脈沖調(diào)合對潤滑油產(chǎn)品質(zhì)量的影響

郭國進(jìn)

（中國石化潤滑油荊門分公司，湖北荊門 448002）

脈沖調(diào)合對潤滑油產(chǎn)品質(zhì)量的影響

郭國進(jìn)

（中國石化潤滑油荊門分公司，湖北荊門 448002）

文章分析了脈沖調(diào)合對內(nèi)燃機(jī)油、液壓油產(chǎn)品質(zhì)量的影響。脈沖調(diào)合生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)油時(shí)不會像傳統(tǒng)機(jī)械攪拌那樣對油品黏度有剪切作用，相反對產(chǎn)品質(zhì)量有一定的保障;脈沖調(diào)合生產(chǎn)液壓油時(shí)需要嚴(yán)格控制原材料水分含量，同時(shí)處理好罐底存油，否則在脈沖壓縮風(fēng)的強(qiáng)大攪拌作用下極易出現(xiàn)抗乳化不合格情況，對于抗乳化不合格的液壓油提出一些處置措施。

脈沖調(diào)合;潤滑油;質(zhì)量;影響

0 引言

脈沖調(diào)合作為一種成熟的調(diào)合工藝在潤滑油行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，實(shí)際生產(chǎn)表明，在適當(dāng)?shù)墓に嚳刂茥l件下，脈沖調(diào)合可以生產(chǎn)出合格的潤滑油產(chǎn)品，脈沖調(diào)合與傳統(tǒng)機(jī)械攪拌相比具有節(jié)能、高效的優(yōu)點(diǎn)，脈沖調(diào)合可以加快調(diào)合攪拌均勻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。但脈沖調(diào)合對產(chǎn)品質(zhì)量究竟有何影響，本文通過脈沖調(diào)合實(shí)際生產(chǎn)情況，分析其對內(nèi)燃機(jī)油、液壓油產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

1 脈沖調(diào)合對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

1.1 脈沖調(diào)合對內(nèi)燃機(jī)油產(chǎn)品質(zhì)量的影響

以生產(chǎn)CD 15W－40柴油機(jī)油為例，采用相同批次的原材料和相同工藝技術(shù)配方分別采取實(shí)驗(yàn)室小調(diào)、脈沖調(diào)合、傳統(tǒng)機(jī)械攪拌進(jìn)行生產(chǎn)，三種調(diào)油方式調(diào)油溫度均為58℃。實(shí)驗(yàn)室小調(diào)采用磁浮子攪拌40 min，脈沖調(diào)合采用0.48 MPa的壓縮空氣鼓泡攪拌60 min，側(cè)向攪拌采用攪拌機(jī)攪拌8 h。分別對油品進(jìn)行分析，100℃運(yùn)動黏度采用試驗(yàn)方法GB/T 265測定，試驗(yàn)方法規(guī)定其重復(fù)性和再現(xiàn)性分別為1.0%、2.2%。為了排除分析誤差對試驗(yàn)結(jié)果的影響，要求實(shí)驗(yàn)室同一操作者使用同一黏度計(jì)完成以上三種油品100℃運(yùn)動黏度的測定。結(jié)果見表1。

由表1可以看出，三種調(diào)油方式生產(chǎn)的CD 15W－40柴油機(jī)油，各項(xiàng)分析數(shù)據(jù)均合格。將三種分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，除100℃運(yùn)動黏度有所差別外，其他分析數(shù)據(jù)基本相近，100℃運(yùn)動黏度的大小順序是:脈沖調(diào)合＞實(shí)驗(yàn)室小調(diào)＞側(cè)向攪拌。

表1 CD 15W－40三種調(diào)合方式部分分析數(shù)據(jù)

側(cè)向攪拌時(shí)其100℃運(yùn)動黏度最小。由于CD 15W－40柴油機(jī)油需要使用大量的增黏劑，增黏劑主要成分為油溶性的鏈狀高分子化合物，其在外界的剪切作用下長鏈易斷裂，尤其是在高溫高剪切作用下斷裂更為明顯，側(cè)向機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速約為350～400 r/min，每臺攪拌機(jī)有3片長度約0.6 m的攪拌葉片，雖然其剪切條件比較緩和，但是每罐油需要攪拌6～8 h才能使添加劑充分溶解分散均勻，由于攪拌時(shí)間較長，油品中的增黏劑或多或少被部分剪切，從而黏度有所降低。而脈沖調(diào)合使用的是脈沖氣動調(diào)合，對油中的增黏劑不會產(chǎn)生任何剪切破壞作用，黏度不會損失。

以上三種調(diào)合方式雖然原材料比例理論上一致，實(shí)際進(jìn)料時(shí)嚴(yán)格控制精度，但在實(shí)際進(jìn)料時(shí)還會不可避免產(chǎn)生計(jì)量誤差，這樣對試驗(yàn)結(jié)果或多或少產(chǎn)生影響。由于在進(jìn)行脈沖調(diào)合改造時(shí)仍然保留了機(jī)械攪拌設(shè)備，為此選取一批CD 15W－40在脈沖調(diào)合采樣分析完成后，繼續(xù)采用機(jī)械攪拌調(diào)合8 h，表2是100℃運(yùn)動黏度、低溫動力黏度（－15℃）分析結(jié)果。

