, что это свойство является залогом эффективного действия присадок. Следует отметить, что некоторые группы соединений при добавлении их к маслам одновременно улучшают несколько свойств масел. Например, многие антиокислители в то же время являются и противокоррозионными присадками к смазочным маслам. Ввиду того, что коррозия" практически является следствием окисления, резко разграничить антиокислительные и противокоррозионные присадки невозможно — по функциональному действию на масла они во многом схожи. В качестве антиокислительных и противокоррозионных присадок используются в основном сернистые, азотистые, фосфорные и металлорганические соединения, а также различные алкилфенолы. Кроме того, применяются соединения, в молекулах которых одновременно содержатся фосфор и сера или сера и азот, а также фенолы с различными функциональными группами (аминофенолы, нафтолы, нафтиламины и т. д.). В Приложениях 2 и 3 приведена характеристика отечественных антиокислительных и противокоррозионных присадок.

4.Характеристика сырья.

А)Спирт изобутиловый (изобутанол):

Бутиловый спирт (н-бутанол) C₄H₉OH — представитель одноатомных спиртов. Известны нормальный первичный бутиловый спирт СН₃(СН₂)₃ОН и его изомеры: нормальный вторичный бутиловый спирт СН₃СН₂СН(ОН)СН₃, изобутиловый спирт (СН₃)₂СНСН₂ОН, третбутиловый спирт (триметилкарбинол) (СН₃)₃СОН.

 

 

 

 

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

 

Наименование показателей	Норма
Внешний вид	бесцветная жидкость
Цветность по платинокобальтовой шкале, не более	7
Плотность при 20 °С, г/см3	0,801
Массовая доля изобутилового спирта, %, не менее	99,3
Массовая доля кислоты  в пересчете на уксусную   кислоту, не более	0,003
Бромное число, г/брома  на 100 г. спирта, не более	0,02
Массовая доля карбонильных соединений в пересчете  на масляный альдегид, %, не более	0,03
Массовая доля нелетучего остатка, %, не более	0,0025
Массовая доля воды, % не более	0,1

 

Физические свойства

Бесцветная вязковатая жидкость с характерным запахом сивушного масла. Смешивается с органическими растворителями. Умеренно растворяется в воде - 7,6 г на 100 г воды. С ней образует азеотроп содержащий 42,5% по массе бутанола и кипящий при 97,7 °C.

Производство:

В промышленности бутанол  получают:

• оксосинтезом из пропилена с использованием никель-кобальтовых катализаторов при 1,0-1,5 МПа(По Реппе).
• Из ацетальдегида через ацетальдоль и кротоновый альдегид, который гидрируют на медных, меднохромовых или никелевых катализаторах.
• Ацетоно-бутиловым брожением пищевого сырья.

Применение:

Бутанол применяют:

• как растворитель в лакокрасочной промышленности, в производстве смол и пластификаторов
• модификаторы мочевино- и меламино-формальдегидных смол
• для получения пластификаторов: дибутилфталата, трибутилфосфата
• для получения бутилацетата и бутилакрилата и эфиров с гликолями
• в синтезе многих органических соединений.

Безопасность:

Относится к числу  токсичных продуктов третьего класса опасности. ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мг/м.

Концентрация в 0.01% в  воздухе никак не влияет на организм, в то время как 0.02% вызывает воспаление роговой оболочки глаза.