影响汽轮机油抗乳化性能的研究与探讨

2010-09-28陈晓红

润滑油 2010年6期

关键词：安定性基础油成品油

陈晓红

(中国石化润滑油公司燕化分公司,北京 102503)

影响汽轮机油抗乳化性能的研究与探讨

陈晓红

(中国石化润滑油公司燕化分公司,北京 102503)

通过分析 TSA46汽轮机油的生产工艺,从基础油自身抗乳化性、加氢油所占比例及罐内杂质等方面入手,考察对成品汽轮机油抗乳化性能的影响。由实验结果可知,在调配汽轮机油时应采取先进先出原则,选择抗乳化性能优越的基础油,并定期清理调合罐,均有利于改善成品油的抗乳化性能。基于实验结果,优化汽轮机油调合方案,指导工业化生产。

汽轮机油;基础油;抗乳化性能;调合

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

广泛用于电力等行业的工业润滑油,其特点是具有优良的氧化安定性、防锈性和抗乳化性能。抗乳化性是汽轮机油的一个重要质量指标,这是因为汽轮机油在使用过程中必然要与水接触。如果汽轮机油的抗乳化性不好,在使用中容易形成乳化液,破坏润滑油形成的油膜,增加摩擦磨损,产生腐蚀,生成沉淀,阻碍润滑油的循环,造成供油不良等,进而威胁机组的安全运行[1-4]。

目前,TSA汽轮机油采用深度精制的基础油与精选复合添加剂调合而成。国内现主要以Ⅰ类和Ⅱ类基础油复合调配为主,调配出的成品油除了具备优良的氧化安定性外,还具有很小的油泥生成趋势和更好的分水性和空气分离性。复合剂选用高效抗氧剂、防锈剂复合配制而成,能有效改善油品的氧化安定性和防锈性能,但此类复合剂一般含有表面活性剂物质,容易导致所用基础油的抗乳化性能下降[5-6],必要时需补加适量的破乳剂,改善其抗乳化性。本文基于工业化泵循环—罐调合的基础上,考察在生产工艺中影响汽轮机油抗乳化性的主要因素。

1 实验原料及仪器

1.1 基础油

基础油的性能指标见表 1。

表1 基础油主要性能指标

1.2 添加剂

试验采用的添加剂为汽轮机油复合剂 A,破乳化剂B和抗泡剂C。

1.3 检验标准

分析中采用的检验方法及标准见表 2。

表2 分析检验标准

2 试验方法

在小型模拟调合釜内加入适当比例基础油,加热搅拌均匀后,依次加入破乳化剂B,复合剂A和抗泡剂 C。添加剂比例保持不变,调整各基础油组分所占比例,在满足质量要求前提下,寻找最佳比例。

3 结果与讨论

3.1 基础油、成品油放置 1年后抗乳化性的变化

基础油的抗乳化性与其精制深度及粘度有关。粘度相近的油品精制得越深,抗乳化性能越好;精制深度相同时,粘度越小抗乳化性能越好。抽检放置1年后的基础油与L-TSA46成品油破乳化值,结果见表3。

表 3 基础油与成品油放置 1年后的破乳化值变化情况

基础油的新油抗乳化性能好,储存 1年后,整体的水分离时间有较大幅度延长,并且同牌号油品之间破乳化值的变化程度也有较大差异;投加添加剂后配制的 TSA46汽轮机油破乳化值为 10 min左右,储存 1年后,水分离时间变化不大,并且不同批次间的相互差别也不大,都在指标要求范围之内;与基础油相比,储存 1年后的成品油的抗乳化性能变化幅度小,稳定性较好。而基础油储存 1年后氧化安定性、抗泡性等指标也均会有变化[7],对储存时间较长的基础油要重新分析性能指标后再做调配。

3.2 添加剂的作用

基础油空白样与各类添加剂复配后的油品性能指标,见表4。

表4 添加剂的作用

由表 4可以看出,3种基础油混合在一起的抗乳化时间为 4 min,加入复合剂 A和抗泡剂 C后破乳化时间延长为 18 min。复合剂A为主功能剂,能够提高汽轮机油的氧化安定性和防锈性,但复合剂中的一些极性化合物,容易与水结合,延长了水分离时间。加入破乳剂 B后,B的表面活性物质活性更强,能够置换出油水界面上的表面活性物质,从而降低表面张力,改变界面的性质,通过分子间作用力消除分散相液滴凝结的障碍,即消除液滴外面的保护膜,使液滴容易凝结在一起,从而提高汽轮机油本身的增溶能力和水滴相互聚结的能力,促使油水界面膜破裂展开,释放出其中所包微水水滴,实现油水两相发生分离,达到破乳化的目的[5-8]。

3.3 基础油的影响

3.3.1 基础油抗乳化性的影响

原油油源的不同,精制方法的变化和精制深度的加深,以及储运中不确定因素的影响,在一定程度上影响着基础油的抗乳化性能。就Ⅱ类加氢油而言,在一段时间内,从荆门炼厂收来的不同批次的 HV I II10的抗乳化性有较大的差异,导致其成品油的抗乳化性也有一定的差异,详见表 5。由表 5可见,随着基础油抗乳化性的改善, TSA成品油的抗乳化性能也随之提高。所以在调合成品油前要对基础油有适当的选择性,针对不同的基础油性质,合理调配组分油比例,提高一次合格率,降低调合成本。

表 5 基础油对成品油抗乳化性的影响 min

3.3.2 加氢油比例的影响

与溶剂精制基础油相比,加氢基础油具有良好的氧化安定性和抗乳化性能,能够延长油品的使用寿命,是汽轮机油优良的基础油料。根据 TSA46汽轮机油的工艺要求,在不影响其他性能条件下,考察加氢油所占比例对抗乳化性的影响,见图 1。

图1 加氢油比例对破乳化值的影响

由图 1可以看出,随着Ⅱ类基础油比例的增加,抗乳化性越来越好。当Ⅱ类基础油比例在 60%时,抗乳化时间为11 min;比例增加至75%时,抗乳化时间为9 min;继续将Ⅱ类基础油比例升高到100%时,抗乳化时间为 8 min。综合成本、内外部环境等因素考虑,在进行大罐调合时,Ⅱ类基础油的比例选取在70%～75%之间较为适宜。

3.4 杂质的影响

在泵循环 -罐调合的生产过程中发现,成品油罐内杂质可能对 TSA46成品油的抗乳化性有影响,见表6。

表6 成品油静止时间对抗乳化性的影响 min

与刚做过清罐处理的 404#罐相比,其他 3罐的使用时间较长,调合出的成品油分水时间均随沉淀时间的延长而降低,而 404#罐的成品油分水时间趋于稳定。这主要是由罐内杂质引起的,成品油罐底经长期沉积,会存有水分、机杂、灰尘、胶质等极性物质,尤其是罐出口距罐底有一段距离,导致每批次油品都会有部分残余在底部,促进沉淀生成,进而影响下一批次成品油的质量。所以,在油品调合工艺中,要注意调合罐的使用时间,通过分析成品油破乳化时间与静止时间的关系,判断罐内杂质情况,以便及时做清罐处理,防止沉积物污染油品。