表2 100℃運(yùn)動黏度、低溫動力黏度（－15℃）分析結(jié)果

表2結(jié)果更進(jìn)一步表明，脈沖調(diào)合在調(diào)合內(nèi)燃機(jī)油時(shí)，對產(chǎn)品質(zhì)量沒有負(fù)影響，相反在黏度的保證上比傳統(tǒng)機(jī)械攪拌更為有利。

1.2 脈沖調(diào)合對液壓油產(chǎn)品質(zhì)量的影響

通過對實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn)，脈沖調(diào)合生產(chǎn)工業(yè)齒輪油和內(nèi)燃機(jī)油基本是一次調(diào)合合格，而在生產(chǎn)液壓油時(shí)出現(xiàn)部分批次不合格情況，不合格項(xiàng)目表現(xiàn)為外觀不透明，部分批次還出現(xiàn)抗乳化不合格。表3是某批不合格抗磨液壓油（HM 68）實(shí)測分析數(shù)據(jù)。

表3 不合格抗磨液壓油（HM 68）分析數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)室水分測定（方法GB/T 260）結(jié)果為痕跡，即小于0.03%。對機(jī)械攪拌調(diào)油數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)相同原材料、相同技術(shù)配方，機(jī)械攪拌時(shí)也出現(xiàn)過部分批次外觀、抗乳化不合格情況，但比例遠(yuǎn)小于脈沖調(diào)合時(shí)的比例。

為何脈沖調(diào)合生產(chǎn)液壓油時(shí)不合格批次比例比側(cè)向機(jī)械攪拌大?脈沖調(diào)合在生產(chǎn)液壓油時(shí)究竟對其質(zhì)量有何影響?

影響液壓油外觀、抗乳化不合格主要原因可能是油品中含水導(dǎo)致的。液壓油是否含水除可在實(shí)驗(yàn)室用儀器進(jìn)行檢測外，還可以用“熱板法”進(jìn)行判斷，在一塊干凈平整的薄金屬板上滴上一滴試樣，然后將金屬板用酒精燈加熱到約120℃左右，觀察油滴內(nèi)有氣泡或有輕微的噼啪聲，表明液壓油的含水較多。另外將油樣加溫，若變透明，也可判斷是含微量水分所致。

液壓油抗乳化不合格原因復(fù)雜，但只要油品含水較多，在脈沖調(diào)合的劇烈攪拌下會導(dǎo)致部分水分溶于油中成為溶解水或乳化液，導(dǎo)致抗乳化不合格。表面上看，水和油是不能相互混在一起，但實(shí)際上，潤滑油中總是含有少量以分子形式存在的水分，這種水被稱為溶解水。在一定的溫度下，調(diào)配好的油品只能溶解一定數(shù)量的水達(dá)到飽和。當(dāng)溫度下降時(shí)，油溶解水的能力下降，溶解水會從油里析出，形成游離水。在達(dá)到油品的溶解水飽和度之前，油的外觀是清亮透明的。由于溫度降低，溶解水從油里析出，就會形成一些小水滴懸浮在油里，并隨著水的增多逐漸形成大水滴，通常水會沉到底部。一般在罐底切出的水即為游離水。當(dāng)游離水受到劇烈攪拌時(shí)，會形成微小的顆粒懸浮在油里，無法沉到底部，從而形成油品乳化［1］。乳化液靜止沉降一段時(shí)間又可以分出不少游離水。油品的外觀也因此變得模糊或是渾濁發(fā)白。

生產(chǎn)中導(dǎo)致液壓油含水的可能原因有:蒸汽加熱盤管內(nèi)漏、脈沖壓縮風(fēng)含水、原材料含水、罐底油含水較多。蒸汽加熱盤管是否內(nèi)漏通過試壓捉漏即可判斷。從脈沖調(diào)合壓縮風(fēng)流程及操作看，每次開壓縮機(jī)前都進(jìn)行了低點(diǎn)排凝操作，在調(diào)合罐頂部脈沖氣體入罐進(jìn)口處對壓縮風(fēng)取樣檢測，壓縮風(fēng)露點(diǎn)為－35℃，含水量300μg/g，說明脈沖壓縮風(fēng)符合要求。對原材料各組分進(jìn)行追溯，調(diào)制液壓油時(shí)用到的主要基礎(chǔ)油組分是HVIⅡ10，發(fā)現(xiàn)HVIⅡ10基礎(chǔ)油出現(xiàn)外觀渾濁現(xiàn)象，對油樣加熱馬上變透明，而現(xiàn)有的分水測定法GB/T 260較難發(fā)現(xiàn)此問題。少量水分在基礎(chǔ)油中的分散基本呈游離狀，用GB/T 260很難檢測出來，結(jié)果基本為痕跡。通過打開罐底部的脫水閥切水，可以切出較多水分，沉降幾天再切水仍然能切出不少水。

