Разработка технологических основ процесса термической этерификации неопентилполиолов и оптимизация структуры сложных эфиров как базовых авиационных масел
Диссертация
Высокая теплонапряженность современных авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и постоянный рост температуры воздуха и газа по тракту двигателя, сопровождающие разработку новых и модернизацию существующих ГТД, развитие сверхзвуковой авиации потребовали применения смазочных масел, обладающих более высокими эксплуатационными свойствами. Масла в современных авиационных ГТД работают при различных… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
- 1. 1. Сложные эфиры карбоновых кислот как смазочные масла
- 1. 2. Характеристика и ассортимент отечественных авиационных масел
- 1. 3. Зависимость свойств сложных эфиров неопентилполиолов от строения
- 1. 3. 1. Строение алкильной части молекулы сложного эфира
- 1. 3. 2. Размер и строение ацильной группы
- 1. 3. 3. Асимметрия структуры сложного эфира
- 1. 3. 4. Влияние простой эфирной связи в молекуле неопентилпо-лиола
- 1. 4. Использование математических методов планирования эксперимента для разработки состава смеси кислот для получения несимметричных эфиров пентаэритрита с заданными свойствами
- 1. 5. Технология получения сложных эфиров неопентилполиолов
- 1. 5. 1. Катализаторы этерификации
- 1. 5. 2. Термическая этерификация
- 1. 5. 3. Промышленный процесс производства сложных эфиров пентаэритрита, реализованный в СССР
- 1. 6. Способы выделения и очистки эфира-сырца
- 1. 6. 1. Химические методы
- 1. 6. 2. Адсорбционная очистка
- 3. 1. Синтез сложных эфиров неопентилполиолов в реакторе периодического типа
- 3. 2. Отгонка избытка кислот под вакуумом
- 3. 3. Выделение и анализ карбоновых кислот, входящих в состав товарных пентаэритритовых эфиров
- 3. 4. Очистка синтезированных эфиров с помощью анионита
- 4. 1. Определения кислотного числа
- 4. 2. Определение гидроксильного числа
- 4. 3. Определение кинематической вязкости
- 4. 4. Расчет индекса вязкости
- 4. 5. Метод определения температуры застывания
- 4. 6. Испытание на четырёхшариковой машине трения
- 4. 7. Определение термоокислительной стабильности
- 4. 8. Метод хромато-масс-спектрометрии
- 5. 1. Этерификация пентаэритрита на гетерогенных катализаторах
- 5. 2. Термическая этерификация пентаэритрита
- 5. 2. 1. Выбор температурного режима этерификации
- 5. 2. 2. Определение оптимального избытка карбоновых кислот
- 5. 2. 3. Удаление избытка карбоновых кислот из готового продукта
- 5. 2. 4. Сравнение физико-химических характеристик пентаэрит-ритового эфира смеси монокарбоновых кислот С5-С10, полученного традиционным способом, и в выбранных условиях
- 6. 1. Состав кислот, использованных для синтеза товарных импортных пентаэритритовых эфиров различными фирмами — производителями
- 6. 2. Зависимость свойств сложных эфиров пентаэритрита от соотношения кислотных компонентов (предварительные опыты)
- 6. 3. Многоцелевая оптимизация эксперимента по предварительным данным
- 6. 4. Влияние кислот с нечетным числом атомов углерода и изостроения на свойства сложных эфиров пентаэритрита
- 6. 5. Зависимость свойств сложных эфиров пентаэритрита от их молекулярной массы и вклада углеродных атомов отдельных кислот
- 6. 6. Многоцелевая оптимизация эксперимента по уточненным данным
- 6. 7. Эксплуатационные свойства синтезированных эфиров
- 7. 1. Сложные эфиры дитриметилолпропана и индивидуальных карбоно-вых кислот
- 7. 2. Смеси несимметричных сложных эфиров дитриметилолпропана и пентаэритрита
- 7. 3. Расчет значений вязкости смеси неопентилполиоловых эфиров
- 7. 4. Смешанные несимметричные эфиры пентаэритрита и дитриметилолпропана
- 7. 5. Эксплуатационные свойства несимметричных смешанных эфиров пентаэритрита и дитриметилолпропана
Список литературы
- Калайтан Е.М. Смазочные масла для реактивных двигателей.-М.:Химия, 1968.-195с.
