Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2451061

(19)

RU

(11)

2451061

(13)

C2

(51) МПК C10M141/10 (2006.01)

C10M129/10 (2006.01)

C10M129/76 (2006.01)

C10M133/44 (2006.01)

C10M145/24 (2006.01)

C10M149/04 (2006.01)

C10M159/12 (2006.01)

C10N40/12 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010127447/04, 05.07.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

05.07.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 05.07.2010

(43) Дата публикации заявки: 10.01.2012

(45) Опубликовано: 20.05.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2114157 C1, 27.06.1998. US 6410490 B1, 25.06.2002. US 6756346 В1, 05.06.2002. WO 0023543 А1, 27.04.2000. US 5599779 A, 04.02.1997. US 6326336 B1, 04.12.2001.

Адрес для переписки:

119991, Москва, ГСП-1, В-296, Ленинский пр-кт, 65, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, отдел защиты интеллектуальной собственности

(72) Автор(ы):

Спиркин Владимир Григорьевич (RU),

Татур Игорь Рафаилович (RU),

Митин Игорь Васильевич (RU),

Тонконогов Борис Петрович (RU),

Силин Михаил Александрович (RU),

Николаева Надежда Михайловна (RU),

Магадова Любовь Абдулаевна (RU),

Вагапов Руслан Кизитович (RU),

Попов Евгений Николаевич (RU),

Науменко Максим Петрович (RU),

Яхъяев Яраги Сайдухатович (RU),

Гайтукиев Мусса Магометович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина (RU)

(54) КОМПОЗИЦИЯ ПРИСАДОК ДЛЯ ТУРБИННОГО МАСЛА

(57) Реферат:

Использование: в турбинных маслах для смазки газовых, паровых, гидротурбин, турбокомпрессоров, в качестве гидравлической жидкости в системах регулирования этих агрегатов. Сущность изобретения: композиция присадок для турбинного масла содержит, мас.%: кислый эфир алкенилянтарной кислоты 1,04-1,57; азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена 1,04-3,68; алкилтолуолалкиламинотриазол 1,04-2,63; 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат 10,42-26,32; эфир алкилтиофосфата 1,04-2,63; смесь имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов 1,04-5,26; гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена 1,04-5,26; 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол до 100. Смесь имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов и гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена содержатся в виде смеси, предварительно термообработанной при температуре 30-90°С в течение 0,5-2 ч. Технический результат - улучшение деэмульгирующих и антикоррозионных свойств. 4 табл., 11 пр.

Изобретение относится к турбинным маслам, в частности композиции присадок в их составе. Турбинные масла применяют в маслосистемах турбокомпрессоров в качестве гидравлической жидкости.

Известно турбинное масло (US 3785975, 1974) с композицией присадок: антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол и антиржавейная присадка.

Известно турбинное масло (SU 288213, 1970), в состав которого входит композиция присадок, содержащая полисилоксановую жидкость ПМС-200А, кислый эфир пентадецилянтарной кислоты, дипроксамин-157, ионол.

Известна композиция присадок для турбинного масла (SU 810768, 1981), содержащая: 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, хинизарин, кислый эфир алкенилянтарной кислоты, полиоксипропиленгликолевый эфир этилендиамина, или пропиленгликоля, или алкилфенола, полиметилсилоксан.

Известна композиция присадок для турбинного масло (RU 2058376, 1996), в состав которой входят присадки: 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, кислый эфир пентадецилянтарной кислоты, 1-(диэтиаминометил)бензотриазол, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена.

Известна композиция присадок для турбинного масла (RU 2144943, 2000), содержащая кислый эфир алкенилянтарной кислоты, 1-(диэтиламинометил)бензотриазол, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 3,3',5,5'-тетра-трет-бутил-4,4'-диоксидифенилметан.

Недостатки вышеописанных композиций заключаются в том, что последние не обеспечивают необходимый уровень деэмульгирующих и антикоррозионных свойств турбинного масла, а также не улучшают химическую стабильность и смазочную способность масла.

Наиболее близкой к предложенной композиции является композиция для турбинного масла Тп-22 с (марка 1) по ТУ 38.101821-2001 (RU 2114157 от 05.02.97. Бюлл. изобр. 18, 1998 г.) следующего состава: агидол-1 (Ионол), кислый эфир алкенилянтарной кислоты (присадка В 15/41), азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена (Дипроксамин -157) и алкилтолуолалкиламинотриазол (Irgamet 39).

Недостатки известной композиции присадок заключаются в том, что она не обеспечивает высокий уровень антиокислительных, противокоррозионных, противоизносных и деэмульгирующих свойств турбинного масла.

Задача изобретения заключается в создании композиции присадок для турбинного масла, обеспечивающей повышение качества масла.

