Comprensión de los depresores del punto de fluidez del aceite lubricante_depresores del punto de fluidez del aceite lubricante
Número de clasificación chino: TE624.82 Código de identificación de la literatura: A 0 Introducción Los productos de aceite lubricante generalmente se usan a temperaturas ambiente muy bajas, especialmente en invierno y en condiciones frías del automóvil, por lo que es necesario usar aceite lubricante. Tiene buenas propiedades de flujo a baja temperatura, lo que no solo facilita el funcionamiento normal de arranque de la máquina, sino que también reduce el desgaste de la máquina durante el proceso de arranque.
Los lubricantes utilizados actualmente se preparan principalmente con aceite mineral como aceite base. El aceite base mineral es el aceite base que se obtiene refinando fracciones del petróleo. En nuestro país, la mayor parte suele contener una cierta cantidad de cera. el petróleo es petróleo ceroso y el contenido de cera de la fracción de aceite lubricante en algunos petróleo crudo supera el 40%. A bajas temperaturas, la cera del aceite precipitará para formar cristales y formará una red cristalina tridimensional suelta y desordenada. El aceite queda envuelto en esta red cristalina tridimensional suelta y desordenada, lo que dificulta su flujo o incluso se "solidifica". .
Reducir la temperatura de solidificación del aceite lubricante puede ampliar el rango de temperatura de funcionamiento del aceite y mejorar el rendimiento y la economía del aceite. Desparafinar el aceite y usar depresores del punto de fluidez son formas efectivas de reducir la temperatura de solidificación del aceite. Desde la perspectiva del proceso, cuando se alcanza una determinada temperatura de desparafinado, para obtener aceite con un punto de congelación más bajo, la temperatura de desparafinado debe reducirse continuamente, lo que generará altos costos. El uso de depresores del punto de fluidez es una forma adecuada de reducirlo. Es un medio eficaz y económico para determinar el punto de congelación del aceite a una determinada profundidad de desparafinado. El autor de este artículo presenta un poco de comprensión sobre los depresores del punto de fluidez utilizados en los aceites lubricantes.
1 Solidificación del aceite lubricante
Muchos tipos de aceite lubricante se utilizan en entornos de baja temperatura, por lo que todos tienen requisitos de rendimiento de flujo a baja temperatura y algunos utilizan dinámica de baja temperatura. viscosidad como indicador tecnológico, algunos utilizan el punto de fluidez como indicador técnico, que está relacionado con la "solidificación" del aceite lubricante. El punto de fluidez ya no se utiliza como indicador técnico en las especificaciones técnicas del aceite lubricante. En consecuencia, el punto de fluidez se utiliza como indicador técnico del rendimiento del flujo a baja temperatura de los productos derivados del petróleo y el método de prueba es GB/T 3536. El método de prueba del punto de fluidez es más científico y razonable que el método de prueba del punto de fluidez GB/T 510, pero en términos de comprensión del flujo a baja temperatura y la solidificación de los productos derivados del petróleo, el punto de fluidez es más fácil de entender. El punto de fluidez es la temperatura más alta a la que el aceite pierde fluidez en condiciones de prueba y el punto de fluidez es la temperatura más baja a la que el aceite puede fluir en condiciones de prueba. Los dos están estrechamente relacionados. Para ser coherente con la terminología técnica china de depresor del punto de fluidez, este artículo utiliza el término "solidificación" para analizar los productos derivados del petróleo.
Si no se observa ningún movimiento evidente en el nivel del líquido en las condiciones de prueba especificadas, el aceite en este momento se denomina solidificación. La solidificación del aceite está relacionada con dos situaciones. La primera situación es que debido a la estructura formada por los cristales de cera, el aceite lubricante no puede fluir obviamente en condiciones de prueba. Esta situación se llama solidificación estructural y el depresor del punto de fluidez solo funciona en esta situación. Otra situación es que la viscosidad del aceite es demasiado alta a bajas temperaturas y no se puede ver ningún flujo obvio en las condiciones especificadas. Este tipo de solidificación se llama solidificación por viscosidad-temperatura. El depresor del punto de fluidez no solo no tiene ningún efecto en esta situación. , pero también aumenta el límite elástico.
2 Composición del depresor del punto de fluidez
El primer depresor del punto de fluidez utilizado en los aceites lubricantes fue el alquilnaftaleno de cadena larga con el nombre comercial Paraflow. Posteriormente, aparecieron los alcanos de cadena larga. tras otro, hay tres tipos: polifenol, polimetacrilato y polialfa-olefina.
