И. К. Бейсембетов ректор Зам главного редактора

 

●

 Технические науки 

 

244                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

Қозғалтқышты техникалық жетілдірудің негізгі факторларының бірі мотор майының функцио-

налдық қасиеттері болып табылады. Қазіргі заманғы жағар май материалдары ұзақ уақыт бойы жоға-

ры механикалық және термиялық жүктемеге шыдай алады, құрылғының қалыпты жұмыс істеуіне ке-

дергі  болатын  тозу,  тоттану  және  қалдықтардың  жиналуынан  қорғайды  және  энерияның  шығынын 

азайтуды қамтамасыз етеді.  

Жағар май сапасын екі жолмен жақсартуға болады: 

- алған кезде негізгі мұнай майының қасиеттерін жақсарту арқылы; 

- майды қоспалармен легирлеу арқылы [2-4]. 

Қоспалар  (additives)  –    негізгі  майға  тасымалдау  және  сақтау  кезеңдерінде  оның  қасиеттерін 

жақсарту  үшін  қосылатын  химиялық  синтетикалық  қосылыс.    Барлық  дерлік  тауарлық  автомобиль 

майлары қоспалармен шығарылады, олардың саны 8 түрлі қосылыстарға дейін жетеді, ал жалпы мас-

салық мөлшері салмағы - 25% -ға дейін.  

Барлық  дерлік  бірлік  қоспалар  да  қоспалар  пакеттері  де  мұнай  араластыру  зауыттарына  құра-

мында  шамамен  50%  белсенді  заты  бар  майдағы  қоспа  ерітінідісі  ретінде  жеткізіледі.    Рецепттерде 

таза қоспалардың мөлшері көрсетілмейді,  тек қана қоспалардың тауарлық мөлшері жазылады, яғни 

ерітіндінің. Сондықтан майдағы 25% қоспаның болуы, мұнда сол көлемде белсенді зат бар екендігін 

білдірмейді. Дайын немесе жұмыс үстіндегі майларға анализ жасау кезінде қоспа шығыны анықтала-

ды  және  қоспалардың  белсенді  элементтерінің  мөлшері  есептеледі.  Кейбір  қоспалар негізгі  майлар-

дың  физикалық  қасиеттеріне  әсер  етеді,  кейбіреуі  химиялық  эффект  қалдырады.  Олар  бір-бірін  то-

лықтырып  синергетикалық  эффект  тудыруы  мүмкін,  алайда  антагонистикалық  эффект  те  тудыруы 

мүмкін.  Көптеген  заманауи  қоспалар  бірнеше  қызметті  атқара  алады.  Нарыққа  көбінесе  қоспалар 

композициясы  шығарылады  –  пакеттер  (additivepackage).  Бұл  пакеттердің  қатаң  белгіленген  құрамы 

бар, олар нақты май түріне және сапа класына жасалып шығарылады.  

Қоспа пакеттері майда қоюлатылған қоспа ертітіндісі (шамамен 50% белсенді заты бар) түрінде 

жеткізіледі. Мұндай қосылыс негізгі майға енгізіледі және араластырғаннан кейін пайдалануға дайын 

тауарлық май алынады.  

Көп жағдайда заманауи тазарту әдісін қолдану арқылы алынған май да тұтынушы талаптарын 

толығымен  қанағаттандырмайды.  Негізгі  майға,  яғни  тазартылған  мұнай  үлесіне,  түрлі  қоспаларды 

қосу арқылы қажетті тасымалдау қасиеттерін қамтамасыз ете аламыз.  

