[影响汽轮机油抗乳化性能的研究与探讨]汽轮机油乳化怎么解决
摘要：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。
关键词：汽轮机油；基础油；抗乳化性能；调合
中图分类号：TE626.36 文献标识码：A
Research and Discussion on the Reasons of Affecting the Demulsibility ofTurbine Oil
CHEN Xiao-hong
(Yanshan Branch, Lubricant Company, Sinopec Corp., Beijing 102503, China)
Abstract:According to the analysis on the TSA46 turbine oil′s production process, the effects of some factors on the demulsibility ofturbine oil were investigated, including the self-demulsibility of base oil, the proportion of hydrogenation oil and the impurities in tank,etc. Results indicated that, in the process of blending turbine oil, following the FIFO (first in first out) principle, choosing the base oil with excellent demulsibility, and cleaning off blending tanks regularly, are propitious to improve the demulsibility of turbine oil. Based on the experimental results, the blending plan of turbine oil was optimized to provide reference for the industrial production.
Key words:turbine oil; base oil; demulsibility; 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。
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。
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。
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。
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HVI 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。
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。
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。
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。
4 结论
(1)基础油储存较长时间后，抗乳化性能会有所降低，在工业生产中要采取先进先出原则，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。
(2)工业生产L-TSA46汽轮机油时，应选择抗乳化性好的基础油。在汽轮机油基础油料中随着加氢油比例的增加，抗乳化性能逐渐改善，根据成本等因素综合考虑，选取适宜的Ⅱ类基础油比例。
(3)调合罐内的残余油料、添加剂以及其他杂质对TSA46油的抗乳化性有负面作用，应定期进行清罐处理。
参考文献：
［1］ 颜志光.润滑材料与润滑技术［M］.北京: 中国石化出版社, 2001: 32.
［2］ 唐福顺, 李晓棠, 陈宝惠,等.汽轮机油乳化原因及处理措施［J］.汽轮机技, 1999, 41(1): 36-37.
［3］ 陈翊.破乳剂在汽轮机油中的应用［J］.上海化工, 2000 (7): 17-19.
［4］ 罗云柏, 于萍, 龚应安.汽轮机油的乳化与破乳化［J］.汽轮机技术, 2000, 42(3): 135-139.
［5］ 赵国玺, 朱�瑶.表面活性剂作用原理［M］.北京: 中国轻工业出版社出版, 2003: 250-272.
［6］ 刘汉伟, 沈本贤, 师丽娟,等.汽轮机油抗乳化性能的改善及机理探讨［J］.石油商技, 2009, 27（2）:22-26.
［7］ 林世雄, 阙国和, 梁文杰,等.石油炼制工程［M］.北京：石油工业出版社, 2000.
［8］ 于树青.汽轮机油和液压油抗乳化性的探讨［J］.润滑油, 1992, 7(6): 15-18.
收稿日期：2010-02-28。
作者简介：陈晓红(1980-), 女, 2008 年毕业于辽宁石油化工大学化学工程专业, 现主要从事润滑油生产工艺方面工作。