Нефтяные масла

Размещено на http://www.allbest.ru/

33

Нефтяные масла



Введение

По мере развития промышленности и транспортных средств непрерывно повышаются требования к качеству нефтяных масел. Это связано, в первую очередь, с повышением механических, температурных нагрузок в агрегатах современных механизмов и увеличением сроков замены масел.

В связи с этим все большее значение приобретают высокоиндексные базовые масла, имеющие высокую стабильность, хорошую приемистость к пакетам многофункциональных присадок, хорошие пусковые свойства при низких температурах и необходимую вязкость в пределах рабочих температурах.

Товарные масла получают компаундированием дистиллятных и остаточных базовых масел. Удовлетворение всех эксплуатационных характеристик достигается за счет добавления различных присадок.

Товарные масла имеют множество сфер применения в промышленности и зачастую использование некачественных масел может привести к довольно неприятным последствиям: поломкам механизмов и аппаратов, аварийным ситуациям на предприятиях, а в повседневной жизни и к гибели человека. Поэтому важным аспектом при производстве товарных масел является жесткий контроль качества производимого продукта и получаемого сырья для производства.



1. Организационно - техническое обоснование проекта

1.1 Анализ современного состояния сервиса

Нефтяные масла - смеси высокомолекулярных углеводородов, получаемые из нефти и применяемые в основном в качестве смазочных материалов. Масла нефтяные используются также как гидравлические и смазочно-охлаждающие жидкости, электроизоляционные среды, поверхностно-активные вещества, компоненты пластичных смазок, лекарственных препаратов и др. Существует две основные системы классификации нефтяных масел: по способу их производства и по областям применения.

По способу производства масла делят на дистиллятные, получаемые вакуумной перегонкой мазутов; остаточные, получаемые из деасфальтизированных масляных гудронов, и компаундированные - подобранные по вязкости и другим показателям смеси дистиллятных и остаточных масел.

Современные процессы производства (включающие вакуумную перегонку, деасфальтизацию, селективную очистку, депарафинизацию, контактную или гидродоочистку) обеспечивают достаточно полное извлечение масляных фракций из нефти, необходимую их очистку и требуемые физико-химические свойства; при этом качество масел зависит от химического состава и свойств исходной нефти. Перспективные, каталитические процессы получения масел (гидрокрекинг, гидроизомеризация, алкилирование, полимеризация и другие) позволяют получать масла заданных химического состава и свойств, с более высоким выходом из перерабатываемого сырья. Для производства масел используются в основном сернистые нефти Урало-Волжского района (ромашкинская, мухановская, туймазинская и другие) и нефти Западной Сибири (усть-балыкская, самотлорская и другие). Эти нефти по своему химическому составу и свойствам обеспечивают получение масел с высокими эксплуатационными качествами. Перспективной для производства масел является также мангышлакская нефть.

Номенклатура масел многочисленна и по назначению их можно классифицировать следующим образом:

а) смазочные, в которые входят: моторные, индустриальные, трансмиссионные, турбинные, компрессорные, цилиндровые, осевые, прокатные, приборные;

б) специальные, в которые входят: гидравлические, электроизоляционные, вакуумные, технологические, защитные, медицинские.

Рассмотрим более подробно области применения масел в промышленности.

Индустриальные масла - составляют около 30 процентов от общего количества вырабатываемых из нефти масел и используемых для смазки различных промышленных механизмов (станков, редукторов, лебедок и т.д.).

Можно выделить 3 основных группы индустриальных масел:

а) легкие масла - используют для малонагруженных механизмов с большим числом оборотов вращения (текстильные машины, металлорежущие станки, сепараторы и др.);

б) средние масла - называемые веретенными и машинными, - используют для смазки редукторов, станков и механизмов, вентиляторов и др;

в) тяжелые масла - используют для смазки высоконагруженных механизмов и передач прокатного, кузнечного и прессового оборудования.

Моторные масла - наиболее массовые и ответственные масла, используемые в двигателях внутреннего сгорания различных типов (карбюраторные дизельные, турбореактивные и разной степени форсированности). Основное их классификационное свойство - кинематическая вязкость при 100°С, которая составляет для разных классов масел от 6 до 20 /с (без загущения).

Таблица 1.1.1 - Типы моторных масел

Группа	Область применения
А	Нефорсированные карбюраторные и дизельные двигатели
Б,	Малофорсированные карбюраторные двигатели
	Малофорсированные дизельные двигатели
В,	Среднефорсированные карбюраторные двигатели
	Среднефорсированные дизельные двигатели
Г,	Высокофорсированные карбюраторные двигатели
	Высокофорсированные дизельные двигатели
Д	Высокофорсированные дизельные двигатели, работающие в тяжелых условиях
Е	Малооборотные дизели с лубрикаторной системой смазки, работающие на тяжелом высокосернистом топливе

Масла групп А, Б, и В - обычно автомобильные масла, группы Г, Д - авиационные или тракторно-танковые.

Трансмиссионные масла - используют для смазки высоконагруженных передаточных механизмов (трансмиссий) с целью предотвращения или снижения износа элементов пар трения, снижения потерь энергии на трение и отвод от них тепла, а также уменьшения вибраций и шума шестерен и защиты их от ударных нагрузок. Масло служит также средой, удаляющей из зоны трения частички износа трущихся пар. Стандарт на эти масла предусматривает разделение их на 5 групп (по условиям применения) и 4 класса (по вязкости при100°С).

Таблица 1.1.2 - Типы трансмиссионных масел

Группа	Условия применения
ТМ1 (масла без присадок)	Для зубчатых передач с напряжением в зоне контакта до 1600 МПа и объемной температуре до 90°С.
ТМ2 (с противоизносными присадками)	Для зубчатых передач с напряжением в зоне контакта до 2100 МПа и объемной температуре до 130°С.
ТМ3 (с противозадирными присадками)	Для зубчатых передач с напряжением в зоне контакта до 2500 МПа и объемной температуре до 150°С.
ТМ4 (с противозадирными присадками высокой эффективности)	Для зубчатых передач с напряжением в зоне контакта до 2000 МПа и объемной температуре до 150°С, а также для гипоидных передач при высокой скорости и низком крутящем моменте.
ТМ5 (с противозадирными присадками высокой эффективности)	Для гипоидных передач при высокой скорости и высоком крутящем моменте и объемной температуре до 150°С.

