實驗室中吸附法處理劣化抗燃油的研究

張慧霞

（寧夏電投西夏熱電有限公司，寧夏銀川 750001）

實驗室中吸附法處理劣化抗燃油的研究

張慧霞

（寧夏電投西夏熱電有限公司，寧夏銀川 750001）

再生抗燃油有酸值、水分、電阻率和顆粒度4項指標(biāo)要求,抗燃油劣化最主要的表現(xiàn)是酸值的升高。本文在總結(jié)實驗室抗燃油再生實驗的基礎(chǔ)上，采用接觸再生法處理劣化抗燃油。本文選用了兩種再生劑，探討了再生的條件：如溫度，攪拌與否，再生時間對再生效果的影響。結(jié)果表明:XDK吸附劑在55℃攪拌下吸附96 h能達到較好的吸附效果，硅藻土在45℃攪拌下吸附60 h時能達到較好的吸附效果,但XDK吸附劑處理抗燃油的效果要好于硅藻土吸附劑。

抗燃油；酸值；XDK；硅藻土；接觸再生

抗燃油是一種人工合成的磷酸酯類,它的化學(xué)組成及其特性決定了在再生設(shè)備和方法上有別于普通礦物油。抗燃油不能采用酸一白土或酸一堿一白土的再生方法[4]。抗燃油具有較強的溶解能力,使與抗燃油接觸的材料,如密封件、輸油膠管甚至金屬材料的選擇范圍變得相當(dāng)窄小,某些電廠曾用壓力式濾油機和多功能精密濾油機和普通耐油膠管補加抗燃油和凈化處理,結(jié)果濾油機的密封件和膠管被抗燃油溶解,造成油質(zhì)酸值上升,顏色變黑,油質(zhì)劣化很快,縮短了油品使用壽命。吸附劑再生抗燃油是通過吸附劑的微孔表面吸附油中的劣化產(chǎn)物來完成的。對于孔徑適合的吸附劑,其比表面積越大,吸附再生效果就越好。吸附法利用吸附劑較大的活性表面積對廢油中的氧化物和水等較強的吸附能力之特點，是吸附劑與廢油充分接觸，從而除去油中有害物質(zhì)，達到凈化目的。吸附再生法通常有兩種:一種接觸法，另一種過濾法。接觸法主要采用粉末狀吸附劑和油直接接觸的再生法。在油劣化不太嚴重，油顏色不深，油中出現(xiàn)水溶性酸或者tanδ明顯升高時，實踐證明可采用此方法再生接觸法再生效果與溫度，攪拌接觸時間以及吸附劑性能和用量等因素有關(guān)，實際操作中應(yīng)根據(jù)油品劣化程度并通過試驗確定最佳吸附條件。對于處理進行中油，可采用這種方法。在設(shè)備不停電的情況下，帶電過濾吸附處理對輕度劣化油效果明顯。過濾法是滲濾再生處理裝置的結(jié)構(gòu)原理和強制環(huán)流凈化器一樣，不同之處是它不是附加在運行設(shè)備上的連續(xù)再生裝置，而是在需要時才連接于設(shè)備上使用。在特殊情況下他可以對運行油進行帶電再生。他可以借助油泵強迫油在大約400 kPa壓力下通過吸附劑層。經(jīng)過短時間的接觸達到再生效果滲濾法應(yīng)根據(jù)吸附劑，選擇合適的油溫。

現(xiàn)代劣化抗燃油的處理研究較多的是采用滲濾法，但滲濾法要求油泵，需要吸附柱，對設(shè)備要求較高，經(jīng)濟投入大。本實驗采用接觸法從而探索合理的接觸法吸附條件，所選用的吸附劑是目前常用的硅藻土和XDK吸附劑，通過接觸法實驗研究溫度，攪拌與否，再生時間等條件對接觸再生效果的影響。

1 實驗

1.1 儀器與試劑

儀器:恒溫加熱磁力攪拌器 （鞏義市英峪予華儀器廠);分析天平（梅特勒·托利儀器上海公司）;電熱恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司）;721分光光度儀（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）;循環(huán)水真空泵（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）;電動離心機（鞏義市英峪予華儀器廠）。

試劑:氫氧化鉀（KOH）（AR）;無水乙醇（AR）;鄰苯二甲酸氫鉀（AR）;BTB指示劑;硅藻土;XDK。

1.2 實驗方法

1.2.1 吸附劑處理 干燥處理：吸附劑使用前，應(yīng)置于加熱設(shè)備的烘箱中升溫至120±5℃，干燥活化2～4 h，除去被吸附的水份，然后冷至室溫后立即使用。