A excepción de la polialfa-olefina, los tres depresores del punto de fluidez son todos tensioactivos, es decir, sus estructuras moleculares están compuestas de dos partes, una parte es un grupo activo como un grupo aromático, un fenol. grupo y un éster, etc., la otra parte es un grupo alquilo de cadena larga con la misma estructura que la parafina. La longitud del grupo alquilo debe ser suficiente. Por un lado, sólo es suficiente la longitud del grupo alquilo de cadena. Las sustancias con grupos activos y grupos alquilo de cadena pueden actuar como tensioactivos y desempeñar un papel de adsorción direccional en el sistema; Por otro lado, la longitud del grupo alquilo debe ser suficiente. Por un lado, la longitud del grupo alquilo de cadena debe ser la misma que la longitud de la parafina contenida en el aceite lubricante para que funcione mejor. son el teorema básico de la interacción de la solución. Cuanto más similares sean los dos, más fácil será producir el efecto de adsorción y cristalización. Dado que la cera en el aceite lubricante no es un compuesto puro, también es una mezcla compleja. Por lo tanto, se requiere que el peso molecular del grupo alquilo de cadena larga en el depresor del punto de fluidez sea similar al peso molecular promedio de la cera. contenido en el aceite lubricante para ejercer mejor su efecto reductor del punto de fluidez.
3 El mecanismo depresor del punto de fluidez del depresor del punto de fluidez
3.1 Adsorción direccional
Después de que el depresor del punto de fluidez en sí es un tensioactivo y se agrega al aceite lubricante , el grupo polar Se atraerán entre sí, y los grupos no polares también se atraerán entre sí, y los depresores del punto de fluidez se dispondrán de manera ordenada en el sistema de aceite lubricante en el espacio. Las polialfaolefinas no son sustancias tensioactivas y su ordenación no se basa en esta teoría.
Independientemente de si es materia orgánica o materia inorgánica, las sustancias con una misma molécula tienen propiedades muy diferentes debido a las diferentes estructuras moleculares o a la disposición de los átomos que forman las moléculas. Están dispuestas de forma irregular o no tienen reglas obvias. Cuando están ordenadas, estas sustancias tienen una estructura amorfa, es decir, una estructura no cristalina, y sus parámetros físicos no suelen tener valores definidos cuando los átomos que forman las moléculas están dispuestos de forma regular. En orden, tales sustancias tienen una estructura fija, es decir, una estructura cristalina. Las moléculas de polialfa-olefina tienen este tipo de estructura cristalina regular y ordenada, y también dependen de esta estructura para organizarse ordenadamente en el sistema de aceite lubricante.
Cuando las moléculas depresoras del punto de fluidez se ordenan y distribuyen en el sistema de aceite lubricante, basándose en el principio de solubilidad mutua similar, las moléculas de cera en el aceite lubricante se absorberán o distribuirán en el depresor del punto de fluidez en de manera direccional y ordenada.
3.2 Centro de cristal
Cuando la temperatura del aceite lubricante ceroso cae a la temperatura crítica de precipitación de la cera, los grupos alquilo de cadena larga en el depresor del punto de fluidez precipitan juntos para actuar como Centro cristalino o núcleo cristalino. Como resultado, la cera del aceite se adsorbe en los núcleos cristalinos y precipita, formando cristales grandes y densos. Este cristal grande y denso no se envuelve o se envuelve menos y se mezcla con aceite. Si el aceite y el aceite fluyen fuera del espacio del cristal de cera, el punto de congelación del aceite disminuirá.
Si no hay un depresor del punto de fluidez en el aceite lubricante, no habrá tal centro cristalino ya que la cera que contiene existe en un estado caótico y desordenado, cuando la temperatura del aceite lubricante desciende a la temperatura. A la temperatura crítica de precipitación de la cera, se producirá una gran cantidad de pequeños núcleos de cristal en el sistema petrolero. Debido a que hay demasiados núcleos de cristal pequeños, el volumen de cada núcleo de cristal se reducirá y los tamaños de los cristales de cera también lo serán. diferentes, especialmente sus estructuras son muy sueltas, en las que la envoltura y la mezcla con una gran cantidad de productos derivados del petróleo, no solo eso, estos pequeños núcleos cristalinos también estarán conectados entre sí en el sistema petrolero, tanto en el espacio como en el ancho, formando una estructura desordenada en forma de lámina y red en todo el sistema, lo que hace que los productos derivados del petróleo en él. La pérdida de fluidez da como resultado la solidificación estructural.
