影響汽輪機油抗乳化性能的研究與探討

陳曉紅

(中國石化潤滑油公司燕化分公司,北京 102503)

影響汽輪機油抗乳化性能的研究與探討

陳曉紅

(中國石化潤滑油公司燕化分公司,北京 102503)

通過分析 TSA46汽輪機油的生產工藝,從基礎油自身抗乳化性、加氫油所占比例及罐內雜質等方面入手,考察對成品汽輪機油抗乳化性能的影響。由實驗結果可知,在調配汽輪機油時應采取先進先出原則,選擇抗乳化性能優越的基礎油,并定期清理調合罐,均有利于改善成品油的抗乳化性能。基于實驗結果,優化汽輪機油調合方案,指導工業化生產。

汽輪機油;基礎油;抗乳化性能;調合

Abstract:According to the analysis on the TSA46 turbine o il′s p roduction process,the effects of som e factors on the dem ulsibility of turbine oilw ere investigated,including the self-dem ulsibility of base oil,the proportion of hydrogenation oil and the impurities in tank,etc.Results indicated that,in the p rocess of blending turbine o il,follow ing the FIFO (first in first out)principle,choosing the base o ilw ith excellent dem ulsibility,and cleaning off blending tanks regularly,are prop itious to improve the dem ulsibility of turbine o i.lBased on the exper im ental results,the blending plan of turbine oilw as opt im ized to p rovide reference for the industrialp roduction.

Key words:turbine oil;base oil;dem ulsibility;blending

0 引言

廣泛用于電力等行業的工業潤滑油,其特點是具有優良的氧化安定性、防銹性和抗乳化性能。抗乳化性是汽輪機油的一個重要質量指標,這是因為汽輪機油在使用過程中必然要與水接觸。如果汽輪機油的抗乳化性不好,在使用中容易形成乳化液,破壞潤滑油形成的油膜,增加摩擦磨損,產生腐蝕,生成沉淀,阻礙潤滑油的循環,造成供油不良等,進而威脅機組的安全運行[1-4]。

目前,TSA汽輪機油采用深度精制的基礎油與精選復合添加劑調合而成。國內現主要以Ⅰ類和Ⅱ類基礎油復合調配為主,調配出的成品油除了具備優良的氧化安定性外,還具有很小的油泥生成趨勢和更好的分水性和空氣分離性。復合劑選用高效抗氧劑、防銹劑復合配制而成,能有效改善油品的氧化安定性和防銹性能,但此類復合劑一般含有表面活性劑物質,容易導致所用基礎油的抗乳化性能下降[5-6],必要時需補加適量的破乳劑,改善其抗乳化性。本文基于工業化泵循環—罐調合的基礎上,考察在生產工藝中影響汽輪機油抗乳化性的主要因素。

1 實驗原料及儀器

1.1 基礎油

基礎油的性能指標見表 1。

表1 基礎油主要性能指標

1.2 添加劑

試驗采用的添加劑為汽輪機油復合劑 A,破乳化劑B和抗泡劑C。

1.3 檢驗標準

分析中采用的檢驗方法及標準見表 2。

表2 分析檢驗標準

2 試驗方法

在小型模擬調合釜內加入適當比例基礎油,加熱攪拌均勻后,依次加入破乳化劑B,復合劑A和抗泡劑 C。添加劑比例保持不變,調整各基礎油組分所占比例,在滿足質量要求前提下,尋找最佳比例。

3 結果與討論

3.1 基礎油、成品油放置 1年后抗乳化性的變化

基礎油的抗乳化性與其精制深度及粘度有關。粘度相近的油品精制得越深,抗乳化性能越好;精制深度相同時,粘度越小抗乳化性能越好。抽檢放置1年后的基礎油與L-TSA46成品油破乳化值,結果見表3。

表 3 基礎油與成品油放置 1年后的破乳化值變化情況

基礎油的新油抗乳化性能好,儲存 1年后,整體的水分離時間有較大幅度延長,并且同牌號油品之間破乳化值的變化程度也有較大差異;投加添加劑后配制的 TSA46汽輪機油破乳化值為 10 min左右,儲存 1年后,水分離時間變化不大,并且不同批次間的相互差別也不大,都在指標要求范圍之內;與基礎油相比,儲存 1年后的成品油的抗乳化性能變化幅度小,穩定性較好。而基礎油儲存 1年后氧化安定性、抗泡性等指標也均會有變化[7],對儲存時間較長的基礎油要重新分析性能指標后再做調配。

