CN102344849A

CN102344849A - 一种汽轮机油添加剂组合物

Info

Publication number: CN102344849A
Application number: CN2010102399022A
Authority: CN
Inventors: 李新华; 张辉; 段庆华
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: CN102344849B

Abstract

一种汽轮机油添加剂组合物，包括含量如下的各组分：C₄/C₈烷基取代二苯胺8～30质量％，苯基-α-萘胺6～12质量％，酚型抗氧剂15～25质量％，二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯13～25质量％，金属钝化剂8～10质量％，极压抗磨剂5～25质量％，防锈剂3～20质量％，破乳化剂0.5～5质量％。该添加剂组合物不含稀释油，与基础油调合成的汽轮机油，具有优异的氧化安定性、高温稳定性和液相防锈性、分水性能。

Description

一种汽轮机油添加剂组合物

技术领域

本发明为一种汽轮机油添加剂组合物，具体地说，是一种具有高温氧化安定性的汽轮机油添加剂组合物。

背景技术

汽轮机是发电产业主体设备之一，动力驱动有燃气、蒸汽、水力等形式。

蒸汽汽轮机是一种将蒸汽的热能转变为旋转机械能的高速旋转式热能动力机械，它的润滑部位主要是变速箱和转子轴承。因其转子轴封有可能窜汽，故该润滑系统进水的可能性较大，再加之设备转速高、负荷大、运行周期长，故对油品的防锈性、抗乳化性及抗氧化性的要求都很高。燃气轮机利用燃烧产生的燃气直接做功，不同于常规蒸汽轮机由燃烧加热产生蒸汽做功，燃气轮机油受轴承热表面的作用并在调速系统高压下使用，应具有优异的氧化安定性和热稳定性、良好的防锈和抗乳化性能，对于齿轮传动的汽轮机，还应具备好的极压抗磨承载能力等，特别是蒸汽-燃气联合循环系统所用的汽轮机油，既要满足蒸汽轮机润滑要求，也要满足燃气轮机的润滑使用要求。

CN200810101208.7公开了一种联合循环汽轮机润滑油组合物，其组分和含量按重量百分比为：抗氧剂0.1～2.0％、抗磨剂0.01～1.0％、无灰防锈剂0.01～1.0％、金属钝化剂0.01～1.0％、抗泡剂0.001～1.0％，其余为基础油，所述的抗氧剂为烷基二苯胺或/和烷基吩噻嗪。该润滑油组合物具有良好的高温氧化性能、极压性和防锈性能，可满足大型联合循环汽轮机组的润滑需求。

CN99121597.4公开了一种具有优异的高温氧化稳定性的汽轮机油，包含(A)0.04-0.5重量％的选自烷基化二苯胺、苯基-α-萘胺及其混合物的胺类抗氧剂；(B)足以为成品汽轮机油提供0.005-0.07重量％硫的含硫添加剂，选自硫化烯烃、硫化脂肪酸、无灰型硫代氨基甲酸酯、二硫化四烷基秋兰姆及它们的混合物；(C)90-99.75重量％硫含量少于0.03重量％、饱和物含量大于90体积％的基础油；该润滑油中还含有一种防锈剂。该专利将含硫的添加剂与胺型抗氧剂、防锈剂复合使用，加0.85％可使油品的旋转氧弹试验氧诱导期由34min提高到1847min，表现出显著的效果。

USP6165951公开了一种燃气与蒸汽轮机联合循环系统润滑组合物，该润滑组合物包括烃类润滑基础油，其中含有(a)一种苯基-α-萘胺，(b)一种硫代磷酸酯；(c)一种烷基化的二苯胺(d)一种天冬氨酸酯型防锈剂。高温氧化腐蚀试验表明，在高温下该润滑组合物具有低的油泥生成趋势。

