Присадка к маслам

Б)2-ЭТИЛГЕКСАНОЛ:

2-ЭТИЛГЕКСАНОЛ СН₃(СН₂)₃СН(С₂Н₅)СН₂ОН, мол. м. 130,23; бесцветная, слегка вязкая жидкость с приятным цветочным запахом; т. пл. 70 °С, т. кип. 183,5 °С; 0,8340; 1,4315; растворим в большинстве орг. растворителей, растворимость в воде 0,07% (по массе), растворимость воды в Э. 2,6%; с водой образует азеотропную смесь (т. кип. 99,1 °С;

Основной промышленный способ получения 2-ЭТИЛГЕКСАНОЛ - альдольная конденсация масляного альдегида (последний образуется при гидроформилировании пропилена в присутствии Rh) при 80-140 °С и 0,2-0,6 МПа с послед. гидрированием образующегося 2-этилгексаналя в присутствии Ni или Сu при температуре 100 °С и выше и давлении от атмосферного до 10 МПа:

 2-ЭТИЛГЕКСАНОЛ - растворитель некоторых пластмасс. лаков. экстрагент редких и радиоактивных металлов из руд и минералов. пеногаситель; стабилизатор эмульсий типа "вода в масле"; компонент парфюм. композиций. Для  2-ЭТИЛГЕКСАНОЛ ПДК в воздухе рабочей зоны 50 мг/м³, КПВ 1,03-8,48% , температура вспышки. 185 °С.

В основном 2-этилгексанол используется при получении пластификаторов - диоктилфталата, диоктилсебацината  и пр. Кроме того, его применяют  как:

-  растворитель пластмасс и лаков;

-  экстрагент редких и радиоактивных металлов из руд и минералов;

-  пеногаситель, стабилизатор эмульсий;

-  компонент парфюмерных композиций;

Представляет собой 50% раствор в минеральном масле  диалкилдитиофосфата цин-ка, полученного  на основе изобутилового и 2-этилгексилового  спиртов.

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

 

Показатели качества	Норма по ТУ
Вязкость кинематическая при 100°С, мм2/с, не более	5-10
Массовая доля цинка, %, не менее	8,8
Массовая доля фосфора, %, не менее	4,4-4,9
Массовая доля воды, %, не более	0,09
Общее щелочное число, мг КОН/г присадки, не более	9,0
Коррозионность базового масла М11 по ТУ 38.101523 с 1,2% присадки ДФ-11 марки А (с 0,8% присадки марки Б) на пластике из свинца марки С1 или С2 по ГОСТ 3778, г/м3, не более	5,0
Температура вспышки  в открытом тигле, °С, не ниже	170
Показатель рН раствора присадки в спирто-толуоль-ной смеси, не менее	5,5
Трибологические свойства на четырехшариковой машине базового масла М 11 по ТУ 38.101523 с 1,2% присадки ДФ-11 марки А (с 0,8% присадки ДФ-11 маркиБ); показатель износа Ди, мм при осевых нагрузках 196 Н (20 кГс), мм, не более	0,5
Цвет (при разбавлении 15;85), ед. ЦНТ, не более	3,5

 

В)Пятисернистый фосфор - P4S10 (фосфора пентасульфид, дифосфор пентасульфид, фосфор сульфид( V)) - химическое вещество в форме порошка или хлопьев. 
 
Основными областями применения пятисернистого фосфора являются следующие:  
- используется в качестве присадки для масел; 
- в производстве пестицидов; 
- для изготовления спичек и пиротехники; 
- как сырье для производства фосфорной кислоты, флотационных агентов, и других соединений; 
- для изготовления пигментов; 
- как исходное сырье для производства тиофосфатов и фосфорорганических ядохимикатов; 
- как катализатор в производстве асфальта; 
- как антиокислительная присадка в производстве каучука. 
 
Основными потребляющими отраслями пятисернистого фосфора являются предприятия, занимающиеся нефтепереработкой, а также химические заводы. 
 
Основной областью потребления пятисернистого фосфора в России является его использование в качестве присадки к маслам. Эксперты отмечают, что данный продукт по своим характеристикам значительно эффективнее, чем ингибиторы, содержащие только серу или фосфор. Также пятисернистый фосфор потребляется для его использования в производстве фосфорорганических соединений. 
 
Г)Оксид цинка - (окись цинка, цинковые белила) — химическое соединение цинка с кислородом, имеющее формулу ZnO.

Белый, желтеющий при нагревании порошок. Кристаллы при комнатной температуре бесцветны.