Таблица 1.1.3 - Классы трансмиссионных масел.

Класс	Вязкость при 100°С, /с
9	7 - 10,9
12	11 - 13,9
18	14 - 24,9
34	25 - 41

Турбинные масла - используют для смазки и охлаждения опор паровых и газовых турбин, а также в системах регулирования турбоагрегатов и маслонапорных установок гидротурбин. Учитывая возможный контакт этих масел с водяным паром, водой или продуктами горения топлива, они должны обладать высокой стабильностью против окисления при температуре 60 - 100°С, и более, обеспечивать бессменную работу машин в течении нескольких лет, образовывать нестойкую эмульсию с водой и не образовывать пены.

Компрессорные масла - используют в поршневых и турбомашинах для сжатия воздуха или других специальных газов. Их основное назначение - смазка трущихся деталей цилиндровой группы и одновременно - уплотнение их для предотвращения утечки сжимаемого газа. В некоторых компрессорах имеются две системы смазки: механизм привода (кривошипно-шатунный) смазывается индустриальным маслом, а цилиндровая часть, где есть контакт с газом - компрессорным маслом. В компрессорах с единой системой смазки используют компрессорные масла. В связи с тем что масло в компрессорах контактирует при высоких температурах ( до 200°С) и давлениях (до 30 МПа) с газами, оно может быстро ухудшать свои свойства, например за счет окисления. Поэтому для улучшения термостабильности, окислительной и химической стабильности к агрессивным газам используют присадки.

Все компрессорные масла условно делят: для неагрессивных сред и давлениях до 4 МПа и для агрессивных сред и давлениях до 30 МПа и температурах до 200°С.

В компрессорах для сжатия такого сильного окислителя, как кислород, масла для смазки цилиндровой группы не применяются (по соображениям взрывоопасности) и для этих целей используют водный конденсат.

Цилиндровые масла - используют для смазки трущихся деталей паровых машин. В зависимости от параметров водяного пара их делят на легкие используемые для машин работающих на насыщенном водяном паре и тяжелые для машин на перегретом паре с температурой перегрева соответственно до выше 350°С.

Осевые масла - используют для смазки колесных пар подвижного состава железных дорого (вагонов, электровозов, тепловозов). Представляют собой неочищенные мазуты нефтей нафтенового основания. Вырабатываю 3 марки этих масел - летнее, зимнее и северное с температурой застывания минус 40°С (две первые марки) и минус 55°С.

Прокатные масла - узкоспециальная группа масел для смазки зубчатых высоконагруженных передач и подшипников прокатных станов. Вырабатываются они главным образом из базовых остаточных масел с добавкой к ним комплекса присадок, улучшающих противоизносные и противоударные свойства и понижающих температуру застывания до минус 25°С .

Приборные масла - применяют для смазки узлов трения в точных приборах и механизмах. Включают 3 группы масел - общего назначения, специального назначения и часовые. Все они низкозастывающие (от минус 10 до минус 80°С). Масла общего назначения используют для смазки КИП, наполнения амортизаторов, смазки счетно-решающих устройств, в качестве разделительных жидкостей в приборах. Масла специального назначения применяют для смазки микроэлектродвигателей, шарикоподшипниковых опор микромашин и в точных приборах. Часовые масла используют для смазки механизмов башенных часов.

Гидравлические масла - относятся к группе специальных масел, выполняющих не только смазочные, но и другие специфические по технологии применения функции. Они бифункциональны, т. е. они должны обладать хорошими смазывающими свойствами и обеспечивать передачу больших усилий под большим давлением в гидросистеме. Поэтому к ним предъявляют самые высокие требования. По назначению применяют для гидросистем летательных аппаратов, наземного и водного транспорта как гидротормозные и амортизационные жидкости.

Вакуумные масла - служат в качестве смазки трущихся деталей вакуумных насосов и как герметизирующая не испаряющаяся в глубоком вакууме жидкость. Они как правило не содержат присадок и отличаются от других масел узким фракционным составом, малой испаряемостью и высокой стабильностью против окисления.

Электроизоляционные масла - многофункциональные масла, основной задачей которых является обеспечение изоляции токоведущих частей электрических устройств и аппаратов. По типу электрических устройств, где их применяют, масла делят на: трансформаторные, кабельные, конденсаторные. Обычно это масла высокой степени очистки.

Технологические масла - широко применяют в промышленных технологиях, где они выполняют одну или несколько важных технологических функций. Условно их делят на масла общего назначения (пропитка кож, закалочные масла, поглотители ароматики, висциновые масла), масла для производства химического волокна (компонент замасливающих препаратов) и мягчители шинных смесей (придание эластичности и улучшение формуемости в производстве шин).

Медицинские масла - минеральные масла высокой степени очистки, допущенные органами здравоохранения в качестве компонентов либо лечебных препаратов, либо парфюмерных изделий. Выпускаются две марки: вазелиновое медицинское (входят в состав мазей) и парфюмерное (для приготовления кремов, паст, карандашей).

Защитные масла - для покрытия деталей, механизмов, машин при их хранении с целью защиты от коррозии. Эти масла вырабатывают на основе дистиллятных и остаточных масел с композициями присадок, улучшающих антикоррозионные и антиржавейные свойства.

В связи с большим разнообразием выпускаемых промышленностью масел и других нефтепродуктов, требуется постоянный контроль качества продукции. За предоставление потребителю товара соответствующего качества отвечает сервисное предприятие [1].

Также к задачам любого нефтеперерабатывающего предприятия можно отнести следующие: планирование новых месторождений, получение товарных нефтепродуктов заданного качества, их хранение, транспортировка и успешная реализация.

