طرح توجیهی تهیه روغن ترمز سنتتیک
روغن ترمز که در صنعت به نام هایی چون مایع ترمز، سیال ترمز یا سیال هیدرولیک ترمز نیز موسوم است جهت انتقال نیرو در سیستم هیدرولیک ترمز و نیز در برخی موارد در سیستم هیدرولیک کلاچ خودرو استفاده می شود. در فرمولاسیون برخی تولیدات دیگر چون روانسازهای صنعتی نیز برای بهبود خواص به کار می رود.
بسیاری از رانندگان در واقع اطلاعی از عملکرد و حساسیت بالای سیال ترمز ندارند و نمی دانند چرا باید هر از مدتی روغن ترمز خودرو را تعویض نمود. بررسی آماری نشان می دهد هر موتور سوار که در سال بین 16000تا 24000 کیلومتر رانندگی می کند، در حدود 75000 بار از ترمز استفاده می کند.
در یک بررسی توسط بخش مراقبت های شهرداری در آمریکا گزارش شده است که نزد یک به نیمی از موتورسواران، عدم کارکرد سیستم ترمز را اصلی ترین عامل تصادفات می دانند. با گذشت زمان به مرور میزان رطوبت جذب شده توسط روغن ترمز افزایش یافته و این امر موجب کاهش نقطه جوش آن می شود.
به طوریکه پس از مدتی کارآیی موثر خود را از دست می دهد. لذا در بسیاري از کشورهاي اروپایی معاینه سالیانه سیال ترمز اجباری است. هر خودرو بر حسب نوع سیستم هیدرولیک خود از روغن ترمز خاصی استفاده می کند. این روغن ها بسته به فرآیند تولید و نوع مواد اولیه استفاده شده به سه گروه عمده پایه نفتی، سیلیکونی و سنتتیک تقسیم می شوند.
1- نوع پایه نفتی آن مستقیماً از برش نفت پایه تولید می گردد، بسیار ارزان تر از انواع مشابه است اما در مقابل از کیفیتی بسیار پایین تر برخوردار است، ضریب دمایی ویسکوزیته آن بسیار بالا است و به عبارتی با تغییر دما ویسکوزیته تغییرات بسیار فاحشی دارد.
به همین دلیل با افزایش دما ویسکوزیته به شدت کاهش می یابد و روغن کارآیی لازم برای انتقال نیرو نخواهد داشت. همچنین در شرایط مرطوب، نقطه جوش این روغنها به دلیل جذب رطوبت، کاهش قابل ملاحظه اي نموده و خطر قفل شدن ترمز که اصطلاحاً “قفل بخار” گفته می شود بیشتر می گردد.
2- دسته دوم گروه سیلیکونی بر پایه پلیمرهای سیلیکونی ساخته می شود. پلیمرهاي سیلیکونی از آبکافت مشتقات دوعاملی ترکیبات آلی کلروسیلان ها بدست می آیند. در نتیجه این آبکافت سیلوکسان هاي حلقوي تشکیل شده اند. گونه های موجود در مخلوط حاصل Me2SiO و زنجیری تشکیل می شوند.
که از واحدهای توسط تقطیر جزء به جزء و یا از کروماتوگرافی گاز – مایع و یا کروماتوگرافی مایع فشار بالا از یکدیگر تفکیک می شوند. گونه های حاصل دارای گروه های انتهایی فعال هستند بنابراین برای پایدار سازی آن ها را با گروه مسدود می سازند. بر حسب گروه آلی موجود، روغنهای ترمز سیلیکونی را به دو دسته متیلی و Me3Si فنیلی تقسیم می کنند.
3- دسته سوم روغن ترمز گروه سنتتیک آن بوده که فرآیندی مشابه روغنهای سیلیکونی دارند با این تفاوت که از آبکافت ترکیبات اتری حاوی دو گروه عاملی بدست می آیند. متداولترین اترهای بکار رفته در تولید آن اترهای گلیکولی مانند اتیلین گلیکول مونو متیل اتر (2- متوکسی اتانول)،
با نامهای تجاری متیل اوکسیتول (Methyloxitol) و متیل سلوسولو (Methylcellosolve) (تولیدی شرکت یونیون کارباید)، اتیلین گلیکول مونو اتیل اتر (2- اتوکسی اتانول) با نام های تجاری سلوسولو و اوکسیتول (شرکت شیمیایی شل) و اتیلین گلیکول مونو بوتیل اتر (2- بوتوکسی اتانول) با نام های تجاری بوتیل اوکسیتول و بوتیل سلوسولو هستند.
از نقطه نظر کارآیی و پایداری، روغنهای سنتتیک ضعیف تر از روغنهای سیلیکونی بوده و بسی ار بهتر از روغنهای پایه نفتی هستند. البته در دو دهه گذشته تحقیقات وسیعی در جهت افزایش کارآیی و پایداری آن ها صورت گرفته و در برخی موارد با افزایش افزودنی های مناسب کارآیی های بالا و مشابه روغنهای سیلیکونی گزارش شده است.
از طرف دیگر از نظر اقتصادی، هزینه تولید نوع سنتتیک بیشتر از روغنهای پایه نفتی و بسیار کمتر از روغن های سیلیکونی است. به همین جهت به نظر می آید به جز در مواردی که کارآیی اهمیت چندانی نداشته باشد (مصارف عمومی روانکاری و خنک کنندگی با روغن پایه نفتی)
و یا استفاده از روغن پایه نفتی توصیه شده باشد (برخی مدل های سیتروئن، جگوار یا رول رویس) و یا در مواردی که پایداری بسیار مهم باشد (سیستم هیدرولیک هواپیما و موشک با روغن سیلیکونی)، استفاده از سنتتیک مقرون به صرفه تر باشد.
