Ｌ－ＤＲＢ／Ａ１５全封闭冷冻机油的研制 途观L烧机油

　　（中国石油独山子石化分公司研究院，新疆 独山子 833600）�� 　　 　　摘要：制定了适用于以R12�、R152a�/R22�混合工质、R600a�为冷媒的封闭式制冷压缩机的L-DRB/A15全封闭冷冻机油的试制产品规格。通过对基础油、添加剂复配的研究，制得了该冷冻机油，评价试验结果表明，制备的L-DRB/A15全封闭冷冻机油具有良好的低温性、热化学稳定性、电绝缘性及润滑性，与封闭式制冷压缩机同寿命，能够满足封闭式制冷压缩机运行工况的要求；产品质量与国外公司同类产品质量相当。��
　　关键词：封闭；冷冻机油；冷媒；压缩机；研制
　　�
　　中图分类号：TE626.37 文献标识码：A��
　　
　　0 前言�
　　
　　L-DRB/A15全封闭冷冻机油是一种适用于以R600a�(异丁烷)、R152a�（1、1－二氟乙烷）/R22�（一氯二氟甲烷）混合工质、R12�（二氯二氟甲烷）为制冷剂的封闭式制冷压缩机专用润滑油，如家用冰箱、冰柜用的制冷压缩机，与压缩机同寿命；在压缩机运行过程中起润滑、密封和散热作用，提高压缩机机械效率和使用可靠性；封闭式制冷压缩机的质量除了其所用机械材料、装配质量等因素外，润滑油质量将直接影响到其工作质量和使用寿命。我国于1993年颁布了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》，R600a�、R134a�（1、1、1、2－四氟乙烷）、混合工质三种工质替代R12�，2005年停止使用R12�，2007年7月1日禁止生产R12�压缩机。由于已有的压缩机结构和生产设施，R12�宜于被混合工质、R600a�替代；压缩机制造商希望所用的全封闭冷冻机油能与R12�及其替代工质匹配，以利于 CFC（氟氯烃）的替代工作和压缩机的正常生产，因此，研制适用于R600a�、R152a�/R22�混合工质、R12�封闭式制冷压缩机的L-DRB/A15全封闭冷冻机油。�
　　
　　1 L-DRB/A15全封闭冷冻机油试制规格�
　　
　　1.1 国内外同类产品规格�
　　粘度等级(ISO)15的全封闭冷冻机油及其相关产品规格见表1。�
　　从表1可以看出，各规格中的项目、指标虽有区别，表现方式也不尽相同，但冷冻机油均具有良好的低温性、热化学稳定性、润滑性、电绝缘性、泡沫性。�
　　表1 L-DRB/A15全封闭冷冻机油及其相关产品规格
　　
　　 （注：作者简介：牛豫（1962-），男，1986年毕业于成都理工大学应用化学专业，现从事炼油及其产品技术工作，已发表论文数篇。）
　　
　　1.2 试制规格�
　　由于R600a�、R152a�/R22�混合工质、R12�的物理化学性质不同，其与全封闭冷冻机油的反应也不同。R600a�、R12�与全封闭冷冻机油的互溶性大体一致，R152a�/R22�混合工质与全封闭冷冻机油的互溶性取决于油中的芳烃含量；R12�的化学性质相对最活泼，R600a�的化学性质相对最不活泼，在制冷循环中是化学惰性的，R152a�/R22�混合工质则居于两者之间；在低温条件下，R600a�对残存于油品中的蜡、胶质、沥青质、相对大分子质量的物质等没有絮凝作用， R12�对残存于油品中的蜡、胶质、沥青质、相对大分子质量的物质有絮凝作用；对润滑性的影响因分子结构及组成的不同，R12�对油品的润滑性影响较小，R600a�对油品的润滑性影响较大，能够降低油品的润滑性。参照表1的典型数据，结合R12�、R152a�/R22�混合工质、R600a�对与之匹配的油品的性能要求，暂定L-DRB/A15全封闭冷冻机油试制规格，见表2。
　　表2 L-DRB/A15全封闭冷冻机油试制规格
　　
　　絮凝点、化学稳定性的分析测试采用的冷媒是R12�，利用R12�相对活泼的化学性质试验评价L-DRB/A15全封闭冷冻机油的低温性和化学稳定性，控制产品质量，相对易于实施。�
　　
　　2 基础油及其生产工艺�
　　
　　2.1 基础油组分选择�
　　选用新疆原油蒸馏得常二线、常三线馏分，经图1所示工艺炼制得中性油和常二线糠醛抽出油，其性质见表3。��
　　
　　图1 基础油精制工艺��
　　表3 基础油组分性质
　　