3.3 Cristalización y precipitación
El depresor del punto de fluidez y la cera del aceite precipitan al mismo tiempo a baja temperatura, y cristalizan con la cera. Debido a la disposición ordenada y la adsorción direccional de las moléculas depresoras del punto de fluidez en el aceite lubricante y la función del centro cristalino, los cristales producidos por el depresor del punto de fluidez y la cera solo pueden orientarse y ordenarse en el aceite, evitando así el caos. Estructuras desordenadas en forma de láminas y redes.
4 Depresores del punto de fluidez comúnmente utilizados
Los depresores del punto de fluidez comúnmente utilizados en aceites lubricantes incluyen alquilnaftalenos, poliésteres y poliolefinas. Los poliésteres son principalmente polimetacrilatos y las poliolefinas son principalmente polialfa-olefinas.
4.1 Alquil naftaleno
El alquil naftaleno es el primer depresor del punto de fluidez de aceite lubricante utilizado. Fue puesto en producción industrial por la sucursal petroquímica de Petroleum Dalian de mi país en 1954 y es el primero en mi país. país Se produce una variedad de aditivos para aceites. El alquilnaftaleno utilizado como depresor del punto de fluidez se produce mediante el proceso de parafina clorada y el código de producto es T801. Sigue siendo un depresor del punto de fluidez ampliamente utilizado.
Como principal depresor del punto de fluidez, el alquilnaftaleno tiene una buena eficiencia económica. Cuando se utiliza en combinación con otros tipos de depresores del punto de fluidez, se pueden obtener mejores efectos reductores del punto de fluidez. Los alquilnaftalenos, que sirven como depresores del punto de fluidez, también actúan como antioxidantes en los aceites lubricantes, una función que se ha pasado por alto. La razón por la que los alquilnaftalenos actúan como antioxidantes es porque en una mezcla de hidrocarburos, los hidrocarburos aromáticos policíclicos se oxidan, protegiendo a otros hidrocarburos y ralentizando la tasa de oxidación de todo el sistema petrolero, actuando así como antioxidantes. Además, sus productos de oxidación también pueden desempeñar el papel de antioxidantes, porque los alquilnaftalenos se oxidan fácilmente en alquilfenoles, y los fenoles son antioxidantes bien conocidos, y los productos de oxidación de estos alquilnaftalenos todavía tienen buenos puntos de congelación. El depresor del punto de fluidez de naftaleno no aumentará significativamente incluso si está profundamente oxidado.
4.2 Polimetacrilato
El polimetacrilato es un aditivo lubricante multiefecto. Como depresor del punto de fluidez, tiene buen rendimiento en varios lubricantes. El polimetacrilato también actúa como mejorador del índice de viscosidad y anti-. Agente espumante en productos derivados del petróleo.
El polimetacrilato es un agente antiespumante acrílico sin silicona. El efecto de este tipo de agente antiespumante se ve muy afectado por el sistema de aceite lubricante. Por lo tanto, cuando utilice polimetacrilato como depresor del punto de fluidez, asegúrese. coordinar con agentes antiespumantes.
4.3 Poli-α-olefina
La poli-α-olefina es un depresor del punto de fluidez desarrollado en mi país. Es un tipo de depresor del punto de fluidez sin tensioactivos, por lo que es poli-. La α-olefina se utiliza como depresor del punto de fluidez. El fenómeno de "rebote" del punto de fluidez de los depresores del punto de fluidez de tipo tensioactivo, que se produce cuando el punto de fluidez del aceite aumenta a medida que aumenta el contenido del depresor del punto de fluidez, no ocurre.
Dado que la molécula depresora del punto de fluidez de poliα-olefina no contiene grupos polares, es mejor usarla en combinación con un depresor del punto de fluidez de alquilnaftaleno o un depresor del punto de fluidez de éster acrílico, que puede controlar los cristales de cera. La disposición y distribución son más ordenadas y logran un mejor efecto de reducción de la condensación.
4.4 Otros tipos de depresores del punto de fluidez
Además de los tres comúnmente utilizados mencionados anteriormente, hay docenas de depresores del punto de fluidez que se venden como productos comerciales. Hay más. más de diez tipos de depresores del punto de fluidez, y estos tipos de depresores del punto de fluidez son básicamente surfactantes.
Después de comprender el mecanismo de los depresores del punto de fluidez, no es difícil encontrar que muchos tensioactivos con estructuras moleculares similares pueden reducir el punto de congelación del aceite lubricante. Sin embargo, el aceite lubricante es un sistema relativamente complejo. El aceite lubricante no solo tiene buena fluidez a baja temperatura, sino que también tiene muchos requisitos de rendimiento. Otros requisitos de rendimiento para el aceite lubricante se logran básicamente a través de aditivos funcionales, y estos aditivos funcionales son básicamente aditivos a nivel de superficie. Todas las sustancias activas tienen grupos funcionales polares. por lo tanto, el tensioactivo utilizado como depresor del punto de fluidez debe interactuar con los aditivos funcionales del aceite, especialmente a medida que aumenta la polaridad de los grupos polares en el tensioactivo, afectará el aceite lubricante y afectará el rendimiento del sistema. aceite.
