Способ получения технологической смазки

Способ получения технологической смазки

Реферат

Изобретение относится к области технологических смазок, в частности, смазок для обработки давлением профилей из нержавеющих и трудно деформируемых сталей.

Известен способ получения серусодержащих смазок путем взаимодействия олефинов с серой при 130-150°С в присутствии катализатора (РФ, патент №2181137, С 10 М 135/04, 2002 г.).

Недостатком способа является использование дорогого и дефицитного сырья, а также необходимость использования катализатора.

Известен способ получения серусодержащих смазок путем обработки спермацетового жира элементарной серой в токе инертного газа при температуре 190-200°С (РФ, А.С. №327234, С 10 М 1/38, 1972 г.).

Недостатком способа является его сложность, связанная с созданием тока инертного газа и использованием дорогого и дефицитного сырья.

Недостатком также является отсутствие в жировом сырье и готовом продукте свободных жирных кислот, что снижает экранирующие и адсорбционные свойства смазок.

Известна смазка, получаемая путем осернения при 200-250°С термоуплотненных жирнокислотных отходов процесса пиролиза касторового масла, получаемых при производстве себациновой кислоты (ОПСК) (РФ, А.С. №366217, С 10 М 3/06, 1973 г.).

Недостатком способа получения этой смазки является высокая температура проведения процесса осернения, что приводит к сильному повышению вязкости и потери смазкой текучести.

Недостатком также является почти полное отсутствие в жировой смазке триглицеридов, что также ухудшает реологические характеристики смазки.

Как видно, обработке элементарной серой подвергают безводные продукты (спермацетовый жир или олефины) или предварительно уплотненные (ОПСК), в которых при обезвоживании необходимо удалить не более 10 мас.% влаги.

Очевидно, что разработка способа получения серусодержащих смазок из сильно обводненных жировых основ позволило бы расширить сырьевую базу для получения осерненных продуктов.

Известен способ получения жирового концентрата из водных растворов (содержание жира 1500-1800 мг/л).

Отделение жиромассы проводят путем напорной флотации без применения реагентов, а термообработку полученной жиромассы проводят в две стадии под вакуумом (РФ, патент №2184085, C 02 F 1/24, 9/10, 2002 г.).

Получаемый концентрат не содержит посторонних примесей, обусловленных применением коагулянтов, флокулянтов и отработанных гальванических электролитов, и имеет жирнокислотный состав, соответствующий жирнокислотному составу технического жира.

Этот способ наиболее близок по технологии к предлагаемому способу и принят нами за прототип.

Недостатком способа является то, что получаемый продукт (жировой концентрат), эффективный в качестве присадки к минеральным маслам в композициях, предназначенных для применения в узлах трения (Заявка №2004117044/018365, С 10 М 5/12, 1/24, 1/20 от 07.06.2004 г.), недостаточно эффективен как смазка для деформации профилей из нержавеющих и труднодеформируемых сталей и сплавов.

Задачей изобретения является расширение сырьевой базы для получения осерненных смазок, повышение антифрикционных свойств смазки, обеспечение устойчивого процесса волочения труб и других профилей без применения подсмазочных покрытий.

Техническое решение задачи достигается тем, что выделение жиромассы из производственных стоков мясокомбинатов проводят методом безреактивной флотации, обезвоживание жиромассы проводят под вакуумом, а стадию термической обработки обезвоженной жиромассы совмещают с обработкой обезвоженной жиромассы порошковой серой при атмосферном давлении и температуре 150-200°С в течение 1-2 часов, причем серу вводят в количестве 2-6% от массы жировой составляющей (жиромассы).

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающей поиск по патентным и научным источникам информации, не обнаружил аналог, характеризующийся всеми существенными признаками заявляемого изобретения.

Анализ прототипа, как способа наиболее близкого к предлагаемому изобретению, позволил выявить совокупность отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Приводим примеры осуществления предлагаемого способа и способа, принятого за прототип.

Пример 1 (прототип).

Жиромассу, выделенную методом безреактивной флотации, подают в реактор, в котором осуществляют термообработку жиромассы при температуре 80°С и остаточном давлении 35 кПа до полного обезвоживания продукта. Затем осуществляют нагрев обезвоженной жиромассы до 140°С и выдерживают ее в течение 0,8 часа при этой температуре и остаточном давлении 18 кПа. Полученный продукт охлаждают до 80°С и сливают из реактора.

Пример 2.

Жиромассу, выделенную методом безреактивной флотации, подают в реактор, в котором осуществляют термообработку жиромассы при температуре 80°С и остаточном давлении 35 кПа до полного обезвоживания продукта. Затем при атмосферном давлении (101,3 кПа) осуществляют нагрев обезвоженной жиромассы до 150°С, в реактор добавляют 2% порошковой серы от массы жировой составляющей и проводят совмещенный процесс термической обработки и осернения жиромассы в течение 1 часа при температуре 150°С и атмосферном давлении. Полученный продукт охлаждают до 80°С и сливают из реактора.