Алайда, заманауи майлардың тасымалдау қасиеттеріне қойылатын жоғары талаптар шикізатты 

дұрыс  таңдау  мен  оны  тазарту  технологиясы  арқылы  ғана  қанағаттандарылмайды.  Майлардың  қа-

сиеттерін  жақсарту  үшін  (кейде  жаңа  қасиетке  ие  болу  үшін)  дайындаудың  соңғы  кезеңінде  (қосы-

лысты құрастыру кезінде) қоспалар қосылады. Қоспалар майлардың тасымалдау қасиеттерін жақсар-

тып қана қоймай, майдың шығынын да азайтады. Майлардың қоспалары ретінде  бірнеше мың орга-

никалық қосылыстар зерттеліп ұсынылған. Алайда, өнеркәсіптік өндіріске және практикалық қолда-

нуға 100 ден астам өнімдер мен қосылыстар ғана шығарылды. Қоспалардың синтезі және өнеркәсіп-

тік өндірісі, әлемдік өндірісі 1,5 млн т/жыл, мұнай химиясының маңызды жеке саласы болып табыла-

ды. Ең үлкен көлемде металл сульфонаты, алкил фенол және дитиофосфор қышқылының туындыла-

ры, парафинді көмірсутектердің тотығу өнімдері және олардың тұздары өндіріледі. ТМД-да АзНИИ- 

ЦИАТИМ-1  майына  (майдың  қатаю  температурасын  төмендететін  депрессатор)  арналған  қоспалар-

дың бірінші өнеркәсіптік өндірісі 40-жылдардың соңында басталды. 

Қоспаның тиімділігі майды тазарту тереңдігіне, оның табиғатына және құрамына тәуелді. Қос-

па тип және концентрацияға байланысты майдың тасымалдау қасиеттерінің бір немесе  бірнеше  көр-

сеткіштерін  жақсартады,  алайда  сол  уақытта  басқа  көрсеткіштерді  нашарлатуы  мүмкін.  Сондықтан 

қоспалардың кері әсерлерін алдын ала біліп алу керек және оларды жоюдың немесе әлсіретудің жол-

дарын іздеу керек. Әр түрлі мақсаттар үшін пайдаланылатын қоспалар композициясын майларға қосу 

тиімді. Бұл жерде жеке элементтердің оптималды мөлшерлік қатынастарын анықтап алған маңызды.  

Май қоспаларын пайдалану мақсаты (функционалдық әрекеті), химиялық құрамы және әрекет 

ету механизмі бойынша бөледі. Ең дамыған және кең таралған бұл бірінші классификация, бұған сәй-

кес  майлардың  белгілі  бір  қасиеттерін  жақсартатын  келесідей  қоспалардың  топтары  ажыратылады: 

мұнайдың тотығуға тұрақтылығын арттыру – тотығуға қарсы қоспа(кейде тотығу ингибиторлары деп 

аталады); майдың майллау қабілетін арттыру - үйкеліске қарсы, тозуға қарсы және төтенше қысымға 

қарсы қоспалар; металдарды коррозиядан қорғауға ықпал ететін - коррозия ингибиторлары және кор-

розия  қарсы  қоспалар;  қозғалтқыш  бөліктерінде  күйік,  лак  және  тұнбаның  пайда  болуына  жол  бер-

мейтін - тазалайтын немесе жуғыш-ұсақтайтын; қатаю температурасын төмендететін – депрессорлы; 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

245 

 

тұтқырлық-температуралық қасиеттерін жетілдіретін - тұтқырлықты; саңырауқұлақтар мен бактерия-

лардың  әсеріне  мұнай  тұрақтылығын арттыратын –  микробиологиялық  қырып  жою  ингибиторы  не-

месе  антисептиктер;  консерванттар;  мұнайдың  көбіктенуі  мен  эмульгілеуін  болдырмайтын  -  көбік 

және  суға  қарсы;  мұнай  адгезиясын  арттыратын  және  мұнайдың  жайылып  кетуіне  жол  бермейтін  - 

адгезионды; майлардың бір уақытта бірнеше қасиеттерін жақсартатын - көпфункционалды. 

