Производство моторного масла

Современные нефтяные (минеральные), синтетические и полусинтетические моторные масла получают путем смешения базовых масел с присадками различного функционального назначения. В качестве базовых масел чаще используют нефтяные дистиллятные масла различной вязкости. Также используются масла процесса гидроизомеризации, так называемые гидрокрекинговые масла и синтетические базовые компоненты. Смешением нефтяных с гидрокрекинговыми или синтетическими маслами получают полусинтетические масла.

Процесс производства смазочных масел для современной моторной техники состоит из трёх этапов:

• 1. Подготовка сырья - получение исходных масляных фракций

Базовые масла (компоненты масел) производятся на технологических установках переработки нефти по существующим поточным схемам. На установках производится перегонка нефти с получением дистиллятных масляных фракций 350-420°С, 420-500°С и фракции выше 500°С. В настоящий момент развитие нефтеперерабатывающей промышленности позволяет производить перегонку с более узким фракционным составом получая большее количество базовых масел.

• 2. Получение компонентов масел из исходных масляных фракций путем реализации различных способов очистки фракций на установках маслоблока

В большинстве случаев это селективная очистка масляных фракций 350-420°С и 420-500°С фурфуролом с получением рафинатов фракций 350-420 и 420-500°С. Деасфальтизация гудрона пропаном и селективная очистка смесью фенола и трикрезола (растворитель «селекто») деасфальтизата в растворе пропана с получением остаточного рафината фракции выше 500°С. Гидроочистка остаточного рафината фракции выше 500°С в стационарном слое катализатора с выработкой остататочного гидроочищенного рафината фракции выше 500°С. Депарафинизация рафинатов фракций 350-420°С и 420-500°С и остаточного гидроочищенного
рафината в растворе метилэтилкетон-толуол с получением депарафинированных масляных фракций 350-420°С и 420-500°С, а также остаточного компонента гидроочищенного ( базовое масло ОБ-500).

• 3. Непосредственное получение товарных масел смешением (компаундированием) масляных компонентов и присадок.

Все процессы производства смазочных масел включают ступени регулирования вязкости базового масла путем компаундирования и введения присадок с получением продуктов с заданными свойствами. Масла обычно компаундируют при 50—60 °С. При этой темпера­туре вязкость масел и присадок достаточно низки для гарантиро­ванного удовлетворительного и быстрого перемешивания. В то же время базовые масла и присадки не подвергаются значительным термическим воздействиям. Но при высоких температурах, на­пример 100 °С, скорости разложения некоторых присадок (в ча­стности, противозадирных) уже значительны. Температуры выше 100—120 °С требуются лишь в случае присадок, трудно подда­ющихся растворению, например сера в смазочно-охлаждающих жидкостях.

Масла можно компаундировать периодически в резервуарах, реакторах и смесителях или непрерывно на соответствующих установках.

При периодическом компаундировании резервуары для компаун­дирования или смесители, емкостью от 1 до 20 м3, обычно обогре­ваются и снабжены мешалками. Количество компонентов опре­деляют по массе, объему или дозируют с помощью дозировочного насоса. Оптимальное перемешивание достигается с помощью пропел­лерных мешалок, так как медленно вращающиеся лопастные ме­шалки не обеспечивают необходимой интенсивности перемешивания. При использовании циркуляционного насоса его мощность должна быть достаточной для многократной циркуляции всего объема масла со скоростью несколько оборотов в час.

Старый способ перемешивания воздухом, подаваемым в резервуар для компаундирования, экономически оправдан в тех случаях, когда при температурах смешения отсутствует опасность окисления компонентов масла. В этом случае целесообразно воздух подавать в резервуар не из центральной системы, а снабдить резервуар собственной воздуходувкой. В против­ном случае возможны осложнения из-за конденсированной воды или масляного тумана, увлеченного сжатым воздухом.

Поточное смешение - непрерывное компаундирование является единственным экономически оправдан­ным способом компаундирования больших объемов товарных масел. В этом процессе все компоненты, базовые масла и присадки, дозируют в основной поток, в так называемую линию смешения. В системе Корнелла применяют два или более синхронно работающих дозировочных насоса, объемную производительность которых можно с высокой точностью регулировать автономно. Для бесперебойной работы требуется свободный доступ компонентов смешения к дозировочным насосам. В пропорциональных системах применяют раздельные дозаторы для каждого компонента. Вращение дозаторов сопряжено с коническими шестернями, соединенными с планетарными шестернями. Требуемая скорость дозирования достигается, когда планетарные шестерни дозаторов эталонного и контролируемого компонентов вращаются с одинаковой скоростью.

Любое отклонение от заданного соотношения приводит к неравномерности движения ведомых шестерен, в результате чего изменяется положение планетарной шестерни и, следовательно, изменяется скорость подачи компонентов. Преимущество этой системы заключается в том, что в случае отклонения от заданной композиции автоматически отключается вся аппаратура.

В настоящее время количество индивидуальных компонентов измеряют и регулируют с помощью электронных устройств. Многие эксплуатируемые установки для компаундирования масел полностью автоматизированы. Впервые такая установка («Блендомат») была применена в 1962 г. для компаундирования мотор­ных бензинов с использованием двух базовых компонентов и трех присадок. Число компонентов может изменяться.

Высокие требования, предъявляемые к эксплуатационным свойствам смазочных масел, частично достигаются подбором сырья и соответствующей очисткой исходных масляных фракций. Введение в масла в процессе компаундирования присадок, достигаются необходимые эксплуатационные свойства масел.

Эффективность присадок в маслах различного происхождения значительно зависит от оптимальной концентрации, а в случае композиции (пакета) присадок – также от оптимального сочетания компонентов.

Для получения сбалансированных композиций моторных масел отвечающих комплексу требований, смеси масел смешивают с антиокислительными, моюще-диспергирующими, противоизносно-противозадирными, депрессорными, вязкостными и антипенными присадками. Также при производстве возможно использование многофункциональных пакетов присадок включающие в себя все вышеперечисленные свойства.