موارد مصرف و کاربرد روغن ترمز سنتتیک
کاربردهای این محصول شامل موارد زیر می باشد :
- به عنوان مایع ترمز در خودروهای سبک و سنگین کاربرد دارد.
- به عنوان روغن هیدرولیک در برخی از ماشین آلات صنعتی
- به عنوان روغن خنک کننده دربرخی از دستگاه های آزمایشگاهی
بررسی کالاهای جایگزین
روغن ترمز انواع مختلفی دارد و نوع آن بسته به قیمت و موارد کاربرد تغییر می کند. از انواع روغنها با پایه نفتی و سیلیکونی می توان در خودرو استفاده کرد اما پایه نفتی به دلیل کیفیت پایین و پایه سیلیکونی به دلیل قیمت بسیار گران چندان مناسب نیستند.
اهمیت استراتژیک کالا در دنیای امروز
نفت یکی از منابع تجدیدناپذیر طبیعی است و همین امر موجب می گردد تا در نحوه استفاده از آن تجدید نظر اساسی به عمل آید. تا چندی پیش در کشورهای صنعتی از روغن با پایه نفتی استفاده می شد. اما امروزه در اکثر کشورهای صنعتی روغن سنتتیک جایگزین نمونه نفتی با کیفیت پایین شده است.
با توجه به افزایش استفاده از سیستم های ABS در سیستم هیدرولیک ترمز و با توجه به اینکه کیفیت نسبی روغن ترمز سنتتیک بیش از سه برابر نمونه نفتی است، استفاده از نمونه های سنتتیک گسترش روزافزونی پیدا نموده است به. طور تقریبی استفاده از این روغن ها موجب حفظ بیش از 60% منابع مورد مصرف می شود.
کشورهای عمده تولیدکننده و مصرف کننده محصول
اغلب کشورهای صنعتی دارای تکنولوژی تولید این روغن هستند و تولیدکننده و در عین حال مصرف کننده این محصول به شمار می آیند. در این میان آمریکا و چین اصلی ترین صادرکنندگان این محصول به شمار می آیند.
شرایط واردات
یکی از موادی است که در ایران تولید می شود. ممنوعیت واردات ندارد و هر ساله مقادیر متنابهی از این محصول عمدتاً از کشور چین وارد ایران می شود.
بررسی اجمالی تکنولوژی و روش تولید
فلوچارت زیر شمای کلی یک پروسه تولید ساده این محصول را نشان می دهد که روش تولید عمومی این محصول در اغلب کشورهای صنعتی است و فقط در جزییات خاص مانند نوع روغن ترمز این روشها با یکدیگر متفاوتند.
همانطور که در فلوچارت دیده می شود، تولید روغن ترمز سنتتیک به تجهیزات ساده ای نیازمند است. در کوره شماره 1 در دمای C °200-190 ،دو مول گلیسرول (A)با یک مول بوریک اسید (B) به مدت چهار ساعت مخلوط می شوند. در این فرآیند سه مول آب تولید می شود.
در کوره شماره 2 نیز فرآیند مشابه برای اختلاط یک مول اتیلن گلیکول منو بوتیل اتر (C) دو مول تری اتیلن گلیکول منو متیل اتر (D) و یک مول بوریک اسید در دمای C °170-160 به مدت سه ساعت انجام می پذیرد.
در این فرآیند نیز سه مول آب تولید می شود. سپس مخلوط های حاصل در کوره های شماره 1 و 2 به کوره شماره 3 منتقل می شوند تا در این کوره با سه مول تری اتیلن گلیکول منو متیل اتر مخلوط شوند.
تعیین نقاط قوت و ضعف تکنولوژی های مرسوم
فرآیندهای تولید روغن ترمز سنتتیک پایه گلیکول اترها در تقریباً تمامی کشورهاي صنعتی مشابه است و فقط در جزییات خاصی تغییر می کند. لذا تفاوت عمده اي که موجب بروز نقاط ضعف یا قوت عمده بین این واحدها شود، وجود ندارد.
تجهیزات لازم طرح
- همزن مکانیکی با کوره
- همزن مکانیکی
- دستگاه بسته بندی
- بالابر مواد
- کمپرسور
- پمپ
- فن
- مخازن دپو
- جرثقیل سقفی
- تسمه نقاله
مواد اولیه عمده موردنیاز و محل تامین آن از خارج یا داخل کشور
تجهیزات مورد نیاز این طرح، بسیار ساده و در داخل کشور قابل تهیه است. برخی از مواد اولیه این طرح داخلی هستند اما برخی دیگر وارداتی بوده و عمدتاً از چین و هند قابل خریداری می باشند. محل تامین این مواد به شرح ذیل می باشد :
| شرح | محل تامین |
| گلیسرول | ایران، چین |
| بوریک اسید | ایران، چین |
| اتیلن گلیکول منو بوتیل اتر | چین، هند |
| تری اتیلن گلیکول منو متیل اتر | چین، هند |
| ظرف 200 CC | ایران |
عمده ترین محدودیت در زمینه تولید روغن ترمز سنتتیک وابستگی شدید آن به تری اتیلن گلیکول منو متیل اتر است که با توجه به وجود واحدهای عظیم پتروشیمیایی امکان تولید این ماده در ایران وجود دارد و در صورت تولید داخلی، هزینه های تمام شده تولید محصول نیز کاهش محسوسی خواهد داشت.