Қоспалардың пайдаланылу бойынша классификациясы онша қатал емес, себебі белгілі бір топ-

қа жатқызылған өнімдер көп немесе аз дәрежеде мұнайдың басқа қасиеттеріне  әсер  етеді. Сонымен, 

депрессорлар майдың тұтқырлық-температуралық қасиеттеріне төмен температурада әсер етеді, кор-

розия  ингибиторлары  қыщқылдануды  бәсеңдетеді,  ал  тозуға  қарсы  қоспалар  –  металлардың  корро-

зиясын  күшейтеді  немесе  азайтады.  Осыған  байланысты  майдың  бірнеше  қасиетін  бір  уақытта  жақ-

сартатын  көпфункционалды  қоспалар  ізделінеді  немесе  ұқсас  әсер  ететін  және  құрамы  әр  түрлі  3-7 

өнімнен тұратын қоспа композициясы жасалынады.  

Қоспалардың химиялық классификациясы оларды белсенді (полярлы) топтың құрамы және құ-

рылымы  немесе  көмірсутекті  (полярсыз)  топтың  құрылымы  бойынша  ажыратады.  Белсенді  топтың 

құрамы бойынша құрамында оттегі, күкірт, фосфор, азот, хлор және бор бар қоспалар деп ажырата-

ды. Молекулада екі-үш белсенді тобы бар органикалық қосылыстарды да пайдаланады, - құрамында 

қүкіртазот, күкіртхлор, фосфороттегі бар қоспалар. Қоспалар құрамында металл бар (күлді) және ме-

талл жоқ (күлсіз) болып та бөлінеді. Қоспалардың көп түрі бірінші топқа жатады. Беттік-белсенді зат 

(ББЗ) класына жататын қоспалардың маңызды сипаттамасына олардың түрлі функционалды топтар-

мен  шартталған,  дипольдік  момент  және  т.б  электрофизикалық  қасиеттерді  анықтайтын  полярлығы 

мен полярлануы жатады. Бірдей екі классты байланыстыру үшін көмірсутекті радикал (немесе моле-

куланың көмірсутекті бөлігі) ұзындығы және құрамы, белсенді топ саны бірдей қосылыстың молеку-

лалық массасы артқан сайын полярлық кемуі керек. Қоспа молекулаларының полярлығы және поляр-

лануы негізінен олардың функциналды тиімділігін көрсетеді.  

Әсер  ету  механизмі  бойынша  қоспалардың  классификациясы  олардың  тиімділігін  арттыратын 

себептермен шартталған.  Көптеген қоспалардың әсер ету негізінде беттік құбылыстар жатыр (яғни фа-

за  айырымы  шекарасында  өтетін  және  беттік  энергиямен  байланысты  процесстер),  бұл  қоспаларды 

шартты түрде абсорбционды-белсенді және абсорбционды-белсенді емес деп бөлуге мүмкіндік береді.  

Абсорбционды-белсенді  қоспалардың  әсер  ету  механизмі  «қатты  дене  —мұнай»  фазалар  ай-

ырымы  шекарасындағы  энергиялық  күйдің  өзгеруіне  негізделген,  бұл  кезде  қоспа  құрамында  аз 

мөлшерде белсенді зат (детергентттер, депрессорлар, антифрикциялық және т.б.) бар. Мұндай өзгеріс 

мұнайда шашыратылған металл, қатты бөлшектер бетінде, көміртекті заттарда және қатты көміртек-

терде  болады.  Қатты  дененің  күйінің  және  қасиеттерінің  өзгерісі  және  осыдан  шығатын  қоспаның 

құрамына талаптар алмасу және беттік әсер өнімдерін шығаруға әкелді. Біріншісі мұнай көлеміндегі 

қатты бөлшектердің өзара әрекетін реттейді: депрессорлы қоспалар – қатты көмірсутек бөлшектерін, 

детерогентті-диспергирлейтін  жуғыш-ұсақтағыш  қоспалар  —  көміртекті  заттардың  бөлшектері; 

екіншісі - «металл—мұнай» фазалар айырымы шекарасында немесе металдың тікелей беттік қасиет-

теріне әсер етеді, ол металдың беріктігінің абсорбциялық төмендеуіне (металдың икемділігі)  әкеледі. 