　　从表3中可以看出，常二线、常三线中性油的倾点没有达到L-DRB/A15全封闭冷冻机油的要求，需要进一步脱蜡和再精制，以改善其低温性并使其他性质不因脱蜡而发生变化；常二线糠醛抽出油的酸值偏大，需要进一步加工，在倾点≤-40 ℃的同时，以改进其他理化性质。�
　　2.2 基础油组分精制�
　　常二线、常三线中性油经过微生物脱蜡-碱精制-水洗-白土补充精制工艺处理，常二线糠醛抽出油经过加工工艺处理，性质见表4。��
　　表4 脱蜡-精制工艺处理后基础油组分性质
　　
　　从表4中可以看出，脱蜡、精制后除运动粘度外，其他理化性质均达到了L-DRB/A15全封闭冷冻机油相应的理化性质要求。�
　　2.3 基础油调合�
　　用表4中的各基础油组分以不同的比例，按40 ℃运动粘度13.5～16.5 mm�2/s调合，调合所得基础油性质见表5。��
　　表5 调合所得基础油性质
　　
　　
　　从表5中可以看出，虽然基础油组分不同，基础油理化性质相近，但是基础油结构组成不同，基础油的热稳定性愈显变化；表中1#、2#、4�#基础油可以作为L-DRB/A15全封闭冷冻机油基础油。
　　
　　3 添加剂评选与复合�
　　
　　选择4�#基础油，由化学稳定性试验、热稳定性试验、综合磨损值、泡沫性及其他相关试验评选、复合添加剂，以使油品性能达到L-DRB/A15全封闭冷冻机油试制规格的要求。�
　　3.1 添加剂评选�
　　添加剂评选见表6。�
　　表6 添加剂评选
　　
　　从表6中可以看出，添加剂及添加剂组合不同，油品性质不同；根据酸值、残炭、絮凝点、综合磨损值、热－化学稳定性的试验数据，选择7�#油样及所用的添加剂，进行添加剂复合。�
　　3.2 添加剂复合�
　　3.2.1 添加剂A的评定�
　　对于添加剂A加量不同的油样，进行分析、试验，评定结果见图2。��
　　
　　图2 添加剂A-热化学稳定性试验评定结果��
　　3.2.2 添加剂B的评定�
　　对于添加剂B加量不同的油样，进行分析、试验，评定结果见图3。��
　　
　　图3 添加剂B-热化学稳定性试验评定结果��
　　3.2.3 添加剂C的评定�
　　对于添加剂C加量不同的油样，进行分析、试验，评定结果见图4、图5。��
　　
　　图4 添加剂C理化性能评定结果�
　　
　　图5 添加剂C泡沫性能评价结果��
　　3.2.4 添加剂K的评定�
　　对于添加剂K加量不同的油样，进行分析、试验，评定结果见图6、图7。��
　　
　　图6 添加剂K-理化性能评定结果��
　　
　　图7 添加剂K-热化学稳定性评定结果��
　　通过对添加剂A、B、C、K的评定与复配，得出添加剂A、B、C、K的适宜加入量。添加剂复合及加入后， L-DRB/A15全封闭冷冻机油产品形成。�
　　
　　4 L-DRB/A15全封闭冷冻机油性能评价�
　　
　　4.1 低温性�
　　L-DRB/A15全封闭冷冻机油低温性见表7。��
　　表7 L-DRB/A15全封闭冷冻机油低温性℃
　　
　　从表7中可以看出， L-DRB/A15全封闭冷冻机油的倾点、U形管流动性、絮凝点的测试数据与国外公司市售油相应项目的测试数据相近。�
　　4.2 热化学稳定性�
　　L-DRB/A15全封闭冷冻机油的热化学稳定性见表8。��
　　表8 L-DRB/A15全封闭冷冻机油热化学稳定性
　　
　　从表8中可以看出，L-DRB/A15全封闭冷冻机油的化学稳定性（R12�、250 ℃）、铜片腐蚀（100 ℃、3 h）、DSC诱导期、热稳定性的测试结果与国外公司市售油相应项目测试结果相当。�
　　4.3 润滑性�
　　L-DRB/A15全封闭冷冻机油四球摩擦磨损试验测试结果见表9。��
　　表9 L-DRB/A15全封闭冷冻机油四球试验结果
　　
　　从表9中可以看出，极压负荷、综合磨损值、磨斑直径的测试数据，L-DRB/A15全封闭冷冻机油与国外公司市售油相近。�
　　4.4 泡沫性与其他性质�
　　L-DRB/A15全封闭冷冻机油的泡沫性与其他性质见表10。��
　　表10 L-DRB/A15全封闭冷冻机油泡沫性与其他性质
　　
　　