Физические свойства

• Молекулярный вес: 81,37
• Температура плавления:
• при давлении 52 атмосферы — около 2000° C
• при атмосферном давлении и 1950 °C — возгоняется
• Плотность:
• в порошке 5,5…5,6 г/см³
• в виде кристалла 5,7 г/см³.
• Растворимость в воде:
• при 18 °C — 0,00052 г/100 мл
• при 29 °C — 1,6×10⁻⁴ г/100 мл

При нагревании вещество меняет цвет: белый при комнатной температуре, оксид цинка становится жёлтым. Объясняется это уменьшением ширины запрещённой зоны и сдвигом края в спектре поглощения из УФ-области в синюю.

Химические свойства:

• Амфотерен — реагирует с кислотами с образованием солей
• Растворяется в:
• щелочах
• водном растворе аммиака

Получение:

• природный минерал цинкит
• сжиганием паров цинка в кислороде («французский процесс»)
• термическим разложением соединений:
• ацетата Zn(CH₃COO)₂
• гидроксида Zn(OH)₂
• карбоната ZnCO₃
• нитрата Zn(NO₃)₂
• окислительным обжигом сульфида ZnS
• гидротермальный синтез^[1]
• извлечением из пылей и шламов металлургических комбинатов, особенно тех, что работают на металлоломе в качестве сырья (он содержит значительную долю оцинкованного железа).
• извлечением из тройной системы фазового равновесия "нитрат цинка-нитрат амина-вода" (с нитратом пиридина и хинолина размерность частиц порядка 5-10 нм до 75%)

Применение:

• активатор вулканизации некоторых каучуков
• вулканизирующий агент хлоропреновых каучуков
• катализатор синтеза метанола
• белый пигмент при производстве красок и эмалей (в настоящее время (2007) вытеснен нетоксичной двуокисью титана TiO₂)
• наполнитель и пигмент в производстве:
• резины
• пластмасс
• бумаги
• парфюмерии и косметике
• В медицине в виде присыпок и в составе мазей как антисептик.
• добавка к кормам для животных
• в производстве стекла и красок на основе жидкого стекла
• как один из компонентов преобразователя ржавчины

Влияние на человека

Слабо токсичен, ПДК в воздухе рабочих помещений — 6 мг/м³. Пыль может образовываться при обжиге изделий из латуни.

Д)БЕНЗИНЫ- (франц. benzine, от араб. любан джави - яванское благовоние), смеси разл. углеводородов, выкипающие в пределах 30-205 °С. В состав бензинов, кроме углеводородов (парафиновых, олефиновых, нафтеновых и ароматических), могут входить примеси-серо-, азот- и кислородсодержащие соединения. Бензины готовят смешением компонентов, получаемых в осн. переработкой нефти - прямой перегонкой (прямогонный бензин), а также крекингом, риформингом, коксованием и др. Применяют в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (карбюраторных и с непосредственным впрыском). Небольшие количества бензинов используют как растворители и промывочные жидкости .

Температурара замерзания бензинов ниже — 60 °С, т. всп. ниже 0°С. При концентрации паров бензинов в воздухе 74-123 г/м³ образуются взрывчатые смеси. (низшая) 41-44 МДж/кг; С_р 2,0-2,1 кДж/(кг*К); 0,50-0,65 мм²/с (20°С); плотность: 0,700-0,780 г/см³ (20 °С); среднее значение коэффициент диффузии для паров бензинов при атмосферном давлении и 20 °С 9,1 мм²/с. Основные эксплуатационные характеристики бензинов применяемых как горючее - испаряемость, горючесть, воспламеняемость, хим. стабильность, склонность к образованию отложений, коррозионная активность.

Е)Маловязкое нефтяное масло - загущенное стеаратом лития; содержит антиокислительную присадку

Характеристики
Наименование  показателя	Норма
Температура каплепадения, °С, не менее	175
Пенетрация при 25°С, 0,1 мм	265-310
Предел прочности при 20°С, Па	350-500
Вязкость при -50°С и среднем градиенте скорости дреформации 10с-1, Па·с, не более	1100
Коллоидная стабильность, %, не более	26
Гарантийный срок хранения	лет

Применяется:

• для смазывания узлов трения качения, легко и средне нагруженных узлов трения скольжения, шарниров, небольших редукторов. Для смазывания шарниров систем управления самолетов и двигателей, узлов подвески рулей, элеронов, закрылков, цепных передач.Работоспособна при температуре от -60°С до +90°С.

5.Характеристика получаемого продукта.