Абсорбционды-белсенді  қоспалардың  әсері  мұнай  өнімдерінің  полярлығының  төмендігімен  байла-

нысты, бұл қоспалардың басқа ББЗ және ең алдымен мұнайда аз мөлшерде болатын суға жоғары се-

зімталдықпен шартталған.  

Абсорбционды  белсенді  емес  қоспалардың  тиімділігі  олардың  көмірсутектермен  немесе  мұ-

найдың басқа компоненттерімен химиялық және физикалық әсерге түскенде көрінеді. Әсер ету меха-

низмі  физикалық  болатын  қоспаға  тұтқырлық  полимерлі  қоспалар  жатады,  ол  мұнайдың  тұтқырлық 

температуралық қасиеттерін жақсартады.   

Қоспаларды барлық мотор майларына турбиналы, компрессорлы, трансформаторлы, трансмис-

сионды және кейбір индустриялық майларға қосады. 

Қазақстанда кеңінен қолданылатын депрессорлы қоспалар сырттан әкелінеді, олар негізінен ре-

сейлік немесе шетелдік өндіріс өнімдері. Әкелінетін депрессорлы қоспалар химиялық табиғаты және 

физико химиялық қасиеттері бойынша жақын болып келеді, себебі олар  себебі олар негізінен  вини-

цалетты  және  акрилатты  қоспа  немесе  аралас  қоспа  типіне  жатады  [3].    Олардың  қолданылуының 

тиімділігі  тек  қана  құрамына,  қыздыру  және  араластыру  кезеңдерінде  құраушылардың  қатынасына, 

олардың мұнайға қосу үлесіне және мұнайдың құрамы мен қасиеттеріне ғана тәуелді емес. Оған қоса, 

қоспаны  қолдану  туралы  ұсыныстарды  жасау  кезіндегі  еленетін  маңызды  элемент  еріткішті  таңдау 

 

●

 Технические науки 

 

246                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

болып табылады, себебі ол макромолекуланың формасына әсер етеді. Осыған байланысты соңғы кез-

дерде еріткіш ретінде хош иісті көмірсутектер қолданылады. 

 Депрессордың  оптималды  сипаттамаларын  анықтау  кезінде  максималды  депрессорлық  эф-

фектті қамтамасыз ететін  минималды концентрацияны таңдау керектігі белгілі[2,4], себебі май көле-

мінде үнемі құрылым түзу процесі жүреді, бұл қоспаның майдың қажетті қату температурасын қам-

тамасыз етуі үшін керек.   

Құмкөл мұнайының майлы дистилляттарын зерттеу  (кесте 1) бұл фракциялардың аз шайырлы 

және құрамында 72,5 % мен 78,3 % парафинді-мұнайлы көмірсутектер бар екендігін көрсетті. Майлы 

дистилляттардың зерттелген үлгілерінің топтық химиялық құрамы және физико-химиялық қасиеттері 

оның фракционды құрамымен тығыз байланысты. 

Сонымен,  екінші  ретті  майды  іріктеу  (фракция  420–480

о

С)  үшінші  ретті  майды  іріктеумен  са-

лыстырғанда (фракция 480–500

о

С) тығыздығы, кинематикалық тұтқырлығы, сыну коэффициенті, қа-

ту нүктесі және орташа молекулалық салмағы аз болып келеді. 

Үшінші ретті майды іріктеудегі сыну көрсеткіші, тұтқырлықты-салмақты тұрақты, анилин нүктесі 

және меншікті дисперсия сияқты көрсеткіштердің жоғары мәндері оның хош иістілігінің жоғары дәреже-

де екендігін көрсетеді, бұл екі өнімнің де топтық химиялық құрамын зерттеу кезінде анықталған.  