　　从表10中可以看出，泡沫性的测试结果，L-DRB/A15全封闭冷冻机油与国外公司市售油相当；40 ℃运动粘度、密度、闪点（开口）、结构组成的测试结果，L-DRB/A15－1#与国外公司市售油2#相当，L-DRB/A15－2#与国外公司市售油1#相当，与制冷剂的互溶性取决于油的组成，组成的相近或相似预示着与制冷剂互溶性的接近或相当；L-DRB/A15－1#、L-DRB/A15－2#介电强度均大于25 kV；L-DRB/A15全封闭冷冻机油的泡沫性与其他性质与国外公司市售油相当。L-DRB/A15全封闭冷冻机油和国外公司市售油的红外光谱图见图8。从图8可以看出，四个油样的基础油均为烃类，国外市售油1#样所用基础油属芳香烃型油；2#样所用基础油是由石蜡基油加工得来的；谱图中吸收峰不同之处，即为油样组成的相异之处，这是不同生产工艺和生产方式所致。�
　　4.5 压缩机台架试验�
　　L-DRB/A15全封闭冷冻机油于压缩机中寿命试验见表11。��
　　表11 L-DRB/A15全封闭冷冻机油于压缩机中寿命试验
　　
　　从表11可以看出，L-DRB/A15-1#、L-DRB/A15-2#在以R12�、混合工质、R600a�为制冷工质的压缩机台架试验结果合格。�
　　通过对研制得L-DRB/A15全封闭冷冻机油与对照品牌产品的低温性、热化学稳定性、润滑性、泡沫性、介电强度和其他性能分析评价及压缩机台架试验可见，研制的L-DRB/A15全封闭冷冻机油性能和国外公司市售油性能相当，达到了国外同类产品的质量水平，能够充分满足压缩机工况运行要求。�
　　
　　图8 红外光谱图��
　　
　　5 结论�
　　
　　（1）用新疆原油加工的常二线、常三线中性油经微生物脱蜡、碱精制、水洗、白土精制后，和经过加工工艺处理的常二线糠醛抽出油按照适宜的粘度、组成调合出L-DRB/A15全封闭冷冻机油基础油，再加入适宜的添加剂制得的L-DRB/A15全封闭冷冻机油符合试制规格要求。�
　　（2）研制的L-DRB/A15全封闭冷冻机油具有良好的低温性、热化学稳定性、润滑性、绝缘性及其他性能，能够满足以R12�、R152a�/R22�混合工质、R600a�为制冷剂的封闭式压缩机的运行工况，产品质量与国外同类产品质量相当。�
　　（3）L-DRB/A15全封闭冷冻机油试制规格合理，能够保证L-DRB/A15全封闭冷冻机油产品质量，有助于绿色制冷剂的使用。
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　　STUDY ON L-DRB/A15 FULL-CLOSED REFRIGERATOR OIL��
　　NIU Yu, WANG Juan�
　　(The Research Institute of PetroChina Dushanzi Petrochemical Company, Dushanzi 833600, China)��
　　Abstract:The specification of L-DRB/A15 full-closed refrigerator oil for enclosed refrigerating compressor using R600a�, R12�, or mixed R152a�/R22� as the cold intermediary was laid down. Through selecting base oils and additives, the L-DRB/A15 full-closed refrigerator oil was obtained. Results of evaluation experiment showed that the developed L-DRB/A15 full-closed refrigerator oil possesses the good low temperature fluidity, hot-chemical stability, electric insulativity and lubricity, with the same life as enclosed refrigerating compressor, and can meet the operating conditions of enclosed refrigerating compressor. It is equivalent to the foreign similar products in performance.��
　　Key Words:enclose; refrigerator oil; cold intermediary; compressor; development