- Кламанн Д. Смазки и родственные продукты.- М.: Химия, 1988.-488с.
- Папок К.К., Виппер А. Б. Применение моторных и реактивных топлив, смазочных масел и присадок // Технология органических веществ. М.: Итоги науки, 1968. — 57с
- Белов П.С., Виппер А. Б., Заворотной В. А. Производство и применение моторных масел на синтетической основе: Тематический обзор. Сер. Переработка нефти М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1979.-45с.
- Получение и применение перспективных сложноэфирных продуктов в качестве компонентов смазочных масел и пластификаторов / П. С. Белов,
- B.А.Заворотный, А. З. Биккулов, В. Х. Хамаев // Тематический обзор. Сер. Переработка нефти.- ЦНИИТЭнефтехим, 1984.-47с.
- Фукс И.Г., Лашхи В. Л. Свойства и особенности применение смесей нефтяных и синтетических масел // Химия и технология топлив и масел.-1990.-ЖЗ-С.16−19
- Мамарасулова З. В. Громова В.В. Синтетические моторные и авиационные масла. Современное состояние и тенденции развития //Химическая промышленность 2006.-№ 5.-С.251 -258.
- Производство и применение синтетических и полусинтетических моторных масел за рубежом / М. Г. Арсланов, В. Л. Лашхи., В. В. Чечеткин, Б. Ф. Большаков // Химия и технология топлив и масел. 1984. — № 4. — С.43−44
- Pat. 3 526 596 US, Cl. С 10 n 3/04, 3/18. Lubricants for metalworking operations/ Bernard H. Kress, Lafayette Hill, Donald E. Alexander. September 01, 1970
- Тиниус К. Пластификаторы / Пер. с нем.- М.: Химия, 1964.-916 с.
- Шехтер Ю.Н., Крейн С. Э., Тетерина J1.H. Маслорастворимые поверхностно-активные вещества .- М.: Химия, 1978.-304с.
- Ициксон Т.М. Синтез и исследование сложных эфиров триметилолпропа-на в качестве базовых компонентов смазочных масел: Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. хим. наук. / ВНИИ НП -М, 1970. 28с.
- Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник / Под ред. В. М. Школьникова.- М.: Изд. центр «Техинформ», 1999.- 596 с.
- Цветков О.Н. Технология полиальфаолефинов масел // Мир нефтепродук-TOB.-2003 .-№ 2.-С.24−26.
- ТУ 38.101 295−86. Масло вертолетное Б-ЗВ
- ТУ 301−04−010−92. Масло вертолетное JI3−240
- Нефтепродукты, допущенные к производству и применению Межведомственной комиссией Минпромэнерго РФ по допуску к производству и применению топлив, масел, смазок и спецжидкостей // Мир нефтепродуктов. 2008.-№ 3. — С. 36−39
- Масла на основе неопентиловых эфиров /A.B. Виленкин, Г. Т. Новосартов, Т. Н. Крылов, А. Н. Егин // Химия и технология топлив и масел.- 1981.-№ 8.-С.21−23
- ТУ 0253−012−56 194 358−2002. Эфир 2-основа масел для двигателей
- Яновский Л.С., Галимов Ф. М., Шевченко И. В. Взаимозаменяемость отечественных и зарубежных горюче-смазочных материалов: Учеб. Пособие / Госуд.технолог.ун-т: Казань, 2001.- 69с.
- Алексеров М.А., Юфит С. С., Кучеров В. Ф. Механизм реакции |3-элиминирования // Успехи химии .- 1978.- т.47,№ 2.-С.235−259
- Хирано Дзиро, Фудзивара Масахазу. Термическая стабильность эфирных масел // Дзюнкацу. J.Jap.Soc.Lubric.Eng.- 1978, — V.23,№ 1.- Р. 30−34 / РЖХим.-1978.-13П298
- Blake P.G., Shayden В. F. Термический распад фторированных эфиров. III Эфиры без р- водородных атомов // Int. Chem. Kinet.- 1982- V.14, № 7.-Р.739−747/ РЖХим.-1983−1Б957.