 

Кесте 1. Құмкөл мұнайының негізгі реологиялық және физикалық-химиялық сипаттама-

лары 

 

№ 

р/н 

Көрсеткіштер атауы 

2  

ретті майды ірік-

теу фракция      

420–480

о

С 

3  

ретті майды 

іріктеу фракция    

480–500

о

С 

1 

Тығыздығы                                      

20

4



 

0,8851 

0,9016 

2 

Сыну коэффициенті                      

50

D

n

 

1,4780 

1,4850 

3 

Тұтқырлық, сСт 

υ

50 

14,9 

36,7 

υ

100 

4,1 

7,4 

4 

Тұтқырлықты–салмақты константа  

0,837 

0,849 

5 

Рефракция  интерцепті 

1,0475 

1,0462 

6 

Температура застывания, 

0

С 

27,5 

35,0 

7 

Орташа молекулалық массасы 

340 

410 

8 

Меншікті дисперсия  

140 

151 

9 

Анилин нүктесі, 

0

С 

90 

97 

10 

Топтық хими-

ялық құрамы, % 

Парафинонафтенді углеводороды  

78,3 

72,3 

Жеңіл хош иісті көмірсутектер 

8,8 

9,9 

Орташа хош иісті көмірсутектер 

5,5 

6,2 

Ауыр хош иісті көмірсутектер 

6,0 

8,5 

Шайыр 

1,4 

2,9 

Құрылымдық 

топтық құрамы, 

% 

С

Р 

59 

53,5 

С

N 

30 

35,5 

С

А

 

11 

11 

11 

Тұтқырлығы индексі 

– 

83 

12 

Тұтану температурасы, 

0

С 

– 

206 

 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

247 

 

Зерттелген  үлгілерде  көміртектің  таралуын  талдау  екі  өнімнің  де  хош  иісті  құрылыма  кіретін 

көміртек  мөлшері  бірдей  екендігін  көрсетті.  Алайда, үшінші  ретті  мұнай  іріктеуінің  нафтенді  құры-

лымының құрамында көміртек мөлшері көбірек, бұл құрамында топтық химиялық құрамының сыну 

коэффициенті жоғары нафтенді көмірсутектердің көп мөлшерде болуымен түсіндіріледі.  

Бұл жағдайда депрессаторларды пайдалану перспективті және экономикалық тиімді болып та-

былады. 

Депрессорлы  қоспалардың  тиімділігі  құрамында  депрессор  болған  кезде  майлардың  қату  тем-

пературасының  төмендеуімен  және  депрессорлы  эффектті  максималды  қамтамасыз  ететін  қоспаның 

концентрациясымен анықталатыны белгілі.  

Депрессорлы  қоспалар  химиялыұ  табиғаты  бойынша,  әдетте,  полимерлі  заттар  болып  келеді. 

Қоспаның  концентрациясы  қоспаны  пайдалану  шарттары  мен  мақсатына  сәйкес  таңдалады.  Жоғары 

парафинді майларға депрессорды енгізудің оңтайлы температурасы 50-70

0

С [1-6] диапазонында жатыр. 

Құмкөл мұнайының негізгі майлары жоғары парафинді майларға жатады.  Осыған байланысты, 

әкелінетін  депрессорлық  қоспалар  өсіп  келе  жатқан  қажеттіліктерді  тиімділігі  аз    және  пайдалану 

шарттары түрлі болғандықтан қанағаттандырмайды. 

Ең  тиімді  бірі  депрессаторларға  шығу  тегі  табиғи  депрессаторлар  жатады,    яғни  олар  майдың 

сұйық шайырлы компоненттері. 

Осыған  байланысты,  Құмкөл  кен  орнының  негізгі  майларының  тасымалдау  қасиеттерін  жақ-

сарту  үшін  мұнай  қалдықтары  және  мұнай  өндірісінің  қалдықтары  негізінде  жасалған  депрессатор-

ларды алу әдістері жасалған.  