Поставленная задача достигается созданием композиции присадок для турбинного масла на основе нефтяного масла с кинематической вязкостью при 50°С 20-23 мм 2 /с, содержащей 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, кислый эфир алкенилянтарной кислоты, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена, алкилтолуолалкиламинотриазол, 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат, эфир алкилтиофосфата, гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена, смесь имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кислый эфир алкенилянтарной кислоты

1,04-1,57

азотсодержащий блок-сополимер

окисей этилена и пропилена

1,04-3,68

алкилтолуолалкиламинотриазол

1,04-2,63

2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат

10,42-26,32

эфир алкилтиофосфата

1,04-2,63

смесь имидазолинов на основе

органических кислот растительного

происхождения и аминов

1,04-5,26

гидроксилсодержащий сополимер

оксидов этилена и пропилена

1,04-5,26

2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол

до 100

при этом композиция присадок содержит смесь имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов и гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена в виде смеси, предварительно термообработанной при температуре 30-90°С в течение 0,5-2 ч.

Достигаемый при этом технический результат заключается в том, что данная композиция улучшает деэмульгирующие и антикоррозионные свойства турбинного масла, а также дополнительно повышает антиокислительные и противоизносные свойства описываемого масла.

Ниже приведена характеристика используемых присадок:

- 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (Ионол) вырабатывается по ТУ 38.5901237-90, используется как антиоксидант в маслах, топливах и других продуктах. Температуры: плавления 69,5-70, кристаллизации 69°С;

- кислый эфир алкенилянтарной кислоты (антиржавейная присадка В-15/41) вырабатывается по ТУ 6-14-866-86, используется в маслах. Представляет собой жидкость от светло-желтого до коричневого цвета с кислотным числом 180-205 мг КОН/г;

- азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена (Дипроксамин-157) вырабатывается по ТУ 6-14-614-76, используется как деэмульгатор в маслах и нефтях. Содержание азота 0,50-0,55%, водородный показатель не менее 10,5, содержание золы 0,5%;

- алкилтолуолалкиламинотриазол (Irgamet 39) - деактиватор металла, вырабатывается фирмой Ciba по спецификации PS-184210 Version 6. Кинематическая вязкость при 40°С 70-90 мм 2 /с, n d 20 1,503-1,513, плотность при 20°С 940-960 кг/м 3 ;

-2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат (Irganox L 135) - высокомолекулярный антиоксидант алкилфенольного типа, вырабатывается фирмой Ciba по спецификации PS-193. Кинематическая вязкость при 40°С 95-150 мм 2 /с, кислотное число менее 10 мг КОН/г, n d 20 1,493-1,499, плотность при 20°С 950-990 кг/м 3 ;

- эфир алкилтиофосфата (Hitec 511T) вырабатывается фирмой Afton Chemical. Жидкость от оранжевого до желтого цвета, кинематическая вязкость при 40°С 95 мм 2 /с, кислотное число не более 175 мг КОН/г, n d 20 не более 1,550, плотность при 20°С не более 1150, температуры самовоспламенения 390°С, вспышки в закрытом тигле 95°С (прибор Пенски-Мартенса), содержание фосфора 9-10 мас.%, содержание серы 18-20 мас.% (Afton Chemical. HiTEC 511Т Perfomance Additive. Паспорт безопасности на материал. Preparation information, 07.11.2008; US 2010/0009881, 14.01.2010);

- смесь имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов (Нефтехимеко-1) выпускается по ТУ 2483-022-17197708-94; массовая доля основного вещества 40%, кислотное число не более 10 мг КОН /1 г, температура застывания не выше -40°С, температура вспышки в открытом тигле не ниже 30°С. Ингибитор Нефтехимеко-1 получают в результате взаимодействия при температуре 120-140°С полиэтиленполиаминов и высокомолекулярных жирных кислот C 12 -C 18 растительного (таллового) масла. (Научно-технический журнал «Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе», Москва, 2007, 3, с.18-21, Р.С.Магадов, М.А.Силин, Н.М.Николаева и др. Влияние полярных растворителей на свойства ингибиторов серии «НЕФТЕХИМЕКО»);

- гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена (Нефтенол БС, марка Б-1) -ТУ 0258-027-17197708-97 с плотностью при 20°С 1030-1040 кг/м 3 , температурой помутнения 2% раствора в дистиллированной воде 39-44°С, гидроксильным числом 71,0-75,0 мг КОН/г, вязкостью кинематической при 40°С 200,0-240,0 мм 2 /с.

Турбинное масло готовят смешением при 20-40°С нефтяного масла с кинематической вязкостью при 50°С 20-23 мм 2 /с с композицией присадок, взятых в указанных выше концентрациях. Композицию присадок вводят в количестве 0,96-1,90 мас.% на базовое масло.

В таблице 1 приведены составы композиции присадок для турбинного масла.