При получении товарных нефтепродуктов на предприятие ведется строжайший контроль качества входного сырья и компонентов. В процессе производства отбираются пробы, которые должны соответствовать ГОСТ. На заключительной стадии при получении товарного продукта посредством анализов проводится контроль качества на соответствие полученного товара и при полном соответствии на товар выдается паспорт качества. Только после этого товар может быть реализован.

1.2 Характеристика проектируемых услуг

Главной задачей каждого действующего предприятия является оказание определенного спектра услуг для получения прибыли. При производстве товарных нефтяных масел различного назначения приоритетным является качество производимого продукта.

Условно можно разделить весь процесс получения масла заданного качества на две стадии: получение базового масла и проверка его качества, компаундирование базового масла с комплексом присадок и отбор пробы после компаундирования.

Базовое масло является основой получаемого продукта и его качество является важным параметром при производстве товарного масла. Поэтому очень важно контролировать его соответствие ГОСТ или ТУ. Контроль качества базового масла производят по следующим параметрам: плотность при 20°С, кинематическая вязкость, температура вспышки в закрытом тигле, температура вспышки в открытом тигле, кислотное число, коксуемость, зольность, щелочное число, цвет, содержание серы, наличие механических примесей, массовая доля воды, массовая доля водорастворимых щелочей и кислот, число диэмульсации, температура застывания, коррозионность.

При получении базового масла с другого предприятии транспортными средствами: сверяются номера железнодорожных цистерн (вагонов) с номерами, указанными в товарно-транспортных накладных; проверяются наличие и исправность пломб на железнодорожных цистернах (вагонах) и чистота нижних сливных устройств, наличие маркировки на таре с нефтепродуктами, соответствие маркировки отгрузочным документам и исправность тары; проверяются наличие, полнота и правильность заполнения паспорта качества и копии сертификатов (деклараций) соответствия или информации о сертификации (декларировании), приложенных к документам отправителя, и сверить данные паспортов с требованиями нормативного документа; отбираются точечные пробы и составляются объединенная проба (в соответствии с установленными требованиями) для проведения приемо-сдаточного анализа; регистрируется отобранная объединенная проба в журнале регистрации проб и проводится приемо-сдаточный анализ; сравниваются данные приемо-сдаточного анализа с данными паспорта качества поставщика и дается разрешение на слив; заносятся данные паспорта качества поставщика и результаты приемо-сдаточного анализа в журнал анализов; делается отметка в паспортах качества поставщика и в журнале регистрации проб номеров транспортных средств, которыми доставлены нефтепродукты, и номер резервуара, в который они слиты (в какое хранилище помещены) [2].

Перед применением комплексов присадок выполняется осмотр тары в которой они находятся и проверяется соответствие сопроводительных документов.

Перед началом приготовления товарного масла подготавливается оборудование. Подготовка оборудования заключается во внешнем осмотре аппаратов, насосов, трубопровода и запорной арматуры, внутреннем осмотре емкостного оборудования, очистке емкостей, промывке базовым маслом, проверки трубопровода на герметичность и проходимость, осмотре движущихся частей и механизмов насосов и мешалок, подготовке рабочего места и соответствии рабочего места требованиям документации и технике безопасности.

После перемешивания базового масла и присадок отбирается проба масла на полный анализ в присутствии представителя лаборатории технического контроля. Если хотя бы по одному из показателей получают не соответствующий результат, то по нему проводят повторные испытания, взяв еще одну пробу. При неудовлетворительном результате бракуется вся партия. При получении результатов соответствующих ГОСТ оформляется паспорт на готовую продукцию и производится налив соответствующую тару и доставка потребителю. Основные показатели качества, указываемые в сопровождающих документах: знак базового масла, показывающий, из какой нефти оно изготовлено, плотность, содержание предельных углеводородов, компонентный состав, содержание серы, другие примеси, кинематическая вязкость, индекс вязкости, температура застывания.



1.3 Характеристика сырья и продукции

Масло М-20Е70 состоит из базового масла, получаемого смешением дистиллятного и остаточного компонентов, а также различных товарных масел с композицией присадок. Масло М-20Е70 - моторное масло для судовых, тепловозных и других дизельных двигателей. Предназначено для смазывания цилиндров главных судовых крейцкопфных дизелей высокой степени форсирования при работе преимущественно на высокосернистых тяжелых топливах.

Масло ИГП-114 - индустриальное дистиллятное, остаточное или смесь дистиллятного и остаточного нефтяных масел из сернистых нефтей глубокой селективной очистки с антиокислительной, противоизносной, антикоррозионной и антипенной присадками. Масло ИГП-114 используют в гидравлических системах тяжелого прессового оборудования и для смазывания шестеренчатых передач, средненагруженных зубчатых и червячных редукторов.

Компрессорное масло К2-24 содержит присадку, улучшающую антиокислительные и противоизносные свойства. Применяют для смазывания многоступенчатых поршневых компрессоров высокого давления, в том числе компрессоров воздухоразделительных установок.

Присадка С-300 - высокощелочной сульфонат кальция, полученный на минеральной основе. Применяется совместно с другими детергентами и ингибиторами в производстве моторных масел для бензиновых и дизельных двигателей. Улучшает моющие и нейтрализующие свойства смазочных масел

Присадка ПМС - 200А предназначена для использования в качестве пеногасящей присадки к нефтяным маслам. Продукт представляет собой жидкий полидиметилсилоксан., используется в виде эмульсии для предотвращения образования пены [3].