3.2 添加劑的作用

基礎油空白樣與各類添加劑復配后的油品性能指標,見表4。

表4 添加劑的作用

由表 4可以看出,3種基礎油混合在一起的抗乳化時間為 4 min,加入復合劑 A和抗泡劑 C后破乳化時間延長為 18 min。復合劑A為主功能劑,能夠提高汽輪機油的氧化安定性和防銹性,但復合劑中的一些極性化合物,容易與水結合,延長了水分離時間。加入破乳劑 B后,B的表面活性物質活性更強,能夠置換出油水界面上的表面活性物質,從而降低表面張力,改變界面的性質,通過分子間作用力消除分散相液滴凝結的障礙,即消除液滴外面的保護膜,使液滴容易凝結在一起,從而提高汽輪機油本身的增溶能力和水滴相互聚結的能力,促使油水界面膜破裂展開,釋放出其中所包微水水滴,實現油水兩相發生分離,達到破乳化的目的[5-8]。

3.3 基礎油的影響

3.3.1 基礎油抗乳化性的影響

原油油源的不同,精制方法的變化和精制深度的加深,以及儲運中不確定因素的影響,在一定程度上影響著基礎油的抗乳化性能。就Ⅱ類加氫油而言,在一段時間內,從荊門煉廠收來的不同批次的 HV I II10的抗乳化性有較大的差異,導致其成品油的抗乳化性也有一定的差異,詳見表 5。由表 5可見,隨著基礎油抗乳化性的改善, TSA成品油的抗乳化性能也隨之提高。所以在調合成品油前要對基礎油有適當的選擇性,針對不同的基礎油性質,合理調配組分油比例,提高一次合格率,降低調合成本。

表 5 基礎油對成品油抗乳化性的影響 min

3.3.2 加氫油比例的影響

與溶劑精制基礎油相比,加氫基礎油具有良好的氧化安定性和抗乳化性能,能夠延長油品的使用壽命,是汽輪機油優良的基礎油料。根據 TSA46汽輪機油的工藝要求,在不影響其他性能條件下,考察加氫油所占比例對抗乳化性的影響,見圖 1。

圖1 加氫油比例對破乳化值的影響

由圖 1可以看出,隨著Ⅱ類基礎油比例的增加,抗乳化性越來越好。當Ⅱ類基礎油比例在 60%時,抗乳化時間為11 min;比例增加至75%時,抗乳化時間為9 min;繼續將Ⅱ類基礎油比例升高到100%時,抗乳化時間為 8 min。綜合成本、內外部環境等因素考慮,在進行大罐調合時,Ⅱ類基礎油的比例選取在70%～75%之間較為適宜。

3.4 雜質的影響

在泵循環 -罐調合的生產過程中發現,成品油罐內雜質可能對 TSA46成品油的抗乳化性有影響,見表6。

表6 成品油靜止時間對抗乳化性的影響 min

與剛做過清罐處理的 404#罐相比,其他 3罐的使用時間較長,調合出的成品油分水時間均隨沉淀時間的延長而降低,而 404#罐的成品油分水時間趨于穩定。這主要是由罐內雜質引起的,成品油罐底經長期沉積,會存有水分、機雜、灰塵、膠質等極性物質,尤其是罐出口距罐底有一段距離,導致每批次油品都會有部分殘余在底部,促進沉淀生成,進而影響下一批次成品油的質量。所以,在油品調合工藝中,要注意調合罐的使用時間,通過分析成品油破乳化時間與靜止時間的關系,判斷罐內雜質情況,以便及時做清罐處理,防止沉積物污染油品。

4 結論

(1)基礎油儲存較長時間后,抗乳化性能會有所降低,在工業生產中要采取先進先出原則,對儲存時間較長的基礎油要重新分析性能指標后再做調配。

(2)工業生產L-TSA46汽輪機油時,應選擇抗乳化性好的基礎油。在汽輪機油基礎油料中隨著加氫油比例的增加,抗乳化性能逐漸改善,根據成本等因素綜合考慮,選取適宜的Ⅱ類基礎油比例。

(3)調合罐內的殘余油料、添加劑以及其他雜質對 TSA46油的抗乳化性有負面作用,應定期進行清罐處理。

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Resea rch and D iscuss ion on the Reasons of Affec ting the Dem uls ib ility of Turb ine O il

CHEN Xiao-hong
(Yanshan B ranch,Lubricant Company,Sinopec Corp.,Beijing 102503,China)

TE626.36

A

2010-02-28。

陳曉紅(1980-),女,2008年畢業于遼寧石油化工大學化學工程專業,現主要從事潤滑油生產工藝方面工作。

1002-3119(2010)06-0021-03