再生處理：將待再生的油帶加熱和攪拌設(shè)備的再生罐中，啟動攪拌，逐漸加熱升溫至一定溫度左右。加入預(yù)先稱量的干燥吸附劑。加完后，繼續(xù)攪拌一定時間，停止攪拌，靜置沉降分層約2 h，然后取上部澄清液，經(jīng)玻璃纖維壓濾機過濾，即得再生油。

吸附劑用量：硅藻土一般為油量的2%。用過一次的吸附劑仍具有吸附效能，可繼續(xù)將被再生的廢油注入進行預(yù)吸附處理。用過多次的吸附劑可用熱水沖洗，分離油污，再在烘箱中脫水，仍可繼續(xù)使用。

1.2.2 油酸值測定法（BTB法）用錐形瓶稱取試油（8～10 g）（準(zhǔn)至 0.01 g），量取無水乙醇 50 mL 倒入有試油的錐形燒瓶中，裝上回流冷凝器，于水浴鍋上加熱，不斷回流5 min，取下錐形瓶加入0.2 mLBTB指示劑，趁熱以（0.02～0.05）moL/L的氫氧化鉀乙醇溶液滴定至溶液由黃色變成藍綠色為止，記下消耗的氫氧化鉀乙醇溶液的毫升數(shù)（在每次滴定時，從停止回流至滴定完畢所用的時間不得超過3 min）。

1.2.3 油品透光率測定實驗 將容器中靜置的試油（不要攪動）倒進兩支離心試管中約5 mL（使兩支離心試管中的油量相當(dāng)）然后把離心試管放入電動離心機中的兩個相對的試管架上，開動離心機使其轉(zhuǎn)速從0慢慢升至2000 r/min并在此轉(zhuǎn)速下離心分離10 min使油品中的雜質(zhì)沉降。把分光光度計接上電源接通光源并使光路照射在光電轉(zhuǎn)換器上約10 min后將儀器的波長調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)至波長為530 nm處按儀器說明書調(diào)準(zhǔn)零位。用小膠頭吸管將離心管中離心后的試油移入寬度為5 mm的潔凈的比色皿中放入分光光度計的架子上再放入一個裝蒸餾水的比色皿。使分光光度計中的光路通過放蒸餾水比色皿調(diào)節(jié)儀器使提示在100%位置上拉動比色架的拉桿使光路通過盛試油的比色皿立即讀出儀器上指示值即為試油的透光率用百分數(shù)表示。可見光的波長范圍在770～390 mm之間，檢測波長為530 mm,取蒸餾水透光率為100%，光線通過厚度為5 mm的油品時透過油品的光能量與進入油品的光能量之比為此條件下油品的透光率

1.2.4 吸附溫度選取 干燥處理，分別取10 g顆粒狀XDK，10 g硅藻土，10 g粉末狀XDK放入稱量瓶。置于加熱設(shè)備的烘箱中升溫至120±5℃，干燥活化2～4 h，除去被吸附的水份，然后冷至室溫。

吸附處理，分別取劣化后100 g油放入1，2，3號三個試劑瓶中，再將3個試劑瓶放入水浴鍋，將電動攪拌機放入，啟動攪拌，逐漸加熱升溫至40℃在不斷的攪拌下向1號試劑瓶中加入干燥2 gXDK吸附劑，2號試劑瓶中加入干燥2 g硅藻土吸附劑，3號試劑瓶中加入干燥2 g活性硅鋁吸附劑，不斷攪拌使吸附劑充分和油混合均勻。

取樣，在不斷攪拌的情況經(jīng)過12 h、24 h、48 h、60 h后分別取12 g左右放入燒杯中標(biāo)號，靜置沉降分層約2 h，然后分別取澄清液，經(jīng)玻璃濾器（玻璃濾器上部放玻璃纖維）進行抽濾。得再生油。

試驗測定，將上述標(biāo)號不同吸附劑的再生油液份分別按國標(biāo)進行酸值，油品透過率測定。然后調(diào)整水浴溫度，分別按45℃、50℃、55℃、60℃的溫度按上述步驟進行試驗，比較試驗結(jié)果的得三種不同吸附劑的最佳吸附溫度記為（a，b，c）。

1.2.5 XDK吸附劑吸附試驗 干燥處理，取10 g顆粒狀XDK吸附劑，使用前置于加熱設(shè)備的烘箱中升溫至120±5℃，干燥活化2～4 h，除去被吸附的水份，然后冷至室溫。取4 g（精確至0.02 g）冷卻后吸附劑放于干燥器。

吸附處理，取劣化后200 g油放入試劑瓶中，再將試劑瓶放入水浴鍋，將電動攪拌機放入，啟動攪拌，逐漸加熱升溫至-40℃在不斷的攪拌下按加入干燥4 g吸附劑，使XDK吸附劑充分和油混合均勻。取樣，在不斷攪拌的情況下用移液管分別取在12 h、24 h、36 h、48 h、60 h等時間取樣20 g左右放入試劑瓶中。

過濾，將取出來的6份樣品，靜置沉降分層約2 h，然后分別取澄清液，經(jīng)玻璃濾器（玻璃濾器上部放玻璃纖維）進行抽濾，得在 12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等不同時間的再生油。

試驗測定，將上述 12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等不同時間的再生油液體分兩份分別按國標(biāo)進行酸值，油品透光率的測定，并繪圖進行比較。對于粉末狀XDK吸附劑的測定與上述步驟一樣。

1.2.6 硅藻土吸附劑吸附試驗 干燥處理，取10 g硅藻土吸附劑，使用前置于加熱設(shè)備的烘箱中升溫至120±5℃，干燥活化2～4 h，除去被吸附的水份，然后冷至室溫。取4 g（精確至0.02 g）冷卻后吸附劑放于干燥器。

吸附處理，取劣化后200 g油放入試劑瓶中，再將試劑瓶放入水浴鍋，將電動攪拌機放入，啟動攪拌，逐漸加熱升溫至50℃在不斷的攪拌下按加入干燥4 g吸附劑，使硅藻土吸附劑充分和油混合均勻。

取樣，在不斷攪拌的情況下用移液管分別取在12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等時間取樣 20 g 左右放入試劑瓶中。

過濾，將取出來的6份樣品，靜置沉降分層約2 h，然后分別取澄清液，經(jīng)玻璃濾器（玻璃濾器上部放玻璃纖維）進行抽濾，得在 12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等不同時間的再生油。

試驗測定，將上述 12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等不同時間的再生油液體分三份分別按國標(biāo)進行酸值，油品透過率的測定，并繪圖進行比較。

2 實驗結(jié)果及分析

2.1 劣化抗燃油的酸值測定數(shù)據(jù)

表1 劣化抗燃油酸值測定

通過抗燃油的運行標(biāo)準(zhǔn)，酸值在0.1 mgKOH/g以下的抗燃油可以運行由此可知此抗燃油已經(jīng)劣化。

2.2 吸附劑吸附溫度選取實驗

根據(jù) 40、45、50、55 ℃四個溫度下的 XDK 吸附實驗結(jié)果作圖分析，在40℃時XDK最佳的的處理效果達到0.154 mgKOH/g，酸值處理率達到29.36%。在45℃時XDK最佳吸附處理效果達到0.160 mgKOH/g，酸值處理率達到26.61%。在50℃時XDK最佳吸附處理效果達到0.134 mgKOH/g，酸值處理率達到38.53%。在55℃時XDK最佳吸附處理效果達到0.130 mgKOH/g，酸值處理率達到40.37%，由此可以知道在溫度為55℃時候XDK吸附劑處理劣化抗燃油是酸值降低的效果最明顯，峰值最低。由此推斷XDK最佳吸附溫度為55℃。

根據(jù)40℃、45℃、50℃、55℃四個溫度下的硅藻土吸附實驗結(jié)果作圖分析，在40℃時硅藻土最佳的處理效果達到0.155 mgKOH/g，酸值處理率達到28.90%。在45℃時硅藻土最佳吸附處理效果達到0.131 mgKOH/g，酸值處理率達到39.90%。在50℃時硅藻土最佳吸附處理效果達到0.134 mgKOH/g，酸值處理率達到38.53%。在55℃時硅藻土最佳吸附處理效果達到0.154 mgKOH/g，酸值處理率達到29.36%，由此可知在溫度為45℃時硅藻土吸附劑處理劣化抗燃油是酸值降低的效果最明顯，圖形中吸附峰值最低。由此可以推斷硅藻土最佳吸附溫度為45℃。

2.3 最佳溫度下的XDK吸附實驗

2.3.1 吸附劑攪拌條件實驗

表2 顆粒狀XDK吸附劑（55℃未攪拌）吸附實驗

表3 XDK吸附劑（55℃攪拌）吸附實驗

到0.129 mgKOH/g，酸值處理率達到40.83%。同等條件下顆粒狀XDK吸附劑在攪拌的情況最佳吸附效果達到0.123 mgKOH/g，酸值處理率達到43.5%。由此可以知道在同等條件下吸附劑在攪拌的情況下吸附效果要好于不攪拌的情況。

