真空泵油的加氫后性能改良分析

真空泵油的加氫后性能改良分析根據(jù)真空泵油在使用中的工作狀況,我國(guó)已制定了真空泵油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH0528-92(礦物油型真空泵油標(biāo)準(zhǔn))和SH0529-92(礦物油型擴(kuò)散泵油標(biāo)準(zhǔn))。下面就對(duì)加氫油生產(chǎn)的真空泵油在飽和蒸汽壓、極限壓強(qiáng)、粘度指數(shù)、氧化安定性等方面的改良開(kāi)展分析。

1、飽和蒸汽壓

為了獲得高真空,希望油品在冷凝器溫度下有較低的飽和蒸汽壓;使真空泵能獲得較高的真空;同時(shí)又要求油品在蒸發(fā)器溫度下,應(yīng)具有盡可能大的飽和蒸汽壓,使得泵在較高的出口壓力下工作。一些質(zhì)譜組成分析結(jié)果說(shuō)明,與溶劑精制油相比,加氫油具有芳烴含量低、飽和烴含量高的特點(diǎn)。***學(xué)組成上分析,隨著分子量增大,直鏈烷烴分子間的色散力增加,蒸汽壓降低,需要從外界供應(yīng)較大的能量才可使其蒸汽壓提高到與大氣壓相等,因而沸點(diǎn)相應(yīng)增高;而對(duì)于碳數(shù)相同的烷烴異構(gòu)體而言,分子支鏈增多時(shí),分子趨于球形,分子間距離增大,色散力相應(yīng)減弱,則油品蒸汽壓會(huì)升高。環(huán)烷烴性質(zhì)與烷烴相似,因此加氫泵油中含量較多的帶長(zhǎng)側(cè)鏈的單環(huán)環(huán)烷烴或芳烴有利于真空泵油降低飽和蒸汽壓。

2、極限壓強(qiáng)

極限壓強(qiáng)是真空設(shè)備的關(guān)鍵性指標(biāo),其大小取決于泵本身的漏氣和工作液的蒸氣壓強(qiáng)。以擴(kuò)散泵為例,根據(jù)擴(kuò)散理論,有如下關(guān)系式。

泵工作壓縮比

可以看出油品的種類和組成對(duì)真空泵的極限壓強(qiáng)影響很大。與溶劑精制油相比,由于加氫油制得的真空泵油沸點(diǎn)高,分子量較大,即公式中的蒸汽分子直徑R2和分子量L2大,相應(yīng)的氣體與蒸汽間的擴(kuò)散系數(shù)D0就小,所以壓縮比就大,對(duì)一定的出口壓強(qiáng)P(L)而言,極限壓強(qiáng)P(O)就小些。這說(shuō)明用加氫油生產(chǎn)的真空泵油沸點(diǎn)高,組成合理,有利于獲得高真空;且由于該油餾分窄,精制深度高,抽氣速率也有所提高。

從“石大”牌真空泵油性能測(cè)試結(jié)果中也能看出這一點(diǎn)。表2比照了“石大”牌擴(kuò)散泵油(SD2DPO23)與用普通溶劑精制油制得的擴(kuò)散泵油(A油)的真空性能,結(jié)果說(shuō)明:極限壓強(qiáng)和抽氣速率指標(biāo)都有了一定程度的提高。

表2SD-DPO-3與A油極限壓強(qiáng)和抽氣速率比照結(jié)果

表3比照了**石大中油公司最新研制的“石大”牌直聯(lián)泵油SD2RPO2100L與德國(guó)產(chǎn)萊寶泵專用油N62在萊寶真空泵上測(cè)試的極限壓強(qiáng)性能。結(jié)果說(shuō)明:國(guó)產(chǎn)油的真空性能指標(biāo)不亞于進(jìn)口油。

表3SD-RPO-100L與LeyboldN62的極限壓強(qiáng)比照結(jié)果3

3、粘溫性能

油品粘溫性能的優(yōu)劣水平是用粘度指數(shù)來(lái)表征的,它是衡量根底油加工中精制深度最重要的指標(biāo),也是判斷潤(rùn)滑油油源的標(biāo)志。***學(xué)組成上分析,烷烴和少環(huán)長(zhǎng)側(cè)鏈環(huán)烷烴和芳烴的粘溫性能都好于多環(huán)多側(cè)鏈環(huán)烷烴和芳烴;膠質(zhì)等稠環(huán)化合物的粘度指數(shù)極低。

由于要求油品在低溫下能使泵迅速啟動(dòng),在高溫下又能具有良好的密封性,同時(shí)使泵內(nèi)溫升較低,因此油品的高粘度指數(shù)對(duì)真空泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是非常重要的。尤其是近年來(lái)出現(xiàn)的直聯(lián)高速旋片式真空泵的出現(xiàn),轉(zhuǎn)速已提高到1000～3000r?min,這就使油分子的內(nèi)摩擦增大了,油品溫升也更高,因此對(duì)油品的粘度指數(shù)要求更嚴(yán)格了。因此,由根底油性質(zhì)決定了加氫油制得的真空泵油的粘度指數(shù)(一般VI≥100)要好于普通溶劑精制油的產(chǎn)品(一般VI≥90)。

4、氧化安定性

由于油品在泵內(nèi)要經(jīng)受長(zhǎng)期的加熱、汽化、(噴射)、冷卻等過(guò)程,因此要求油品要具有良好的熱安定性和氧化安定性,防止熱解產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物污染系統(tǒng),降低極限真空度。烴類氧化是一個(gè)自由基自動(dòng)氧化過(guò)程。油品氧化安定性與非烴雜質(zhì)和化學(xué)組成有密切關(guān)系。環(huán)己烷和C12以上的大環(huán)化合物由其自身構(gòu)造決定了其張力能很小或等于零,因此具有穩(wěn)定的構(gòu)象,所以根底油中的烷烴和環(huán)烷烴對(duì)氧化安定性都是有正影響的;而根底油中芳烴、膠質(zhì)對(duì)氧化安定性是有負(fù)影響的。其中適量的少環(huán)芳烴對(duì)氧化安定性有利,但不能過(guò)多。多環(huán)芳烴含量越高,油品的氧化安定性越差。陳國(guó)銘等人認(rèn)為我國(guó)石蠟基根底油氧化安定性差的原因除與其中天然硫化物含量低有關(guān)外,沒(méi)有將其中的稠環(huán)芳烴及極性化合物降低至較低水平也是原因之一。而通過(guò)加氫精制工藝處理油料可以很好地解決這一問(wèn)題。此外,Fenske發(fā)現(xiàn)芳烴含量為15%～20%的根底油氧化安定性最好。Fuchs和Burn等也提出過(guò)最正確芳烴的概念,他們認(rèn)為在硫含量大于0.1%時(shí),就氧化安定性而言,最正確芳烴含量為10%～20%。因此,對(duì)加氫油而言,隨著加工深