CN200810112603.7公开了一种具有极压高抗氧化性能的汽轮机润滑油，其组分特征是由1，3，5三(3，5-二叔丁基，4羟基苄基)均三嗪、二(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇双亚磷酸酯、二烷基二硫代氨基甲酸锑、双聚异丁烯二酰亚胺、4，4-二异辛基二苯胺、辛基二苯胺、2，6-二叔丁基对甲酚、三苯基硫代磷酸酯、硫化异丁烯、丁基辛基磷酸十二胺盐、十二烯基丁二酸、苯三唑十八胺盐、胺的四聚丙撑衍生物、聚丙烯酸酯和基础油组成。该润滑油具有优异的抗氧化安定性和卓越的极压性，适用于具有极压的特殊工况条件，拥有非常长的使用寿命。

CN02141795.4公开了一种长寿命汽轮机油润滑油组合物，该组合物组分包括(A)以硫含量0.3％以上，饱和烃含量低于90％为特征的基础油，其含量为90％～99％；(B)屏蔽酚型抗氧剂2，6-二叔丁基对甲酚，0.1％～0.25％；(C)过氧化物分解剂亚磷酸酯，0.1％～0.2％；(D)金属钝化剂苯并三氮唑衍生物，0.01％～0.05％；(E)防锈剂十二烯基丁二酸酯，0.01％～0.05％。在高含硫量的基础油中表现突出的抗氧化和防锈性能，氧化寿命高达9000小时以上。

CN99101046.9公开了一种透平油组合物，含有(A)碱性氮含量2μg/g以上的矿物油系润滑油基础油；(B)酚型抗氧化剂和/或(C)芳胺型抗氧剂，(D)苯并三唑和/或其衍生物，此外，还可含有防锈剂。该组合物使用含2μg/g以上碱性氮矿物型基础油，与碱性氮含量为零的矿物型基础油中含酚系抗氧化剂的透平油相比，具有相同或更高的氧化稳定性。

徐平在“燃气轮机油的研究与应用”(《石油商技》2003，4，P6～9)一文中，将胺型抗氧剂和酚型抗氧剂复合使用，取得了良好的效果，为满足燃气轮机油的其它性能要求，加入一定量的抗磨剂、防锈剂、金属减活剂、清净分散剂等添加剂。所用添加剂与抗氧剂均有良好的复配效果。

随着石油产品添加剂应用越来越广泛，满足某种油品使用要求的添加剂组合物受到人们更多的重视。因为添加剂组合物使用方便，性能稳定，因而大有发展前景，但是添加剂组合物并不是将添加剂组分简单的混合即可得到，相反，调配添加剂组合物时不仅要考虑油品特性要求，还要考虑各组分间的配伍性和它们之间的对抗性。因而需要对各组分添加剂性质做认真的研究，以得到既满足燃气汽轮机工况使用要求，又满足蒸汽汽轮机工况使用要求的添加剂组合物。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽轮机油添加剂组合物，用该组合物调配出的汽轮机油具有优异的氧化安定性、高温稳定性和液相防锈性。

本发明提供的汽轮机油添加剂组合物，包括含量如下的各组分：

C₄/C₈烷基取代二苯胺 8～30质量％，

苯基-α-萘胺 6～12质量％，

酚型抗氧剂 15～25质量％，

二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯 13～25质量％，

金属钝化剂 8～10质量％，

极压抗磨剂 5～25质量％，

防锈剂 3～20质量％，

破乳化剂 0.5～5质量％，

本发明提供的汽轮机油添加剂组合物将特定的胺型抗氧剂和酚型抗氧剂复配，再与其它的添加剂复配，使得组合物具有良好的性能，不含稀释油，与基础油调合后，旋转氧弹氧化诱导期可高达1800min以上，TOST试验氧化寿命19000小时以上；齿轮试验承载能力11级以上，表现出色；高温氧化腐蚀试验，金属试片腐蚀量极小，尤其是II类、III类和IV类基础油更适合本发明。

具体实施方式

本发明所述的组合物由抗氧剂、金属钝化剂、极压抗磨剂、防锈剂、破乳化剂等多种组分添加剂组合而成，不含稀释油，通过在合适的基础油中加入本发明添加剂组合物，调配出高性能的汽轮机油，可满足蒸汽汽轮机油、燃气汽轮机油、燃气-蒸汽联合循环汽轮机油等类别国家GB11120标准和ISO8068-2006标准的技术要求。

