Не ну для фанатов его масла конечно прокатит ) Лучше реально делал бы масло с хорошей минералкой , прожарка была бы топ, сколько в сети этих прожарщиков и никакой рекламы не надо
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
Здесь про CTL -
Рассуждения AI-секретаря по маслам и не только
Sir Argentum’s AI Secretary Contemplates the World of Oils • Страница 1
oil-glup.ru
(как и про GTL)
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
Кольцевая (нафтеновая) структура изменяет распределение σ-электронов, делая облако более легко искажаемым - повышается поляризуемость и эффективность индуцированных диполей (Лондонские силы). Компактная, менее гибкая форма увеличивает плотность контакта с плоскими и поляризуемыми фрагментами растворимых молекул, усиливая адсорбцию. В терминах параметров растворимости это проявляется в различии когезионной энергии и значений Hansen/Hildebrand, что повышает совместимость с поляризуемыми смолами и ароматическими компонентами. Практически: нафтеновые фракции лучше растворяют присадки и смолы, тогда как линейные парафины имеют меньшую поляризуемость и соответственно ниже растворяющую способность.
- Сообщения
- 1,916
- Реакции
- 719
- Баллы
- 2,550
Правда человек так и сказал?
У меня чет не заострилось на этом внимание.
Не лучше ПАО, а "как минералка"?
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
- Сообщения
- 1,916
- Реакции
- 719
- Баллы
- 2,550
STL помню твое ))
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
Можно ли более понятным языком объяснить состав данного масла?
Вложения
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
Это масло на базе FT (GTL и тп)
Для более точного понимания желательно иметь FTIR, содержит модификатор трения на базе молибдена и беззольные антиоксиданты
Только то что смог найти.
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
Логично. Эта компания делает масла на базе GTL.
Если база GTL ‘’сухая’’,какому бренду отдать предпочтение для гражданской вялотекущей эксплуатации?
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
Ранние усилия по модернизации продуктов реакции Фишера-Тропша в топлива, смазочные материалы и полезные вещества
Введение
Существует значительное количество информации о ранних усилиях по превращению углеродистых отложений в полезные продукты с помощью процесса Фишера-Тропша. Большинство обсуждений в литературе сосредоточено на самом процессе Фишера-Тропша, и меньше написано о модернизации углеводородов Фишера-Тропша в топлива, смазочные материалы и другие полезные химикаты. В данной статье рассматриваются некоторые процессы, использовавшиеся для производства топлива, смазочных материалов и химикатов из реакторов Фишера-Тропша, охватывающие военные годы и период вскоре после них. Были изучены документы, полученные из Германии после войны, а также доступная патентная литература. Из-за большого объёма материала здесь обсуждаются только отдельные темы.
Основное внимание немецкой промышленности синтетического топлива было сосредоточено на производстве высокооктанового бензина для Люфтваффе, затем бензина для транспортных средств и дизельного топлива для тяжёлой техники и кораблей. В поздние годы войны также производился авиационный керосин. Люфтваффе требовали высокоароматический авиационный бензин для повышенной энергетической плотности и высокого октанового числа в богатых условиях. Это исключало прямое использование продуктов Фишера-Тропша, но применялись косвенные методы производства высокооктанового бензина. Тем не менее продукты Фишера-Тропша составляли около 9 % общей производственной мощности Германии во время войны.
Из реакторов Фишера-Тропша при низком и высоком давлении получали множество других продуктов. Получались спирты, альдегиды, кетоны, ароматические соединения и олефины. Воски Фишера-Тропша также перерабатывались в мыло и пищевые жиры. Интересно, что по мере роста спроса на высокооктановое авиационное топливо (или сокращения поставок из-за военных повреждений) значительная часть этого химического производства перенаправлялась на топливо.
После войны нефтяные компании опасались сокращения запасов сырой нефти, угрожавшего их бизнесу. В поисках альтернативных источников они обратились к процессам Фишера-Тропша и методам модернизации его продуктов в топлива и смазочные материалы. Открытие крупных месторождений нефти на Ближнем Востоке устранило эту потребность в технологии Фишера-Тропша на многие годы.
Немецкие заводы Фишера-Тропша
В Германии работали два типа кобальтовых заводов Фишера-Тропша — низкого и среднего давления. Некоторые заводы работали только с реакторами низкого давления, некоторые — только среднего, а некоторые — с обоими. В Таблице 1 приведены местоположения и используемые процессы, а в Таблице 1a — типичные выходы для каждого процесса. Прямые продукты этих заводов — лёгкие углеводороды (Gasol), бензин, дизельное масло и воск (Gatsch). Конверсия варьировалась от завода к заводу и от процесса к процессу. Использовались как кобальтовые, так и железные катализаторы. Из-за потребности кобальта в производстве стали значительные усилия были направлены на перевод заводов на железные катализаторы.
Газойль низкого давления (C3–C4) содержал 50–55 % олефинов, газойль среднего давления — 25–30 % олефинов; большая часть бутана была линейной. Эти газообразные продукты либо превращались в бензин реакциями конденсации, либо разливались в бутылки и использовались напрямую как топливо.
[td colspan=4]* На этом заводе первая стадия работала при низком давлении, вторая — при среднем.[/td]
Бензины, полученные по процессам низкого и среднего давления Фишера-Тропша, обладали следующими свойствами:
Для бензинов с конечной точкой кипения 150 °C:
- Содержание олефинов: НД — 33 %, СД — 19 %
- Октановое число (исследовательское): НД — 57, СД — 38
Для бензинов с конечной точкой кипения 200 °C:
- Октановое число (исследовательское): НД — 43, СД — 25
Дизельное топливо, получаемое напрямую из процессов Фишера-Тропша, называлось «Kogasin» и дистиллировалось в диапазоне 150–325 °C. Из-за высокого содержания олефинов эта фракция часто использовалась для дальнейшего синтеза. Производство дизельного топлива включало смешивание с жидкостями низкого цетанового числа, полученными из угля. Продукты Фишера-Тропша с цетановым числом 90–100 отлично повышали цетановое число угольных масел 20–25 до 40–45.
Процесс Фишера-Тропша считался примерно на 20 % дороже в эксплуатации, чем прямое гидрирование угля. Однако продукты были уникальными и высокоценными в химическом синтезе, помимо их ценности для повышения качества дизельной фракции, получаемой из угля.
Синтез бензина из сырья Фишера-Тропша
Большая часть бензина получалась из гидрирования угля, угольных смол и т. п. Это давало высокооктановые ароматические соединения как основной продукт. Спецификации бензинов приведены в Таблице 2. Всё же существовала потребность в высокооктановых парафиновых компонентах для снижения образования отложений и улучшения воспламеняемости. Первичные продукты реакторов Фишера-Тропша имеют низкое октановое число из-за линейной структуры. Октановые числа фракций, кипящих ниже 200 °C, обычно ниже 40.
Кобальтовые процессы Фишера-Тропша обычно давали 10 % изобутена, с увеличением изомерии до 20 % во фракции C8, а фракция C16 состояла полностью из монометилразветвлённых соединений. Железные процессы давали несколько более высокое содержание изомеров — до 20 % во фракции C8. Пытались повысить октановое число изомеризацией и другими химическими методами, но лучший подход — превращение продуктов Фишера-Тропша в бутены, особенно изобутен, с последующей алкилированием до изооктанов и т. п.
Горячая очистка на глине нафтеновой фракции на Ruhrchemie могла повысить октановое число до 20 единиц и давала топливо с октановым числом 81,5.
Бутан дегидрировался в бутен или изомеризовался в изобутен для использования в производстве алкилата. Бутан термически крекировался над катализатором CrO3-K2O-Al2O3, а изобутен получали изомеризацией бутана AlCl3-HCl. Завод в Лейне производил 888 баррелей/день (324 000 баррелей/год) алкилата по этому процессу, хотя мощность составляла более 445 000 баррелей/год. Алкилат с диапазоном кипения 185–392 °F имел октановое число 93–94.
