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合成润滑油在加工和碳氢化合物气压机中的应用(二)

发布时间: 2013-4-2 0:00:00 浏览数:2246

3.润滑油的选择
   在碳氢化合物和生产气体压缩机中合适的粘度选择是至关重要的。气体对润滑油的稀释是主要问题。稀释的粘度与温度曲线,稀释可造成粘度直接下降。无稀释时处于压缩机的粘度限制之上的润滑油可通过稀释而降至限制之下。该条件经常导致压缩机的磨损和/或故障的增加。它也可以成为压缩机性能的一种副作用。
   预测润滑油的稀释度所需信息包括压缩机的型号,运行条件和完整的气体成分,也就是存在的每种气体成分的量。平衡计算基于气体成分的蒸汽压力和Raoult's法则提供的潜在的润滑油稀释。稀释对润滑油粘度的影响可通过将润滑油与已知数量的碳氢化合物混合来确定。粘度与温度的关系也可通过这些稀释混合物来确定。稀释水平、运行温度和稀释效果都影响润滑油的实际操作粘度。如果必要,提高运行温度可有助于将压缩气体的稀释减至最小。
   设备型号也是润滑油选择的一个因素。在一些应用中,气流中有大量的污染物,包括水,氢化硫(酸性气体),沥青烯或其它微量污染物。其它应用则对油的运行和润滑油/添加剂的化学性特别敏感。这些因素和粘度的稀释可用于确定最佳的润滑油。
4.碳氢化合物气体应用
   碳氢化合物气体应用包括天然气,蒸炼气,沼气,气体涡轮增压器,制冷装置,蒸汽回收锅炉,精炼厂废气和生产气体的应用。气体成分的不同主要取决于应用设备的型号。另外,应用的部位可影响许多应用的气体成分。润滑油满足压缩机制造商在稀释条件下对所有碳氢化合物应用的粘度要求是十分重要的。
也有许多其它的考虑因素可以影响润滑油的选择和性能。气体包含湿气可导致系统腐蚀。在比气流的露点高的温度中运行压缩机可使其降至最低。润滑油的配方中含有防锈剂有助于保护接触水的金属部件。酸性气体的应用由于有硫化氢的存在,要求润滑油有专门的防腐添加剂以保护系统免于腐蚀。挥发性添加剂在运行条件下可通过汽化来完成此任。它们包裹着系统的金属部件,使其不与润滑油直接接触。酸性气体系统的材料选择很重要,因为一些黄色金属当暴露于含有硫化氢的气体中时腐蚀明显。
  4.1轻型天然气,蒸炼气
   适当配制的半合成润滑油当稀释不严重时适合用于天然气和酸性气体的应用。基本由甲烷和二氧化碳及微量硫化氢组成的蒸炼气也可使用半合成润滑油。半合成润滑油比矿物油的粘度指数更高,因此满足了在宽温度范围的压缩机粘度要求。这些材料的低挥发性可使遗留减至最少。
含有沥青质的天然气应用必须使用一种PAO或半合成油。这些润滑油溶解了沥青质并使其保持溶解状态。聚(亚烷基)二醇(PAGs)不能溶解沥青质,它们的使用可能导致滤油器和油管的堵塞。
  4.2重型天然气,精炼厂废气,蒸汽回收锅炉气体
   一些天然气,精炼厂废气和蒸汽回收锅炉气体产生了更高分子量的碳氢化合物气体。这可导致润滑油的稀释水平的增加。这些应用要求有合适配制的聚(亚烷基)二醇(PAGs)。PAGs有几种不同的类型,通过生产它们的单体来分类。聚乙烯,聚丙二醇共聚物限制了碳氢化合物的稀释。依靠乙撑氧占其与环氧丙烷聚合的比例,可制出稀释度限制在10-20%的润滑油。高于此水平,润滑油即成为饱和状态。
一些聚乙烯,聚丙二醇共聚物具有独特的溶混性。它们在高温时比在低温时难溶于水。这种反转的溶混性可能在有湿气存在的压缩机应用中的防腐方面具有优势。聚乙烯,聚丙二醇共聚物在室温下能溶于冷凝水。这样能防止在停工期自由水汇积在系统中造成的腐蚀性的环境。一旦压缩机重新启动并到达正常运行温度,润滑油会变得较难溶于水。然后这些水汽化并与流出气体共存于压缩机。