- Рудковский Д.М., Кецлах М. М., Эппель Ф. А. Многоатомные спирты.- Л.: Химия, 1972−168с.
- Сложные эфиры а-разветвленных кислот (синтетические смазочные масла) / Л. А. Садовникова, Л. Х. Каган, Л. А. Тишкина, А. Б. Терентьев, В. А. Михеев, Р. С. Щепкина, А. К. Климов, Д. И. Поволоцкий // Нефтехимия. 1976.- Т.16, № 2, — С.316−321
- Денисов Е.Т. Мультидиплетное взаимодействие полярных групп в условиях окисления // Изв. АН СССР. Сер. хим.- 1978, — № 8.- С. 1746−1752.
- Нагиева Э.А. Повышение термоокислительной стабильности эфиров пен-таэритрита и синтетических жирных кислот // Химия и технология топлив и масел. 2004. — № 4. — С.44−45.
- Sniegoski P.J. Selectivity of Oxidative Attack on a Model Ester Lubricant // ASLE Trans. -V.20., № 4.- p. 282−286
- Каган Л. Х, Ициксон T.M., Никоноров Е. М. Изучение свойств смесей эфиров неополиолов // Синтетические смазочные материалы: Сб. тр. ВНИИ НП. 1978.-№ 29.-С. 62−67
- Smith T.G. Neophentyl Poliol Esters // Synthetic Lubricant: London, 1972. C. 388−401
- Barnes R. S. Synthetic lubrications // Lubrication Engineering. 1957. — T. 13, № 8. — C.454−458.
- Elliot J.S., Edwards E.D. // J. Inst. Petroleum. 1961. -T. 47, № 446. — С 39−56.
- Байфорд Д., Эджингтон П. // Производство и применение моторных масел. 1971.-№ 3-С. 115−137.
- Хасиевич С.С., Волчинская Н. И., Столяр Э. М. Термическая стабильность сложных эфиров, применяемых как основа масел // Синтетические смазочные масла, рабочие жидкости и их компоненты: Сб. тр. ВНИИ НП. -М.: ЦНИИТЭНефтехим. -1980. Вып. 36. — С.45−50
- Куковицкий М.М., Хайруллин Р. Н., Исмагилов Т. А., Иванова Т. А. Влияние состава и качества синтетических жирных кислот на свойства эфиров пентаэритрита // НТИС «Нефтепереработка и нефтехимия». 1986. — № 11. -С. 18−20.
- Niedzielski Edmund L. Neopentyl Polyols Esters Lubricants Boundary Composition Limits // Industrial and Engineering Chemistry. Product Research and Development. — 1977,-T. 16,№ 4.-C. 300−305.
- Куковицкий M.M., Биккулов A.3., Сизов Н. И. и др. Исследование термоокислительной стабильности сложных эфиров пентаэритрита и монокар-боновых кислот // Нефтепереработка и нефтехимия. -1971.-№ 5.- С. 18−20.
- Бочкова В.А. Синтез и исследования сложных эфиров а, а диметилалка-новых кислот: Дисс. на соиск. уч.степ. канд. наук /ЛТИ им. Ленсовета.- Л., 1974 -20с.
- Зельвянская Е.Б., Иванова Е. А., Каган Л. Х., Никоноров Е. М. Исследование сложных эфиров оксиэтилированных пентаэритритов // Улучшениекачества смазочных масел и присадок: Тр. ВНИИ НП. 1976. — Вып. 14. -С. 311−350
- Toshio Sakurai, Seiichiro Hironaka, Mineo Furuta, Yasuo Watanabe. Lubrication Properties of Pentaerytritol Partial Esters // Bulletin of The Japan Petroleum Institute. 1976. — T. 18, № 1. — C. 1−8.
- Edmund L. Niedzieski Neopentyl Polyol Ester Lubricants Bulk Property Optimization // Industrial & Engineering Chemistry. Product Research and Development. — 1976. — T. 15, № l.-C. 54−58.