Из-за высокой потребности в высокооктановых компонентах велись работы по разработке процессов прямого получения изопарафинов в реакторе Фишера-Тропша. Институт Кайзера Вильгельма по исследованию угля разработал катализаторы на основе тория, которые давали до 90 % изобутена с выходом 45 %, тогда как обычные кобальтовые и железные катализаторы давали менее 10 % изопарафинов с низким выходом. Это значительно упрощало производство алкилатных бензиновых фракций, таких как 2,2,4-триметилпентан (изооктан) с октановым числом 100. Кроме того, бензин, полученный по процессу «Изосинтез», также имел высокое октановое число. Изучались разные условия давления и температуры, и все бензиновые фракции имели октановое число от 78 до 85. Процесс не был коммерциализирован.
Выходы соединений:
- C4H10: 90 % изобутена, 60–70 % выход
- C5H12: 96–98 % изопентана, 20–30 % выход
- C6, C7, C8: небольшие количества
Это заметно отличается от обычного распределения продуктов Фишера-Тропша с катализаторами Fe и Co.
Изобутен в основном использовался для получения высокооктановых компонентов. Изобутен олигомеризовался в димеры и тримеры, которые затем гидроочищались. Использовались катализаторы, такие как фосфорная кислота или хлорид алюминия. Также практиковалась алкилировка. Смесь бутанов, н-бутана (соотношение 6:1) и немного пропана обрабатывалась H2SO4. Получался алкилат с октановым числом 93–94.
Другие методы получения изобутена также использовались. На одном заводе нормальный бутан изомеризовался над AlCl3 и термически крекировался до изобутена.
Авиационный бензин получался смешиванием 80 % гидрированных угольных масел с 20 % алкилата и 4,5 см³ TEL/галлон.
Аналогично процессу получения изооктана был «Процесс синтеза высших спиртов», который технически не является реакцией Фишера-Тропша, хотя и даёт оксигенаты выше C4. Катализатор аналогичен используемому для синтеза метанола.
Синтез дизельного топлива из сырья Фишера-Тропша
В большинстве отчётов о немецких процессах синтетического топлива Фишера-Тропша мало упоминается производство дизельного топлива. Это, вероятно, связано с сильным акцентом на производство бензина и другие химические процессы. Спецификации дизельного топлива приведены в Таблице 3.
Большая часть дизельного топлива Фишера-Тропша использовалась для повышения качества топливной фракции, получаемой из гидрирования угля, сланцевого масла и смоляных масел. Эти топлива имели цетановое число 20–30 и не подходили напрямую как дизельное топливо. Смешивание проводилось Forschung Wirtschaftliche (WIFO), и составы обычно были секретными. Только при необходимости специальной обработки заводы Фишера-Тропша участвовали в смешении топлива.
Само по себе дизельное топливо Фишера-Тропша не было подходящим для тогдашних немецких дизельных двигателей. По сравнению с обычным дизельным топливом с цетановым числом 47 и плотностью 0,856 дизель Фишера-Тропша показывал увеличение расхода топлива на 5 % и температуры выхлопных газов на 25 %.
Пример дизельного топлива, произведённого по процессу Фишера-Тропша на Ruhrchemie в 1938 и 1943 гг., показан в Таблице 4. Это топливо смешивалось с дизельными фракциями (т. кип. 180–300 °C), полученными из коксового, бурого угольного или низкотемпературного смоляного масла. «Это масло даёт очень чистый выхлоп и лишь небольшое количество угарного газа и предпочтительно, по этой причине, по сравнению с натуральными маслами для использования в подземных двигателях».
Базовые масла из полимеризации олефинов
Синтетические базовые масла составляли лишь около 10 % общего производства смазочных масел в Германии, но попадали в около 45 % авиационных моторных масел благодаря более высоким характеристикам базовой жидкости.
Немцы оценивали четыре различных метода производства базовых масел из продуктов Фишера-Тропша в военные годы: (1) алкилирование ароматических соединений через хлорирование и реакцию с AlCl3 и ароматическими соединениями, (2) хлорирование с последующей прямой полимеризацией, (3) полимеризация выделенной олефиновой фракции, (4) хлорирование, дегидрохлорирование и полимеризация парафиновых восковых фракций. Базовые масла также получали полимеризацией этилена с последующим термическим крекингом.
Пятый метод — прямое алкилирование минеральных базовых жидкостей олефинами Фишера-Тропша над AlCl3 (называемый mischpolymerisation или смешанная полимеризация). Этот метод давал более высокий общий выход высококачественного смазочного материала, чем простая сольвентная очистка сырьевых смазочных фракций нефти. Другие методы синтеза базовых масел включали полимеризацию этилена с AlCl3. Этилен мог быть получен или не получен из процессов Фишера-Тропша в зависимости от расположения завода.
Также изучался дополнительный метод. Воски Фишера-Тропша можно крекировать до олефинов, пригодных для полимеризации в базовые масла для авиационной смазки. Лучшие результаты получались из линейного воска без метильного разветвления, который крекировался в терминальные олефины. Процессы низкого давления Фишера-Тропша давали хорошее сырьё для этого процесса, но процессы более высокого давления давали более разветвлённые продукты, которые давали худшие смазочные материалы.
На Stettin-Pölitz воск Фишера-Тропша и угольный воск крекировался в паровой фазе до 95–97 % альфа-олефинов при 842–896 °F и низком давлении с выходом 40 %. Время пребывания в крекинговых змеевиках — около 0,1 секунды. Полимеризация над AlCl3 давала 49–52 % смазочного базового масла, дизельного топлива, бензина (27–30 %) и тяжёлой фракции, выделенной из остатков катализатора, используемой для смазки паровых цилиндров. Свойства полученных масел показаны в Таблице 4.
Также производилось дизельное топливо с цетановым числом 72 и точкой застывания 0 °C. До 290 баррелей/день базового масла получалось с выходом 50 % от воска на Stettin-Pölitz.
Таблица 5 даёт представительские свойства базовых масел, полученных полимеризацией различных октеновых сырьевых потоков.
Завод Rheinpreussen разработал собственную версию синтетического базового масла, считая, что пенсильванские базовые масла отличные по окислительной стабильности, хотя и содержат некоторые ароматические соединения. Поэтому синтетическое масло с некоторым содержанием ароматических соединений могло иметь превосходную стабильность по сравнению с чисто парафиновыми базовыми маслами (при отсутствии антиоксиданта). Они алкилировали нафталин хлорированным парафином со средним числом углерода 16. Продукт имел ИВ 105 и точку застывания -7 °C. Масло продавалось немецкому флоту и высоко ценилось за службу в дизельных двигателях.
Другие процессы и продукты Фишера-Тропша
Олефины, получаемые в реакции Фишера-Тропша, вместе с выбранными парафиновыми фракциями считались ценным сырьём для многих процессов. Приведённые ниже примеры — лишь немногие из множества применений, найденных немецкими учёными для этих химикатов. Химики I.G. Farbenindustrie считали процесс Фишера-Тропша гораздо более ценным как источник сырья для химических процессов, чем как источник транспортного топлива.
Оксо-процесс также исследовался как источник сырья для производства бензина. Этот процесс берёт олефины из реактора Фишера-Тропша и обрабатывает их CO и H2 над 3–5 % суспензией катализатора Фишера-Тропша при высоком давлении (200 psi), получая альдегиды и кетоны, которые восстанавливаются до спиртов с одним дополнительным атомом углерода (см. Ур. 1). Типичные катализаторы были теми же, что и для синтеза Фишера-Тропша. Процесс никогда не внедрялся из-за высокой стоимости.
Процесс Оксо использовался для производства детергентных спиртов из олефинов Фишера-Тропша. Первичные олефины C11–C17 превращались в спирты, которые затем сульфонировались. Полученные алкилсульфонаты превосходили получаемые прямым сульфонированием олефинов. Спирты также были полезны как промежуточные продукты для пластификаторов. Олефины среднего давления Фишера-Тропша предпочитались олефинам от крекинга воска или высших алканов, поскольку были более линейными и давали продукты с меньшим запахом.
Если использовались узкие фракции олефинов, спирты можно было отделить от алканов и получить 98 % чистые спирты. Ruhrchemie превращала олефины C6–C10 в альдегиды, конденсировала альдегиды в спирты по реакции Канниццаро и этерифицировала их жирными кислотами, получая базовое масло с очень высоким ИВ и точкой застывания -50 °C.
Процесс Synol напрямую производил высшие спирты. I.G. Farbenindustrie считала, что процесс Фишера-Тропша более ценен как источник сырья для химических процессов, чем как источник топлива. Использовалось соотношение CO:H2 1:0,7 при 18–20 атм и 185 °F. Реакция давала следующие выходы:
- Спирты: 35–50 %
- Олефины: 25–40 %
- Парафины: 20–35 %
Спирты отделялись от углеводородов образованием борнокислых эфиров, дистилляцией воды и низших углеводородов, вакуумной дистилляцией для удаления высших углеводородов и гидролизом борного эфира. Сульфонирование спиртов C10–C18 хлорсульфоновой кислотой давало мыла. Спирты C7–C10 комбинировались с кислотами из той же фракции для получения эстеровых пластификаторов. Спирты C9–C14 Synol этерифицировались с адипиновой кислотой для синтетических эстеровых смазок. Спирты Synol с небольшим разветвлением превосходили спирты Оксо для этого применения. Нитрование спиртов дизельной фракции давало топливо с цетановым числом 280 для холодного пуска дизельных авиационных двигателей.
Алкилнатрийсульфонаты производились из потоков Kogasin по процессу Mersol. Этот процесс превращает парафиновые углеводороды в диапазоне 230–320 °C в алкилсульфонаты с выходом 82 % по Ур. 2 над катализатором Ni-W-S. Олефины предварительно насыщались для избежания побочных реакций.
Продукты отправлялись производителям мыла и, хотя уступали натуральным, были удовлетворительны для очистки. Другое применение — эмульсионная полимеризация для ПВХ.
Толуол и другие ароматические углеводороды получались из углеводородов Фишера-Тропша циклизацией над Al2O3-Cr2O3 (20 %). Фракция C7 с олефинами циклизовалась с выходом 90–92 % потока с 50 % толуола.
Водорастворимые оксигенаты
Побочным продуктом синтеза Фишера-Тропша является вода, и значительное количество органических соединений выделялось из водной фракции. Обычно 0,35 % воды — растворимые органические вещества, из которых около 66 % — уксусная кислота. Маслорастворимые жирные кислоты составляли ещё 0,06 % потока продуктов низкого давления (C5–C10). Процесс среднего давления давал около 1 % жирных кислот, половина из которых — в дизельной фракции. 72 000 фунтов/год кислот C11–C18 выделялись и превращались в мыло.
Ещё 700 000 фунтов/год лёгких спиртов (этиловый, пропиловый, бутиловый) извлекались из конденсата процесса среднего давления. Фракция Gasol (C3–C4) с 30 % олефинов превращалась над разбавленной серной кислотой в смесь изопропилового, вторичного и третичного бутилового спиртов. Полимеры использовались как алкилатное высокооктановое топливо, непрореагировавшие парафиновые газы разливались как топливо. На Rheinpreussen 26–28 т сырья превращались в 2,0 т изопропилового спирта и 3,2–3,5 т изо- и трет-бутилового спиртов, остальное — СУГ.
Другие жирные кислоты извлекались нейтрализацией и экстракцией. Кислоты получались обработкой смесями серной и фосфорной кислот. Объём составлял около 0,4 % общих продуктов процесса среднего давления. Rheinpreussen использовал эти кислоты для загустителей смазок.
Применение воска Фишера-Тропша
Как и сегодня, воск Фишера-Тропша в твёрдой форме имел множество применений: покрытие для водонепроницаемой бумаги, наполнитель для резины и т. д., но объёмы были малы. В Германии нашли множество других применений.
Пример производства воска на Ruhrchemie показан в Таблице 6.
Воск низкого молекулярного веса (230–450 °C, C20–C40) окислялся на воздухе над 2 % водным перманганатом в течение ~24 ч. Получали четыре фракции: C8–C10 (16 %), C10–C20 (45 %), C21–C28 (10 %), остаток (9 %). Таким образом, 80 % воска превращалось в кислоты. Три завода перерабатывали 80 000 т/год воска в жирные кислоты.
Большая часть жирных кислот превращалась в мыло, хотя были проблемы с остаточным запахом. Низшие кислоты использовались в различных процессах, средние — для флотации минералов, высшие (C18–24) — в кальциевые соли для загустителей смазок. Остатки использовались как пластификаторы.
Синтетические пищевые жиры получались прямым окислением воска с последующей этерификацией глицерином. Немецкий департамент здравоохранения заключил, что синтетический жир нетоксичен и нераздражающ на основе тестов на животных и людях (заключённых концлагерей). Однако физиологи выражали опасения из-за наличия всех чётных и нечётных углеродных чисел.
Усилия по модернизации после войны
Все крупные нефтяные компании союзников ознакомились с разведывательными отчётами о немецкой промышленности синтетического топлива. Это вызвало большие разработки процессов Фишера-Тропша для дополнения сокращающихся запасов нефти. Патентов по модернизации было меньше, но патентная литература значима. Корни современной технологии гидроизомеризации и гидрокрекинга — в работах Shell Oil Company по модернизации воска Фишера-Тропша.
В 1946 г. исследователи Shell Бернард Гринсфелдер и Роберт Мур (патент США 2,468,746) отметили, что обычные дизельные топлива имеют низкое цетановое число, а парафиновые — высокое, но высокую точку помутнения. Они разработали процесс эффективного превращения высокомолекулярных парафинов в разветвлённые изомеры того же молекулярного веса без значительного разложения.
Этот процесс позволяет контролировать разветвлённость, получая дизельные топлива с цетановым числом выше 50 и точкой застывания от -10 °C до ниже -60 °C.
Применение к более тяжёлым углеводородам — в патенте США 2,475,358 (Мур и Гринсфелдер). Полученные базовые масла существенно отличаются от получаемых полимеризацией этилена или альфа-олефинов в Германии. Отсутствие ветвей длиннее метильных даёт наивысший индекс вязкости и самую низкую точку застывания для данной длины цепи.
Улучшение — парофазная изомеризация с платиновым катализатором (патент США 2,668,866). Получены масла 3,0+ сСт с точкой застывания до -70 °C и ИВ до 169.
Эти ранние попытки изомеризации воска привели к каскаду улучшений, включая современные процессы гидрокрекинга и изомеризационного депарафинирования.
Заключение
Немецкая химическая промышленность проводила широкий спектр исследований по модернизации продуктов Фишера-Тропша в множество ценных веществ — от топлива до пищевых продуктов. Многие современные высококачественные синтетические моторные масла основаны на этих немецких процессах.
Последующие работы в других странах развивали эти открытия. Лишь немногие из них обсуждены здесь. Изучение отчётов и патентов показывает, насколько много было известно о продуктах и процессах Фишера-Тропша в 1938–1950 гг. и насколько современные процессы основаны на той работе.
Введение
Существует значительное количество информации о ранних усилиях по превращению углеродистых отложений в полезные продукты с помощью процесса Фишера-Тропша. Большинство обсуждений в литературе сосредоточено на самом процессе Фишера-Тропша, и меньше написано о модернизации углеводородов Фишера-Тропша в топлива, смазочные материалы и другие полезные химикаты. В данной статье рассматриваются некоторые процессы, использовавшиеся для производства топлива, смазочных материалов и химикатов из реакторов Фишера-Тропша, охватывающие военные годы и период вскоре после них. Были изучены документы, полученные из Германии после войны, а также доступная патентная литература. Из-за большого объёма материала здесь обсуждаются только отдельные темы.
Основное внимание немецкой промышленности синтетического топлива было сосредоточено на производстве высокооктанового бензина для Люфтваффе, затем бензина для транспортных средств и дизельного топлива для тяжёлой техники и кораблей. В поздние годы войны также производился авиационный керосин. Люфтваффе требовали высокоароматический авиационный бензин для повышенной энергетической плотности и высокого октанового числа в богатых условиях. Это исключало прямое использование продуктов Фишера-Тропша, но применялись косвенные методы производства высокооктанового бензина. Тем не менее продукты Фишера-Тропша составляли около 9 % общей производственной мощности Германии во время войны.
Из реакторов Фишера-Тропша при низком и высоком давлении получали множество других продуктов. Получались спирты, альдегиды, кетоны, ароматические соединения и олефины. Воски Фишера-Тропша также перерабатывались в мыло и пищевые жиры. Интересно, что по мере роста спроса на высокооктановое авиационное топливо (или сокращения поставок из-за военных повреждений) значительная часть этого химического производства перенаправлялась на топливо.
После войны нефтяные компании опасались сокращения запасов сырой нефти, угрожавшего их бизнесу. В поисках альтернативных источников они обратились к процессам Фишера-Тропша и методам модернизации его продуктов в топлива и смазочные материалы. Открытие крупных месторождений нефти на Ближнем Востоке устранило эту потребность в технологии Фишера-Тропша на многие годы.
Немецкие заводы Фишера-Тропша
В Германии работали два типа кобальтовых заводов Фишера-Тропша — низкого и среднего давления. Некоторые заводы работали только с реакторами низкого давления, некоторые — только среднего, а некоторые — с обоими. В Таблице 1 приведены местоположения и используемые процессы, а в Таблице 1a — типичные выходы для каждого процесса. Прямые продукты этих заводов — лёгкие углеводороды (Gasol), бензин, дизельное масло и воск (Gatsch). Конверсия варьировалась от завода к заводу и от процесса к процессу. Использовались как кобальтовые, так и железные катализаторы. Из-за потребности кобальта в производстве стали значительные усилия были направлены на перевод заводов на железные катализаторы.
Газойль низкого давления (C3–C4) содержал 50–55 % олефинов, газойль среднего давления — 25–30 % олефинов; большая часть бутана была линейной. Эти газообразные продукты либо превращались в бензин реакциями конденсации, либо разливались в бутылки и использовались напрямую как топливо.
| Название завода | Низкое давление, т/год | Среднее давление, т/год | Всего, т/год |
| Ruhrchemie | 18 088 | 44 545 | 62 633 |
| Viktor | 37 699 | — | 37 699 |
| Rheinpreussen | 67 212 | — | 67 212 |
| Krupp* | 48 330 | 11 857 | 60 187 |
| Hoesch | — | 46 044 | 46 044 |
| Brabag | 164 606 | — | 164 605 |
| Essener | 79 974 | — | 79 974 |
| Schaffgotsch | — | 26 374 | 26 374 |
| Wintershall | 11 468 | — | 11 468 |
| ИТОГО | 427 377 (76,8 %) | 128 820 (23,2 %) | 556 197 (100 %) |
| Продукт | НД ФТ, масс. % | СД ФТ, масс. % | (% олефинов) |
| Газойль (C3–C4) | 10 | 10 | (40) |
| Бензин | 52,2 | 25 | (24) |
| Дизель (Kogasin) | 26,5 | 30 | (9) |
| Мягкий парафиновый воск | 7,6 | 20 | — |
| Твёрдый парафиновый воск | 3,7 | 15 | — |
Бензины, полученные по процессам низкого и среднего давления Фишера-Тропша, обладали следующими свойствами:
Для бензинов с конечной точкой кипения 150 °C:
- Содержание олефинов: НД — 33 %, СД — 19 %
- Октановое число (исследовательское): НД — 57, СД — 38
Для бензинов с конечной точкой кипения 200 °C:
- Октановое число (исследовательское): НД — 43, СД — 25
Дизельное топливо, получаемое напрямую из процессов Фишера-Тропша, называлось «Kogasin» и дистиллировалось в диапазоне 150–325 °C. Из-за высокого содержания олефинов эта фракция часто использовалась для дальнейшего синтеза. Производство дизельного топлива включало смешивание с жидкостями низкого цетанового числа, полученными из угля. Продукты Фишера-Тропша с цетановым числом 90–100 отлично повышали цетановое число угольных масел 20–25 до 40–45.
Процесс Фишера-Тропша считался примерно на 20 % дороже в эксплуатации, чем прямое гидрирование угля. Однако продукты были уникальными и высокоценными в химическом синтезе, помимо их ценности для повышения качества дизельной фракции, получаемой из угля.
Синтез бензина из сырья Фишера-Тропша
Большая часть бензина получалась из гидрирования угля, угольных смол и т. п. Это давало высокооктановые ароматические соединения как основной продукт. Спецификации бензинов приведены в Таблице 2. Всё же существовала потребность в высокооктановых парафиновых компонентах для снижения образования отложений и улучшения воспламеняемости. Первичные продукты реакторов Фишера-Тропша имеют низкое октановое число из-за линейной структуры. Октановые числа фракций, кипящих ниже 200 °C, обычно ниже 40.
Кобальтовые процессы Фишера-Тропша обычно давали 10 % изобутена, с увеличением изомерии до 20 % во фракции C8, а фракция C16 состояла полностью из монометилразветвлённых соединений. Железные процессы давали несколько более высокое содержание изомеров — до 20 % во фракции C8. Пытались повысить октановое число изомеризацией и другими химическими методами, но лучший подход — превращение продуктов Фишера-Тропша в бутены, особенно изобутен, с последующей алкилированием до изооктанов и т. п.
Горячая очистка на глине нафтеновой фракции на Ruhrchemie могла повысить октановое число до 20 единиц и давала топливо с октановым числом 81,5.
Бутан дегидрировался в бутен или изомеризовался в изобутен для использования в производстве алкилата. Бутан термически крекировался над катализатором CrO3-K2O-Al2O3, а изобутен получали изомеризацией бутана AlCl3-HCl. Завод в Лейне производил 888 баррелей/день (324 000 баррелей/год) алкилата по этому процессу, хотя мощность составляла более 445 000 баррелей/год. Алкилат с диапазоном кипения 185–392 °F имел октановое число 93–94.
Из-за высокой потребности в высокооктановых компонентах велись работы по разработке процессов прямого получения изопарафинов в реакторе Фишера-Тропша. Институт Кайзера Вильгельма по исследованию угля разработал катализаторы на основе тория, которые давали до 90 % изобутена с выходом 45 %, тогда как обычные кобальтовые и железные катализаторы давали менее 10 % изопарафинов с низким выходом. Это значительно упрощало производство алкилатных бензиновых фракций, таких как 2,2,4-триметилпентан (изооктан) с октановым числом 100. Кроме того, бензин, полученный по процессу «Изосинтез», также имел высокое октановое число. Изучались разные условия давления и температуры, и все бензиновые фракции имели октановое число от 78 до 85. Процесс не был коммерциализирован.
Выходы соединений:
- C4H10: 90 % изобутена, 60–70 % выход
- C5H12: 96–98 % изопентана, 20–30 % выход
- C6, C7, C8: небольшие количества
Это заметно отличается от обычного распределения продуктов Фишера-Тропша с катализаторами Fe и Co.
