Спосіб одержання протизношувальної присадки для мастильних матеріалів

Спосіб одержання протизношувальної присадки для мастильних матеріалів шляхом взаємодії метилового ефіру олеїнової кислоти і сірки в присутності активуючих добавок, який відрізняється тим, що вводять до 28% сірки, як сировину застосовують ефіри рослинних олій, наприклад ріпакової чи соняшникової, а процес проводять при температурі 140-150°С в присутності 0,5-1,0% мас активаторів, наприклад 2меркаптобензтіазолу, поліетиленполіамшу або їх сумішей Винахід відноситься до мастильних матеріалів, а саме до способу одержання протизношувальної присадки, яка може використовуватися в оливах для трансмісійних і гіпоїдних передач, мастильно-холодильних рідинах, пластичних мастилах для зменшення тертя та зношування поверхні тертя в зоні контакту Найчастіше такими присадками є сірковмісні сполуки Однак, технологія одержання їх не досконала і потребує значних енергетичних і матеріальних витрат Крім того, в Україні до цього часу не створено виробництва протизношувальних присадок Відомий спосіб одержання сірковмісної присадки взаємодією олеїнової кислоти з елементарною сіркою при 150-160°С в атмосфері азоту на протязі 15-25 год При цьому утворюється продукт із вмістом сірки 3-10% мас , який після змішування з 715% органічного фосфату, наприклад 3крезилфосфату в якості шпбітора корозії, використовується як протизношувальна присадка до олив водно-спиртовим розчином сульфіду натрію [2] Недоліком даного способу є багатостадійність і складність апаратурного оформлення через корозійну активність кислот, що виділяються в процесі реакції, необхідність використання токсичних реагентів - монохлориста сірка, і, як наслідок, утворення токсичних ВІДХОДІВ сірководню і стічних вод Вихідний ізобутилен - дефіцитний і закуповується по імпорту Найбільш близьким за технічною суттю і за складом є спосіб одержання протизношувальної присадки для мастильно-холодильних рідин взаємодією метилового ефіру олеїнової кислоти з елементарною сіркою при температурі 180°С в присутності 0,5% мас гексаметилендіамшу в якості активатора-прискорювача процесу [3] Одержана присадка містить 7-14% мас сірки 2 Недоліком цього способу є значні енергетичні витрати внаслідок проведення процесу при високій температурі, недостатні експлуатаційні властивості через низький вміст сірки в присадці, малодоступність синтетичної сировини та забруднення довкілля сірководнем, який виділяється при температурі понад 160°С Задачею винаходу є розробка енерго- та ресурсозаощадливого способу одержання присадки для мастильних матеріалів на основі доступної екологічно сприятливої сільськогосподарської сировини, покращення її експлуатаційних властивостей шляхом збільшення вмісту сірки, попередження забруднення довкілля та розширення галузей [1] Недоліком цього способу є тривалість та складність технологічного процесу, необхідність додаткового введення антикорозійної добавки, а також низький вміст сірки Через останнє, для забезпечення необхідних експлуатаційних властивостей олив концентрацію присадки використовують у значних кількостях Відомий спосіб одержання сірковмісної присадки КІНХ-2 взаємодією ізобутилену з монохлористою сіркою з наступною обробкою напівпродукту ю 52921 застосування Поставлена задача досягається тим, що для виробництва присадки використовуються рослинні олії, наприклад ріпакову чи соняшникову Переетерифікацією їх перетворюють в метилові ефіри в присутності гідроксиду калію і оксиду кальцію та метанолу при 50-60°С Після відстоювання суміші та декантації, виділений