Жиромасса флотации мясокомбинатов имеет высокое содержание ненасыщенных жирных кислот (до 60 мас.%), что обеспечивает активное присоединение серы по месту двойных связей; и высокое содержание свободных жирных кислот (КЧ=140-170 мг КОН/г), что обусловливает высокие адгезионные и антифрикционные свойства смазки, получаемой по предлагаемому способу.

Технологические параметры процесса получения смазки по предлагаемому способу в примерах 2-6, а также способом, принятым за прототип (пример 1), приведены в таблице 1.

При этом примеры 2, 3, 4 подтверждают возможность осуществления заявляемого способа, что отражено в формуле изобретения. В примерах 5, 6 приведены запредельные значения параметров, при которых снижается эффективность способа. Эти примеры ограничивают область действия формулы изобретения и претензии авторов.

Результаты испытаний смазки, полученной по предлагаемому способу в сравнении с прототипом, приведены в таблице 2.

Испытания смазок проводились при безоправочном волочении труб из стали Х18Н10Т в один проход по маршруту:

25×1→19×1 мм.

Смазки, разогретые до 100°С, наносились окунанием на поверхность заготовки без применения подсмазочных покрытий.

При волочении определяли усилие протяжки по указанному маршруту с вытяжкой за проход (μ=1,30), а также оценивали состояние поверхности труб после волочения.

Таблица 1
Способ получения смазки	Жировое сырье	Режимы обезвоживания	Кислотное число обезвоженного продукта,	Число омыления обезвоженного продукта,	Количество элементарной серы,	Режимы совмещенного процесса термообработки и осернения
Т, °С	Остаточное давление, кПа	мг КОН/г	мг КОН/г	мас.%	Т, °С	Р, кПа	τ, час
Известный (отработка)	Жиромасса флотации мясокомбинатов, выделенная методом безреактивной флотации	80	35	150	180	-	140	35	0,8
Предлагаемые примеры
2	-"-	80	35	140	170	2	150	101,3	1,0
3	-"-	80	35	150	170	4	180	101,3	1,5
4	-"-	80	35	160	180	6	200	101,3	2,0
Таблица 2
Примеры, №№, п.п.	Режимы совмещенного процесса термообработки и осернения	Количество элементарной серы, мас.%	Марка стали	Маршрут волочения, мм	Коэффициент вытяжки	Усилия протяжки, кг	Состояние поверхности после деформации
Т, °С	Т, час
140	0,8	-	Х18Н10Т	25×1→19×1	1,30	1300	Следы задиров
2	150	1,0	2	-"-	-"-	-"-	1200	Чистая
3	180	1,5	4	-"-	-"-	-"-	1000	Чистая
4	200	2,0	6	-"-	-"-	-"-	900	чистая
5	140	0,8	1	-"-	-"-	-"-	1300	Следы задиров. Чистая
6	220	2,5	8	-"-	-"-	-"-	1000

Анализ результатов, представленных в таблицах 1-2, показывает, что оптимальными технологическими параметрами заявляемого способа, обеспечивающими получение эффективной смазки, являются температура совмещенного процесса термообработки и осернения в пределах 150-200°С, количество порошковой серы, вводимой в реакцию, - 2-6 мас.% и время экспозиции 1-2- часа (примеры 2-4).

При этих параметрах смазка обеспечивает снижение усилий протяжки с 1300 кг до 900-1200 кг с высоким качеством поверхности готовых труб.

Снижение температуры совмещенного процесса ниже 130°С, уменьшение количества вводимой серы менее 2 мас.% и времени экспозиции менее 1 часа (пример 5) снижает эффективность смазки, получаемой по предлагаемому способу, до уровня прототипа.

Повышение температуры совмещенного процесса выше 200°С, увеличение количества вводимой серы более 6 мас.% и времени экспозиции более 2 часов (пример 6) не обеспечивает повышения эффективности смазки, получаемой по предлагаемому способу, и поэтому является нецелесообразным.

Таким образом, предлагаемый способ получения технологической смазки позволяет:

- расширить сырьевую базу для получения осерненных смазок;

- повысить антифрикционные свойства смазок;

- обеспечить устойчивый процесс волочения нержавеющих труб без применения подсмазочных покрытий.

1. Способ получения технологической смазки, включающий выделение жиромассы из производственных стоков мясокомбинатов методом безреактивной флотации, обезвоживание жиромассы под вакуумом и термическую обработку обезвоженной жиромассы, отличающийся тем, что стадию термической обработки обезвоженной жиромассы совмещают с обработкой обезвоженной жиромассы порошковой серой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что серу вводят в количестве 2-6% от массы жировой составляющей.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что термическую обработку и обработку обезвоженной жиромассы порошковой серой проводят при атмосферном давлении и температуре 150-200°С в течение 1-2 ч.