ДФ-11: марка А является малоопасным веществом и по степени воздействия на организм человека относится к 4-му классу опасности. 
 Применение:  - предназначена для улучшения антифрикционных, антиокислительных и антикоррозионных свойств смазочных масел.                      Используется с моющими, диспергирующими и нейтрализующими присадками в машинных маслах. Эта присадка обеспечивает контроль окисления и износа в бензиновых и дизельных двигателях. Особенно эффективна в дизельных двигателях с турбонаддувом. Применяется в дозировке 1,0-2,5%. Диалкилдитиофосфаты цинка наряду с улучшением смазывающих свойств масел эффективно ингибируют коррозию металлов и окисление масел . Эти соли рекомендуется вводить в состав композиций моторных масел для предохранения стальных деталей от коррозии. 
Диалкилдитиофосфаты цинка ( III) широко применяются в качестве присадок к смазкам. 
Диалкилдитиофосфаты цинка, диалкилдитиокарбаматы и бензотриазолы и их тетрагидропро-изводные являются эффективными пассиваторами металлов при концентрациях 50 - 300 мг / кг. 
Товарные Диалкилдитиофосфаты цинка выпускаются обычно в виде 50 - 85 % - ных масляных растворов ( концентратов) для лучшего растворения в маслах. 
Диалкилдитиофосфаты цинка повышенной чистоты были получены следующим способом. Реакцию между пятисернистым фосфором и алканолом вели при начальной температуре 50 - 60 и конечной - 60 - 90 в течение 4 5 - 16 часов. 
Влияние диалкилдитиофосфата цинка на питтинг толкателей. Содержание диалкилдитиофосфата цинка во всех образцах масел соответствует 0 12 % цинка в масле. Оценка интенсивности питтинга толкателей произведена в условных единицах: 100 -соответствует разрушению поверхности всех толкателей в результате питтинга, О-соответствует неповрежденной рабочей поверхности толкателей. 
Влияние диалкилдитиофосфата цинка на питтинг и задир толкателей V-образных бензиновых автомобильных двигателей, видимо, связано с его способностью распадаться на продукты, взаимодействующие с металлом поверхности толкателей и образующие защитные неметаллические пленки на поверхностях трения. 
Зависимость солюбилизирующей способности композиции сук-цинимида и диалкилдитиофосфата цинка от концентрации этих присадок в смеси. У диалкилдитиофосфатов цинка радикал нормального строения предпочтительнее, чем радикал изостроевия, так как приводит к некоторому повышению солюбилизирующей способности их смесей с присадкой сукцинимидного типа; в случае увеличения длины ал-кильного радикала дитиофосфата цинка синергетический эффект при солюбллизащш несколько снижается. 
Особенностью диалкилдитиофосфатов цинка считается также то, что в отличие от других синтетических противозадирных и противоизносных присадок к маслам они способствуют снижению коэффициента трения. Несмотря на отсутствие точных представлений о механизме действия дитиофосфатов, в некоторых работах отмечается, что в процессе трения при разложении этих соединений возможно образование полимеров. 
Эффективность действия диалкилдитиофосфата цинка зависит также от качества масляной основы, к которой добавляется данная присадка; в частности, выяснено, что к загущенным маслам требуется добавлять большее количество присадки, чем к дистиллятным маслам, для получения одинакового результата. 
 
Записаны спектры диалкилдитиофосфатов цинка, никеля и свинца, содержащих в алкоксигруппах алкильные радикалы различного строения. Установлено, что на положение полос PS и Р - S влияет как природа металла, так и строение алкильной группы. 
Антиокислительные и противокоррозионные присадки к маслам ( дитиокарбаматы металлов фирмы Vanderbilt. Считается целесообразным сочетать диалкилдитиофосфат цинка ( 0 075 % масс, цинка в масле) с дитиокарбаматом цинка ( 0 25 % масс, присадки Vanlube AZ), так как при этом обеспечивается высокая эффективность смеси присадок и достаточная ее термоустойчивость. 
Высокая антиокислительная активность диалкилдитиофосфатов цинка, естественно, определяется строением молекулы этих соединений. Сильными антиокислителями являются диалкилдитиофосфаты различных металлов, содержащие углеводородные радикалы различного строения. 
Были записаны спектры диалкилдитиофосфатов цинка, никеля и свинца, содержащих в алкоксигруппах углеводородные радикалы различного строения: изопропил, бутил, изобутил, 1-метилпропил, 1 3-диметил-бутил, 2-этилбутил, н-гексил, 2-этилгексил, децил и гексадецил. 
Механизм антиокислительного действия диалкилдитиофосфатов цинка сводится к ионной перегруппировке гидроперекисей. Из них самое важное промышленное значение имеют дитиофосфаты цинка, широко применяемые в картерных маслах. Эти разлагающие перекиси присадки, применяемые в сравнительно больших дозировках, более эффективно подавляют окисление масел, чем антиокислители, действие которых основано на обрыве цепи. 
Различие в эффективности диалкилдитиофосфатов цинка и бария в значительной степени зависит от строения и величины органического радикала. 
По-видимому, антиокислительные свойства диалкилдитиофосфатов цинка в значительной мере определяются присутствием в их молекуле тионной серы. 
На основании изучения спектров диалкилдитиофосфатов цинка, никеля и свинца были установлены закономерности, помогающие определять строение и величину различных алкильных радикалов солей, а также состав технических присадок, приготовленных на их основе. 
Противоизносная и антиокислительная активность диалкилдитиофосфатов цинка уменьшается с увеличением молекулярного веса алкила, однако диалкилдитиофосфаты с низкомолекулярными алкилами С3 - С4 обладают недостаточной растворимостью в масла. 
На основании изучения спектров диалкилдитиофосфатов цинка, никеля и свинца были установлены закономерности, помогающие определять строение и величину различных алкильных радикалов солей, а также состав технических присадок, приготовленных на их основе. 
Для технических присадок, содержащих диалкилдитиофосфаты цинка, наблюдается повышение ( на 10 - 20 %) содержания цинка вследствие образования основных солей. 
По данным одних исследователей, диалкилдитиофосфат цинка оказывает эффективное действие при концентрации его в масле 0 5 - 1 %; другие считают, что оптимальная концентрация присадки в масле соответствует содержанию 0 06 - 0 08 % фосфора в масле. Существует также точка зрения, в соответствии с которой для предотвращения питтинга и задира толкателей к маслу необходимо добавлять диалкилдитиофосфат цинка в количестве, соответствующем содержанию - He менее 0 07 % цинка в масле. 
В маслах содержится одинаковое количество диалкилдитиофосфата цинка. 
Определение цинка в присадках типа диалкилдитиофосфата цинка состоит в том, что при обработке присадки соляной кислотой образуется хлористый цинк.

