一種處理乳化汽輪機油的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種處理乳化汽輪機油的方法，邊攪拌邊向乳化的汽輪機油中加入磁性破乳劑Fe3O4?EC，繼續(xù)攪拌，使磁性破乳劑分散于乳化的汽輪機油中，乳化的汽輪機油經(jīng)過處理后變?yōu)榍宄河推?，少量的乳化水與有磁性破乳劑Fe3O4?EC置于磁場中沉降、分離。本發(fā)明基于制備一種有機磁性Fe3O4?EC材料，加入磁性Fe3O4?EC材料到乳化汽輪機油中，在攪拌下進行處理油品。利用磁性Fe3O4?EC材料具有特殊的親水與親油性能而絮凝，由于水密度大于油從而使其在底部析出，通過排出底部水而達到破乳目的，對于汽輪機油中的添加劑幾乎無影響，因此處理過程對油品的使用性能影響小或者無影響。加入的磁性Fe3O4?EC材料通過回收再用從而達到循環(huán)利用的目的。
【專利說明】
一種處理乳化汽輪機油的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種去除乳化汽輪機油中乳化液的方法，處理后的汽輪機油可繼續(xù)使 用，屬于石油化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽輪機油（亦稱透平油，Turbine oil)通常包括蒸汽輪機油、燃?xì)廨啓C油，水力汽 輪機油及抗氨汽輪機油等，根據(jù)使用工況與設(shè)備細(xì)分為不同質(zhì)量等級。汽輪機油主要用于 汽輪機油和相聯(lián)動機組的滑動軸承、減速齒輪、調(diào)速器和液壓控制系統(tǒng)的潤滑。汽輪機油作 用主要為潤滑、冷卻、調(diào)速、防銹與防護等。
[0003] 在汽輪機油在配方為組成為礦物油(合成油型)基礎(chǔ)油加上功能添加劑來滿足使 用性能要求，添加種類有抗氧化、抗腐蝕、防銹、抗泡沫、極壓抗磨等多種添加劑。汽輪機油 在使用過程中由于外來污染(如水、雜質(zhì)、表面活性物質(zhì)等)及長期高溫、劇烈攪動下的情況 下運行，油品自身老化(氧化）、磨損、水、汽的泄漏等原因?qū)?dǎo)致油品乳化。汽輪機油一旦乳 化將失去潤滑、冷卻散熱等作用，給潤滑設(shè)備造成潤滑不良、磨損加劇從而縮短設(shè)備使用壽 命，嚴(yán)重的將導(dǎo)致設(shè)備故障或者設(shè)備事故。
[0004] 使用過程中汽輪機油抗乳化質(zhì)量要求可參考GB/T 7595-2008《電廠運行中汽輪機 油質(zhì)量》]或NB/SH/T 0636-2013《L-TSA汽輪機油換油指標(biāo)》，兩者之間的差異為GB/T 7596 為運行中汽輪機油控制指標(biāo)，NB/SH/T 0636則是某項指標(biāo)超標(biāo)后必須換油。在GB/T7595-2008涉及的汽輪機油黏度級別為ISO 32與ISO 46,抗乳化指標(biāo)為在54°C下不大于30min (40mL-37mL-3mL,油-水-乳化層hNB/SH/T 0636標(biāo)準(zhǔn)中覆蓋ISO 32、IS0 46、IS0 68、IS0 100四個黏度級別，在抗乳化指標(biāo)為在54°C、乳化層減少到3mL的時間，ISO 32、I SO 46為大 于40min，IS0 68、IS0 100(82°C)大于60min要求更換設(shè)備中的汽輪機油。對于電廠而言汽 輪機組較大，每次裝油量大。在檢修后或者使用過程中由于外來污染導(dǎo)致設(shè)備中的汽輪機 油乳化，若進行更換將造成較大浪費。
