一种处理乳化汽轮机油的方法
【专利摘要】本发明公开了一种处理乳化汽轮机油的方法，边搅拌边向乳化的汽轮机油中加入磁性破乳剂Fe3O4?EC，继续搅拌，使磁性破乳剂分散于乳化的汽轮机油中，乳化的汽轮机油经过处理后变为清澈油品，少量的乳化水与有磁性破乳剂Fe3O4?EC置于磁场中沉降、分离。本发明基于制备一种有机磁性Fe3O4?EC材料，加入磁性Fe3O4?EC材料到乳化汽轮机油中，在搅拌下进行处理油品。利用磁性Fe3O4?EC材料具有特殊的亲水与亲油性能而絮凝，由于水密度大于油从而使其在底部析出，通过排出底部水而达到破乳目的，对于汽轮机油中的添加剂几乎无影响，因此处理过程对油品的使用性能影响小或者无影响。加入的磁性Fe3O4?EC材料通过回收再用从而达到循环利用的目的。
【专利说明】
一种处理乳化汽轮机油的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种去除乳化汽轮机油中乳化液的方法，处理后的汽轮机油可继续使 用，属于石油化工领域。
【背景技术】
[0002] 汽轮机油（亦称透平油，Turbine oil)通常包括蒸汽轮机油、燃气轮机油，水力汽 轮机油及抗氨汽轮机油等，根据使用工况与设备细分为不同质量等级。汽轮机油主要用于 汽轮机油和相联动机组的滑动轴承、减速齿轮、调速器和液压控制系统的润滑。汽轮机油作 用主要为润滑、冷却、调速、防锈与防护等。
[0003] 在汽轮机油在配方为组成为矿物油(合成油型)基础油加上功能添加剂来满足使 用性能要求，添加种类有抗氧化、抗腐蚀、防锈、抗泡沫、极压抗磨等多种添加剂。汽轮机油 在使用过程中由于外来污染(如水、杂质、表面活性物质等)及长期高温、剧烈搅动下的情况 下运行，油品自身老化(氧化）、磨损、水、汽的泄漏等原因将导致油品乳化。汽轮机油一旦乳 化将失去润滑、冷却散热等作用，给润滑设备造成润滑不良、磨损加剧从而缩短设备使用寿 命，严重的将导致设备故障或者设备事故。
[0004] 使用过程中汽轮机油抗乳化质量要求可参考GB/T 7595-2008《电厂运行中汽轮机 油质量》]或NB/SH/T 0636-2013《L-TSA汽轮机油换油指标》，两者之间的差异为GB/T 7596 为运行中汽轮机油控制指标，NB/SH/T 0636则是某项指标超标后必须换油。在GB/T7595-2008涉及的汽轮机油黏度级别为ISO 32与ISO 46,抗乳化指标为在54°C下不大于30min (40mL-37mL-3mL,油-水-乳化层hNB/SH/T 0636标准中覆盖ISO 32、IS0 46、IS0 68、IS0 100四个黏度级别，在抗乳化指标为在54°C、乳化层减少到3mL的时间，ISO 32、I SO 46为大 于40min，IS0 68、IS0 100(82°C)大于60min要求更换设备中的汽轮机油。对于电厂而言汽 轮机组较大，每次装油量大。在检修后或者使用过程中由于外来污染导致设备中的汽轮机 油乳化，若进行更换将造成较大浪费。
[0005] 对于乳化后的汽轮机油进行破乳处理采用方法有加热法、吸附法、化学法。常规的 加热法与吸附法为物理方法，对于加热法而言需要加热到80 °C以上才有效果，对于添加有 屏蔽酚的汽轮机油而言温度过高将降低其抗氧化效果;对于使用吸附剂破乳的方法有可能 使有效添加剂被吸附而降低汽轮机油的综合性能。化学方法则加入一定量的表面活性剂， 如聚氧化烯醇聚醚破乳化剂来改善乳化液性质，在搅拌的条件下将抗乳化表面活性剂溶解 在乳化汽轮机油后，静止后将油水快速分离，乳化液减少并最后消失，通过将析出水排出而 达到破乳的效果，且对油品的使用性能无影响。一般在润滑油生产或者使用过程中多采用 化学法进行抗乳化的处理，如在运行汽轮机油的破乳化度劣化的工业化处理过程中，一般 采取在线处理。要求循环良好、运行油温40°C~50°C的条件下，缓缓加入破乳化剂的处理方 法简单易行，效果较好。化学法处理后的汽轮机油放置一段时间后，抗乳化性能将会下降。 显然需要一种抗乳化效果好且对汽轮机油质量、性能无影响或者影响小的破乳化方法或材 料。
【发明内容】
[0006] 本发明目的在于克服了上述的技术问题，提供了分离效果好、效率高的乳化汽轮 机油的处理方法。该方法还可以使破乳剂重复利用，无消耗。
[0007] 本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
