王燕,王凱明,張霞玲,張美瓊
(中國(guó)石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司煉油化工研究院,新疆 克拉瑪依834000)
潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油良好的低溫性能是使壓縮機(jī)在低溫環(huán)境下能夠正常啟動(dòng)、潤(rùn)滑的有力保障,壓縮機(jī)各潤(rùn)滑部件能夠及時(shí)地得到良好的潤(rùn)滑,可以有效地降低壓縮機(jī)啟動(dòng)磨損和啟動(dòng)功率損失。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油是一個(gè)復(fù)雜的體系,一般是由多種基礎(chǔ)油組分調(diào)合而成,它的低溫性能受到各組分的共同影響。在研制新型全封閉式空調(diào)制冷壓縮機(jī)用冷凍機(jī)油的過程中,發(fā)現(xiàn)經(jīng)高壓加氫深度精制的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油組分對(duì)極性較強(qiáng)的磷酸酯型抗磨劑(T306)在低溫下的溶解能力會(huì)變差,會(huì)析出抗磨劑,影響油品的使用性能,經(jīng)分析是由于油品芳烴含量較少,對(duì)添加劑的溶解性較小,為了提高潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油對(duì)添加劑的溶解能力,因此在潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中加入高芳烴的NAP10,但其未經(jīng)過降凝工藝處理,低溫性質(zhì)較差,傾點(diǎn)、絮凝點(diǎn)均偏高,會(huì)影響調(diào)合油的低溫性能。因此本文著重討論NAP10對(duì)低芳烴潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油組分低溫性能的影響。
選用中國(guó)石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司生產(chǎn)的低芳烴潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油150BS、KP6010和NAP10作為原料油,其主要性質(zhì)列于表1。由表1可以看出,兩種原料油150BS和KP6010的芳烴(CA)值很低,運(yùn)動(dòng)黏度差距較大;NAP10運(yùn)動(dòng)黏度大、芳烴含量較高,傾點(diǎn)、絮凝點(diǎn)偏高。
表1 基礎(chǔ)油的主要性質(zhì)
油樣的低溫性能測(cè)試方法如表2所示。
表2 油樣的低溫性能測(cè)試方法
低溫動(dòng)力黏度(CCS)是模擬油品在低溫高剪切速率下的動(dòng)力黏度,其數(shù)值與設(shè)備在低溫下的啟動(dòng)性能有很好的相關(guān)性,在原料油150BS、KP6010中分別加 入 1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、10.0% 的NAP10(質(zhì)量外加法),測(cè)出原料油150BS、KP6010在不同的NAP10加入量下的CCS(-10℃),試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。
圖1 150BS、KP6010與NAP10的調(diào)合比例與其CCS的關(guān)系
由圖1可以看出,隨著NAP10加入比例的增加,調(diào)合油的CCS呈上升趨勢(shì)。
在原料油150BS、KP6010中分別加入1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、10.0% 的 NAP10(質(zhì)量外 加法),測(cè)出原料油150BS、KP6010在不同的NAP10加入量下的傾點(diǎn),試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。
圖2 150BS、KP6010與NAP10的調(diào)合比例與其傾點(diǎn)的關(guān)系
由圖2可以看出,在適量范圍內(nèi)(NAP10加入比例在10%以下),加入 NAP10后對(duì)150BS、KP6010的傾點(diǎn)均無明顯的影響。
在原料油150BS、KP6010中分別加入1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、10.0% 的 NAP10(質(zhì)量外加法),測(cè)出原料油150BS、KP6010在不同的NAP10加入量下的絮凝點(diǎn),試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。
圖3 150BS、KP6010與NAP10的調(diào)合比例與其絮凝點(diǎn)的關(guān)系
由圖3可以看出,KP6010的絮凝點(diǎn)隨著NAP10加入量的增多而升高,這是由于NAP10自身絮凝點(diǎn)偏高,因此會(huì)使調(diào)合油的絮凝點(diǎn)升高,對(duì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的絮凝點(diǎn)有負(fù)面影響;而NAP10加入量對(duì)150BS的絮凝點(diǎn)影響不明顯,這是由于,150BS和NAP10的絮凝點(diǎn)都比較高,而且兩者相近。
在150BS+2.0%T306、150BS+1.6%T306、KP6010+2.0%T306和KP6010+1.6%T306油品中分別 加 入 1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、10.0% 的NAP10(質(zhì)量外加法),通過逐漸降低使用溫度,測(cè)出原料油150BS、KP6010在低溫下的渾濁溫度,試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。
圖4 150BS、KP6010與NAP10的調(diào)合比例與其低溫相溶性的關(guān)系
從圖4可以看出,原料油150BS、KP6010的渾濁溫度均隨著NAP10加入量的增多而降低,NAP10能改善原料油150BS、KP6010對(duì)抗磨劑在低溫下的溶解性,這是由于NAP10含芳烴高,芳烴是抗磨劑較好的溶劑,能防止抗磨劑從油中析出,提高油品在低溫下的使用穩(wěn)定性。但是NAP10加入量也不能過量,因?yàn)閷?duì)于吸附性添加劑來說,由于潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中芳烴這類可極化物質(zhì)會(huì)與添加劑分子相互作用,會(huì)削弱添加劑分子在金屬表面的吸附,影響油品的抗磨性能[1]。
(1)隨著NAP10加入比例的增加,調(diào)合油的CCS呈上升趨勢(shì)。
(2)NAP10由于其自身傾點(diǎn)偏高,因此會(huì)對(duì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)有一定的負(fù)面影響,在加入量較少的情況下,影響較小,其對(duì)傾點(diǎn)的影響可忽略不計(jì)。
(3)NAP10由于其自身絮凝點(diǎn)偏高,因此會(huì)使?jié)櫥突A(chǔ)油的絮凝點(diǎn)升高,對(duì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的絮凝點(diǎn)有負(fù)面影響。NAP10對(duì)與其絮凝點(diǎn)差別較大的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油組分的影響要大于兩者絮凝點(diǎn)差別較小的影響。
(4)NAP10由于其芳烴含量高,加入低芳烴潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中,會(huì)增加潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油與添加劑之間的低溫相溶性,但是NAP10加入量也應(yīng)適量,否則會(huì)影響油品的抗磨性能。
綜上所述,在實(shí)際生產(chǎn)中,可以加入NAP10來改善低芳烴潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油組分對(duì)抗磨劑在低溫下的溶解性,但應(yīng)注意其用量來平衡傾點(diǎn)、絮凝點(diǎn)和低溫溶解性等關(guān)鍵指標(biāo)之間的關(guān)系。
[1]傅蓉.不同芳烴含量潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油對(duì)添加劑感受性的研究[D].北京:石油化工科學(xué)研究院,1998.