В таблице 2 представлены составы турбинных масел с композицией присадок в соответствии с примерами (составами) 1-11 таблицы 1.

Данные составы подвергают испытаниям для определения времени деэмульсации ( д ) по ГОСТ 12068, стабильности против окисления по ГОСТ 981 с оценкой кислотного числа (к.ч.), массовой доли осадка и летучих кислот после окисления, смазочной способности по ГОСТ 9490. Условия коррозионных испытаний в соответствии с ГОСТ 9.506: металлические пластины из стали марки 3, температура 20±2°С, время 6 ч, среда - 3%-ный водный раствор NaCl, насыщенный сероводородом до концентрации около 3000 мг/л.

Результаты сравнительных испытаний образцов турбинных масел с различными концентрациями присадок и представлены в таблице 3.

Необходимость использования присадок: смеси имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов и гидроксилсодержащего сополимера оксидов этилена и пропилена в виде смеси, термообработанной при температуре 30-90°С в течение 0,5-2 ч, в описываемой композиции присадок продиктована тем, что при использовании в турбинном масле композиции присадок, содержащей вышеуказанные присадки, не прошедшие термообработку, положительный эффект не наблюдается (предположительно вследствие взаимодействия присадок между собой).

Термообработка смеси указанных присадок блокирует процесс снижения деэмульгирующих и антикоррозионных свойств турбинного масла и стабилизирует указанные свойства.

Смешение данных присадок при нормальной или пониженной температуре +20-25°С не активирует смесь и улучшения деэмульгирующих и антикоррозионных свойств турбинного масла не происходит.

Смешение композиции присадок при 30°С, т.е. слабая термообработка в течение 2 ч, уже активирует смесь. Повышение температуры термообработки до 90°С ускоряет процесс активирования, и время термообработки снижается до 0,5 ч. Температура ниже 30°С увеличивает длительность процесса, выше 90°С может вызывать термическую деструкцию наименее стабильных компонентов смеси.

Таблица 4 иллюстрирует эффективность использования в описываемой композиции термообработанной смеси присадок: смеси имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов и гидроксилсодержащего сополимера оксидов этилена и пропилена. Термообработку смеси присадок в данном случае проводят при 60°С в течение часа.

Как видно из таблицы, использование композиции присадок, содержащей смесь вышеописанных присадок без термообработки в вышеуказанных условиях, практически не улучшает свойства турбинного масла. Применение термообработанной смеси присадок в композиции присадок резко улучшает эксплуатационные показатели масла.

Описываемый эффект использования термообработанной смеси присадок в описываемой композиции присадок является неожиданным.

Из данных таблицы 3 следует, что достигается значительное улучшение эксплуатационных показателей турбинного масла, а именно улучшаются деэмульгирующие, антикоррозионные, а также антиокислительные и противоизносные свойства масла.

Так, время деэмульсации (удаления воды) для масла Тп-22с (марка 1) составляет 120 с, а для образцов (например, для образца 3) масла, содержащего описываемую композицию присадок, время деэмульсации сокращается до 40 с, т.е. в 3,0 раза, скорость коррозии Ст.3 снижается в 2,8 раза, а также дополнительно улучшаются антиокислительная стабильность, противоизносные свойства турбинного масла.

На основании полученных результатов испытаний выбраны оптимальные интервалы концентраций присадок в композиции.

Так, нижний предел концентраций присадок 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилата (Irganox L 135), эфира алкилтиофосфата, гидроксилсодержащего сополимера оксидов этилена и пропилена, смеси имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов определяется возможностью достижения минимального времени удаления воды из масла 40 секунд и скорости коррозии в сероводородсодержащей среде 1,14 г/м 2 ч. Верхний предел концентраций вводимых присадок определяется периодом времени удаления воды из турбинного масла и скоростью коррозии стали в среде сероводорода, которые практически не изменяются при дальнейшем определенном увеличении концентраций присадок, и, следовательно, такое увеличение становится экономически нецелесообразным (см. данные по составу 5 таблиц 1-3).

Таким образом, описываемая композиция присадок позволяет повысить эксплуатационные показатели турбинного масла, в частности деэмульгирующие, антикоррозионные, антиокислительные и противоизносные свойства, что приводит к увеличению ресурса работы оборудования.