[0005] 對于乳化后的汽輪機油進行破乳處理采用方法有加熱法、吸附法、化學(xué)法。常規(guī)的 加熱法與吸附法為物理方法，對于加熱法而言需要加熱到80 °C以上才有效果，對于添加有 屏蔽酚的汽輪機油而言溫度過高將降低其抗氧化效果;對于使用吸附劑破乳的方法有可能 使有效添加劑被吸附而降低汽輪機油的綜合性能。化學(xué)方法則加入一定量的表面活性劑， 如聚氧化烯醇聚醚破乳化劑來改善乳化液性質(zhì)，在攪拌的條件下將抗乳化表面活性劑溶解 在乳化汽輪機油后，靜止后將油水快速分離，乳化液減少并最后消失，通過將析出水排出而 達到破乳的效果，且對油品的使用性能無影響。一般在潤滑油生產(chǎn)或者使用過程中多采用 化學(xué)法進行抗乳化的處理，如在運行汽輪機油的破乳化度劣化的工業(yè)化處理過程中，一般 采取在線處理。要求循環(huán)良好、運行油溫40°C~50°C的條件下，緩緩加入破乳化劑的處理方 法簡單易行，效果較好?；瘜W(xué)法處理后的汽輪機油放置一段時間后，抗乳化性能將會下降。 顯然需要一種抗乳化效果好且對汽輪機油質(zhì)量、性能無影響或者影響小的破乳化方法或材 料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的在于克服了上述的技術(shù)問題，提供了分離效果好、效率高的乳化汽輪 機油的處理方法。該方法還可以使破乳劑重復(fù)利用，無消耗。
[0007] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來具體實現(xiàn)：
[0008] 一種處理乳化汽輪機油的方法，邊攪拌邊向乳化汽輪機油中加入磁性破乳劑 Fe304-EC，繼續(xù)攪拌，使磁性破乳劑分散于乳化的汽輪機油中，乳化的汽輪機油經(jīng)過處理后 上層為清澈油，少量的乳化水與有磁性破乳劑Fe304-EC置于磁場中沉降、分離。
[0009] 優(yōu)選的，所述磁性破乳劑的加入量為乳化汽輪機油質(zhì)量的0.1 %~0.3%。
[0010] 進一步優(yōu)選的，所述磁性破乳劑的加入量為乳化汽輪機油質(zhì)量的0.2%。
[0011] 優(yōu)選的，控制乳化汽輪機油的溫度為30°c~60°C。
[0012]進一步優(yōu)選的，控制乳化汽輪機油的溫度為50°C。
[0013] 優(yōu)選的，攪拌速度400r/min~600r/min，繼續(xù)攪拌60min。
[0014] 優(yōu)選的，所述磁場中沉降利用磁鐵產(chǎn)生的磁場進行沉降。
[0015] 進一步的，將分散有磁性破乳劑Fe304-EC的油水乳化液置于磁鐵中靜置lOmin，即 可完成沉降。
[0016] 所述分離，將沉降后的液體倒入分液漏斗中，靜置lOmin，水油分離，上層油即為純 凈的汽輪機油。
[0017] 沉降完畢后，底部的沉降出來的磁性破乳劑收集，用無水乙醇、蒸餾水交替磁洗三 次，過濾，真空干燥，得回收的磁性破乳劑。
[0018] 所述Fe3〇4-EC按如下方法步驟制備而成：
[0019] 本發(fā)明方法所采用的磁性破乳劑Fe3〇4_EC的制備方法如下：
[0020] 將具有絮凝破乳性能的乙基纖維素連接到具有超順磁性的Fe304微粒表面上，即 得親油性的磁性破乳劑，即Fe3〇4_EC。為了使Fe 3〇4與EC能化合鍵合，需對Fe3〇4進行表面處 理、對EC進行溴化處理。具體步驟如下：
[0021] 1.制備Fe3〇4:
[0022] 稱取六水合三氯化鐵27.72g、、七水合硫酸亞鐵47. llg溶解到800mL去離子水中， 加入225mL氨水(濃度為25 % )，使水溶液的pH為9.5左右，獲得氫氧化鐵沉淀。氫氧化鐵沉淀 老化12h，再在磁場下用去離子水洗滌沉淀3次，除去無磁性的鐵化合物及陰離子如硫酸根 離子、氯離子等，過濾沉淀、40 °C下真空干燥12h，得Fe3〇4。
[0023] 2.Fe3〇4/Si(OH)4
[0024] 取Fe3〇4l7.26g，用超聲細(xì)胞粉碎機超聲分散到lOOOmL去離子水中，將75mL硅酸鈉 緩慢滴加到上述溶液中，并加入〇. 3mol/L的硫酸調(diào)節(jié)pH到9.5左右。在40°C下攪拌3h后加熱 到95°C恒溫lh，使硅酸鈉在Fe304上水解沉淀。在磁場下用去離子水洗滌固體物質(zhì)3次，將所 得固體在水蒸汽中繼續(xù)水解lh，最后將固體放在105°C干燥lh可得Fe 3〇4/Si(OH)4。
[0025] 3.Fe3〇4/Si(OH)4 表面胺化：
[0026] 將17g Fe3〇4/Si(OH)4分散在100mL的甲苯中（超聲分散10min)，再緩慢滴加45mL二 甲基甲酰胺，沸騰回流4h，降溫到室溫后用甲苯與乙醇交替清洗3次，并放入真空干燥器干 燥得表面胺化的Fe3〇4/Si (0H)4。
[0027] 4.溴化乙基纖維素制備：
[0028] 稱取8g乙基纖維素溶解到200mL四氫呋喃中，再加入0.8mL吡啶溶液，命名為混合 液A。將2-溴代異丁酰溴(98 % ) 1.2mL用四氫呋喃定容到1 OmL，將混合液命名為B。將B混合液 緩慢滴加到A中(A的溫度控制在0°C)。在40°C下攪拌反應(yīng)3h，再室溫攪拌反應(yīng)24h，用去離子 水與四氫呋喃交替洗滌產(chǎn)物3次，得白色固體一溴化乙基纖維素。
[0029] 5.合成 Fe3〇4-EC:
[0030] 用300mL的四氫呋喃溶解6g氨化的Fe3〇4/Si(OH)4和lg的溴化乙基纖維素，加入2mL 吡啶，室溫攪拌反應(yīng)48h，結(jié)束后用四氫呋喃磁洗，真空干燥室干燥即得Fe3〇4_EC。
[0031] 本發(fā)明有益效果：
[0032] 本發(fā)明基于制備一種有機磁性Fe3〇4-EC材料，加入磁性Fe3〇4-EC材料到乳化汽輪 機油中，在攪拌下進行處理油品。利用磁性Fe 3〇4-EC材料具有特殊的親水與親油性能而絮 凝，由于水密度大于油從而使其在底部析出，通過排出底部水而達到破乳目的，對于汽輪機 油中的添加劑幾乎無影響，因此處理過程對油品的使用性能影響小或者無影響。加入的磁 性Fe 3〇4-EC材料通過回收再用從而達到循環(huán)利用的目的。
【附圖說明】
[0033]圖1為磁性破乳劑Fe3〇4_EC的磁滯回線；
[0034]圖2為Fe3〇4的接觸角；
[0035]圖3為乙基纖維素的接觸角；
[0036]圖4為本發(fā)明磁性破乳劑Fe3〇4_EC的接觸角
[0037]圖5為Fe3〇4、乙基纖維素和磁性破乳劑Fe3〇4-EC在惰性氣體下的熱重曲線。
【具體實施方式】
[0038] 以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用 于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明
[0039] 為了進一步說明本發(fā)明的實質(zhì)，對采用本發(fā)明方法進行了如下實驗分析。
[0040] 一、磁性破乳劑Fe3〇4-EC的性能測試分析
[0041] 1.磁性測性
[0042] 磁性破乳劑的磁滯回線參見圖1，由圖1可得，破乳劑Fe3〇4-EC的磁化飽和強度為 62emu/g，即磁性較強;矯頑磁力為零，說明磁性破乳劑粒子的超順磁性。
[0043] 2.親水親油性對比檢測
[0044] Fe304、乙基纖維素和磁性破乳劑Fe3〇4-EC的接觸角如圖2、3、4所示，由圖2、3、4可 知，F(xiàn)e3〇4的接觸角為21°，乙基纖維素的接觸角為70°，磁性破乳劑Fe3〇4_EC的接觸角為41°。 可見，EC連接在Fe3〇4上，改變了 Fe3〇4的親水輕油性。
[0045] 3.熱重
[0046] Fe3〇4、乙基纖維素和磁性破乳劑Fe3〇4-EC在惰性氣體下的失重情況圖3所示的各 物質(zhì)隨溫度的變化的熱重曲線。由圖3可知，EC熱解失重溫度為250°C~400°C，失重量 87 · 5 % ; Fe3〇4在20 °C~200°C之間失重量近3 % ; Fe3〇4_EC的失重從20 °C~700°C，失重量大 約 13%〇
