О перспективах использования продуктов переработки рапса в производстве индустриальных и трансмиссионных масел на Заводе технических масел «Ариан»

На хлеб зарабатывают руками, на масло – головой.

(Юзеф Булатович, польский афорист)

В последние годы за рубежом резко повысился интерес к практическому использованию растительных масел и продуктов их переработки в качестве компонентов смазочных материалов. В США недавно открыт мощный завод по переработке сои в технические масла. В ФРГ разработаны технологии и налажено производство индустриальных, трансмиссионных и энергетических смазочных масел из рапса и продуктов его переработки. И хотя в настоящее время себестоимость растительных компонентов несколько выше, чем у их нефтяных аналогов, с дальнейшим ростом цен на «черное золото» биомасла будут не дороже своих нефтяных «собратьев». Более того, по мере повышения урожайности сельскохозяйственных культур и совершенствования технологии производства растительных масел стоимость последних будет снижаться.

По оценкам специалистов Завода технических масел «АРИАН» и УкрНИИНП «МАСМА», Украина имеет значительный научно-технический и производственный потенциал для разработки присадок и смазочных композиций мирового уровня (при условии соответствующего финансирования). Однако исторически сложилось, что большинство разработанных в нашей стране смазок и масел импортируется, поскольку производится в других регионах бывшего СССР. Поэтому, собственное производство смазочных материалов на биологической основе полностью соответствует экономическим интересам Украины.

Наша страна имеет самую большую в Европе (после РФ) площадь пахотных земель – 33,8 млн га (из них 44% – черноземы). Переориентация всего 2% этих площадей под масличные культуры позволит полностью удовлетворить потребности Украины (около 1 млн т) в базовых маслах для смазочных материалов. Более того, достижения биотехнологии уже сегодня позволяют получать масла и жиры оптимального для производства биоосновных смазочных материалов жирокислотного состава.

Основным препятствием широкому применению растительных жиров в качестве смазочных материалов до недавнего времени была их относительно высокая стоимость и низкая термическая, антиокислительная и гидролитическая стабильность. Однако постоянство и возобновляемость сырьевых источников, экономические преимущества по сравнению с биоразлагаемыми синтетическими продуктами становятся сейчас важнейшими факторами, обусловливающими целесообразность применения жиров в качестве компонентов или самостоятельных смазочных материалов.

Несомненно, что это направление представляет значительный интерес как для развитых, так и развивающихся стран. Последние в этом случае имеют возможность вместо импорта нефтяных (синтетических) смазочных материалов использовать собственную сельскохозяйственную продукцию. В свою очередь, важным основанием для технического применения растительного сырья в странах-членах ЕС является стремление избежать перепроизводства продуктов питания.

При использовании растительных жиров в качестве смазочных материалов важны не только их биоразлагаемость и отсутствие токсичности, но также физико-химические и эксплуатационные свойства. И хотя низкая стабильность биомасел при высоких температурах требует применения моюще-диспергирующих присадок, исследования УкрНИИНП «МАСМА», проведенные по заказу ЗТМ «АРИАН», показали, что по трибологическим свойствам растительные жиры и их производные значительно превосходят нефтяные масла. Кроме того, высокая смазочная способность сложных эфиров дает возможность уменьшить использование химически активных присадок, что существенно увеличивает экологические преимущества жиров.

Применение растительных жиров вследствие их сравнительно невысокой антиокислительной и гидролитической стабильности ограничено – это гоночные автомобили и гидравлические установки, для которых характерны кратковременные или незначительные нагрузки, процессы металлообработки, где необходима определенная степень разложения смазочного материала, двигатели и механизмы без системы смазки. В последнем случае преимущества жиров наиболее очевидны (двухтактные двигатели внутреннего сгорания, цепи и мотопилы, трелевочные тросы в лесной промышленности, открытые редукторы, пневматический инструмент). В Германии на эти цели ежегодно расходуется 35–40 тыс. т смазочных материалов на основе рапсового масла.

Хорошие результаты получены при испытании масел на биооснове в гидравлических системах машин и механизмов лесного хозяйства и стройиндустрии, а также в стационарных промышленных установках (например, при изготовлении древесностружечных плит).

Замена нефтяных масел на растительные наиболее целесообразна, когда срок работы первых ограничен. Так, гидравлическое масло для окорочных машин (для обработки бревен) из-за опасности засорения и попадания влаги должно меняться каждые 1–2 тыс. ч, что соответствует сроку службы растительного масла. Хорошо зарекомендовали себя подобные масла также в строительном и горнодобывающем оборудовании, работающем в условиях высокой запыленности. На основе растительных масел возможно приготовление консервационных средств для временной зашиты от коррозии (например, зимнее открытое хранение техники в сельском хозяйстве, лесной и строительной промышленности).

Сырьем для производства смазочных материалов могут быть масла из семян растений, выращенных на территориях, загрязненных радионуклидами или тяжелыми металлами (как тут не вспомнить Чернобыльскую зону). Посев сельскохозяйственных культур в этом случае способствует постепенному очищению почвы, поскольку основная масса загрязнений концентрируется в стеблях, листьях и корнях растений, получаемые же растительные масла загрязнены в малой степени. Разработки в этой области успешно ведутся в США, Германии и в Украине (УкрНИИНП «МАСМА», НТУУ «КПИ»). Представляется, что метод может быть использован и в случае других загрязнений (например, нефтепродуктами).

Исходя из этих соображений и в связи с тем, что Украина обладает большими потенциальными возможностями для выращивания масличных культур, специалистами ЗТМ «АРИАН» была также изучена возможность применения продуктов переработки рапса при производстве индустриальных и трансмиссионных масел.

В результате проведенных исследований установлено, что использование рапсового масла в качестве компонента индустриальных (МГ-30У, ГТ-50, ИСПи-25, Ирп-75 и др.) и трансмиссионных (АК-15, ТС-14,5, ТАП-15В, ТАД-17И, ТЭп-15к и др.) масел позволяет существенно повысить их качество. Хотя масла с рапсовыми компонентами пока на 10–15% дороже их нефтяных «собратьев», они обладают лучшими смазочными свойствами и более высоким индексом вязкости. Если индустриальные масла-аналоги имеют индекс вязкости 85–90, а трансмиссионные 90–100, то для рапсовых биомасел этот показатель равен 150–180. Это особенно важно для всесезонных продуктов, вязкость которых не должна существенно изменяться при эксплуатации в обширном диапазоне температур.

Помимо масел «массового» применения – индустриальных, гидравлических, трансмиссионных, доля которых на рынке составляет около 40%, исключительные свойства масел, получаемых при смешении с продуктами переработки рапса, позволяют производить широкий спектр специальных продуктов, потребление которых ограничивается в Украине несколькими десятками или сотнями тонн.

Между тем, начиная с 1990 г., общемировой прирост производства смазочных материалов на биооснове составляет около 10% ежегодно. Догоним?