Изобутен в основном использовался для получения высокооктановых компонентов. Изобутен олигомеризовался в димеры и тримеры, которые затем гидроочищались. Использовались катализаторы, такие как фосфорная кислота или хлорид алюминия. Также практиковалась алкилировка. Смесь бутанов, н-бутана (соотношение 6:1) и немного пропана обрабатывалась H2SO4. Получался алкилат с октановым числом 93–94.
Другие методы получения изобутена также использовались. На одном заводе нормальный бутан изомеризовался над AlCl3 и термически крекировался до изобутена.
Авиационный бензин получался смешиванием 80 % гидрированных угольных масел с 20 % алкилата и 4,5 см³ TEL/галлон.
Аналогично процессу получения изооктана был «Процесс синтеза высших спиртов», который технически не является реакцией Фишера-Тропша, хотя и даёт оксигенаты выше C4. Катализатор аналогичен используемому для синтеза метанола.
Синтез дизельного топлива из сырья Фишера-Тропша
В большинстве отчётов о немецких процессах синтетического топлива Фишера-Тропша мало упоминается производство дизельного топлива. Это, вероятно, связано с сильным акцентом на производство бензина и другие химические процессы. Спецификации дизельного топлива приведены в Таблице 3.
Большая часть дизельного топлива Фишера-Тропша использовалась для повышения качества топливной фракции, получаемой из гидрирования угля, сланцевого масла и смоляных масел. Эти топлива имели цетановое число 20–30 и не подходили напрямую как дизельное топливо. Смешивание проводилось Forschung Wirtschaftliche (WIFO), и составы обычно были секретными. Только при необходимости специальной обработки заводы Фишера-Тропша участвовали в смешении топлива.
| Спецификация | Вермахт Дизель Kraftstoff | Сондер Дизель Kraftstoff | Люфтваффе K1 | Кригсмарине-treiböl Mineral oil |
| Плотность при 15 °C | 0,810–0,865 | 0,810–0,865 | 0,810–0,865 | 0,88 макс. |
| Точка застывания, °C макс. | -30 | -30 | -45 | — |
| Точка помутнения, °C | -10 | -10 | — | — |
| Температура вспышки, °C | 55 | 21 | 50 | 55 |
| Сера, масс. % | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Цетановое число, мин. | 45 | 45 | 50 | Нет |
Само по себе дизельное топливо Фишера-Тропша не было подходящим для тогдашних немецких дизельных двигателей. По сравнению с обычным дизельным топливом с цетановым числом 47 и плотностью 0,856 дизель Фишера-Тропша показывал увеличение расхода топлива на 5 % и температуры выхлопных газов на 25 %.
Пример дизельного топлива, произведённого по процессу Фишера-Тропша на Ruhrchemie в 1938 и 1943 гг., показан в Таблице 4. Это топливо смешивалось с дизельными фракциями (т. кип. 180–300 °C), полученными из коксового, бурого угольного или низкотемпературного смоляного масла. «Это масло даёт очень чистый выхлоп и лишь небольшое количество угарного газа и предпочтительно, по этой причине, по сравнению с натуральными маслами для использования в подземных двигателях».
| Свойство | Производство 1938 | Производство 1943 |
| Уд. вес при 20 °C | 0,762 | 0,745 |
| Температура вспышки, П-М, °C | 75 | >57 |
| Точка застывания, °C | -9 | -38 |
| Начальная точка кипения, °C | 200 | 165 |
| 95 % точка, °C | 300 | 255 |
| Цетановое число | 85 | >70 |
| Углерод/Водород/Кислород | 84,8/15,2/0 | — |
Базовые масла из полимеризации олефинов
Синтетические базовые масла составляли лишь около 10 % общего производства смазочных масел в Германии, но попадали в около 45 % авиационных моторных масел благодаря более высоким характеристикам базовой жидкости.
Немцы оценивали четыре различных метода производства базовых масел из продуктов Фишера-Тропша в военные годы: (1) алкилирование ароматических соединений через хлорирование и реакцию с AlCl3 и ароматическими соединениями, (2) хлорирование с последующей прямой полимеризацией, (3) полимеризация выделенной олефиновой фракции, (4) хлорирование, дегидрохлорирование и полимеризация парафиновых восковых фракций. Базовые масла также получали полимеризацией этилена с последующим термическим крекингом.
Пятый метод — прямое алкилирование минеральных базовых жидкостей олефинами Фишера-Тропша над AlCl3 (называемый mischpolymerisation или смешанная полимеризация). Этот метод давал более высокий общий выход высококачественного смазочного материала, чем простая сольвентная очистка сырьевых смазочных фракций нефти. Другие методы синтеза базовых масел включали полимеризацию этилена с AlCl3. Этилен мог быть получен или не получен из процессов Фишера-Тропша в зависимости от расположения завода.
Также изучался дополнительный метод. Воски Фишера-Тропша можно крекировать до олефинов, пригодных для полимеризации в базовые масла для авиационной смазки. Лучшие результаты получались из линейного воска без метильного разветвления, который крекировался в терминальные олефины. Процессы низкого давления Фишера-Тропша давали хорошее сырьё для этого процесса, но процессы более высокого давления давали более разветвлённые продукты, которые давали худшие смазочные материалы.
На Stettin-Pölitz воск Фишера-Тропша и угольный воск крекировался в паровой фазе до 95–97 % альфа-олефинов при 842–896 °F и низком давлении с выходом 40 %. Время пребывания в крекинговых змеевиках — около 0,1 секунды. Полимеризация над AlCl3 давала 49–52 % смазочного базового масла, дизельного топлива, бензина (27–30 %) и тяжёлой фракции, выделенной из остатков катализатора, используемой для смазки паровых цилиндров. Свойства полученных масел показаны в Таблице 4.
| Свойство | SS-1103 | SS-1106 | SS-1106 | Паровой цилиндровое масло |
| SUS при 210 °F | 105 | 200–205 | 220 | — |
| Индекс вязкости | 115–124 | 108–112 | 115–116 | — |
| Точка застывания, °C | -30 | -11 | -20 | — |
Также производилось дизельное топливо с цетановым числом 72 и точкой застывания 0 °C. До 290 баррелей/день базового масла получалось с выходом 50 % от воска на Stettin-Pölitz.
Таблица 5 даёт представительские свойства базовых масел, полученных полимеризацией различных октеновых сырьевых потоков.
| Сырьё октен | Мол. вес | Вязкость SUS при 210 °F | ИВ | Выход, масс. % |
| н-1-октен | 800 | 98 | 100 | 80 |
| 2-метил-1-гептен | 350 | 32 | 20 | 20 |
| н-4-октен | 200 | 28 | -10 | 5–10 |
| 6-метил-1-гептен | 1500–1700 | 290 | 100 | 85–90 |
Завод Rheinpreussen разработал собственную версию синтетического базового масла, считая, что пенсильванские базовые масла отличные по окислительной стабильности, хотя и содержат некоторые ароматические соединения. Поэтому синтетическое масло с некоторым содержанием ароматических соединений могло иметь превосходную стабильность по сравнению с чисто парафиновыми базовыми маслами (при отсутствии антиоксиданта). Они алкилировали нафталин хлорированным парафином со средним числом углерода 16. Продукт имел ИВ 105 и точку застывания -7 °C. Масло продавалось немецкому флоту и высоко ценилось за службу в дизельных двигателях.
Другие процессы и продукты Фишера-Тропша
Олефины, получаемые в реакции Фишера-Тропша, вместе с выбранными парафиновыми фракциями считались ценным сырьём для многих процессов. Приведённые ниже примеры — лишь немногие из множества применений, найденных немецкими учёными для этих химикатов. Химики I.G. Farbenindustrie считали процесс Фишера-Тропша гораздо более ценным как источник сырья для химических процессов, чем как источник транспортного топлива.