[0047]綜合上述性能，EC不溶于水，其接觸角為70°，因此EC表面吸水量可忽略，在200°C 前無失重，可能在EC大部分熱分解同時會有少部分的EC熱縮合變?yōu)榻固浚虼藴囟雀哌_800 °C時仍有12.5 %的量保留；Fe3〇4接觸角較小（21°C )，有一定的吸水能力，且可能含有晶間 水，可在200°C前熱脫附失去;Fe3〇4_EC接觸角為(41°C )，表面可能吸附微量水，在溫度較低 時可熱脫附除去，可能是Fe3〇4與EC之間為化學(xué)鍵結(jié)合，EC的熱分解熱脫附的溫度范圍向高 溫方向拓寬。綜上分析，F(xiàn)e 3〇4_EC中EC含量為10%左右，F(xiàn)e3〇4_EC之間結(jié)合牢固，且EC分解溫 度為250°C以上，因此在作為破乳劑的需求中，EC沒有損失，F(xiàn)e 3〇4_EC重復(fù)利用性較好。
[0048]二、實驗例:乳化后汽輪機油的破乳處理 [0049] 1、實驗原料
[0050] (1)某火力發(fā)電廠設(shè)備運行中的L-TSA 32汽輪機油，外觀為不透明，乳白色。
[0051] (2)某火力發(fā)電廠設(shè)備運行中的L-TSA 46汽輪機油，外觀為不透明，乳白色。
[0052]經(jīng)過檢測，檢測數(shù)據(jù)見表1，上述不同黏度等級的汽輪機油抗乳化性能達不到GB/ T7596-2008《電廠運行中汽輪機油質(zhì)量》的要求。
[0053]表1使用中L-TSA汽輪機油檢測數(shù)據(jù) [0054]
[0055]說明：抗乳化試驗采用標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 7305。
[0056] 2、實驗方法
[0057]在500mL燒杯加入200mL乳化汽輪機油，控制溫度在50°C以下，在攪拌（攪拌速度 400r/min~600r/min)的情況下加入一定量的磁性絮凝劑，攪拌30min~60min，在磁鐵上靜 置lOmin后，將其快速轉(zhuǎn)入500mL分液漏斗，靜置30min后放出底部的Fe 3〇4_EC、水、微量乳化 液及雜質(zhì)，上層透明油品即為處理后汽輪機油。
[0058] Fe3〇4_EC在磁場作用下沉降分離(燒杯放置在磁鐵上，靜置lOmin)出磁性物質(zhì)，清 洗后Fe3〇4-EC可重復(fù)利用。用處理后的汽輪機油測定抗乳化性能。
[0059] 3、實驗結(jié)果
[0060] 3.1破乳化效果考察
[0061 ] 3.1 · 1常溫下攬摔速度400r/min~600r/min，攬摔30min與60min，靜置lOmin,不同 Fe3〇4_EC絮凝劑加入量其效果見表2-1及表2-2。
[0062]表2-1不同加入量對L-TSA 32汽輪機油破乳效果情況 [0063]
[0064] 表2-2不同加入量對L-TSA 46汽輪機油破乳效果情況
[0065]
[0066] 3 · 1 · 2 30°C 下，攬摔速度400r/min~600r/min，攬摔30min與60min，靜置lOmin，， 不同F(xiàn)e3〇4_EC絮凝劑加入量其效果見表3-1，3-2。
[0067]表3-1不同加入量對L-TSA 32汽輪機油破乳效果情況 [0068]
[0069]表3-2不同加入量對L-TSA 46汽輪機油破乳效果情況 [0070]
[0071 ] 3· 1 ·3 50°C下，攬摔速度400r/min~600r/min，攬摔30min與60min，靜置lOmin。不 同F(xiàn)e304-EC絮凝劑加入量其效果見表4-1，4-2。
[0072]表4-1不同加入量對L-TSA 32汽輪機油破乳效果情況 [0073]
[0074]表4-2不同加入量對L-TSA 46汽輪機油破乳效果情況
[0075]
[0076] 3.1.4 60°C下，攬摔速度400r/min~600r/min，攬摔30min與60minn。不同F(xiàn)e3〇4-EC 絮凝劑加入量其效果見表5-1，5-2。
[0077] 表5-1不同加入量對L-TSA 32汽輪機油破乳效果情況
[0078]
[0079] 表5-2不同加入量對L-TSA 46汽輪機油破乳效果情況
[0080]
[00811由上述實驗分析可知，本發(fā)明優(yōu)選參數(shù)方案為：50°C下，攪拌速度400r/min~ 600r/min，攪拌60min，加入Fe304-EC絮凝劑0 · 2 %。
[0082] 3.2汽輪機油性能考察
