Опыт импортозамещения масел-теплоносителей на примере масла на основе продуктов гидроизомеризации парафинов

В связи с возросшей геополитической напряженностью импортозамещение является одним из ключевых направлений производства масел. Создание масла-теплоносителя для различных технологических задач, которое позволило бы заменить зарубежные аналоги, является актуальной задачей.
Объектами исследования в настоящей работе являлись шесть образцов товарных масел: ЛУКОЙЛ ТЕРМО ОЙЛ, Mobilterm 605, Shell Heat Transfer oil S2, Башнефть АМТ-300, Газпромнефть МТ-300ом, отработанное масло Mobilterm 605. Идентичность химического состава масел ЛУКОЙЛ ТЕРМО ОЙЛ, Mobiltherm 605 и Shell Heat Transfer oil S2 позволяет сделать вывод о полной взаимозаменяемости масел

Цель настоящей работы - с равнительные испытания масел-теплоносителей различного состава. В связи с этим в работе решаются следующие задачи: анализ работы современных закрытых циркуляционных систем обогрева; выбор методики лабораторных испытаний масел-теплоносителей; сравнительные испытания нефтяного масла-теплоносителя, производимого в ООО "ЛЛК-Интернешнл", и масел ряда ведущих производителей;

Нефтяные масла – высокотемпературные теплоносители, работоспособные до 280-320°С, представляют собой продукты глубокой переработки нефти, в которых благодаря технологическим особенностям процесса достигается высокое содержание ароматических углеводородов. Поэтому в обозначениях масел, как правило, включена аббревиатура  АМТ (ароматизированное масло-теплоноситель), а следующая затем цифра указывает примерную предельно допустимую температуру длительного применения. Эти масла представляют собой смесь экстрактов селективной очистки нефтяных дистиллятных масел.

Объектами исследования в настоящей работе являлись шесть образцов товарных масел: масло-теплоноститель ЛУКОЙЛ ТЕРМО ОЙЛ представляет собой продукт гидроизомеризации парафинов. Масла Mobilterm 605 и Shell Heat Transfer oil S2 получены селективной очисткой нефтяных вакуумных дистиллятов. Масла Башнефть АМТ-300 и Газпромнефть МТ-300ом представляют собой смесь экстрактов селективной очистки. Отработанное масло Mobilterm 605  около 1000 часов циркулировало в системе обогрева асфальтоукладчика, взято для сравнения показателей масел после испытаний.

Для определения теплоемкости  использован дифференциальный сканирующий калориметр Q2000, оснащенный системой охлаждения DRCS90. Испаряемость масел оценивали по методике ASTM D 5800  на стандартном аппарате NOACK при  250°С. Коэффициент удельной теплопроводности образцов определяли  на лабораторном измерителе теплопроводности DTC-25 (производство США) согласно методике ASTM E 1530. Для оценки термической стабильности масел-теплоносителей и сравнения их между собой использовалась опытная лабораторная установка.

1. Масла-теплоносители, изготовленные на основе очищенных масел, при 20°С значительно превосходят масла на основе экстрактов селективной очистки по теплоемкости (в среднем на 20-25 %), и уступают   по теплопроводности (на 5-6 %). При работе циркуляционных систем обогрева очищенные масла-теплоносители более предпочтительны, поскольку имеют значительно меньшую испаряемость. У масла ЛУКОЙЛ ТЕРМО ОЙЛ этот показатель ниже других – 10,80 % масс при 250°С.

2. С ростом температуры до 150°С у очищенных масел-теплоносителей теплоемкость растет. При этом теплоемкость масла  ЛУКОЙЛ ТЕРМО ОЙЛ растет в наибольшей степени, что объясняется почти полным отсутствием ароматических углеводородов. Теплопроводность всех масел с ростом температуры до 150°С снижается и  почти сравнивается.

3. После термического воздействия теплоемкость всех масел-теплоносителей возрастает вследствие испарения легких углеводородов.

4. По термической стабильности и воздействию на металлы масло-теплоноситель ЛУКОЙЛ ТЕРМО ОЙЛ превосходит как очищенные масла Mobiltherm 605 и Shell Heat Transfer oil S2,  так и масла на основе экстрактов селективной очистки  Башнефть АМТ-300 и Газпромнефть МТ-300 ом.

5. Идентичность химического состава масел ЛУКОЙЛ ТЕРМО ОЙЛ, Mobiltherm 605 и Shell Heat Transfer oil S2 позволяет сделать вывод о полной взаимозаменяемости масел, при добавлении в систему одного масла в другое возможно смешение этих масел в любых пропорциях без существенных изменений в работе циркуляционных систем нагрева. Смешение масла ЛУКОЙЛ ТЕРМО ОЙЛ с теплоносителями на основе экстрактов селективной очистки масляных дистиллятов (типа АМТ-300) путем добавления в систему будет улучшать работу последней пропорционально объему добавления.

6. Опыт применения масел-теплоносителей Mobiltherm 605 и Shell Heat Transfer oil S2 позволяет рассчитывать, что при эксплуатации масла-теплоносителя ЛУКОЙ ТЕРМО ОЙЛ в циркуляционных системах с температурами нагрева выше 300°С срок службы масла без замены и пополнения системы составит не менее 5 лет.

 

Список использованной литературы
1. Лукомский С.М. Высокотемпературные теплоносители и их применение. – М: Госэнергоиздат, 1956 – 56 с.
2. Даниэльс Ф., Олберти Р. Физическая химия. Издание 4-е. – М.: «Мир», 1978 г. -648 с.
3. Школьников В.М. Справочник. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Издание 2-е. – М.: «Химия», 1999 г. -601 с.
4. Сборник трудов ВНИИ НП. Исследование состава и структуры нефтепродуктов. Выпуск 25, 1986 г. – 168 с.
5. Каталог продукции «АРИАН». Киев, 2005 г. - 45 с.
6. Манг Т., Дрезель У. Смазки. Производство, применение, свойства. Справочник: пер. 2-ого англ. изд. под ред. Школьникова В.М. – СПб.: ЦОП «Профессия», 2010. – 944 с.
7. Научно-технический отчет «Применение масел-теплоносителей». Кафедра «Термодинамика» МИНГ им. Губкина. 1987 г. – 78 с.

The work deals with main coolant oils, their application range, some properties of oil. The dependence of thermal conductivity against temperature is plotted for coolant oils. Heat conduction main principles are considered: thermal conductivity and heat capacity and methods of determining their value. The interaction between oil thermal conductivity and its chemical composition and the influence of pressure on thermal conductivity of oils are also described.
The research was conducted for the following oils: Shell Thermia B, Lukoil Thermia, AMT-300, MC-20. During the research we determined such properties as kinematic viscosity at 400 C and 1000С, open-cup flash-point closed-cup flash point, viscosity index, refractivity at 800С, density at 200С.
According to the thermal stability and the metal effects the thermal oil LUKOIL OIL THERMO excels both purified oil Mobiltherm 605 and Shell Heat Transfer oil S2, and oils based on extracts of selective treatment Bashneft AMT-300 and MT-300 Gazpromneft th. Basing on the obtained data, we determined Lukoil Thermia to be the most effective coolant oil.