Оксо-процесс также исследовался как источник сырья для производства бензина. Этот процесс берёт олефины из реактора Фишера-Тропша и обрабатывает их CO и H2 над 3–5 % суспензией катализатора Фишера-Тропша при высоком давлении (200 psi), получая альдегиды и кетоны, которые восстанавливаются до спиртов с одним дополнительным атомом углерода (см. Ур. 1). Типичные катализаторы были теми же, что и для синтеза Фишера-Тропша. Процесс никогда не внедрялся из-за высокой стоимости.
Процесс Оксо использовался для производства детергентных спиртов из олефинов Фишера-Тропша. Первичные олефины C11–C17 превращались в спирты, которые затем сульфонировались. Полученные алкилсульфонаты превосходили получаемые прямым сульфонированием олефинов. Спирты также были полезны как промежуточные продукты для пластификаторов. Олефины среднего давления Фишера-Тропша предпочитались олефинам от крекинга воска или высших алканов, поскольку были более линейными и давали продукты с меньшим запахом.
Если использовались узкие фракции олефинов, спирты можно было отделить от алканов и получить 98 % чистые спирты. Ruhrchemie превращала олефины C6–C10 в альдегиды, конденсировала альдегиды в спирты по реакции Канниццаро и этерифицировала их жирными кислотами, получая базовое масло с очень высоким ИВ и точкой застывания -50 °C.
Процесс Synol напрямую производил высшие спирты. I.G. Farbenindustrie считала, что процесс Фишера-Тропша более ценен как источник сырья для химических процессов, чем как источник топлива. Использовалось соотношение CO:H2 1:0,7 при 18–20 атм и 185 °F. Реакция давала следующие выходы:
- Спирты: 35–50 %
- Олефины: 25–40 %
- Парафины: 20–35 %
Спирты отделялись от углеводородов образованием борнокислых эфиров, дистилляцией воды и низших углеводородов, вакуумной дистилляцией для удаления высших углеводородов и гидролизом борного эфира. Сульфонирование спиртов C10–C18 хлорсульфоновой кислотой давало мыла. Спирты C7–C10 комбинировались с кислотами из той же фракции для получения эстеровых пластификаторов. Спирты C9–C14 Synol этерифицировались с адипиновой кислотой для синтетических эстеровых смазок. Спирты Synol с небольшим разветвлением превосходили спирты Оксо для этого применения. Нитрование спиртов дизельной фракции давало топливо с цетановым числом 280 для холодного пуска дизельных авиационных двигателей.
Алкилнатрийсульфонаты производились из потоков Kogasin по процессу Mersol. Этот процесс превращает парафиновые углеводороды в диапазоне 230–320 °C в алкилсульфонаты с выходом 82 % по Ур. 2 над катализатором Ni-W-S. Олефины предварительно насыщались для избежания побочных реакций.
Продукты отправлялись производителям мыла и, хотя уступали натуральным, были удовлетворительны для очистки. Другое применение — эмульсионная полимеризация для ПВХ.
Толуол и другие ароматические углеводороды получались из углеводородов Фишера-Тропша циклизацией над Al2O3-Cr2O3 (20 %). Фракция C7 с олефинами циклизовалась с выходом 90–92 % потока с 50 % толуола.
Водорастворимые оксигенаты
Побочным продуктом синтеза Фишера-Тропша является вода, и значительное количество органических соединений выделялось из водной фракции. Обычно 0,35 % воды — растворимые органические вещества, из которых около 66 % — уксусная кислота. Маслорастворимые жирные кислоты составляли ещё 0,06 % потока продуктов низкого давления (C5–C10). Процесс среднего давления давал около 1 % жирных кислот, половина из которых — в дизельной фракции. 72 000 фунтов/год кислот C11–C18 выделялись и превращались в мыло.
Ещё 700 000 фунтов/год лёгких спиртов (этиловый, пропиловый, бутиловый) извлекались из конденсата процесса среднего давления. Фракция Gasol (C3–C4) с 30 % олефинов превращалась над разбавленной серной кислотой в смесь изопропилового, вторичного и третичного бутилового спиртов. Полимеры использовались как алкилатное высокооктановое топливо, непрореагировавшие парафиновые газы разливались как топливо. На Rheinpreussen 26–28 т сырья превращались в 2,0 т изопропилового спирта и 3,2–3,5 т изо- и трет-бутилового спиртов, остальное — СУГ.
Другие жирные кислоты извлекались нейтрализацией и экстракцией. Кислоты получались обработкой смесями серной и фосфорной кислот. Объём составлял около 0,4 % общих продуктов процесса среднего давления. Rheinpreussen использовал эти кислоты для загустителей смазок.
Применение воска Фишера-Тропша
Как и сегодня, воск Фишера-Тропша в твёрдой форме имел множество применений: покрытие для водонепроницаемой бумаги, наполнитель для резины и т. д., но объёмы были малы. В Германии нашли множество других применений.
Пример производства воска на Ruhrchemie показан в Таблице 6.
| Описание воска | Температура плавления, °C | Производство, кг/день | Применение |
| Мягкий воск (Gatsch) | 35–45 | 22 359 | Синтез жирных кислот |
| Блочный парафин | 50–52 | 2200 | Олефины для синтетических масел |
| Пластиковый воск | 70–75 | 2688 | Картон, свечи, краски |
| Каталитический воск | 80–90 | 6360 | — |
| Твёрдый воск R.B. | 90–95 | 8976 | Бумага, деревянные бочки, полироль |
Воск низкого молекулярного веса (230–450 °C, C20–C40) окислялся на воздухе над 2 % водным перманганатом в течение ~24 ч. Получали четыре фракции: C8–C10 (16 %), C10–C20 (45 %), C21–C28 (10 %), остаток (9 %). Таким образом, 80 % воска превращалось в кислоты. Три завода перерабатывали 80 000 т/год воска в жирные кислоты.
Большая часть жирных кислот превращалась в мыло, хотя были проблемы с остаточным запахом. Низшие кислоты использовались в различных процессах, средние — для флотации минералов, высшие (C18–24) — в кальциевые соли для загустителей смазок. Остатки использовались как пластификаторы.
Синтетические пищевые жиры получались прямым окислением воска с последующей этерификацией глицерином. Немецкий департамент здравоохранения заключил, что синтетический жир нетоксичен и нераздражающ на основе тестов на животных и людях (заключённых концлагерей). Однако физиологи выражали опасения из-за наличия всех чётных и нечётных углеродных чисел.
Усилия по модернизации после войны
Все крупные нефтяные компании союзников ознакомились с разведывательными отчётами о немецкой промышленности синтетического топлива. Это вызвало большие разработки процессов Фишера-Тропша для дополнения сокращающихся запасов нефти. Патентов по модернизации было меньше, но патентная литература значима. Корни современной технологии гидроизомеризации и гидрокрекинга — в работах Shell Oil Company по модернизации воска Фишера-Тропша.
В 1946 г. исследователи Shell Бернард Гринсфелдер и Роберт Мур (патент США 2,468,746) отметили, что обычные дизельные топлива имеют низкое цетановое число, а парафиновые — высокое, но высокую точку помутнения. Они разработали процесс эффективного превращения высокомолекулярных парафинов в разветвлённые изомеры того же молекулярного веса без значительного разложения.
Этот процесс позволяет контролировать разветвлённость, получая дизельные топлива с цетановым числом выше 50 и точкой застывания от -10 °C до ниже -60 °C.
Применение к более тяжёлым углеводородам — в патенте США 2,475,358 (Мур и Гринсфелдер). Полученные базовые масла существенно отличаются от получаемых полимеризацией этилена или альфа-олефинов в Германии. Отсутствие ветвей длиннее метильных даёт наивысший индекс вязкости и самую низкую точку застывания для данной длины цепи.