ефір сульфідують елементарною сіркою в присутності 0,5-1% мас активатора, наприклад, 2-меркаптобезтіазолу (каптакс) чи поліетиленполіамшів (ПЕПА) і їх сумішей протягом 5-8 годин при температурі 140-150°С Продукт вакуумують 15 хв при 100°С і 0,5-0,6 ата за допомогою водоструминного насосу для видалення летких сполук і висушують до постійної маси Виділену присадку аналізують шляхом визначення складу, характеристик та властивостей з використанням загальноприйнятих стандартних методик кислотного числа за ГОСТ 11362, вмісту сірки - ГОСТ1437, корозії на МІДІ - ГОСТ 2917, в'язкості кінематичної -ГОСТ 33 та розчиннасті (до 10% мас) в оливі І-20А Заявлений спосіб ілюструється прикладами Приклад 1 Одержання метилового ефіру ріпакової олії Реакцію переетерифікацм рослинних олій метанолом проводять в колбі з механічним перемішуванням при температурі 50°С До 830мл ріпакової олії додають 5г оксиду кальцію і перемішують 2-3 хвилини Туди ж вносять 100 мл абсолютованого метанолу з розчиненими у ньому 5г КОН, перемішують 15 хвилин і відстоюють Відшаровану гліцеринову фаза ВІДДІЛЯЮТЬ, а метилові ефіри переганяють під вакуумом (1 мм рт ст) при 150160°С і використовують в подальших синтезах сірковмісної присадки Вихід 96% мас В реактор завантажують 66 г метилового ефіру ріпакової олії, додають 34г сірки, 1,6г каптаксу і нагрівають до 135-140°С Реакційну суміш витримують при цій температурі протягом 8 год Цільову присадку ВІДДІЛЯЮТЬ фільтрацією і вакуумують 0,5 год за допомогою водоструминного насосу Вихід присадки 30г, що складає 30% в розрахунку на вихідну сировину Розчинність присадки в оливі І-20А - повна Вміст сірки, характеристика та властивості одержаної присадки приведені в таблиці 1 Приклад 2 Проводять аналогічно прикладу 1 В реактор завантажують 78 г метилового ефіру ріпакової олії, 22 г сірки, 0,7г каптаксу і нагрівають до 130-135°С Витримують при цій температурі 5 год і відфільтровують Вихід 50Г, або 50% в розрахунку на вихідну сировину Розчинність присадки в оливі І-20А - повна Вміст сірки, характеристика та властивості одержаної присадки приведені в таблиці 1 Приклад З Проводять аналогічно прикладу 1 В реактор завантажують 140г метилового ефіру ріпакової олії, 60г сірки, 0,5г каптаксу, нагрівають до 140-150°С Час реакції 6 год Вихід 190г (95% в розрахунку на вихідну сировину) Вміст сірки, характеристика та властивості одержаної присадки приведені в таблиці 1 Приклад 4 Проводять аналогічно прикладу 1 В реактор завантажують 35г ефіру ріпакової олії, 15г сірки, 1г ПЕПА, час реакції 6 год Вихід 49г (98% в розрахунку на вихідну сировину) Вміст сірки, характеристика та властивості одержаної присадки приведені в таблиці 1 Приклад 5 Одержання метилового ефіру соняшникової олії Реакцію переетерифікацм соняшникової олії метанолом проводять в колбі з механічним перемішуванням при температурі 50°С До 830мл соняшникової олії додають 5г оксиду кальцію, перемішують 2-3 хвилини Туди ж вносять ЮОмл абсолютованого метанолу з розчиненими у ньому 5г КОН, перемішують 15 хвилин і відстоюють Відшаровану гліцеринову фаза ВІДДІЛЯЮТЬ, а метилові ефіри переганяють у вакуумі (1мм ртст) при 165170°С і використовують для подальшого синтезу присадки Вихід метилового ефіру 96% в розрахунку на вихідну сировину Сульфідування метилового ефіру проводять аналогічно прикладу 1 В реактор завантажують 80г метилового ефіру соняшникової олії, 20г сірки, 0,5г каптаксу, 0,1г поліетиленполіамшу і нагрівають до 140-150°С протягом 5 год Вихід КІЛЬКІСНИЙ ВМІСТ сірки, характеристика та властивості одержаної присадки