一些碳氢化合物气压机使用完全溶于碳氢化合物的润滑油将造成严重稀释,可使用聚乙二醇。聚乙二醇完全不溶于碳氢化合物。实验表明当润滑油与达13790kPa的碳氢化合物气体接触时,其粘度无损失。碳氢化合物气体与该润滑油之间缺乏吸引力,从而导致其与其它型号的润滑油相比,油分离器中的气体能更好的从润滑油中分离。
   一种改进压缩机系统在应用含有PAGs的乙撑氧上的设计的方法是从油箱中移去所有多余的浓集碳氢化合物。碳氢化合物的浓集在含有具丁烷或更高分子量的气体应用中成为焦点。浓集也可发生在压力上升或温度下降的条件下。一个插于油箱中运行充油管略上方的排出阀能排出任何的浓集碳氢化合物。一个蒸汽回收锅炉装置收集液体(正)己烷生产,并为一个完整的压缩机系统提供六个月的回收期。
  4.3 沼气
   压缩沼气并燃烧它供能是另一种碳氢化合物气体的应用。对沼气压缩机最重要的考虑是保护压缩机系统防止有侵蚀性的微量污染物。针对这些污染物,PAO以杰出的化学惰性为特色。PAO也提供了如高粘度指数和低汽压等优点。低汽压不但最小化了组合油的量,而且使气流遗留降至最少。
最小化的遗留在供给碳氢化合物气涡轮的气体压缩应用中是关键要求。气涡轮典型的要求是1500-4500kPa的气体注入压力。气体压缩机促进了气体从大气压到注入的压力。润滑油的遗留可导致碳沉渣的形成,从而淤塞下游的装置,或在燃烧室内造成热点导致烧毁。由于其最小化遗留的特征,PAO是常被选用的润滑油。在这些装置中的被压缩的碳氢化合物气体通常不会造成严重的稀释。
  4.4生产气体
   气体的纯度,遗留和发现于润滑油添加剂中的源自金属及其它无机化合物的有毒催化剂,在一些碳氢化合物生产气体的应用中是重要焦点。气体必须从润滑油的杂质中分离出来以便在生产过程中发挥适当的功能。润滑油的遗留必须最小化以减少下游生产装置中与润滑油有关的问题.少量到达下游的遗留物必须不含任何具有副作用的催化剂.许多催化剂的替换成本很高,在停机期间更换催化剂是很经济的。用于生产气体装置的润滑油的基本原料或添加剂中必须不含任何金属或其它杂质,生产过程中不使用有毒催化剂。
  4.5制冷设备
  润滑油与碳氢化合物气体冷冻剂的低温物理特性和溶混性是为制冷系统选择合适润滑油的重要考虑因素。合适的分离装置将使到达下游的油量降至最低。任何到达系统冷冻面的润滑油必须不在蒸发器的管道系统中结冻,否则将导致系统热效的丧失。到达下游的润滑油必须具备比蒸发器温度更低的倾点或在蒸发器温度下能与冷冻剂溶混。如果它是可溶混的,润滑油/冷冻剂的混合物可单相回到压缩机。制冷设备通常使用不含杂质的气体,故润滑油中所需的添加剂的量应为最小化。
聚丙二醇比起其它类型的润滑油具有在碳氢化合物气体中更低的溶解度。低浓度聚丙二醇在低温下可与碳氢化合物溶混。它们的稀释要少于碳氢化合物基的润滑油如矿物油和PAO。这种在压缩机环境中的稀释限制使润滑油提供了更好的密封,从而增加了压缩机的容积效率。为此,它们经常被用于碳氢化合物气体制冷系统以改进性能。
   要求遗留最小化的碳氢化合物制冷系统应用了聚乙二醇润滑油。它们完全不溶于碳氢化合物。由于润滑油和气体之间无吸引力,故比起其它润滑油而言,润滑油/气体能更好的分离。聚乙二醇不会与蒸发器中的液体冷冻剂混合。如果蒸发器温度低于该润滑油的倾点,润滑油将会固体化。为此,典型的低温应用不使用聚乙二醇。
具低稀释水平的碳氢化合物气体制冷系统可使用一种PAO基的润滑油。PAO是与碳氢化合物气体完全溶混的。PAG和PAO都具有极低的挥发性,故润滑油的气态遗留可减至最少。

 

标签:碳氢气体压缩机油,合成压缩机油,冷冻油,CPI冷冻油
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