另外，罐底油如果含水較多，也會影響液壓油產(chǎn)品質(zhì)量。脈沖攪拌系統(tǒng)中的集氣盤安裝在離罐底3 cm左右，所以在壓縮風(fēng)攪拌時(shí)，強(qiáng)大的氣流會將罐底油劇烈攪拌，罐底油中的水分也會與油品充分混合，游離水會轉(zhuǎn)化為溶解水，甚至變?yōu)槿榛骸?/p>

通過以上分析可知，脈沖調(diào)合生產(chǎn)液壓油時(shí)出現(xiàn)的外觀、抗乳化不合格，根本原因不是由于脈沖調(diào)合引起的，主要原因是原材料及罐底油含水較多時(shí)在脈沖調(diào)合的劇烈攪拌作用下，水分與油品充分混合成為溶解水或乳化液，從而導(dǎo)致液壓油產(chǎn)品質(zhì)量不合格。所以在用脈沖調(diào)合生產(chǎn)液壓油時(shí)，一定要嚴(yán)格控制原材料及罐底油含水量，必要時(shí)需進(jìn)行清罐處置。

對于不合格的液壓油最常見處置方法有以下幾種:①使用真空脫水機(jī)。利用水在真空條件下蒸發(fā)，溫度降低蒸發(fā)量大的原理使油和水徹底分離。它可以很快除掉液壓油里的水分，包括大部分溶解水［2］。該處置方法適用于處置含水量較高油品的處置，在許多小調(diào)合廠使用較多。②稀釋回調(diào)。該法適用于批量不大的情況，若不合格批量較大，在實(shí)際生產(chǎn)中回調(diào)起來比較困難。③恒溫靜置脫水。將油品溫度控制在50℃左右，恒溫靜置一段時(shí)間后，從底部開脫水閥切水。該法在實(shí)際生產(chǎn)中較普遍采用，但仍然不能徹底將油中水分脫除干凈。④利用干燥的脈沖壓縮風(fēng)帶出水分。在天氣晴好時(shí)，打開灌頂?shù)耐腹饪祝}沖鼓泡1～2 h，大量干燥的脈沖壓縮風(fēng)在罐內(nèi)與油品充分接觸，從罐頂排出的濕空氣可以帶走不少水分。一般在實(shí)際生產(chǎn)中用方法③和④聯(lián)合使用，效果明顯。對于抗乳化不合格的液壓油一般加入抗乳化穩(wěn)定劑進(jìn)行補(bǔ)調(diào)，0.005%的抗乳化穩(wěn)定劑能有效提高液壓油抗乳化性能。

另外，可將灌頂通氣閥改造稍大點(diǎn)，在脈沖鼓泡時(shí)，可以起到迅速平衡罐內(nèi)外氣壓，使罐內(nèi)多余氣體能快速排到罐外，在正常脈沖調(diào)合時(shí)，干燥的壓縮空氣可以帶出部分水汽，從而使油品更加干燥，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2 結(jié)論

（1）脈沖調(diào)合生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)油時(shí)，對產(chǎn)品質(zhì)量沒有負(fù)影響，相反在產(chǎn)品質(zhì)量的保證上比傳統(tǒng)機(jī)械攪拌更為有利。

（2）脈沖調(diào)合生產(chǎn)液壓油時(shí)，需要嚴(yán)格控制原材料含水量，同時(shí)對罐底油質(zhì)量應(yīng)預(yù)先分析，否則在脈沖壓縮風(fēng)的劇烈攪拌下會出現(xiàn)質(zhì)量不合格情況。實(shí)際生產(chǎn)中，若調(diào)合的產(chǎn)品含有少量水分，除了恒溫靜置底部切水外，還可以打開灌頂透光孔利用脈沖壓縮風(fēng)帶出部分水汽，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

［1］肖德錦.L－HM液壓油工序分析研究［J］.潤滑油，1999，14（3）:40－43.

［2］呂涯，嚴(yán)正澤.潤滑油的乳化及其抗乳化性能的測定方法［J］.石油商技，1994（2）:11－13.

Influence of Pulse Blending on the Quality of Lube Oil

GUO Guo－jin
（Jingmen Branch，Lubricant Com pany，Sinopec Corp.，Jingmen 448002，China）

The influence of pulse blending on the quality of engine oiland hydraulic oil is analyzed.Unlike the traditionalm echanical agitation，using pulse blending to produce engine oil has no shear effect to the oil viscosity，on the contrary，the product quality w illbe secure;The w ater contentof raw materials needs to be controlled strictlyw hile producing hydraulic oil by m eans of pulse blending，at the same time，the saved oilin tank bottom needs to be handled w ell，or it is easy to appear em ulsification under the strong w ind.At last，som e m easures are put forw ard to dealw ith the em ulsification of hydraulic oil.

pulse blending;lubricant;quality;influence

TE626.3

A

1002-3119（2011）06-0062-03

2011－05－05。

郭國進(jìn)（1972－），男，高級工程師，1995年畢業(yè)于江蘇石油化工學(xué)院石油煉制專業(yè)，現(xiàn)主要從事潤滑油技術(shù)質(zhì)量管理工作。