- Pat. 3 564 044 US, CI. С 07 с 69/ 32. Liquid esters of neoalkylpolyols and mix-ter of GEM and straight chain or alkanoic neo acid / Chao Tai S., Hoffman William D, Kjonaas Manley. February 16,1971
- Pat. 1 160 304 GB, CI С 2 с, С 5 f (С 07 с) Получение смешанных эфиров пентаэритрита / Miles Peter. 6.09.1969 / РЖХим, 1970, 6 П 348 П
- Pat 4 188 298 US, С1. С10М 1/ 48. Synthetic aircraft turbine oil / Russel R. Reinhard, Roberta Yaffe. February 12, 1980 / РЖХим, 1980, 22П 301 П
- Pat 4 216 100 US, CI. C10M 1/ 48. Pentaerythriol-fatty acid ester lubrication composition / Roberta Yaffe. August 5,1980 / РЖХим, 1981, 6П 295 П
- Pat 159 180 GB, CI. C10M 3/ 20. Mixed synthetic ester lubricant / Walker J.E. June 17,1981 / РЖХим, 1982, 7П314П
- Влияние состава жирных кислот на свойства сложных эфиров пентаэритрита // Нефтепереработка и нефтехимия: Научно-техн. сб./ Е. А. Иванова, Е. Б. Зельвянская, JI. X Каган и др. 1972. — № 10. — С. 15−17.
- Виленкин А.В., Новосартов Г. Т., Крылова Т. И., Ечин А.И Масла на основе неопентиловых эфиров // Химия и технология топлив и масел. 1981. — № 8.-С. 21−23
- Pat. 3 681 440 US, CI CI lc 3/08. Ester of Tetrahydroxydineoalkyl Ether/ Virgil W. Gash. 01.08.1972
- Pat. 367 3226 US, CI C07c 69/ 20. Synthetic lubricants/ Robert E. Malec. Jine 27, 1972
- Pat. 2 270 230 Fr., CI C07c 69/33, C10M 1/26. Esters organiques dansdes compositions de lubricants / Mancini Giuseppe. Desember 5, 1975
- Pat. 3 694 382 US, CI C09K5/04. Polyol ester lubricants for refrigerating compressors operating at high temperatures / Schnur E. Nicholas, Beimesch J.Bruce. May 20, 2022
- Саутин C.H. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. Д.: Химия, 1975−48с.
- Холоднов В.А., Лебедева М. Ю., Пунин А. Е., Хартманн К. Системный анализ и принятие решений. Компьютерные технологии решения задач многоцелевой оптимизации систем: Учебн. пособие. СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2006.- 153 с.
- Школьников В.М., Трофимов Г. А., Пустырникова Г. Ф., Цветков О. Н. Исследование вязкостно-температурных свойств синтетических масел с применением математического моделирования // Нефтепереработка и нефтехимия (М.). 1985. — № 1. — С. 10−11
- Ициксон Т.М., Назаров В. И., Каган JT.X. и др. Исследование условий эте-рификации пентаэритрита на математической модели // Тр. ВНИИ по переработке нефти. 1972. — № 22. — С. 102−104
- Программа для нахождения уравнения множественной нелинейной регрессии по методу Брандона Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.artint.com.ua/indexa.htm Программные продукты Microsoft Office в химии и химической технологии.
- Уткин Б. Н. Игнатов В.А. Катализаторы этерификации карбоновых кислот: Обзор. М: НИИТЭХИМ, 1971.-С. 5−11.
- Филд Р.В., Коув Д. М. Органическая химия титана.-М.: Мир, 1969.- С. 47−49
- Ициксон Т.М., Каган Л. Х., Жарова Е. А. Влияние катализатора на способ получения и свойства эфиров пентаэритрита // Химия и технология топлив и масел. 1975.- № 8. -С. 10−12.
- Куковицкий М.М. Промышленное получение синтетических масел на основе сложных эфиров // Нефтепереработка и нефтехимия. 1965. — № 9. — С. 14−19.
- Зубакова Л.Б. Синтетические ионообменные материалы. М.: Химия, 1978. -184 с.