6.Схема химической реакции.

Значительная  часть серу- и фосфоросодержащих  присадок является производными эфиров дитиофосфатных кислот.В основном получение этих эфиров лежат реакции сульфида фосфора (V) со спиртами,алкилфенолами,аминами,кислотами,т.е с соединениями,содержащими активный атом водорода:

              

Среди различных соединений пятивалентного фосфора в качестве антиокислительных присадок наибольшее распространение получили диалкил дитиофосфаты металлов. Кроме антиокислительных свойств эти соли обладают также противокоррозионными и противоизносными свойствами ,в ряде случаев их рекомендуют для предотврощения питинга .Установлено также,что соли диалкилдитиофосфатной кислоты обладают солюбилизирующей способностью .В состав  присадок этого типа входятв основном диалкил(арил)дитиофосфаты цинка ,а также диалкилдитофосфатов неметаллов ,например бора:

Обычным способом синтеза  диалкилдитиофосфатов металлов (присадок дф) является взаимодействие различных спиртов с сульфидом фосфора(V) и последующая нейтрализация полученных кислых эфиров диалкилдитиофосфорной кислоты гидроксидами соответствующих металлов.

7.Механизм реакции.

Диалкилдитиофосфат цинка  общей формулы {[X(CR₂CR₂)_nCH₂O₂P(S)S]}₂Zn, где Х=Н,R,OH ; n=2, 3, получают взаимодействием спиртов с сульфидом фосфора и оксидом цинка по реакции:

4X(CR₂CR₂)_nCH₂OH+P₂S₅=2[X(CR₂CR₂)_nCH₂O₂P(S)SH]+H₂S

2[X(CR₂CR₂)_nCH₂O]₂P(S)SH+ZnO={[X(CR₂CR₂)_nCH₂O₂P(S)S]}₂Zn+H₂O.

 

8.Теоретические основы процесса.

 

Прииер получения диалкилдитиофосфата  цинка(промышленный способ):

Сырьем для производства присадки ДФ-11 является изобутиловый спирт и изооктиловый спирт, пятисернистый фосфор, окись цинка, маловязкое нефтяное масло(разбавитель) и бензин(растворитель)

     Основные  стадии процесса:

-фосфоросернение спиртов  пятисернистым фосфором;

-нейтрализация дитиофосфорных  кислот окисью цинка;

-отделение механических  примесей (фильтрование или центрифугирование)  и отгон растворителя.

Описание технологической  схемы производства присадки ДФ-11:

Из емкости 1 и 2 в реактор 4 закачивают смесь изобутилового  и изооктилового спиртов(1:1,75).Смесь  спиртов нагревают до 80 С. В аппарате 8 готовят при 60 С суспензию сульфида фосфора ( V ) в масле растворителе и при интенсивном перемешивание подают в реактор 4,где поддерживают температуру 80-85 С.Полученные в результате фосфоросернения диалкилдитиофосфатные кислоты откачивают в отстойник 5 для отстаивания от смолистых продуктов и непрореагировавшего сульфида фосфора( V ). Образовавшийся во время фосфоросернения сероводород направляют на сжигание.