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抗燃油油质劣化原因及处理对策 (2)

发布时间：2009/6/9 阅读次数：1035 字体大小: 【小】【中】【大】

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首先研究谱图在波数为3280～4000cm-1一带的情况。羟基的吸收区在3400cm-1附近,从红外分析结果可看出1、2、3、4号在波数为3400cm-1一带的透光率依次增高,表明1、2、3、4号的羟基基团依次减少,这一点说明,1、2、3、4号氧化成羧酸的量也会依次减小。
再研究谱图在波数为1710～1800cm-1一带的情况,羰基的吸收区在1714cm-1附近,从红外分析结果可看出1、2、3、4号在波数为1714cm-1一带的透光率也是依次增高,即羰基基团的数量多少为1<2<3<4,故它们氧化成羧酸的量也是1<2<3<4。
上述分析结果同我们实际测出的结果也是相一致的。我们对劣化油的处理也就是要寻求一种方法,尽量降低油中羟基、羰基(或羧基)的含量,主要用化学方法和物理化学方法。采取化学方法即利用化学反应消耗这些基团,再考虑用其它方法将反应的非有用物质除去;;采用物理化学方法即利用某些物质的选择性吸附作用,有针对地吸附这类基团,再采用过滤的方法将吸附有这些基团的吸附剂除去。采用化学方法需考虑的情况更为复杂,实际操作时困难较多;;而采用物理化学方法则具有较大的可行性,而且成本也相对低廉。

4　劣化油的处理
　　如前所述,采用物理化学方法是处理劣化油的行之有效的手段。EH油的造价较高,且新油灌进设备后,运行不到半年即出现酸值超标的情况,而现有运行条件又难以保证EH油的额定运行寿命,所以对劣化EH油进行处理是降低成本,保证机组安全经济运行的有效手段。
4.1　新型吸附剂的研制构想
现已广泛用于油品处理的吸附剂主要有硅胶、硅藻土和801吸附剂,资料表明,这几种吸附剂在处理劣化的矿物油时有一定的效果,但在处理劣化的EH油时则不太理想,一方面是处理成本偏高,另一方面是脱酸脱色效果欠佳,更重要的一点是,EH油是一种特殊的合成物,它对氯含量有严格要求,绝对不允许在处理过程中将含氯物质带入其中。为克服上述弊端,有必要研制一种低成本、高效率、处理工艺简单且不含氯化物的新型吸附剂。
4.2　吸附处理法的机理
吸附处理法所用的吸附剂应具有较大的界面能,它能吸引其它分子从而降低自身的界面能,达到一种动态平衡状态。形成吸附的作用力主要是分子间作用力。在分子间力的作用下,首先是促使油中劣化的极性物质与未劣化的油分子的分离,然后才是去除劣化产物。
在吸附进行时,劣化的油中含有大量的极性基团,如羟基、羰基、羧基,它都能与吸附剂表面发生强烈作用。我们研制的吸附剂是由阳离子与带负电的硅铝骨架所形成的一种强极性物质,它通过分子间力,使可极化的分子极化,极性越强的或越易被极化的分子则越易与吸附剂发生作用,而劣化产物正是这些强极性物质,未劣化的油分子本身并无极性,所以吸附剂就越容易同劣化物作用。从外观上看,当油中的劣化产物被吸附除去后(这种劣化物多为深色),油也同时被脱色,因而油品在处理后的外观颜色也变得更浅。
4.3　吸附剂配方的选定及工艺合成要点
在进行高效吸附的合成时,先以试剂型原料进行配方的试验,然后再用工业品扩大试验规模。为达到最佳处理效果,主要通过改变硅、铝的配比,在控制其它条件相同时,进行吸附剂的效果试验,试验结果如图(1):
　　从图中可看出,劣化油的脱酸率同硅铝的比例有一定的关系,确定合适的硅铝比是我们考查处理效果及合理利用原材料的关键因素。
在高效吸附剂的合成时,另几个要注意的因素还包括合成过程的pH值、温度的控制以及老化时间等环节。
4.4　处理条件选定
4.4.1　温度对处理效果的影响
图(2)是控制其它条件相同时得到的温度与脱酸率的关系曲线。从图中可看出,提高处理温度有利于处理效果,但温度不宜过高,这主要是因为温度过高时会促进油品氧化变质或分解,加速氧化产物的聚合从而使油品的颜色加深,同时其它指标也会趋坏。故处理温度以油在正常运行时的额定温度为宜。
4.4.2　搅拌时间的影响分别测定在某条件下不同的搅拌时间其与脱酸率的对应关系,得到图(3)的曲线。
　　从图(3)可看出,搅拌时间越长,脱酸率越高,但当脱酸达到一定值时,其增长也越来越缓。以上现象可解释为,搅拌时间越长,吸附剂与劣化产物的接触越充分,因而效果也越好。
4.4.3　搅拌速度的影响在进行处理效果的对此时,分别进行了手动和机械搅拌两种方式,试验表明,提高搅拌速度有利于处理效果。
4.4.4　吸附剂用量的影响
图(4)是实测的某条件下脱酸率与吸附剂用量的关系
从图(4)可看出,吸附剂用量越多,脱酸率越高。在综合考虑油的劣化状况、运行油的标准及经济性等指标的情况下,可合理选择吸附剂的用量,一般可选为3%～6%(吸附剂与油的质量比),具体用量依油质劣化状况而定。
另外我们还考查了投加方式与处理效果的关系,试验表明,分步投加与1次投加(控制总量相同)在处理效果上没有太明显的差别。

5　基本结论
　　综合考查各处理条件下劣化油的脱酸情况,我们得出下列脱酸率与其它因素的关系(如图5)。从图5可得出较适合于处理劣化油的工艺条件为:
　　(1)温度:以50～54℃(不高于运行油的额定允许温度55℃)为宜;;
(2)采用机械搅拌;;
(3)吸附剂用量以3%～6%为宜。
　　以上也是我们从试验得到的基本结论,在上述条件下,特选取了一劣化油样进行了处理,处理前后的有关指标如表2。
对上述处理后油经滤纸进行抽滤后,测试其颗粒度为SAE749D1级,具体数据如表3。
　原劣化油样目视可见有黑色沉淀物,颗粒度无法测试。由上述数据可见,劣化油经处理后,完全可满足现场使用要求。

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