Таблица 1.3.1 - Характеристика сырья

Наименование	Показатели качества, обязательные для проверки	Норма	Методы контроля ГОСТ
Базовое масло ИГП - 114 (ГОСТ 12337-84)	Вязкость кинематическая при 100°С, /с, в пределах	13.5-14.5	ГОСТ 33
	Индекс вязкости, не менее	85	ГОСТ 25371
	Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже	205	ГОСТ 4333
	Температура застывания, °С, не выше	минус 15	ГОСТ 20287
	Щелочное число, мг КОН на 1 г масла, не более	1,0	ГОСТ 11362
	Зольность, %, не более	0,2	ГОСТ 12417
Базовое масло К2 - 24 (ТУ 38.4015843-92)	Вязкость кинематическая при 100°С, /с, в пределах	21-25	ГОСТ 33
	Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже	270	ГОСТ 4333
	Температура застывания, °С, не выше	минус 10	ГОСТ 20287
	Индекс вязкости, не менее	82	ГОСТ 25371
	Зольность, %, не более	0,06	ГОСТ 12417
	Щелочное число, мг КОН на 1г масла, не выше	0,35	ГОСТ 11362
Присадка С - 300 (ТУ 38.301-19-115-99)	Вязкость кинематическая при 100°С, /с, в пределах	70	ГОСТ 33
	Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже	180	ГОСТ 4333
	Щелочное число, мг КОН/г	120-150	ГОСТ 11362
	Содержание воды, % масс.	0,06	ГОСТ 20284
	Содержание мех. примесей	0,08	ГОСТ 2477
Присадка ПМС - 200А (ОСТ 6-02-20-79)	Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже	300	ГОСТ 4333
	Температура застывания, °С, не выше	минус 60	ГОСТ 20287
	Вязкость кинематическая при 100°С, /с, в пределах	40-350	ГОСТ 33



Таблица 1.3.2 - Характеристика готовой продукции

Наименование	Показатели качества, обязательные для проверки	Норма	Методы контроля ГОСТ
Масло М-20Е70 (ГОСТ 12337-84)	Вязкость кинематическая при 100 °С, мм2/с	20-23	ГОСТ 33
	Индекс вязкости, не менее	90	ГОСТ 25371
	Щелочное число, мг КОН/г	70	ГОСТ 13362
	Зольность сульфатная, %	10,5	ГОСТ 12417
	Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже	200	ГОСТ 4333
	Температура застывания, °С, не выше	минус 12	ГОСТ 20287
	Степень чистоты, мг/100 г, не более	0,03	ГОСТ 6370
	Содержание воды, % масс.	следы	ГОСТ 20284

1.4 Планирование месторасположения предприятия

Планирование местоположения любого предприятия является важным и ответственным шагом. Местоположение позволяет анализировать транспортные расходы предприятия и более грамотно планировать процесс функционирования.

Выбирая местоположение предприятия, нужно осознавать, что этот выбор должен обеспечить стабильное получение дохода в течение длительного времени в результате деятельности на выбранном месте.

Размещение оказывает сильное влияние на величину затрат как производственных, так и сервисных фирм, поскольку транспортные затраты на доставку товара к местам реализации в отдельных случаях могут достигать 25% от его цены. К тому же размещение предприятия влияет и на величину налогов, заработной платы и затрат на материалы.

Необходимо помнить, что сделанный однажды выбор относительно местоположения изменить достаточно проблематично. Поэтому к этому вопросу необходимо подходить очень серьезно. Например, если расположить предприятие в регионе с высокой стоимостью энергоресурсов, то даже современное стратегическое управление не оправдает утраченное преимущество. Справедливо это и для стратегии использования трудовых ресурсов, если наемный труд в выбранном регионе характеризуется высокой оплатой труда, слабой профессиональной подготовленностью или низкой трудовой дисциплиной.

На примере местоположения предприятия ООО «Волгохимнефть» можно с твердой уверенностью сказать, что месторасположения предприятие выбрано экономически и стратегически верно.

Общая схема положения предприятия показана на рисунке 1.4.1 [4].

Предприятие располагается в южной части города Волгограда, где имеются предприятия «Лукойлнефтепереработка» и «Каустик».

Рисунок 1.4.1 - Местоположение ООО «Волгохимнефть»

С предприятия «Лукойлнефтепереработка» на «Волгохимнефть» поступает базовое масло, на основе которого и производятся многие товарные продукты. Удобным способом доставки базового масла является наличие железнодорожной ветки и автомобильной магистрали «Волгоград - Астрахань» расположенные вблизи самого предприятия.

На предприятии «Каустик» расположены очистные сооружения, в настоящее время необходимые при любом нефтеперерабатывающем производстве.

В Кировском районе города Волгограда функционируют Волгоградский политехнический колледж имени Вернадского и Российский государственный университет туризма и сервиса, которые выпускают дипломированных специалистов по широкому спектру специальностей для работы на нефтеперерабатывающем и химическом производстве.



2. Сервисная часть

2.1 Литературный обзор

2.1.1 Способы и устройства для приготовления масел

Товарные масла получают смешением базовых дистиллятных масел друг с другом или с остаточными компонентами и комплексами присадок.

Смешение - один из важных процессов заключительной стадии производства товарных нефтепродуктов, включающий в себя разработку и использование наиболее эффективных технологических схем и систем управления, расчеты оптимальных рецептур смесей с учетом показателей свойств товарных масел.

В зависимости от требований к качеству товарных масел, наличия необходимых компонентов, объема резервуарных парков и технических возможностей производства применяют различные способы смешения: периодическое смешение в трубопроводе и непрерывное смешение в трубопроводе.

Периодическое смешение относится к числу старых методов и заключается в последовательной закачке базовых масел в резервуар и циркуляции смеси насосом до получения однородного по составу и свойствам продукта. При достижении необходимой вязкости масла в резервуар закачивают присадки и смесь прокачивают через подогреватель в течении 6 - 8 часов. Этот способ имеет низкую производительность и трудоемок. Используется обычно на заводах, выпускающий ограниченный ассортимент товарных масел. При частичном смешении в трубопровод одновременно вводятся все компоненты товарных масел в необходимых соотношениях. Состав и свойства масел окончательно корректируют, добавляя необходимые количества компонентов. Такой метод смешения используется для приготовления масел состоящих из небольшого числа компонентов довольно постоянного качества.

Значительно эффективнее и экономичнее схема непрерывного смешения компонентов масел и присадок в трубопроводах с использованием автоматизированных станций смешения. В этом случае все компоненты подают в трубопровод в точно заданных соотношениях, и в любой момент в смесительном коллекторе получают товарное масло требуемого качества. При этом обязательно используют автоматические анализаторы качества на потоках, на технологических трубопроводах устанавливают фильтры, газоотделители, измерители расхода и исполнительные устройства. Узким место при смешении является дозирование присадок, имеющее ряд особенностей по сравнению с введением основных базовых компонентов: малые расходы, высокая вязкость, токсичность, возможность кристаллизации.