Мұнай  өндірісінің  қалдықтары  госсипті  шайыр  –  мақта  майын  және  тұқымын  өңдеу  кезінде 

мақта қалдықтарынан алынған май қышқылдарын вакуумды айдаудан кейін алынған кубты қалдық. 

Бұл, түсі қоңырдан қараға дейінгі болатын біртекті тұтқыр масса. Госсипті шайырдың типтік құрамы 

(Шымкент мұнай-май комбинаты): 98,29% органикалық зат; 1,71% органикалық емес зат; 100% эфир 

ерігіш зат; қышқылдық саны 68,5 мг КОН/г; йоддық сан 97г; сабындану саны 200 мг КОН/г; эфирлік 

саны  135  мг  КОН/г;  гидроксилді  саны  91  %;  сабындану  кезінде  бөлінетін  май  қышқылдары  52  ден 

64% дейін; шикі май қышқылдары және олардың туындылары, қалған бөлігі – госсиполдың конден-

сация және полимерленуден кейінгі өнімдері және майды алып тастаған кездегі өзгерулері, ең алды-

мен майды алып тастау қалдықтан май қышқылдарын айдау кезінде болады, 38% майлы емес заттар; 

0,2165% фосфор (P

2

O

5 

есептегенде); кальций тұздарында 8,78% кальций. Госсиполды шайырдың қа-

сиеттері  бастапқы  шикізатқа,  майдың  технологиялық    бөліну  режиміне,  алынған  май  қышқылдары-

ның дистилляция тереңдігіне және т.б. факторларға байланысты. 

Госсиполды шайырда 12% құрамында азот бар қосылыстар, 36% госсиполды өзгерту өнімдері 

және  64%  май  және  оксимай  қышқылдар  бар.  Шайыр  құрамында,  айтып  кеткендей,  64%  май  қыш-

қылдары бар. Бос май қышқлдарымен қоса ди- және триглицерид құрамында кездесетін байланысқан 

май қышқылдары бар.  

ДПМ-3 депрессаторы мұнай өнеркәсібінің қалдықтары негізінде алынған – госсиполды шайыр жә-

не  гудрон,  бұл  қышқылды  ортада  2-2,5  сағатта  80-90

0

С  температурада  поликонденсация әдісімен  алын-

ған.  Бұл кезде госсиполы шайырдың біруақытта поликонденсация және сабындану процесі жүреді. 

Жуылмайтын фракцияларды шығарып тастау үшін вакуум-буландырғаш аппарат арқылы уайт-

спирит енгізеді кейін фракцияларды шығарып тастайды. Алынған жартылай өнім 60-70% натрий тұз-

дарынан тұрады, ол көбіне фракциясы С

11

-С

17

 шегі жоқ май қышқылдарынан тұрады. Бұл жартылай 

өнімге біртекті масса болғанша натрий сульфитін Na

2

SO

3

 енгізеді. 

Зерттелетін  майдың  78%  көлеміндегі  барлық  жеңіл  фракциялардың  жиынтығы  майдың  қату 

температурасының төмендеуіне аз әсер етеді. Майдың қату температурасын төмендету үшін ДПН-1,2 

синтезделген  депрессаторлар  қолданылды,  ол  мұнай  өндірісінің  қалдығы  негізінде  алынған  госси-

полды шайыр мен гудроннан жасалған. 

Құмкөл майының қату температурасының өзгерісінің депрессорлы қоспаның концентрациясы-

на тәуелділігі 2 кестеде көрсетілген.  

Депрессаторды  пайдаланып  жасалған  зерттеулер  420–480

0

С    фракциялардың  майының  қату 

температурасының төмендегенін көрсетеді 27,5 ден – 7

0

С дейін, ал 480–500

0

С  фракциялар үшін 35,0 

тен – 4 

0

С дейін. 

420–480

0

С фракциялардың негізгі майларының қату температурасы депрессаторсыз 1

0

С тең, ал 

480–500

0

С фракциялар үшін - 30

0

С.  

 

жүктеу/скачать 51,43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: