基礎油和添加劑對空氣壓縮機油抗乳化性能的影響

張美瓊 馬蕊燕 張靜 何軍 羅慶華

中石油克拉瑪依石化有限責任公司煉油化工研究院

抗乳化性能指潤滑油在使用中油水分離能力的質量指標。在空氣壓縮機油的各項性質中，抗乳化性能是衡量油品質量好壞的一項重要指標，也是用戶最為關注且最易檢測的一項指標。抗乳化性能不佳的空氣壓縮機油會與混入系統的水分形成乳化液，乳化后的油品質量變差，潤滑作用下降，產生有害酸性物質腐蝕設備，對系統危害大，嚴重時將造成重大事故。

因市場對某款空氣壓縮機油產品的質量要求發生了變化，為此該產品調合方案需要做一定的調整。實驗室在研制滿足新質量標準的空氣壓縮機油時，為了篩選合適的基礎油組分和添加劑，以便得到合理的調合方案，保證抗乳化性能優異，考察了單組分基礎油和單一添加劑對油品抗乳化性能的影響。

油品抗乳化性能的影響因素

目前認同的影響油品抗乳化性能的因素主要有[1]：

◇基礎油加工精制深度，如經過白土補充精制的基礎油，由于大部分的含氮化合物等極性物質被脫除，其抗乳化性能普遍較好；

◇添加劑中的表面活性劑組分，加入后將顯著降低其抗乳化性能；

◇油中含有的水分，尤其是以溶解狀態存在的水分對油品的抗乳化性能非常不利。

本文主要考察了空氣壓縮機油中基礎油組分和添加劑對抗乳化性能的影響，采用GB/T 7305《石油和合成液抗乳化性能測定法》測定油樣的抗乳化性能。

基礎油組分對抗乳化性能的影響

某款空氣壓縮機油原調合方案見表1。

按表1中調合方案調合的某款空氣壓縮機油的各項性質均滿足舊有質量指標要求。

表1 某款空氣壓縮機油原調合方案

根據市場對空氣壓縮機油所提出的新的質量指標要求，實驗室在制定基礎油調合方案時，從眾多基礎油組分中篩選出了C。對C以及原調合方案的基礎油組分A、B進行了抗乳化性能考察，結果見表2。

從表2可以看出：在基礎油組分A、B和C中，新的基礎油組分C的抗乳化性能是最好的，B的抗乳化性能最差。綜合考慮空氣壓縮機油的抗乳化性能和其他性能，優選A和C作為新調合方案的基礎油組分。

表2 基礎油組分的抗乳化性能

添加劑對抗乳化性能的影響

添加劑中的表面活性劑組分，加入后將顯著降低油品的抗乳化性能，本文分別考察了單一添加劑和復合添加劑對基礎油抗乳化性能的影響。

單一添加劑

空氣壓縮機油原調合方案的單一添加劑有基準量的抗氧劑L和基準量的抗泡劑T，本研究考察了這兩種添加劑對新調合方案基礎油抗乳化性能的影響，結果見表3。

由表3可以看出，基準量的抗氧劑L和基準量的抗泡劑T均會降低油樣的抗乳化性能，但降低程度不大，抗泡劑T的影響更小，可以在空氣壓縮機油新的調合方案中繼續使用基準量的抗氧劑L和基準量的抗泡劑T。

表3 添加劑對抗乳化性能的影響

復合劑H

復合劑H具有多種性能：具有優秀的抗磨及延長泵的使用壽命；具有優秀的過濾性能和抗污染物能力；具有延長氧化的性能；適用于多種基礎油。

與舊有質量指標要求相比，新的質量指標要求油品在減壓蒸餾后蒸余物的殘炭值更小，經過試驗探索，為滿足這一指標要求的變化，需將空氣壓縮機油配方中復合劑H的加劑量由基準量降至（基準量-0.65%）。

以基礎油組分A和C調合了基礎油，加入基準量的抗氧劑L和基準量的抗泡劑T，考察了復合劑H加劑量降低對油品抗乳化性能的影響，結果見圖1。

從圖1可以看出，空氣壓縮機油新調合方案中復合劑H的加劑量降至（基準量-0.65%）后，抗乳化性能變差，為保證良好的抗乳化性能，需補加破乳劑。

圖1 復合劑H加劑量調整前后乳化液分離30 min時的現象

空氣壓縮機油的新調合方案

破乳劑的篩選和評定

破乳劑對油品的抗乳化性能起著重要作用，它的適量加入可以迅速提高油品的抗乳化性能[2]。

實驗室選擇市售常用的破乳劑E、K進行了不同加劑量的抗乳化性能考察，結果見表4。

從表4可以看出，在考察范圍內，加劑量相同時，破乳劑K的抗乳化效果更好；添加基準量的破乳劑K能滿足抗乳化指標要求，且富余度很大，基準量+0.01%的破乳劑K抗乳化性能相同，而且會增加成本。

表4 抗乳化性能的考察結果

破乳劑K比E的市場售價低，因此在滿足抗乳化指標要求的情況下，基準量的破乳劑K的成本最低，且抗乳化性能優異，最終確定補加基準量的破乳劑K。

新的調合方案

空氣壓縮機油新的調合方案及與原調合方案對比見表5。

按表5新方案調合的空氣壓縮機油的各項性質均滿足市場新的質量指標要求，其中新方案調合油樣的抗乳化試驗現象見圖2。

表5 空氣壓縮機油的新舊調合方案

從圖2可以看出，空氣壓縮機油新方案調合油樣的抗乳化性能很好。

圖2 新調合方案油樣的抗乳化試驗現象（乳化液分離10 min時）

結論

本研究在調整空氣壓縮機油調合方案的同時，考察了空氣壓縮機油中基礎油組分和添加劑對抗乳化性能的影響，結論如下：

☆不同的基礎油的抗乳化性能不同，在基礎油組分A、B和C中，C的抗乳化性能最好，B的抗乳化性能最差。

☆基準量的抗氧劑L和基準量的抗泡劑T均會降低油樣的抗乳化性能，但降低程度不大，抗泡劑T的影響更小。

☆即使將基礎油、單劑對油品抗乳化性能的影響降到最低，但降低復合劑H的加劑量仍會對油品的抗乳化性能造成重大影響，因此必須添加破乳劑改善油品的抗乳化性能。

☆經過對市售常用的破乳劑的篩選和評定，綜合考慮抗乳化性能和破乳劑成本，最終確定添加基準量的K作為破乳劑。按新方案調合的空氣壓縮機油的各項性質均滿足市場新的質量指標要求，且抗乳化性能很好。