Автоматическое смешение компонентов масел в трубопроводе обеспечивает непрерывность процесса компаундирования и позволяет снизить температуру, время приготовления масел за счет исключения циркуляции, повысить точность дозировки компонентов, сократить расходы дорогостоящих компонентов и присадок, а также электроэнергии.

Для стабилизации расходов и качественных показателей компонентов, поступающих на смешение, между установками и узлом смешивания часто вводят промежуточные резервуары небольшой емкости для хранения избытка компонента (или возмещения их недостатка). На многих заводах используют комбинированную схему смешения.

Широко используют схему смешения по базовому компоненту, т.е. один или два основных компонента подают непосредственно с технологических установок, а другие компоненты из резервуаров.

Высококачественные товарные масла приготовляют с обязательным введением присадок, чаще всего композиций присадок разного функционального действия. Суммарное содержание присадок в маслах составляет обычно 3 - 8 процентов, а в некоторых маслах доходит до 15 - 17 процентов.

Перечень присадок к маслам:

а) вязкостные (загущающие), изменяющие вязкость и индекс вязкости масла (полиизобутилен, полиметакрилат);

б) антиокислительные, снижающие окисление масла в нормальных условиях и при высокой температуре в контакте с воздухом в двигателях внутреннего сгорания;

в) антифрикционные, способствующие предохранению трущихся поверхностей от прямого контакта и износа за счет удерживаемой между ними пленки масла;

г) противозадирные, предотвращают сухой контакт трущихся

поверхностей при больших нагрузках;

д) противокоррозионные и ингибиторы коррозии;

е) моющие и диспергирующие, предотвращающие осаждение продуктов окисления масла на металлические поверхности в виде нагара;

ж) антипенные, предотвращающие образование стойкой масляной пены;

з) адгезионные, предотвращают растекание масла из точек смазки, например в узлах трения прибора.

Многофункциональные присадки - присадки, обладающие двумя или более функциональными действиями [5].

В процессах смешения используется следующие виды оборудования: мешалки, насосы, запорная и регулирующая аппаратура, подогревательная устройства, емкости, счетчики расходомеры, фильтры и т.д.

Для подачи нагретого базового масла и присадок в мешалку используются насосы, так как обрабатываемая среда вязкая, то используются шестеренные насосы.

Зубчатый (шестеренный) насос состоит из двух шестерен, расположенных в корпусе. Одна из шестерен приводится в движение расположенным на одной оси электродвигателем, а вторая получает вращение от первой благодаря плотному зацеплению зубьев. При работе жидкость захватывается зубьями колес, отжимается к стенкам корпуса и перемещается со стороны всасывания на сторону нагнетания. Переток жидкости в обратном направлении практически отсутствует из-за плотного сцепления зубьев.

Рисунок 2.1.1.1 - Схема шестеренного насоса 1 - корпус; 2 - шестерня.

Преимущества: простота конструкции; высокая надёжность в сравнении; низкая стоимость; способность работать при высокой частоте вращения.

Шестеренный насос предназначен для перекачки вязких жидкостей с которыми не справляются вихревые и центробежные насосы, а так же может применяться для перекачки жидкостей с высокой температурой (до 300°С). В частности, масел, нефти, мазута, дизельного топлива и др [6].

После подачи в мешалку базовое масло и присадки при определенной температуре тщательно перемешиваются. Перемешивание, способ получения однородных смесей. Перемешивание производится преимущественно в емкостных аппаратах с перемешивающими устройствами - мешалками. Процесс заключается в распределении растворенных веществ, взвешенных частиц и теплоты, а также в диспергировании капель и пузырьков в жидкости путем приведения ее в вынужденное движение. При этом возникает циркуляционное течение жидкости по окружности и в меридиональном направлении, сопровождающееся появлением напряжений сдвига. Характер и интенсивность перемешивания зависят от конструкций аппаратов и мешалок.

Рисунок 2.1.1.2 - Аппарат с мешалкой

1 - корпус; 2- мотор-редуктор; 3- стойка; 4 - уплотнение; 5 - вал; 6 - мешалка; 7 - перегородка; 8 - рубашка; 9 - опора-лапа; 10 - труба для передавливания смеси.

Аппараты изготовлены, как правило, из углеродистых, низколегированных, Ni- и Mg-содержащих сталей (в том числе двухслойных), реже - из чугуна или Ti и его сплавов; для защиты деталей от коррозии применяют также стеклоэмалевые покрытия, гуммирование, футеровку или полимерными пленками. Аппараты для работы при атмосферном давлении снабжены плоскими днищами и крышками, под давлением или в вакууме -эллиптическими. Приводом мешалок служит обычно редуктор, соединенный с электродвигателем (мотор-редуктор) и размещенный на стойке, которая устанавливается на крышке аппарата.



Рисунок 2.1.1.3 - Конструкция мешалок а - якорная; б - рамная.

В данном случае для более тщательного перемешивания лучше использовать якорную или рамную мешалку.

Для контроля подачи базового и присадок масла устанавливаются масляные расходомеры. Работа расходомера обычно основана на измерении разницы давления по обе стороны от препятствия в потоке масла.

Обычно расходомеры оборудованы аварийной сигнализацией. Они также могут иметь циферблатный индикатор.

Защитная арматура -- вид трубопроводной арматуры, предназначенный для защиты технологических систем, оборудования, трубопроводов, насосов и сосудов под давлением от возникновения или последствий аварийных ситуаций. В результате эксплуатации могут возникать различные проблемы, обусловленные неисправностями оборудования, неправильным ведением технологического процесса, другими сторонними факторами. Они могут повлечь за собой гидроудары при внезапном изменении потока среды на обратный, что может привести к поломке насосов и других устройств. Также при повреждении или разрушении трубопроводов или оборудования систем, если не ликвидировать или ограничить течь защитной арматурой, можно нанести серьёзный вред производственным помещениям, персоналу, экологии окружающей среды, в особенности в случае применения в системе взрыво- и пожароопасной, токсичной или радиоактивной рабочей среды. К защитной арматуре относятся: обратный клапан; отключающие клапаны; отсечная арматура.

