有些潤滑油(如汽輪機油、液壓油、齒輪油等) 在使用過程中容易混入水分,形成乳化油,導致其潤滑性能變壞。如果潤滑油自身破乳化性能差 ,不能很快實現油水分離,便不能在摩擦元件接觸面間形成穩定的油膜,從而引起機械元件的過度磨損甚至化學腐蝕。所以這類油品的質量指標中必須要求它們具有良好的油水分離能力。通常被稱為油品的破乳化性或抗乳化性。
潤滑油抗乳化性的改善可以通過在油中添加破乳化劑來達到。破乳化劑一般是水包油型(O - W 型) 表面活性劑。它的加入可以幫助破壞原來乳化液的親水2親油平衡 ,使乳化液從 W2O 型轉變成 O2W 型 ,在轉相過程中實現油水分離。
現在國內外通常用的破乳化劑有環氧丙烷 二胺縮聚物(國內代號 T1001) 或高分子聚醚(DL - 32 , KR -12) 等。并對不同油品的破乳化性作了不少研究。[1 - 4 ]但在應用中常常遇到這樣的困難: 由于不同主產地基礎油的雜質成份、含量不同 ,不同品種成品油所加其它添加劑也不同(這些雜質和添加劑的很多是表面活性物質) ,所以很難確定一個固定的配方 ,即同樣的添加量對不同基礎油效果不同。現在的發展趨向是使用復合添加劑。[3 ] [4 ]但復合添常常需要用指定的基礎用油或深度精制的基礎油 ,使得實際用時也有一困難。
本文主要就基礎油對破乳化劑的選擇、破乳化劑的濃度和其它添加劑對破乳化性的影響作一些探討。同時針對抗磨液壓油、防銹汽輪機油兩種典型油品的破乳化性作一些研究。
1 實驗
111 實驗方法
按 GB/ T7305 - 87 石油和合成液抗乳化性能測定法 ,取試驗油樣和去離子水各 40 ml ,在 ±54 ℃恒溫槽放置 15 min 后攪拌 5 mm(1 500 n/ min) 后靜置 ,并觀察記錄各液層體積和分層時間。
按如下方式記錄: 油層 —水層 —乳濁液層 ( 毫升數) ,在標準時間內(依據不同油品規定不同) 達到 40- 37 - 3 ml 為基本分離合格 ,達到 40 - 40 - 0 ml 為完全分離。例 :46 # 抗磨液壓油標準時間為 30 min ,則表達為 40 - 37 - 3 ml (30 min) 合格。
1. 2 測試儀器
SPH7305 石油產品破乳化時間測定儀 ,上海浦航石油儀器技術研究所。
2 破乳化劑對基礎油的適應性
以下所用國產潤滑油破乳化劑有三種,它們分別是:
T1001 :二胺與環氧丙烷縮聚物 ,江蘇江寧化工廠;技術標準:Q/ SH004 ,一級。
DL - 32 : 環氧乙烷環氧丙烷嵌段共聚物( 聚醚) ,江蘇江陰永達化工廠;技術標準:企業標準。
KR - 12 :改性聚醚高分子物 ,新疆克拉瑪依石化廠研究院;技術標準:企業標準。
它們的共同特點是都屬于非離子型表面活性劑 ,HLB 值在 10 左右或更高。其分子的親水部分結構式為 - [ R - O] - n 。除此以外都還有一個親油部分 ,結構則因合成時的起始劑不同(有多元醇、有機胺等) 而不同。
調制潤滑油所用的基礎油 ,因產地不同 ,在結構性能上都會不同。使用不同破乳劑時效果也不同[2 ] 。例如:我國新疆的原油以環烷基型結構為主 ,對該油用 KR - 12 破乳化劑效果較好 ,其余兩種則較差。有關試驗數據見表 1 。
3 破乳化劑濃度對破乳化性能的影響
有數據表明,在一定范圍內 ,破乳化劑濃度增加 ,破化時間縮短。但當濃度增加到一定限度后 ,破乳化劑的增加反而對破乳化劑不利 ,結果見表 2 。
4 其它添加劑對破乳化性的影響
由于潤滑油其它性能的需要,在調制中往往也要同時加入其它種類添加劑 ,如抗氧抗腐劑、抗磨劑、防銹劑等 ,它們中也有很多是表面活性劑。因此 ,對油品抗乳化性也會有正面或負面的影響。如 :
T202 抗氧抗腐劑(二烷基硫代磷酸鋅) ,湖南株洲選礦藥劑廠;技術標準 SH0394 —96 ,一級。
T405 抗磨劑( 硫化棉籽油) , 湖南望城石油化工廠;技術標準:SH0395 —92 ,一級。
T406 油性抗磨劑 ( 脂肪酸胺鹽) , 江寧化工廠; SH0555 —93 ,一級。
T746 防銹劑( 十二烯基丁二酸) ,江寧化工廠; 技術標準:SH00433 —91 ,一級。
T501 抗氧劑(2 ,6 ———二叔丁基對甲酚) ,錦州石化廠;技術標準:0015 —09 ,一級。
它們對潤滑油破乳化性能的影響見表 3 。
5 破乳化作用中的平衡關系
5. 1 抗磨液壓油破乳化作用的研究
研究了抗磨液壓油的幾種不同配方,并對它們的破化性能作了對比 ,結果見表 4 。其中 ,基礎油選取中粘度指數礦物油( 茂名石化煉油廠 MVI250) , 中等精制 ,破乳化劑為 T1001 。此外 ,油品中還添加了抗氧抗腐劑、油性劑、抗磨劑、防銹劑等其它添加劑。產品技術標準 GB11118. 1 —94 ,40 —37 —3 m1 (30 min)
由表 4 可以看出 ,由于礦物油中雜質(氧化物. 膠質等極性物質) 的影響 ,油品本身破乳化 性是不合格的 ,加入的抗氧抗磨劑 T202 是強極性的 W2O 型乳化劑 ,使油品的破乳化劑性變差 ,只有加入適量破化劑后 ,才能使油品破乳化性合格(配方 3) 。但若破化劑加入過量 ,則體系表現出更強的 O2W 乳化傾向 ,反而使破乳化性能變壞(配方 4) 。
5. 2 防銹汽輪機油破乳化作用的研究
防銹汽輪油用于蒸汽汽輪機,破乳化性比抗磨液壓油要求要高。技術標準 GB11120 —89 ,40 —37 —3ml (15 min) 。該油加有 T501 抗氧劑 ,基礎油同上 5. 1 ,結果見表 5 。
由表 5 可以看出 ,由于沒有 T202 強極性 W2O 型乳化劑存在 ,當 T1001 與 T406 加量與表 4 中配方 3 的量相同時 ,油品破乳化性不合格 ,表現出形成 O2W 型乳液強烈傾向。而表 5 中的配方 2 則和表 4 中的配方5 出現了相似結果 ,證明與前面的分析是一致的。
6 討論
6. 1 由于不同產地基礎油結構不同,乳化性能也不同。在選用破乳化劑時應根據不同基礎油品種選用適應性好的破乳化劑 。克拉瑪依油田基礎用 KR —12 效果好。T1001 對南海基礎油有較好效果 。
6. 2 破乳化劑的用量有一個最隹值范圍。在這個濃度下它能對原來油品乳化液的親水 親油平衡起抵消作用。用量過小 ,油品仍有較強的 W2O 乳化傾向 ,用量過大 ,油品又會反過來表現較強的 O2W 乳化傾向。兩種情況下都不利于油水分離。
6. 3 當體系中還有其它添加劑時,不同的添加劑對破乳化性有不同的影響 ,它們和破乳化劑 有不同的相互作用。T202 乳化性強 , 對 T1001 有強抵消作用 ,T405 ,T406 只有弱乳化性。T746 本身乳化性不強 ,但它有助于乳液穩定 ,所以加了 T746 后 T1001 用量要適量加多。
作者:付欣,胡薏冰


