王燕,王凱明,張霞玲,張美瓊
(中國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)
潤滑油基礎(chǔ)油良好的低溫性能是使壓縮機在低溫環(huán)境下能夠正常啟動、潤滑的有力保障,壓縮機各潤滑部件能夠及時地得到良好的潤滑,可以有效地降低壓縮機啟動磨損和啟動功率損失。潤滑油基礎(chǔ)油是一個復(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)制冷壓縮機用冷凍機油的過程中,發(fā)現(xiàn)經(jīng)高壓加氫深度精制的潤滑油基礎(chǔ)油組分對極性較強的磷酸酯型抗磨劑(T306)在低溫下的溶解能力會變差,會析出抗磨劑,影響油品的使用性能,經(jīng)分析是由于油品芳烴含量較少,對添加劑的溶解性較小,為了提高潤滑油基礎(chǔ)油對添加劑的溶解能力,因此在潤滑油基礎(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、絮凝點均偏高,會影響調(diào)合油的低溫性能。因此本文著重討論NAP10對低芳烴潤滑油基礎(chǔ)油組分低溫性能的影響。
選用中國石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司生產(chǎn)的低芳烴潤滑油基礎(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,運動黏度差距較大;NAP10運動黏度大、芳烴含量較高,傾點、絮凝點偏高。
表1 基礎(chǔ)油的主要性質(zhì)
油樣的低溫性能測試方法如表2所示。
表2 油樣的低溫性能測試方法
低溫動力黏度(CCS)是模擬油品在低溫高剪切速率下的動力黏度,其數(shù)值與設(shè)備在低溫下的啟動性能有很好的相關(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),測出原料油150BS、KP6010在不同的NAP10加入量下的CCS(-10℃),試驗結(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。
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),測出原料油150BS、KP6010在不同的NAP10加入量下的傾點,試驗結(jié)果如圖2所示。
圖2 150BS、KP6010與NAP10的調(diào)合比例與其傾點的關(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150BS、KP6010的傾點均無明顯的影響。
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),測出原料油150BS、KP6010在不同的NAP10加入量下的絮凝點,試驗結(jié)果如圖3所示。
圖3 150BS、KP6010與NAP10的調(diào)合比例與其絮凝點的關(guān)系
由圖3可以看出,KP6010的絮凝點隨著NAP10加入量的增多而升高,這是由于NAP10自身絮凝點偏高,因此會使調(diào)合油的絮凝點升高,對潤滑油基礎(chǔ)油的絮凝點有負面影響;而NAP10加入量對150BS的絮凝點影響不明顯,這是由于,150BS和NAP10的絮凝點都比較高,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,測出原料油150BS、KP6010在低溫下的渾濁溫度,試驗結(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,因為對于吸附性添加劑來說,由于潤滑油基礎(chǔ)油中芳烴這類可極化物質(zhì)會與添加劑分子相互作用,會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。
(2)NAP10由于其自身傾點偏高,因此會對潤滑油基礎(chǔ)油的傾點有一定的負面影響,在加入量較少的情況下,影響較小,其對傾點的影響可忽略不計。
(3)NAP10由于其自身絮凝點偏高,因此會使?jié)櫥突A(chǔ)油的絮凝點升高,對潤滑油基礎(chǔ)油的絮凝點有負面影響。NAP10對與其絮凝點差別較大的潤滑油基礎(chǔ)油組分的影響要大于兩者絮凝點差別較小的影響。
(4)NAP10由于其芳烴含量高,加入低芳烴潤滑油基礎(chǔ)油中,會增加潤滑油基礎(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,否則會影響油品的抗磨性能。
綜上所述,在實際生產(chǎn)中,可以加入NAP10來改善低芳烴潤滑油基礎(chǔ)油組分對抗磨劑在低溫下的溶解性,但應(yīng)注意其用量來平衡傾點、絮凝點和低溫溶解性等關(guān)鍵指標(biāo)之間的關(guān)系。
[1]傅蓉.不同芳烴含量潤滑油基礎(chǔ)油對添加劑感受性的研究[D].北京:石油化工科學(xué)研究院,1998.