Регулирующая арматура -- это вид трубопроводной арматуры, предназначенный для регулирования параметров рабочей среды. В понятие регулирования параметров входит регулирование расхода среды, поддержания давления среды в заданных пределах, смешивание различных сред в необходимых пропорциях, поддержание заданного уровня жидкости в сосудах и некоторые другие. Выполнение всех своих функций регулирующая арматура осуществляет за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение. В зависимости от конкретных условий эксплуатации применяются различные виды управления регулирующей арматурой, чаще всего при этом используются внешние источники энергии и управление по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Используется также автоматическое управление непосредственно от рабочей среды. В зависимости от параметров рабочей среды (давления, температуры, химического состава и др.) к каждому виду регулирования предъявляются различные требования, что привело к появлению множества конструктивных типов регулирующей арматуры. Основные виды: регулирующий клапан: запорно-регулирующий клапан; смесительные клапаны; регуляторы давления прямого действия; регулятор уровня [7].

Хранение нефти в промежуточных парках и парках смешивания осуществляется в стальных цилиндрических резервуарах. Отгрузка мелких партий товарной продукции производится в стальных бочках и бидонах.

2.1.2 Методы и средства анализа сырья и получаемого масла

После получения товарного масла в обязательном порядке проводится контроль качества. Контроль качества осуществляется по показателям представленным ниже.

Основные показатели качества масла.

Динамическая вязкость - это внутреннее трение или свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц под влиянием действующих на них внешних сил. Она характеризует несущую способность (косвенно) и прокачиваемость жидкости. Измеряют ее с помощью вискозиметров.

Кинематическая вязкость - показывает зависимость между динамической вязкостью и плотностью жидкости. Это основной показатель смазочных масел. Ее определяют при помощи капиллярных вискозиметров путем измерения времени протекания известного объема жидкости через небольшое калиброванное отверстие при заданной температуре.

Индекс вязкости - эмпирическое число, которое указывает на степень изменения вязкости масла с изменением температуры. Моторные масла должны иметь индекс вязкости не ниже 80, зимние сорта- не ниже 90, а всесезонные - не ниже 100. Для повышения вязкости используют маслорастворимые полимеры или полимерные (синтетические) масла. Стандарт устанавливает два метода расчета индекса вязкости нефтепродуктов и родственных им продуктов в зависимости от кинематической вязкости при 40 и 100 °С: А - с индексом вязкости от 0 до 100 включительно; В - с индексом вязкости от 100 и выше (ГОСТ 25371-82).

Плотность - представляет собой отношение массы продукта к массе воды того же объема и определяется с помощью различных приборов - ареометров, пикнометров и весов. Обычно приводится при 20°С, так как изменяется с изменением температуры.

Температура вспышки - минимальная температура, при которой происходит кратковременное воспламенение паров нефтепродуктов в условиях испытания. В смазочных маслах определяют температуру вспышки в открытом тигле, а в светлых нефтепродуктах - в закрытом. Горючие жидкости с температурой вспышки не выше 61°С относят к легковоспламеняющимся жидкостям.

Температура воспламенения - наименьшая температура, при которой нагреваемый в стандартных условиях продукт загорается при поднесении к нему пламени и горит в течении 5 с.

Температура самовоспламенения - температура возгорания паров нефтепродуктов без контакта с пламенем в условиях испытаний. Для измерения температуры самовоспламенения жидкостей используют метод ASTM E 659 и метод Кливленда ASTM D92 (ГОСТ 4333). Сущность методов заключается в нагревании пробы в открытом тигле с установленной скоростью до тех пор, пока не произойдет вспышка паров.

Температура застывания - температура, при которой жидкость теряет подвижность. Определение температуры застывания - пробирку с продуктом и термометром укрепляют в муфте, помещают в сосуд с охлаждающей смесью. При достижении предполагаемой температуры застывания пробирку наклоняют под углом 45°С и, не вынимая ее из охлаждающей смеси, держат так в течение 1 мин. Вынимают пробирку с муфтой из бани и смотрят не сместился ли мениск. Если мениск сместился, то испытание повторяют при температуре ниже предыдущей на 4°С.

Температура помутнения - температура, при которой в охлаждаемом в стандартных условиях масле или дистиллятном топливе появляется "облако" кристаллов парафина. Характеризует тенденцию вещества забивать фильтры или небольшие масляные (топливные) отверстия в холодную погоду.

Фракционный состав - состав нефтепродукта, определяющий количественное содержание фракций, выкипающих в определенных температурных пределах, остаток и потери при перегонке в заданных условиях. нефтяной масло сырье

Испаряемость - эксплуатационная характеристика, характеризующая способность нефтепродуктов переходить из жидкого состояния в газообразное. Испаряемость масел и смазок при данной температуре определяют по потере массы образца в течении 1 часа, выраженной в % массовых от взятой навески.

Щелочность - характеризует количество оснований щелочных элементов, которые могут нейтрализовать свободные кислоты в масле, например кислые продукты окисления масла или продукты горения сернистых топлив, попадающие в моторные масла. Для моторных масел - это основной показатель, характеризующий запас качества или уровень эксплуатационных свойств (косвенно характеризует количественное содержание присадок). Щелочность масел определяется в лабораторных условиях титрованием с цветным индикатором или потенциометрическим титрованием соляной или хлорной кислот раствором масла в органических растворителях.

Содержание серы - определяется методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии, метод обеспечивает быстрое и точное измерение общей серы в нефти и нефтепродуктах с минимальной подготовкой образца. Время анализа образца обычно 2 - 4 мин.Сущность метода состоит в том, что испытуемый образец помещают в пучок лучей, испускаемых источником рентгеновского излучения. Измеряют характеристики энергии возбуждения от рентгеновского излучения и сравнивают полученный сигнал счетчика импульсов с сигналами счетчика, полученными при испытании заранее подготовленных калибровочных образцов (ГОСТ Р 51947-2002).