[0008] 一种处理乳化汽轮机油的方法，边搅拌边向乳化汽轮机油中加入磁性破乳剂 Fe304-EC，继续搅拌，使磁性破乳剂分散于乳化的汽轮机油中，乳化的汽轮机油经过处理后 上层为清澈油，少量的乳化水与有磁性破乳剂Fe304-EC置于磁场中沉降、分离。
[0009] 优选的，所述磁性破乳剂的加入量为乳化汽轮机油质量的0.1 %~0.3%。
[0010] 进一步优选的，所述磁性破乳剂的加入量为乳化汽轮机油质量的0.2%。
[0011] 优选的，控制乳化汽轮机油的温度为30°c~60°C。
[0012]进一步优选的，控制乳化汽轮机油的温度为50°C。
[0013] 优选的，搅拌速度400r/min~600r/min，继续搅拌60min。
[0014] 优选的，所述磁场中沉降利用磁铁产生的磁场进行沉降。
[0015] 进一步的，将分散有磁性破乳剂Fe304-EC的油水乳化液置于磁铁中静置lOmin，即 可完成沉降。
[0016] 所述分离，将沉降后的液体倒入分液漏斗中，静置lOmin，水油分离，上层油即为纯 净的汽轮机油。
[0017] 沉降完毕后，底部的沉降出来的磁性破乳剂收集，用无水乙醇、蒸馏水交替磁洗三 次，过滤，真空干燥，得回收的磁性破乳剂。
[0018] 所述Fe3〇4-EC按如下方法步骤制备而成：
[0019] 本发明方法所采用的磁性破乳剂Fe3〇4_EC的制备方法如下：
[0020] 将具有絮凝破乳性能的乙基纤维素连接到具有超顺磁性的Fe304微粒表面上，即 得亲油性的磁性破乳剂，即Fe3〇4_EC。为了使Fe 3〇4与EC能化合键合，需对Fe3〇4进行表面处 理、对EC进行溴化处理。具体步骤如下：
[0021] 1.制备Fe3〇4:
[0022] 称取六水合三氯化铁27.72g、、七水合硫酸亚铁47. llg溶解到800mL去离子水中， 加入225mL氨水(浓度为25 % )，使水溶液的pH为9.5左右，获得氢氧化铁沉淀。氢氧化铁沉淀 老化12h，再在磁场下用去离子水洗涤沉淀3次，除去无磁性的铁化合物及阴离子如硫酸根 离子、氯离子等，过滤沉淀、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，用超声细胞粉碎机超声分散到lOOOmL去离子水中，将75mL硅酸钠 缓慢滴加到上述溶液中，并加入〇. 3mol/L的硫酸调节pH到9.5左右。在40°C下搅拌3h后加热 到95°C恒温lh，使硅酸钠在Fe304上水解沉淀。在磁场下用去离子水洗涤固体物质3次，将所 得固体在水蒸汽中继续水解lh，最后将固体放在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] 将17g Fe3〇4/Si(OH)4分散在100mL的甲苯中（超声分散10min)，再缓慢滴加45mL二 甲基甲酰胺，沸腾回流4h，降温到室温后用甲苯与乙醇交替清洗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.溴化乙基纤维素制备：
[0028] 称取8g乙基纤维素溶解到200mL四氢呋喃中，再加入0.8mL吡啶溶液，命名为混合 液A。将2-溴代异丁酰溴(98 % ) 1.2mL用四氢呋喃定容到1 OmL，将混合液命名为B。将B混合液 缓慢滴加到A中(A的温度控制在0°C)。在40°C下搅拌反应3h，再室温搅拌反应24h，用去离子 水与四氢呋喃交替洗涤产物3次，得白色固体一溴化乙基纤维素。
[0029] 5.合成 Fe3〇4-EC:
[0030] 用300mL的四氢呋喃溶解6g氨化的Fe3〇4/Si(OH)4和lg的溴化乙基纤维素，加入2mL 吡啶，室温搅拌反应48h，结束后用四氢呋喃磁洗，真空干燥室干燥即得Fe3〇4_EC。
[0031] 本发明有益效果：
[0032] 本发明基于制备一种有机磁性Fe3〇4-EC材料，加入磁性Fe3〇4-EC材料到乳化汽轮 机油中，在搅拌下进行处理油品。利用磁性Fe 3〇4-EC材料具有特殊的亲水与亲油性能而絮 凝，由于水密度大于油从而使其在底部析出，通过排出底部水而达到破乳目的，对于汽轮机 油中的添加剂几乎无影响，因此处理过程对油品的使用性能影响小或者无影响。加入的磁 性Fe 3〇4-EC材料通过回收再用从而达到循环利用的目的。
【附图说明】
[0033]图1为磁性破乳剂Fe3〇4_EC的磁滞回线；
[0034]图2为Fe3〇4的接触角；
[0035]图3为乙基纤维素的接触角；
[0036]图4为本发明磁性破乳剂Fe3〇4_EC的接触角
[0037]图5为Fe3〇4、乙基纤维素和磁性破乳剂Fe3〇4-EC在惰性气体下的热重曲线。
【具体实施方式】
[0038] 以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用 于说明和解释本发明，并不用于限定本发明
[0039] 为了进一步说明本发明的实质，对采用本发明方法进行了如下实验分析。
[0040] 一、磁性破乳剂Fe3〇4-EC的性能测试分析
[0041] 1.磁性测性
[0042] 磁性破乳剂的磁滞回线参见图1，由图1可得，破乳剂Fe3〇4-EC的磁化饱和强度为 62emu/g，即磁性较强;矫顽磁力为零，说明磁性破乳剂粒子的超顺磁性。
[0043] 2.亲水亲油性对比检测
[0044] Fe304、乙基纤维素和磁性破乳剂Fe3〇4-EC的接触角如图2、3、4所示，由图2、3、4可 知，Fe3〇4的接触角为21°，乙基纤维素的接触角为70°，磁性破乳剂Fe3〇4_EC的接触角为41°。 可见，EC连接在Fe3〇4上，改变了 Fe3〇4的亲水轻油性。
[0045] 3.热重
[0046] Fe3〇4、乙基纤维素和磁性破乳剂Fe3〇4-EC在惰性气体下的失重情况图3所示的各 物质随温度的变化的热重曲线。由图3可知，EC热解失重温度为250°C~400°C，失重量 87 · 5 % ; Fe3〇4在20 °C~200°C之间失重量近3 % ; Fe3〇4_EC的失重从20 °C~700°C，失重量大 约 13%〇
[0047]综合上述性能，EC不溶于水，其接触角为70°，因此EC表面吸水量可忽略，在200°C 前无失重，可能在EC大部分热分解同时会有少部分的EC热缩合变为焦炭，因此温度高达800 °C时仍有12.5 %的量保留；Fe3〇4接触角较小（21°C )，有一定的吸水能力，且可能含有晶间 水，可在200°C前热脱附失去;Fe3〇4_EC接触角为(41°C )，表面可能吸附微量水，在温度较低 时可热脱附除去，可能是Fe3〇4与EC之间为化学键结合，EC的热分解热脱附的温度范围向高 温方向拓宽。综上分析，Fe 3〇4_EC中EC含量为10%左右，Fe3〇4_EC之间结合牢固，且EC分解温 度为250°C以上，因此在作为破乳剂的需求中，EC没有损失，Fe 3〇4_EC重复利用性较好。
[0048]二、实验例:乳化后汽轮机油的破乳处理 [0049] 1、实验原料
[0050] (1)某火力发电厂设备运行中的L-TSA 32汽轮机油，外观为不透明，乳白色。
[0051] (2)某火力发电厂设备运行中的L-TSA 46汽轮机油，外观为不透明，乳白色。
[0052]经过检测，检测数据见表1，上述不同黏度等级的汽轮机油抗乳化性能达不到GB/ T7596-2008《电厂运行中汽轮机油质量》的要求。
[0053]表1使用中L-TSA汽轮机油检测数据 [0054]
[0055]说明：抗乳化试验采用标准为GB/T 7305。
[0056] 2、实验方法
[0057]在500mL烧杯加入200mL乳化汽轮机油，控制温度在50°C以下，在搅拌（搅拌速度 400r/min~600r/min)的情况下加入一定量的磁性絮凝剂，搅拌30min~60min，在磁铁上静 置lOmin后，将其快速转入500mL分液漏斗，静置30min后放出底部的Fe 3〇4_EC、水、微量乳化 液及杂质，上层透明油品即为处理后汽轮机油。
[0058] Fe3〇4_EC在磁场作用下沉降分离(烧杯放置在磁铁上，静置lOmin)出磁性物质，清 洗后Fe3〇4-EC可重复利用。用处理后的汽轮机油测定抗乳化性能。
[0059] 3、实验结果
[0060] 3.1破乳化效果考察
[0061 ] 3.1 · 1常温下揽摔速度400r/min~600r/min，揽摔30min与60min，静置lOmin,不同 Fe3〇4_EC絮凝剂加入量其效果见表2-1及表2-2。
[0062]表2-1不同加入量对L-TSA 32汽轮机油破乳效果情况 [0063]
[0064] 表2-2不同加入量对L-TSA 46汽轮机油破乳效果情况
[0065]