Таблица 1

Состав композиции присадок

п/п

Наименование компонентов

Состав, мас.%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Известная композиция

1

Кислый эфир алкенилянтарной кислоты (присадка B 15/41 )

0,90

1,04

1,54

1,57

2,07

1,15

1,12

1,11

1,05

0,91

0,85

2,22

2

Азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена (присадка Дипроксамин 157)

0,90

1,04

3,08

3,68

3,63

2,30

2,24

2,22

2,10

1,82

1,71

3,33

3

Алкилтолуолалкиламинотриазол (присадка Irgament 39)

9,04

1,04

2,31

2,63

3,11

1,72

1,68

1,67

1,58

3,64

4,27

5,56

4

2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат (присадка Irganox L 135)

8,04

10,42

15,38

26,32

20,72

28,74

33,71

38,89

42,10

45,45

47,01

-

5

Смесь имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов (присадка Нефтехимеко-1)

0,90

1,04

3,08

5,26

5,18

6,32

2,25

2,22

2,10

1,82

1,71

-

6

Гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена (присадка Нефтенол БС

0,90

1,04

3,07

5,26

5,18

6,32

6,74

2,22

2,10

1,82

1,71

-

марка Б-1

7

Эфир алкилтиофосфата (Hitec511T)

9,04

1,04

2,31

2,63

3,11

1,72

1,68

1,67

1,58

3,64

4,27

-

8

2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (присадка Ионол)

до 100

до 100

до 100

до 100

до 100

до 100

до 100

до 100

до 100

до 100

до 100

до 100

Таблица 3

Результаты сравнительных испытаний образцов турбинных масел

Показатели

Значения по примерам (составам) таблицы 2

п/ п

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

турбинное масло Тп-22 с марки 1

1.

Стабильность против окисления при 150°С, 16 ч и расходе кислорода 3 дм 3 /ч:

- массовая доля осадка, мас.%

0,006

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,006

0,006

0,007

0,007

0,007

0,006

- кислотное число, мг КОН/г

0,10

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,10

0,10

0,12

0,12

0,12

0,10

- летучие кислоты, мг КОН/г

0,08

0,009

0,009

0,009

0,009

0,04

0,08

0,08

0,09

0,09

0,09

0,08

2.

Смазочная способность (ЧШМ):

-диаметр пятна износа, мм при нагрузке 63 кгс

1,99

0,39

0,39

0,39

0,39

1,99

1,55

1,99

1,55

1,55

1,99

1,99

- индекс задира

19,6

23,3

23,3

23,3

23,3

19,6

20,8

19,6

20,8

20,8

19,6

19,6

- критическая нагрузка, кгс

56

63

63

63

63

56

58

56

58

58

56

56

- нагрузка сваривания, кгс

112

119

119

119

119

112

114

112

114

114

112

112

3.

Время деэмульсации, с

120

40

40

40

40

118

119

118

119

118

119

120

4.

Скорость коррозии на Ст.3, г/м 2

3,24

1,14

1,14

1,14

1,14

1,18

3,20

3,22

3,24

3,23

3,24

3,24

Таблица 4

Эффективность использования в описываемой композиции термообработанной смеси присадок: смеси имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов и гидроксилсодержащего сополимера оксидов этилена и пропилена

п/п

Показатели

Известное турбинное масло

Турбинное масло состава 3, полученное с использованием композиции присадок, содержащей смесь присадок без термообработки

Турбинное масло состава 3, полученное с использованием композиции присадок, содержащей термообработанную смесь присадок (60°С, 1 час)

1

Время деэмульсации, с

120

118

40

2

Стабильность против окисления (150°С, 16 ч, расход кислорода 3 дм 3 /ч):

- кислотное число, мг КОН/г

0,006

0,006

0,001

- осадок, мас.%

0,10

0,11

0,05

- летучие кислоты, мг КОН/г

0,08

0,09

0,009

3

Скорость коррозии на Ст.3, г/м 2

3,24

3,21

1,14

4

Смазочная способность (ЧШМ):

- диаметр пятна износа, мм, при

нагрузке 63 кгс

1,99

1,98

0,39

- индекс задира

19,60

19,64

23,30

- критическая нагрузка, кгс

56

58

63

- нагрузка сваривания, кгс

112

114

118

Формула изобретения

Композиция присадок для турбинного масла на основе нефтяного масла с кинематической вязкостью при 50°С 20-23 мм 2 /с, содержащая 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, кислый эфир алкенилянтарной кислоты, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена, алкилтолуолалкиламинотриазол, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат, эфир алкилтиофосфата, гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена, смесь имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кислый эфир алкенилянтарной кислоты

1,04-1,57

азотсодержащий блок-сополимер

окисей этилена и пропилена

1,04-3,68

алкилтолуолалкиламинотриазол

1,04-2,63

2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат

10,42-26,32

эфир алкилтиофосфата

1,04-2,63

смесь имидазолинов на основе органических

кислот растительного происхождения и аминов

1,04-5,26

гидроксилсодержащий сополимер

оксидов этилена и пропилена

1,04-5,26

2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол

до 100,

при этом композиция присадок содержит смесь имидазолинов на основе органических кислот растительного происхождения и аминов и гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена в виде смеси, предварительно термообработанной при температуре 30-90°С в течение 0,5-2 ч.