Моющие свойства - способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя в процессе эксплуатацию.

Диспергирующие свойства - способность масла препятствовать образованию крупных частиц продуктов окисления и при появлении разрушать их.

Коррозионная активность - это качественная оценка склонности нефтепродуктов вызывать коррозию на поверхности металлического образца (пластины или стержня) после испытаний в этом нефтепродукте. При этом, коррозия медных образцов оценивается изменением цвета, чугунных и стальных образцов - количеством очагов коррозии (пятен, точек и потускнения), а свинцовых образцов - потерей их веса.

Антипенные свойства - характеризуют способность жидкости выделять воздух без образования пены.

Антиокислительная стабильность масла - способность масла противостоять высоким температурам. Характеризует длительность работы масла в системе без замены.

Смазывающие свойства - характеризует возможность масел улучшать работоспособность трущихся поверхностей путем максимального уменьшения износа и трения. Они оцениваются показателем износа, антифрикционными и противозадирными свойствами Для лабораторной оценки противоизносные и антифрикционных свойств наиболее широко применяют четырехшариковую машину трения ЧШМ и вибротриметр "Optimol SRV" с возвратно - поступательным движением пары трения "шар - плоскость". Смазочные свойства масел позволяют судить об их способности предотвращать любой вид удаления материала с контактирующих поверхностей (нормальный износ, схватывание, задир, выкрашивание и др.).

Содержание воды - определяется путем нагревания пробы масла с обезвоженным бензином в дистилляционном аппарате Дина-Старка, снабженном холодильником и градуированным приемником. Конденсированные растворитель и вода непрерывно разделяются в приемнике. Вода остается в градуированной части ловушки, а бензин возвращается в дистилляционный сосуд. Норма содержания воды не более 0,03% воды.

Содержание механических примесей - определяют путем фильтрования 100 г нефтепродукта, разбавленного в бензине, через высушенный и взвешенный бумажный фильтр. Осадок на фильтре промывают бензином или спиртово-толуольной смесью. Затем фильтр опять высушивают и взвешивают. В зарубежной практике содержание механических примесей и воды определяют путем оценки массы нерастворимого осадка, выделяющегося при центрифугировании бензинового раствора испытуемого нефтепродукта.

Содержание золы - определяют путем сжигания массы испытуемого нефтепродукта и прокаливания твердого остатка при заданной температуре до постоянной массы. При определении сульфатной золы полученный твердый (углистый) осадок превращают в сульфаты путем двукратной обработки серной кислотой и прокаливания сульфатной золы при заданной температуре до постоянной массой. Обычно зольность масел составляет 0,002- 0.4 %.

Цвет - масла оценивают в единицах ЦНТ на колориметре визуальным путем, сравнивая с цветными светофильтрами, каждый из которых имеет номер, соответствующий единице цветности. Если цвет нефтепродукта более 8,0 единиц ЦНТ, то готовят раствор 15 мл нефтепродукта в 85 мл растворителя [3].

2.2 Обоснование технологической схемы

Технологическая схема производства моторного масла М-20Е70 представлена на рисунке 2.3.1. В отличии от технологической схемы производства моторных масел, используемой на предприятии ООО “Волгохимнефть”, данная схема является двухпоточной, т.е при необходимости можно одновременно получать два различных, по своему составу, вида масла.

Процесс получения определенной марки масла в основном заключается в изменении комплекса присадок и базового масла. В связи с этим нужно отметить, что важной особенностью данной технологической схемы является её универсальность, которая заключается в том, что при необходимости по данной схеме можно получить моторное масло заданного состава, практически любой марки. При этом основная подготовительная работа сводится к очистке аппаратов и трубопровода от остатков используемого масла и комплекса присадок.

Очистка емкостей и мешалок не вызывает особых трудностей, в то время как очистка трубопровода требует значительно большего времени и усилий. В связи с этим в технологической схеме предусмотрена очистка трубопровода с помощью специальных резиновых поршней. Один из таких поршней представлен на рисунке 2.2.1.

Рисунок 2.2.1 - Поршень разделитель резиновый

После окончания перекачки по трубопроводу масла в него помещаются специальные поршни, которые двигаются по всей длине трубы. Поршни зачищают внутренние стенки трубы, двигаясь с помощью технического воздуха подаваемого в эту же трубу под давлением 4 - 6 атмосфер. В результате после прогона поршней труба вновь становится чистой и пригодной для перекачки через нее нового вида масла.

В целях безопасного ведения процесса на мешалках и емкостях, в которых происходит циркуляция получаемого масла, установлены огнепреградители. Которые препятствуют проникновению в аппарат искр или открытого огня, препятствуя дальнейшему распространению огня.

В данной технологической схеме предусмотрена возможность учета количества перекачиваемого сырья. При подаче базового масла и присадок учет производится с помощью массовых счетчиков, что способствует поддержанию заданной дозировки сырья.

При нагревании сырья до заданной температуры, в аппарате могут возникнуть окислительные реакции, что может привести к резкому возрастанию давления внутри аппарата. Для того чтобы этого не происходило в перемешивающие аппараты подают азот, для сохранения инертного состояния смеси.

Несмотря на то, что в технологических аппаратах и по всей длине трубопровода постоянно поддерживается чистота, на выходе трубопровода стоят фильтрующие элементы, обеспечивающие дополнительную очистку готового продукта.

2.3 Описание технологической схемы

Приготовление моторного масла для дизельных двигателей М - 20Е70 осуществляется в цехе производства масла и СОЖ ООО ВПП «Волгохимнефть». Масло М - 20Е70 (ГОСТ 12337 - 84) состоит из базового масла, получаемого смешением дистиллятного и остаточного компонентов, а также различных товарных масел с композицией присадок. Масло М - 20Е70 изготовляется партиями. Партией считается любое количество продукта, однородного по своим качественным показателям сопровождаемого одним документом о качестве.