- Гафаров P.M. Синтез сложных эфиров многоатомных спиртов на основе термостойких сульфокатионитов: Дис. на соиск. уч. степ. канд. техн .наук / Государственная академия нефти и газа им. И. М. Губкина. М., 1992. — 128 с
- Гетерогенный процесс получения синтетического масла этерификацией неопентилполиолов / А. Ф. Лунин, Л. Л. Железная, В. Р. Мкртычан, С. В. Мещеряков // Химия и технология топлив и масел. 1980. — № 7. — С. 3739.
- А.С. 595 290 СССР. Кл С 07с 69/33, С 07с 67/08. Способ получения сложных эфиров неопентиловых спиртов / А. Ф. Лунин, А. Д. Беляева, К. Д. Дьяконова и др. Московский институт нефтехимической и газовой промышленности. Опубл. 23.03.78 / РЖХим 23 П 290 П, 1978
- Лунин А.Ф., Мещеряков СВ. Каталитические свойства сульфополимеров, закрепленных на неорганических носителях. Т. З. Новосибирск, 1986.-164с.
- Худаберганов А.К., Султанов А. С., Юнусов М. Н., Куковицкий М. М., Сизов Н. И., Этерификация синтетических жирных кислот фракции С5-С9 по-лиолами // Химия и технология топлив и масел. 1981. — № 3. — С. 34 — 36.
- Совершенствование технологии производства сложноэфирных синтетических масел / М. М. Куковицкий, Р. Н. Хайруллина, Н. И. Сизов, Т. А. Ис-магилов // Химия и технология топлив и масел. 1990. — № 2. С. 8−9.
- Guillermo Etienne Esteres de Acidos Dibasicos de Neoalcoholes utilizables como Lubricantes de alto Comportamiento / Ingenieria Petrolera. 1967. — № 7.-C. 32−36
- УГНТУ, 2003. С. 208−209 / РЖХим 04.19 — 19 Н. 79.
- Липатов Ю.С., Нестеров А. Е., Грищенко Т. М. Справочник по химииполимеров. Киев: Наукова думка, 1971.- 535с.
- Ициксон Т.М., Сударикова Т. И., Каган Л. Х. Очистка сложных эфиров анионообменной смолой АВ-17−8 // Синтетические смазочные масла и твердые смазочные покрытия: Тр. ВНИИ НП. 1976. — Вып. 17. — С. 23−27.
- Куковицкая Л.Б., Биккулов А. З., Хамаев В. Х. Очистка синтетических масел на анионите AB-17 // Нефтепереработка и нефтехимия: Межвуз. Сб. (Казань).- 1974.-Вып. 2.-С. 15−18.
- Мамедьяров М.А., Кеворкова И. С., Велиева Я. А. Разработка контактного метода нейтрализации эфирных синтетических масел // Химия и технология топлив и масел. 1975. — № 11. — С.25−27.
- Мамарасулова З.В., Громова В. В. Этерификация пентаэритрита на гетерогенных катализаторах // Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых: Материалы конф. 12−15 сент.2006 г. СПб.: Химиз-дат, 2006.-С. 149
- Королев Г. В., Могилевич H.H., Ильин А. Л. Ассоциация жидких органических соединений: Влияние на физико-химические свойства и полимериза-ционные процессы. М.: Мир, 2002. — 264 с.
- Мамарасулова З.В., Громова В.В.Влияние «-оксидифениламина и борсо-дежащих эфиров пентаэритрита на свойства сложноэфирного масла // ЖПХ.-2008.- Т.81- № 2.-С.345−347.
- Пат.2 361 904, Россия. С1 С ЮМ 105/ 38. Основа синтетического смазочного масла / З. В. Мамарсасулова, В. В. Громова. Опубл. 20.07.2009- Бюл.№ 20.
- Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М., Гостоптехиздат, 1962−888с .
- Пат.2 434 935 РФ .МПК с 10 м 105/38 Способ получения основы синтетического смазочного масла / Громова В. В, Мамарасулова З. В., Братчиков К.Д.- ЗАО «Завод имени Шаумяна». Опубл. Б.И. № 33 от 27.11.2011.