Улучшение — парофазная изомеризация с платиновым катализатором (патент США 2,668,866). Получены масла 3,0+ сСт с точкой застывания до -70 °C и ИВ до 169.
Эти ранние попытки изомеризации воска привели к каскаду улучшений, включая современные процессы гидрокрекинга и изомеризационного депарафинирования.
Заключение
Немецкая химическая промышленность проводила широкий спектр исследований по модернизации продуктов Фишера-Тропша в множество ценных веществ — от топлива до пищевых продуктов. Многие современные высококачественные синтетические моторные масла основаны на этих немецких процессах.
Последующие работы в других странах развивали эти открытия. Лишь немногие из них обсуждены здесь. Изучение отчётов и патентов показывает, насколько много было известно о продуктах и процессах Фишера-Тропша в 1938–1950 гг. и насколько современные процессы основаны на той работе.
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
Требуется
Вход
или
Регистрация
для просмотра
2. Материалы и методы
2.1. Материалы
Базовые масла, использованные в данном исследовании, включали базовые масла, полученные из угля (CTL4 и CTL6, оба полученные путем газификации угля и последующей каталитической реакции Фишера-Тропша компанией Shanxi Lu’an, распределение углеродного числа CTL4 и CTL6 показано в Таблице S1), Ketjenlube 15 (KL15, сложный эфир двухосновной кислоты, поставленный Italmatch Chemicals) и 150N (поставленный Formosa Plastics Group, распределение углеродного числа 150N также показано в Таблице S1). Их физико-химические свойства представлены в Таблице 1, а испытательное оборудование и методы для каждого теста перечислены в Таблице S2. Использованные присадки включали пакет присадок (AP, поставленный Afton) темно-коричневого цвета, плотностью 0,935 г/мл при 15 °C, температурой вспышки не менее 175 °C, кинематической вязкостью 173 мм²/с при 100 °C, общим щелочным числом 62 мг KOH/г и содержанием элементов P (0,57 мас.%), Ca (0,99 мас.%), Zn (0,65 мас.%), N (0,96 мас.%), Mg (0,33 мас.%) и Mo (0,03 мас.%), полиметакрилатную депрессорную присадку (PPD) с кинематической вязкостью 189,6 мм²/с при 100 °C и несиликоновый пеногаситель (DF) с кинематической вязкостью 8,548 мм²/с при 100 °C. Изучаемые нами модификаторы индекса вязкости включали три вида гидрированных сополимеров стирола и диена (HSD-1, HSD-2 и HSD-3) и четыре вида сополимеров этилена и пропилена (OCP-1, OCP-2, OCP-3 и OCP-4). Их коды и информация о поставщиках перечислены в Таблице S3. Их физико-химические свойства были оценены и проанализированы, как показано в Разделах 2.3 и 3.1.
Таблица 1. Физико-химические свойства использованных базовых масел.
| Название | Кинематическая вязкость (100 °C, мм²/с) | Кинематическая вязкость (40 °C, мм²/с) | Индекс вязкости | Вязкость CCS (−30 °C, мПа·с) | Температура застывания (°C) | Температура вспышки в открытом тигле (°C) | Потери от испарения (NOACK, 250 °C, 1 ч, %) |
| CTL4 | 4.155 | 17.80 | 141 | 922 | −33 | 210 | 11.3 |
| CTL6 | 6.181 | 31.34 | 150 | 2497 | −36 | 247 | 3.9 |
| KL15 | 5.350 | 27.00 | 138 | 4151 | −63 | 235 | 7.5 |
| 150N | 5.258 | 29.17 | 112 | 4483 | −24 | 229 | 12.4 |
2.2. Приготовление смесей базового масла и модификатора индекса вязкости
Для изучения взаимодействия между модификатором индекса вязкости и базовым маслом, базовое масло смешивали с модификатором индекса вязкости для получения золей, после чего оценивали и анализировали их растворимость и стабильность, загущающую способность, различную кинематическую вязкость, вязкость на имитаторе холодного пуска, индекс вязкости и индекс устойчивости к сдвигу.
Смеси приготавливались следующим образом: сначала 88 г базового масла помещали в стакан и нагревали до 85 ± 5 °C. Затем при перемешивании в базовое масло медленно добавляли 12 г модификатора индекса вязкости (VII твердый) (в соотношении 12 мас.% VII : 88 мас.% базового масла) и нагревали до 135 °C. Раствор перемешивали при 135 °C не менее 8 ч до полного растворения модификатора индекса вязкости. Перемешивание прекращали, и раствор выдерживали при 110 °C еще 8 ч, затем охлаждали для получения жидких образцов (VII жидкость). Жидкий образец смешивали с базовым маслом в соотношении 1:9 (VII жидкость : базовое масло) для получения золь-образцов (VII золь). Использованные базовые масла включали CTL6 и 150N соответственно.
2.3. Характеристика смесей с модификатором индекса вязкости
2.3.1. Тест на растворимость
Растворимость VII в базовых маслах проверяли путем наблюдения за внешним видом смесей (VII золей) после хранения при различных температурах (0 °C, −10 °C, −20 °C, −30 °C и −40 °C) в течение 2 ч, последовательно друг за другом, с последующим возвращением к комнатной температуре (rt.).
2.3.2. Измерения физико-химических свойств
Физико-химические свойства смесей VII (VII золей) измеряли в соответствии со стандартными методами, включая кинематическую вязкость (40 °C, 100 °C, мм²/с), VI (индекс вязкости), вязкость на имитаторе холодного пуска (CCS, −20 °C, мПа·с), кинематическую вязкость после сдвига (100 °C, мм²/с), загущающую способность (мм²/с) и индекс устойчивости к сдвигу (SSI). Испытательное оборудование и метод для каждого теста перечислены в Таблице S2. Загущающая способность рассчитывалась на основе кинематической вязкости при 100 °C согласно SH/T 0622 по следующему уравнению:
[imath]T = \nu_t - \nu_b[/imath]
Здесь, [imath]T[/imath] — загущающая способность (мм²/с), [imath]\nu_t[/imath] — кинематическая вязкость базового масла с модификатором индекса вязкости при 100 °C (мм²/с), и [imath]\nu_b[/imath] — кинематическая вязкость базового масла при 100 °C (мм²/с).
Кроме того, для проведения статистического анализа использовались однофакторный дисперсионный анализ (one-way ANOVA) и множественный t-тест. На рисунках в Разделе 3 одна звездочка (*) указывает на значимость при [imath]p < 0.05[/imath], а две звездочки (**) указывают на значимость при [imath]p < 0.01[/imath].
2.3.3. Микро-инфракрасный тест с синхротронным излучением
Микро-инфракрасный тест с синхротронным излучением является полезным методом для иллюстрации распределения химических групп молекул. В этом исследовании мы применили микро-инфракрасный анализ с синхротронным излучением (SR Micro-IR) на канале BL01B в Шанхайском центре синхротронного излучения (SSRF) для анализа распределения химических групп VII в базовом масле.
2.4. Приготовление масла для бензиновых двигателей
Масло для бензиновых двигателей SP 0W-20, разработанное в данной работе, было приготовлено следующим образом: базовое масло (CTL4, CTL6, KL15) добавляли в реакционный котел, затем перемешивали и нагревали до 60 °C. Затем в базовое масло по очереди добавляли присадку VII жидкость (12 мас.% VII, смешанные с 88 мас.% CTL6, как описано в Разделе 2.2), AP, PPD и DF. Температуру поддерживали на уровне 60 °C при перемешивании в течение 2 ч, затем охлаждали при перемешивании для получения образцов масла для бензиновых двигателей SP 0W-20.