[0083]在50 °C 下，攪拌速度400r/min~600r/min，攪拌60min，加入Fe3〇4_EC絮凝劑0.2 %， 對乳化L-TSA 32與L-TSA 46汽輪機油處理后，所獲得的油品分析數(shù)據(jù)見表6。
[0084]表6破乳處理后汽輪機油分析數(shù)據(jù) [0085]
[0086]從上述數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過Fe304-EC有機絮凝劑處理后的汽輪機油性能完全可以 滿足使用要求，因此本方法可用于運行設(shè)備中乳化汽輪機油處理及處理后的汽輪機油回 用，解決了因乳化不合格而進行油品更換造成的資源浪費及生產(chǎn)成本增加的難題。
[0087]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實 施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施 例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種處理乳化的汽輪機油方法，其特征在于:邊攪拌邊向乳化汽輪機油中加入磁性 破乳劑Fe 3〇4-EC，繼續(xù)攪拌，使磁性破乳劑分散于乳化的汽輪機油中，乳化的汽輪機油經(jīng)過 處理后變?yōu)榍宄河推?，少量的乳化水與有磁性破乳劑Fe 3O4-EC置于磁場中沉降、分離。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化汽輪機油的處理方法，其特征在于:所述磁性破乳劑的加 入量為乳化汽輪機油質(zhì)量的〇. 1 %~〇. 3%。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的乳化汽輪機油的處理方法，其特征在于:所述磁性破乳劑的加 入量為乳化汽輪機油質(zhì)量的0.2%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化汽輪機油的處理方法，其特征在于:控制乳化汽輪機油的 溫度為30°C~60°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的乳化汽輪機油的處理方法，其特征在于:控制乳化汽輪機油的 溫度為50°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化汽輪機油的處理方法，其特征在于:攪拌速度400r/min~ 600r/min，繼續(xù)攪拌 60min。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化汽輪機油的處理方法，其特征在于:所述磁場中沉降利用 磁鐵產(chǎn)生的磁場進行沉降。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的乳化汽輪機油的處理方法，其特征在于:少量的乳化水與有磁 性破乳劑Fe3〇4_EC置于磁場中靜置IOmin，即可完成沉降。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化汽輪機油的處理方法，其特征在于:所述分離，將沉降后 的液體倒入分液漏斗中，靜置lOmin，水油分離，上層油即為清澈的汽輪機油。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的乳化汽輪機油的處理方法，其特征在于:沉降完畢 后，底部的沉降出來的磁性破乳劑收集，用無水乙醇、蒸餾水交替磁洗三次，過濾，真空干 燥，得回收的磁性破乳劑。
【文檔編號】C10M175/00GK105907451SQ201610251918
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】陳東, 陳英, 陳勇, 王玉華, 王敏, 王路輝
【申請人】浙江海洋學(xué)院