2.3.2 吸附劑吸附時間條件實驗

表4 XDK吸附劑（55℃攪拌）的吸附時間試驗

在攪拌的情況下表3中抗燃油吸附到一定時間取出油品經(jīng)過玻璃纖維過濾后再加入吸附劑進行吸附延長實驗，由表3和表4對比分析可以知道在延長12 h時，酸值變化不大，當(dāng)繼續(xù)延長實驗時間時酸值開始變大增長趨勢逐漸變大，在此情況下使用721分光光度儀測量吸光度，數(shù)值為初始33.8%，最終為6.0%。酸值經(jīng)過5天后變?yōu)?.248 mgKOH/g，比初始劣化的抗燃油還要高，由此可知過多的吸附劑對抗燃油的吸附再生并沒有好處，因此應(yīng)根據(jù)實際情況控制合理吸附劑量，本實驗根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)可知，合理的吸附劑量在2%，并且XDK吸附劑最佳吸附時間在96 h左右。

由圖3可知在時間為60 h時硅藻土吸附處理效果達到最好，吸附處理最佳效果達到0.143 mgKOH/g，酸值處理率達到34.40%，由此知道其吸附最佳時間為60 h。

2.3.3 吸附劑吸附顆粒狀和粉末狀條件實驗

根據(jù)圖4分析可以知道在粉末狀XDK吸附劑在最佳溫度下的攪拌吸附處理最佳效果達到0.104 mgKOH/g，酸值處理率達到52.29%，而顆粒狀XDK吸附劑在最佳溫度下的攪拌吸附處理最佳效果達到0.123 mgKOH/g，酸值處理率達到43.58%。粉末狀XDK吸附劑吸附處理明顯的好于顆粒狀XDK吸附劑。由此可以知道在劣化抗燃油接觸法吸附處理中，粉末狀吸附劑更有利于吸附處理。

2.3.4 兩種吸附劑吸附效果對比

由圖5可知，硅藻土吸附劑在最佳溫度下的攪拌吸附處理最佳效果達到0.143 mgKOH/g，酸值處理率達到34.40%，吸光度36.7%。粉末狀XDK吸附劑在最佳溫度下的攪拌吸附處理最佳效果達到0.104 mgKOH/g，酸值處理率達到52.29%，吸光度40.7%。由此可以知道XDK吸附劑處理劣化抗燃油的能力要明顯高于硅藻土吸附劑。從數(shù)據(jù)上看XDK吸附劑能力大約是硅藻土的1.5倍。

3 結(jié)論

（1）最佳吸附溫度實驗表明，硅藻土吸附劑接觸法處理抗燃油最佳溫度是45℃，XDK吸附劑接觸法處理抗燃油最佳溫度是55℃。

（2）XDK最佳溫度下的吸附試驗表明，適合于XDK吸附劑的吸附條件是粉末狀XDK吸附劑在55℃攪拌的情況下吸附96 h，適合于硅藻土的吸附條件是粉末狀硅藻土吸附劑在45℃攪拌的情況下吸附60 h。

（3）XDK和硅藻土接觸法吸附比較實驗表明，XDK吸附劑吸附能力是硅藻土的1.5倍，故覺得XDK更適用于電力抗燃油的再生處理。

對于電力劣化抗燃油的再生處理，需要更多的去體現(xiàn)實際應(yīng)用的方面，因此建議可以進行大批量的劣化抗燃油進行吸附操作，看處理后的情況。

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Disposal worseof fire-resistant fluid by adsorption

ZHANG Huixia
（Xixia Thermal Power Co.，Ltd.，Yinchuan Ninxia 750001，China）

Regenerates Fire-resistant Fluid to have the acid value,the moisture content,the electronic resistivity and the granularity 4 target request,the anti-fuel is inferior to turn the performance of most is the scale-up of acid value.In tallying up the foundation of the experiment of the laboratory anti-fuel regenerate,the this text's adoption gets in touch with a reborn law to handle inferior turn anti-fuel.This selected works was used two kinds of reborn agents and inquired into the condition of regenerate:Is like temperature,mix blend or not,reborn time is vs the reborn effective impact.Resultenunciation:XDK the adsorbent down adsorb at the 55℃rabbling for 96 hours to hit more the good one adsorb effect,the soil of Huozao down adsorbs at the 45 ℃ rabbling for 60 hours to hit more the good one adsorb effect,but XDK the adsorbent handle anti-fuel of the effect is been good friends with to the Huozao soil adsorbent.

fire-resistant fluid；acid value；XDK；diatomite；contact regeneration

TE624.8+1

A

1673-5285（2012）09-0085-05

2012－03-25