Склад і здобуття олив

Головними компонентами моторних олив,мастил і деяких інших спеціальних рідин є різні мінеральні оливи, що добуваються з мазуту – нафти, позбавленої більш легких її фракцій (залишок після перегонки нафти). Тому здобуті з мазуту оливи, як і паливо для двигунів, в основному складаються з вуглеводнів, які мають велику молекулярну масу (кількість атомів в їхніх молекулах коливається від 20 до 50).

У мінеральних оливах, які здобувають із мазуту, крім вуглеводнів, обов'язково присутні нафтенові кислоти, сірчані сполуки і смолис-то-асфальтенові речовини.

За способом виробництваоливи поділяються на дистилятні та

залишкові.

Дистилятні оливи здобувають вакуумною перегонкою мазуту при його продуванні водяною парою, виділяючи з нього не менше трьох дистилятів, що містять вуглеводні з температурою кипіння 300...500 °С (рис. 5.1). Залишком мазуту після відбору олив є гудрон.

Зазначені на рис.5.1 дистиляти ще не є готовими до використання оливами, оскільки вони містять надмірну кількість нафтенових кислот, смол, сірчаних сполук, інших шкідливих домішок. Тому всі без винятку оливні дистиляти підлягають очистці.

Залишковими оливами називають очищені гудрони. Вони порівняно з дистилятними містять більше смолисто-асфальтних речовин і високоплавких вуглеводнів, тому їх очистка проводиться більш ретельно кількома способами.

Характерною особливістю дистилятних олив є їхні добрі в'язкіснотемпературні властивості та висока термоокисна стабільність, але в цих оливах мало сполук, які мають високу маслянистість, тобто міцність масляної плівки.

Залишкові оливи, навпаки, мають необхідну маслянистість, але в них погані низькотемпературні властивості. Висока олейнистість залишкових олив пов'язана з продуктами окисної полімеризації (наф-тановими смолами), які в них є.

Для здобуття товарних марок олив одержані фракції піддають складним технологічним операціям. Для виділення непотрібних домішок оливи очищають. З них виділяють продукти окисної полімеризації, органічні кислоти, нестабільні вуглеводні, сірку та інші речовини.

Технологія очистки базових олив. Вона впливає на їхні властивості, тому знати способи очищення олив при їх виборі дуже важливо. З відомих способів основними є три: кислотно-лужна, кислотоконтактна очистка й очистка оливи селективними речовинами.

Кислотно-лужна і кислотоконтактна очистка. За кислотно-лужним способом очистки головним реагентом є сірчана кислота, яку додають у дистилятні оливи до 6 %, а в залишкові – до 10 %. Сірчана кислота руйнує смолисто-асфальтні та ненасичені сполуки, які разом із непрореагованою кислотою випадають в осад, утворюючи кислий гудрон. При цьому найважливішими для олив є н-парафинові вуглеводні. Після видалення кислого гудрону оливи промивають водяним лужним розчином, що нейтралізує залишки сірчаної кислоти та кислого гудрону.

Очистка закінчується промиванням оливи водою і просушуванням перегрітою парою або гарячим повітрям. При цьому способі очистки олив можуть утворюватись стійкі водомасляні емульсії, тому обробку лугами замінюють контактним фільтруванням з використанням вибілювальних глин, які мають велику адсорбуючу здатність полярно-активних речовин (продукти, що взаємодіють з сірчаною кислотою). Спосіб дістав назву кислотоконтактної очистки. Його суттєвими недоліками є:

• висока вартість та дефіцит сірчаної кислоти;

• утворення кислого гудрону, дуже токсичного і шкідливого для
навколишнього середовища.

Очистка олив селективними речовинами. Це сучасний та ефективний спосіб очистки олив. Його особливістю є можливість у процесі очищення олив багаторазово використовувати селективні розчинники.

Принцип селективної очистки полягає ось у чому. Підбирають розчинник (фенол, фурцулол та ін.), який при певних температурі та кількісному співвідношенні з очищеною оливою вибірково (селективно) розчиняє всі шкідливі домішки і погано або зовсім не розчинює оливу. При цьому здобувають два шари: оливу та шар розчинника із шкідливими домішками. Шари розділяють, очищену оливу доочищують вибілювальними глинами, а екстракт розчинника із шкідливими домішками піддають регенерації, після чого розчинник використовують повторно.

Для забезпечення якісної очистки високов'язких залишкових олив застосовують спосіб парних розчинників. При цьому один із них має вибірково розчинити шкідливі домішки, а інший – очищену оливу. В цьому разі для розчинення домішок використовують креозол з 30...50 % фенолу, а для розчинення очищеної оливи (рафінату) – пропан. З метою підтримки пропану в рідкому стані очистку проводять під тиском 2 МПа.

Очищення олив гідрогенізацією. Цей спосіб є найдосконалішим. Процес подібний до гідроочистки палива. Проводять його під тиском до 2 МПа у присутності водню при температурі 380...400 °С.

Для поліпшення низькотемпературних властивостей зимових і північних олив їх піддають деасфальтації та депарафінізації.

Деасфальтацію виконують за допомогою рідкого пропану, який під тиском 2...4 МПа змішується з очищеною оливою у співвідношенні 10:1. Процес здійснюється у спеціальних колонках. Очищена олива потрапляє в середню частину колонки, а пропан – у нижню. Розчин очищеної від асфальтену оливи із верхньої частини колонки зливають, після чого очищають від розчинника.

Депарафінізацію виконують вилученням з оливи парафіну і церезину за допомогою глибокого охолодження (виморожування). Перед охолодженням в оливу додають розчинники. Спочатку суміш нагрівають на 15...20 °С вище температури певного розчинення парафіну та церезину, після чого охолоджують і фільтрують або центрифугують. Цей спосіб енергоємкий та дорогий, тому депарафінізації піддають тільки північні оливи. В умовах України в ньому немає потреби.

Спосіб очистки олив, що грунтується на її фільтрації через спеціальні мембрани, запропонований порівняно недавно і зводиться до фільтрації олив на молекулярному рівні, тобто фільтр пропускає молекулу вуглецю та затримує молекулу продуктів окисної полімеризації. Очищені продукти за необхідності змішують для здобуття потрібних властивостей, насамперед густини.

Велику частину товарних олив готують тільки з дистилятних компонентів або з доданням у такі суміші залишкових олив, а іноді – лише з залишкових олив (для коробок передач автомобілів Мінського автомобільного заводу).

Дистилятні оливи використовують для виготовлення олив, від яких не вимагається особливо високої міцності оливної плівки. Залишкові оливи з високою маслянистістю мають особливе значення для приготування дизельних олив.

Оливи, що застосовуються як головні моторні оливи, є базовими. Ними можуть бути дистилятні та залишкові оливи або їх суміш у різному співвідношенні. В основному залишкові оливи виготовляють у кількості 15...50 %, однак вони не завжди повністю задовольняють висунуті до них вимоги. Тому для забезпечення потрібних якостей олив у готові оливи додають синтетичні домішки, що поліпшують одну або кілька властивостей олив одночасно.

Якість олив регламентується умовами, в яких вони працюють, й оцінюється появою специфічних властивостей: в'язкісно-температурних, мастильних, захисних і корозійних, а також наявністю присадок.