2.5. Измерения физико-химических свойств разработанного масла для бензиновых двигателей
Физико-химические свойства разработанного масла для бензиновых двигателей измеряли в соответствии со стандартными методами, включая кинематическую вязкость (100 °C, мм²/с), VI, низкотемпературную динамическую вязкость (−35 °C, мПа·с), низкотемпературную вязкость прокачивания (−40 °C, мПа·с), вязкость при высокой температуре и высокой скорости сдвига (150 °C, мПа·с), потери от испарения (%) и свойства пенообразования (мл/мл), температуру застывания, температуру вспышки и т. д. Испытательное оборудование и метод для каждого теста перечислены в Таблице S2.
2.6. Оценка эксплуатационных характеристик разработанного масла для бензиновых двигателей
2.6.1. Тест на термоокислительную стабильность
Термоокислительная стабильность разработанного масла для бензиновых двигателей была проверена с помощью теста имитации картера для симуляции образования лака и нагара (коксования) масла во время работы поршня, в соответствии с SH/T 0300, аналогично FTM 791-3462, с использованием тестера склонности к коксованию масел для двигателей внутреннего сгорания C-9, поставленного Shanghai Rundi Scientific Instrument Co., Ltd. (Шанхай, Китай). Испытываемый образец масла распыляли на алюминиевую пластину при высокой температуре, и из-за окисления масла на листе образовывалась пленка нагара. Во время теста образцы масла и алюминиевая пластина поддерживались при температуре 150 °C и 320 °C соответственно в тестере имитации картера и работали в течение 6 ч. После этого цвет и уровень масштаба лака и пленки нагара оценивали по шкале от 1 до 10 в соответствии с эталонной картой, а также оценивали вес пленки нагара на алюминиевой пластине, что коррелировало с термоокислительной стабильностью масла.
2.6.2. Тест на моющую способность
Моющая способность разработанного масла для бензиновых двигателей была проверена методом горячей трубки в соответствии с SH/T 0645, с использованием тестера горячей трубки R1091G, поставленного Shanghai Rundi Scientific Instrument Co., Ltd. Образец масла и кислород смешивали вместе и обеспечивали циркуляцию с обратным потоком в горячей трубке при 275 °C в течение 4 ч. Затем отложения, образовавшиеся в стеклянной трубке, оценивали путем ранжирования цвета и длины образовавшегося лака по шкале от 0 до 10 в соответствии с эталонной картой, что коррелировало с моющей способностью испытываемого масла.
4. Выводы
Масло для бензиновых двигателей SP 0W-20 было разработано с использованием базового масла CTL и VII типа HSD на основе изучения взаимодействия между VII и базовым маслом. Можно сделать следующие выводы.
1. Было систематически оценено взаимодействие между тремя видами VII типа HSD, четырьмя видами VII типа OCP и базовыми маслами CTL и минеральными маслами. Во-первых, было обнаружено, что все образцы показали хорошую растворимость после хранения при различных температурах. Во-вторых, независимо от того, какие VII и базовые масла использовались, кинематическая вязкость и индекс вязкости увеличивались с увеличением концентрации VII. Также, VII типа HSD продемонстрировал более высокий VI, меньший SSI, лучшую загущающую способность и более низкую вязкость CCS, чем у VII типа OCP, а комбинация VII типа HSD и базового масла CTL продемонстрировала лучшую устойчивость к сдвигу и низкотемпературные характеристики, что является перспективным для разработки масла для бензиновых двигателей.
2. Анализ SR Micro-IR показал, что HSD-1 имел лучшее молекулярное взаимодействие с CTL6, чем 150N, из-за лучшей однородности распределения группы C=C.
3. Путем регулировки соотношения базовых масел и концентрации VII было разработано масло для бензиновых двигателей F#1 с характеристиками вязкости и моющей способностью, сопоставимыми с эталонным маслом SP 0W-20, но с лучшей низкотемпературной текучестью и свойствами холодного пуска, характеристикой более низкого расхода масла и лучшей термической стабильностью, чем у эталонного масла SP 0W-20.
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
- Сообщения
- 1,916
- Реакции
- 719
- Баллы
- 2,550
Помню )@nonconfo
Посмотреть вложение 9867
помнишь его? ICCSYN. Taihang
Что-то кольца не очень (средненько)
Посмотреть вложение 9868
Так а что там за масло? 5w-40 поди )
- Сообщения
- 1,707
- Реакции
- 501
- Баллы
- 2,550
CTL не спасло посадочные клапанов 2го цилиндра. Плохая база 🤷♂️
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
Кто их знает - они закрыли свой сайт от остального человечества
Информация о продукте
Наименование продукта: полностью синтетическое моторное масло CTL H7
Класс качества: SP
Классы вязкости: 0W-20 / 5W-30 / 5W-30 (C3) / 5W-40
Объём: 1 л / 4 л
Упаковка: 1 л × 12 / 4 л × 4
Соответствие стандартам:
0W-20: соответствует API SP, ILSAC GF-6A; соответствует требованиям GM Dexos1™ Gen3.
5W-30 (C3): соответствует API SP, ACEA C3; соответствует требованиям MB 229.31 / 229.51.
5W-30 / 5W-40: соответствует API SP, ACEA A3/B4; соответствует требованиям MB 229.3 / 229.5 / 226.5, VW 502.00 / 505.00, RN 0700 / 0710.
Данный продукт изготовлен с применением полностью синтетических базовых масел CTL, с добавлением многофункциональных присадок и комплексных модификаторов. Разработан для смазки и защиты высококлассных двигателей, производимых крупными автопроизводителями, обеспечивая всестороннюю защиту двигателя.
Преимущества продукта
– Отличная стойкость к высоким температурам и окислению; оптимизированная полностью синтетическая формула обеспечивает более длительную защиту смазки двигателя.
– Отличная текучесть при низких температурах, ускоряет циркуляцию масла внутри двигателя, снижает износ, соответствует требованиям стандарта GF-6A по экономии топлива, эффективно сокращает расход топлива.
– Повышенная противоизносная способность, отличная защита от износа, улучшенная диспергирующая способность; эффективно снижает образование нагара и отложений.
– Формула полностью синтетического масла, специально адаптированная к дорожным условиям Китая; экологична и больше подходит для условий эксплуатации в КНР.
Типичные показатели продукта
| Показатель | SP 0W-20 | SP 5W-30 | SP 5W-30 (C3) | SP 5W-40 | Метод испытаний |
| Кинематическая вязкость (100 °C), мм²/с | 8.489 | 11.97 | 12.15 | 14.84 | GB/T 265 |
| Кинематическая вязкость (40 °C), мм²/с | 44.59 | 68.92 | 70.86 | 87.82 | GB/T 265 |
| Индекс вязкости | 171 | 172 | 170 | 178 | GB/T 1995 |
| Динамическая вязкость при низкой температуре, мПа·с | 4565 (-35 °C) | 4980 (-30 °C) | 5000 (-30 °C) | 5430 (-30 °C) | GB/T 6538 |
| Температура вспышки, °C | 235 | 245 | 253 | 255 | GB/T 3536 |
| Температура застывания, °C | -51 | -45 | -45 | -45 | GB/T 3535 |
| HTHS-вязкость (150 °C, 10^6 с^-1), мПа·с | 2.69 | 3.56 | 3.59 | 4.06 | NB/SH/T 0703 |
| Сульфатная зольность, % | 0.78 | 1.19 | 0.76 | 1.21 | GB/T 2433 |
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
@nonconfo
формально любой CTL - это GTL. Или WTL (воск > крекинг). Но без SynGas никакого воска парафинового не будет. Значит GTL даже твой любимый STL
формально любой CTL - это GTL. Или WTL
(воск > крекинг). Но без SynGas никакого воска парафинового не будет. Значит GTL даже твой любимый STL
- Сообщения
- 8,676
- Реакции
- 4,157
- Баллы
- 9,100
@Umberto в Олейне прямо всерьез обсуждают различия в парафиновых базах (реально - различий между партиями обычного корейского кряка больше) -