Después de pruebas y uso a largo plazo, se ha demostrado que los tres tipos de depresores del punto de fluidez presentados anteriormente básicamente no tendrán un impacto negativo en el rendimiento del sistema de aceite. Otras funciones de los aceites desempeñan un papel importante. hasta cierto punto.
Sin embargo, para otros depresores del punto de fluidez, especialmente algunos tensioactivos cuyo efecto depresor del punto de fluidez mejora debido al aumento de la polaridad de los grupos polares en las moléculas, la evaluación no puede basarse únicamente en la reducción del punto de fluidez del lubricante completo. Se deben considerar el sistema de fórmula del aceite y la lubricación. Sólo examinando las diversas propiedades técnicas del aceite podemos hacer evaluaciones y juicios.
5 Diferencias entre los depresores del punto de fluidez en aceites lubricantes y otros aceites
Además de los aceites lubricantes, los depresores del punto de fluidez también se utilizan a menudo en el diésel y el petróleo crudo para mejorar su rendimiento. Capacidad de transporte a temperatura o temperatura normal. Los depresores del punto de fluidez utilizados en el diésel y el petróleo crudo también son tensioactivos. Los depresores del punto de fluidez utilizados en estos dos tipos de aceites solo pueden considerar el efecto reductor del punto de fluidez sobre el aceite. aceite Al examinar el impacto de las propiedades reológicas a temperatura, básicamente no hay necesidad de considerar el impacto sobre otros componentes y otras propiedades del aceite. Esta es la principal diferencia en el uso de depresores del punto de fluidez para diesel y petróleo crudo y lubricantes. Depresores del punto de fluidez del aceite. Además, hay muchos coloides y asfaltenos en el petróleo crudo. Al seleccionar un depresor del punto de fluidez, se debe considerar aprovechar al máximo sus efectos polares. Cuando el depresor del punto de fluidez y la parafina cristalizan, los grupos polares del tensioactivo y los coloides deben cristalizar. Se debe evitar en la medida de lo posible la interacción de asfaltenos y el depresor del punto de fluidez en el aceite lubricante para interactuar con los grupos polares de los aditivos en el aceite, a menos que tenga un efecto sinérgico con otros aditivos funcionales para mejorar el rendimiento del aceite. Por lo tanto, se debe inspeccionar y evaluar estrictamente si las variedades utilizadas en el diésel y el petróleo crudo se pueden utilizar en lubricantes.
6 Conclusión
El uso de depresores del punto de fluidez del aceite lubricante puede reducir eficazmente la temperatura de solidificación de los aceites lubricantes minerales, mejorar las propiedades de flujo a baja temperatura de los aceites y mejorar significativamente el rendimiento. y economía de aceites beneficio.
A través de una investigación en profundidad sobre los tres tipos de depresores del punto de fluidez de aceites lubricantes que se utilizan actualmente, se puede explorar y poner en juego su rendimiento. También existen estructuras moleculares entre los mismos tipos de estos tres tipos. los depresores del punto de fluidez del aceite lubricante y las diferencias de tamaño molecular, todos los cuales afectan su combinación y rendimiento con los aceites y fórmulas de base lubricante, y deben considerarse al investigar productos derivados del petróleo.
Además, existen muchos informes de patentes sobre depresores del punto de fluidez de aceites lubricantes en el país y en el extranjero. Sin embargo, estos depresores del punto de fluidez reportados tienen un rendimiento excelente en los sistemas de aceite reportados. Los productos patentados no se utilizan ampliamente, lo que también muestra la importancia de hacer coincidir el depresor del punto de fluidez con el aceite base y la fórmula del aceite lubricante. Por lo tanto, es necesario seleccionar el depresor del punto de fluidez apropiado en un determinado sistema de fórmula y aceite base. , debe basarse en el aceite y la fórmula básicos. Las propiedades del aceite y la fórmula se utilizan para sintetizar el depresor del punto de fluidez, lo que puede lograr mejores resultados y beneficios económicos.
Fecha de recepción: 2009-10-10.
Acerca del autor: Deng Guangyong (1964-), hombre, ingeniero senior, graduado del antiguo Fushun Petroleum Institute con especialización en química aplicada en 1983. Se ha dedicado al análisis de aceite, la investigación de lubricantes y los servicios técnicos. , y ha sido publicado públicamente muchos artículos.