приведені в таблиці 1 Приклад 6 Проводять аналогічно прикладу 5 В реактор завантажують 38г метилового ефіру соняшникової олії, 12г сірки, 1,0г каптаксу Сірку додають в попередньо нагріту реакційну суміш до 110°С протягом ЗО хв Потім температуру піднімають до 140-150°С і витримують 5 год Вихід - КІЛЬКІСНИЙ ВМІСТ сірки, характеристика та властивості одержаної присадки приведені в таблиці 1 Приклад 7 Проводять аналогічно прикладу 1 В реактор завантажують 66г метилового ефіру ріпакової олії, 34г сірки, 1,2г каптаксу і реакційну суміш нагрівають до 140-145°С Час реакції 4 год Вихід 80% в розрахунку на вихідну сировину Вміст сірки, характеристика та властивості одержаної присадки приведені в таблиці 1 Приклад 8 Проводять аналогічно прикладу 5 В реактор завантажують 76г метилового ефіру соняшникової олії, 24г сірки, 0,3г каптаксу, 0,1г ПЕПА Час реакції 7 год , температура 140-150°С, вихід 80% в розрахунку на вихідну сировину Вміст сірки, характеристика та властивості одержаної присадки приведені в таблиці 1 Приклад 9 Проводять аналогічно прикладу 5 В реактор завантажують 70г метилового ефіру, 30г сірки, 1,2г каптаксу Час реакції - бгод , температура 140-150°С Вихід - КІЛЬКІСНИЙ ВМІСТ сірки, характеристика та властивості одержаної присадки приведені в таблиці 1 З таблиці видно, що у порівнянні з відомим способом (прототип), одержані присадки (приклади 3-6, 9) містять у своєму складі в 1,5-2 рази більше сірки при забезпеченні протикорозійного захисту кольорових металів в межах норми (1а-2а), що дає можливість застосувати їх в оливі в значно 52921 меншій концентрації при рівній ефективності щодо протизадирних і протизношувальних властивостей Запропонований спосіб дозволяє одержати сірковмісні присадки з КІЛЬКІСНИМ ВИХОДОМ при ско роченні енергозатрат, оскільки процес проводять при температурі 140-150°С замість 180°С та по кращити екологію виробництва й довкілля за рахунок застосування доступної відновлюваної сировини - рослинних олій, замість ефіру індивідуальної олеїнової кислоти та попередження виділення сірководню Таблиця 1 Умови синтезу та порівняльна характеристика сірковмісних присадок на основі рослинних олій по заявленому способу і прототипу № при- Назва метил- Умови реа- Масова доля реаВихід Масова Корозія Кислотне В'язкість кладу ового ефіру кції гента, г/100г реакц присадки, доля на МІДІ, число, при 2 олії суміші % мас сірки, % бал мгКОН/г 100°С,мм /с Т-ра, Час, Сірки Активатора °С год Прототип Гесаметилендіамін 0,5 Метил олеат 180 3 14 80 13,2 4Ь 8,0 6,0 1351 140 Ріпакової 8 34 каптакс 1,6 80 19,9 1Ь 15,0 5,9 1302 135 5 22 каптакс 0,7 50 10,7 2Ь 10,0 5,8 140каптакс 0,5 + 3 150 6 ЗО ПЕПА0.1 95 28 1Ь 2,8 10,9 1404 150 6 ЗО ПЕПА1.0 98 28 1а 6,5 9,0 140каптакс 0,5 + 5 Соняшникової 150 5 20 ПЕПА0.1 100 19,8 1а 3,0 6,0 1406 150 5 24 каптакс 1,0 100 23,8 1а 2,7 5,9 1407 145 4 34 ПЕПА1.2 80 24,4 1Ь 12 7,9 140каптакс 0,3 + 8 150 7 24 ПЕПА0.1 80 18,9 2Ь 2,9 8,5 1409 150 6 ЗО каптакс 1,2 100 29 1Ь 3,1 8,2 ВИКОРИСТАНІ ДЖЕРЕЛА 1 Пат США 4137187 МКИ4 С 10 М 1/48 (НКІ252 - 46) Противоизносная присадка к смазочному маслу Заявл 10 08 77 Опубл 30 0179 2 Освоение технологии опытного производства присадки КИНХ-2/ И Ю Мельник, В Г Пахолков, В Г Кравчук и др // Нефтепереработка и нефтехимия М ЦНИИТЭнефтехим -1979 -№8 С 15-17 3 Каталитическая активность отдельных соединений в реакции сульфидирования метилолеата/ В А Уткин, В А Серов, В А Кузнецов и др // Нефтепереработка и нефтехимия Новые смазочные материалы М 1976 - Вып 11 - С 96-68 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24