Продукт изготовляются простым смешением исходных компонентов при температуре (20-40)?С. Приготовление продукта осуществляется в герметично закрытой аппаратуре, исключающей его прямой контакт с обслуживающим персоналом. Исходные компоненты, а также готовый продукт перекачиваются насосом по трубопроводами. Стоки, а также вредные выбросы в воздух рабочей зоны и атмосферу отсутствуют.

Процесс изготовления моторного масла периодический и состоит из следующих стадий:

а) подготовка сырья и оборудования;

б) приготовление комплекса присадок (КП -1);

в) смешение масла с комплексом присадок КП -1;

г) анализ, отгрузка готового продукта.

Подготовка сырья заключается в проверки составления его качества требованиям ГОСТ или ТУ, расчет количества компонентов, размещения его в промежуточных емкостях. Все компоненты применяются в производстве при наличии паспорта поставщика и после проведения входного контроля по обязательным показателям. Базовое масло и присадки поступают в железнодорожных, автомобильных цистернах или бочках.

Подготовка оборудования заключается во внешнем осмотре аппаратов, насосов, трубопровода и запорной арматуры, внутреннем осмотре емкостного оборудования, очистке емкостей, промывке базовым маслом, проверке трубопроводов на герметичность и проходимость, осмотре движущихся частей и механизмов насосов и мешалок, подготовке рабочего места и соответствии рабочего места требованиям технической документации и технике безопасности.

Таблица 2.3.1 - Рецептуры приготовления масла М-20Е70

Наименование	Расход компонентов
	% масс.	На 1т продукта, кг
Присадка С - 300	25	250
Присадка ПМС - 200А	0,03	0,3
Масло базовое К-2-24	29,98	299,8
Масло базовое ИГП - 114	44,99	449,9

Технологическая схема приготовления масла М - 20Е70 представлена на рисунке 2.3.1. Приготовление комплекса присадок осуществляется в аппаратах позиции СМ1 и СМ2. Перед загрузкой проверяется чистота аппарата и, при необходимости, промывают базовым маслом или зачищают [8]. Из емкостей позиции Е2 и Е3 в аппараты позиции СМ1 и СМ2 соответственно, загружают расчетное количество нагретого базового масла. Контроль расхода компонента ведется по массовым счетчикам позиции С2 и С3. Параллельно с эти по магистральному трубопроводу в аппараты позиции СМ1 и СМ2 подается базовое масло К2 - 24, контроль расхода компонента ведется по счетчику позиция С4.

После загрузки расчетного количества базового масла (20%) в мешалку включается перемешивающее устройство и обогрев.

При температуре масла 20 - 40? С в перемешивающий аппарат с помощью насоса позиция Н1 закачивается расчетное количество присадки С - 300 из емкости позиция Е1. С помощью насоса позиция Н2 закачивается расчетное количество присадки ПМС - 200А. Контроль расхода компонентов ведется по счетчику позиция С1.

После загрузки всех соответствующих компонентов, смесь перемешивают в течение 2 часов при температуре 20 - 40?С до получения однородной массы.

Смешивание базового масла с комплексом присадок КП-1. В подготовленные аппараты Е4 и Е5 загружается расчетное количество базового масла. Включается перемешивание по схемам Е4>Н7>Е4 и Е5>Н8>Е5, а также поддерживается обогрев аппарата. Базовое масло подогревают до 20-40? С при постоянном перемешивании и циркуляции насосами позиции Н7 и Н8. При достижении в аппаратах позиции Е2 и Е4 указанной температуры из аппаратов позиции СМ1 и СМ2 насосами позиции Н5 и Н6 соответственно, закачивают комплекс присадок КП-1, а аппараты позиции СМ1 и СМ2 промывают расчетным количеством (40%) базового масла в течении 30 минут, а затем подают насосами в аппараты позиции Е4 и Е5. Смесь загруженных компонентов перемешивают в емкостях Е4 и Е5 с одновременной циркуляцией насосами позиции Н7 и Н8 1-2 часа при температуре 20 - 40? С.

В рассматриваемой технологической схеме в связи с высокой степенью вязкости используемого сырья используют мешалки рамного типа, обеспечивающие высокую степень перемешивания всех компонентов. По этой же причины для перекачки сырья по трубопроводу используют насосы шестеренные - Ш-80-2,5-37,5, обеспечивающие заданную скорость налива аппаратов. Кроме того шестеренные насосы отличаются простой и надежной конструкцией и экономически более эффективны при использовании в данной схеме.

Для предотвращения распространения огня, в случае аварии, на линиях нагнетания в мешалках и емкостях установлены огнепреградители. Огнепреградитель предназначен для временного предотвращения проникновения пламени внутрь резервуара с маслом при воспламенении выходящих из него взрывоопасных паров с воздухом.

Использование в схеме линии подачи азота обусловлено образованием в перемешивающих и нагревающих аппаратах окислительных реакций, что в свою очередь может спровоцировать взрыв. Это является серьезной опасностью для ведения процесса и жизни обслуживающего персонала. При подаче газообразного азота в аппараты перемешивания и нагревания, поддерживается инертная атмосфера внутри аппарата [9].

Для поддержания заданного качества и чистоты готового продукта на сливной линии установлены фильтры, очищающие товарный продукт от возможных продуктов выработки аппаратов и механизмов.

После окончания перемешивания оператор отбирает пробу масла на полный анализ в присутствии представителя лаборатории технического контроля. Отбор пробы осуществляется через специальный шаровой вентиль.

При получении результатов анализов, соответствующих требованиям действующего ГОСТ, на готовое моторное масло М - 20Е70 оформляют паспорт, и откачивается в товарный резервуар или производится налив в бочки с контролем расхода по счетчикам позиции С5 и С6.



2.4 Организационная структура системы сервиса

Под организационной структурой управления понимается упорядоченная совокупность устойчиво взаимосвязанных элементов, обеспечивающих функционирование и развитие организации как единого целого.

Не требует доказательств тот факт, что каждая организация представляет собой весьма сложную в техническом и экономическом плане структуру. И от выбора стратегии ее работы, от конкретного способа взаимодействия и сопряжения звеньев ее составляющих, зависит если не успех предприятия целиком, то очень значительная его часть.