[0066] 3 · 1 · 2 30°C 下，揽摔速度400r/min~600r/min，揽摔30min与60min，静置lOmin，， 不同Fe3〇4_EC絮凝剂加入量其效果见表3-1，3-2。
[0067]表3-1不同加入量对L-TSA 32汽轮机油破乳效果情况 [0068]
[0069]表3-2不同加入量对L-TSA 46汽轮机油破乳效果情况 [0070]
[0071 ] 3· 1 ·3 50°C下，揽摔速度400r/min~600r/min，揽摔30min与60min，静置lOmin。不 同Fe304-EC絮凝剂加入量其效果见表4-1，4-2。
[0072]表4-1不同加入量对L-TSA 32汽轮机油破乳效果情况 [0073]
[0074]表4-2不同加入量对L-TSA 46汽轮机油破乳效果情况
[0075]
[0076] 3.1.4 60°C下，揽摔速度400r/min~600r/min，揽摔30min与60minn。不同Fe3〇4-EC 絮凝剂加入量其效果见表5-1，5-2。
[0077] 表5-1不同加入量对L-TSA 32汽轮机油破乳效果情况
[0078]
[0079] 表5-2不同加入量对L-TSA 46汽轮机油破乳效果情况
[0080]
[00811由上述实验分析可知，本发明优选参数方案为：50°C下，搅拌速度400r/min~ 600r/min，搅拌60min，加入Fe304-EC絮凝剂0 · 2 %。
[0082] 3.2汽轮机油性能考察
[0083]在50 °C 下，搅拌速度400r/min~600r/min，搅拌60min，加入Fe3〇4_EC絮凝剂0.2 %， 对乳化L-TSA 32与L-TSA 46汽轮机油处理后，所获得的油品分析数据见表6。
[0084]表6破乳处理后汽轮机油分析数据 [0085]
[0086]从上述数据可以看出，经过Fe304-EC有机絮凝剂处理后的汽轮机油性能完全可以 满足使用要求，因此本方法可用于运行设备中乳化汽轮机油处理及处理后的汽轮机油回 用，解决了因乳化不合格而进行油品更换造成的资源浪费及生产成本增加的难题。
[0087]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实 施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种处理乳化的汽轮机油方法，其特征在于:边搅拌边向乳化汽轮机油中加入磁性 破乳剂Fe 3〇4-EC，继续搅拌，使磁性破乳剂分散于乳化的汽轮机油中，乳化的汽轮机油经过 处理后变为清澈油品，少量的乳化水与有磁性破乳剂Fe 3O4-EC置于磁场中沉降、分离。2. 根据权利要求1所述的乳化汽轮机油的处理方法，其特征在于:所述磁性破乳剂的加 入量为乳化汽轮机油质量的〇. 1 %~〇. 3%。3. 根据权利要求2所述的乳化汽轮机油的处理方法，其特征在于:所述磁性破乳剂的加 入量为乳化汽轮机油质量的0.2%。4. 根据权利要求1所述的乳化汽轮机油的处理方法，其特征在于:控制乳化汽轮机油的 温度为30°C~60°C。5. 根据权利要求4所述的乳化汽轮机油的处理方法，其特征在于:控制乳化汽轮机油的 温度为50°C。6. 根据权利要求1所述的乳化汽轮机油的处理方法，其特征在于:搅拌速度400r/min~ 600r/min，继续搅拌 60min。7. 根据权利要求1所述的乳化汽轮机油的处理方法，其特征在于:所述磁场中沉降利用 磁铁产生的磁场进行沉降。8. 根据权利要求7所述的乳化汽轮机油的处理方法，其特征在于:少量的乳化水与有磁 性破乳剂Fe3〇4_EC置于磁场中静置IOmin，即可完成沉降。9. 根据权利要求1所述的乳化汽轮机油的处理方法，其特征在于:所述分离，将沉降后 的液体倒入分液漏斗中，静置lOmin，水油分离，上层油即为清澈的汽轮机油。10. 根据权利要求1-9任一项所述的乳化汽轮机油的处理方法，其特征在于:沉降完毕 后，底部的沉降出来的磁性破乳剂收集，用无水乙醇、蒸馏水交替磁洗三次，过滤，真空干 燥，得回收的磁性破乳剂。
【文档编号】C10M175/00GK105907451SQ201610251918
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】陈东, 陈英, 陈勇, 王玉华, 王敏, 王路辉
【申请人】浙江海洋学院