本发明所述组合物中的抗氧剂包括胺型抗氧剂、酚型抗氧剂以及二正丁基二硫代氨基甲酸酯，所述的胺型抗氧剂选自C₄/C₈烷基取代的二苯胺和苯基-α-萘胺，酚型抗氧剂选自3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸C₆～C₈烷基酯或4，4-甲叉双(2，6-二叔丁基酚)，所述的3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸C₆～C₈烷基酯优选3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸异辛酯。

所述的C₄/C₈烷基取代的二苯胺为混合物，优选包括12～18质量％的C₄烷基单取代二苯胺，22～26质量％的C₈烷基单取代二苯胺，34～38质量％的C₄/C₈烷基双取代二苯胺，10～20质量％的C₈/C₈烷基双取代二苯胺。

所述的金属钝化剂优选N，N-二正丁基氨基亚甲基苯三唑，N，N-二异辛基氨基亚甲基苯三唑。

所述的极压抗磨剂在组合物中的量优选10～17质量％，极压抗磨剂优选烷基二硫代磷酸盐和磷酸酯，烷基二硫代磷酸盐在组合物中的含量优选4.0～13.0质量％，磷酸酯在组合物中的含量优选4.0～11.0质量％，所述的烷基二硫代磷酸盐优选丁基辛基二硫代磷酸十二胺盐或丁基辛基二硫代磷酸复酯胺盐(T307)，所述的磷酸酯选自磷酸三间甲酚酯、二丁基二硫代磷酸酯或膦酸酯(T451)。

所述的防锈剂选自烯基丁二酸衍生物、N-油酰肌氨酸或磷酸辛酯十二胺盐中的一种或几种。防锈剂的量优选5～12质量％。所述的烯基丁二酸衍生物优选十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸半酯或十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐。烯基丁二酸衍生物的含量优选占组合物总量的3.0～10.0质量％，N-油酰肌氨酸的含量优选占组合物总量的5.0～10.0质量％；磷酸辛酯十二胺盐的含量优选占组合物总量的5.0～10.0质量％。

所述的破乳化剂选自烷撑二胺四聚氧丙撑衍生物和环氧乙烷-环氧丙烷共聚物，其中烷撑二胺四聚氧丙撑衍生物在组合物中的含量优选1.5～3.0质量％，环氧乙烷-环氧丙烷共聚物在组合物中的含量优选1.0～2.0质量％。

本发明添加剂组合物配制温度为50～70℃，配制方法是将各种具有不同功能的添加剂组分搅拌混合均匀，即可得到本发明所述的添加剂组合物。

本发明所述的添加剂组合物的使用方法为：将本发明添加剂组合物不加稀释油，直接加入到40℃运动粘度为22～100mm²/s基础油中，使油品中含0.5质量％的添加剂组合物，加热搅拌均匀，配制出不同粘度级别的汽轮机油。

下面通过实例详细说明本发明，但本发明并不限于此。

实例1

在250mL烧杯中，按量加入如下组分：

C₄/C₈烷基取代二苯胺 10.0克

苯基-α-萘胺 13.0克

3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸2-乙基-己酯 24.0克

二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯 20克

N，N-二正丁基氨基亚甲基苯三唑 9.0克

磷酸三间甲酚酯 10.0克

丁基辛基二硫代磷酸十二胺盐 5.4克

十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐 2.0克

十二烯基丁二酸 4.0克

乙撑二胺四聚氧丙撑 2.4克

环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.2克

上述C₄/C₈烷基取代二苯胺含12～18质量％的C₄烷基单取代二苯胺，22～26质量％的C₈烷基单取代二苯胺，34～38质量％的C₄/C₈烷基双取代二苯胺，10～20质量％的C₈/C₈烷基双取代二苯胺。

加入各组分后，55℃搅拌加热30分钟，得到均匀透明的棕红色液体，为本发明添加剂组合物A，其物理性质见表1。

实例2

在250mL烧杯中，按量加入如下组分：

C₄/C₈烷基取代二苯胺 15.0克

苯基-α-萘胺 8.0克

二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯 20克

3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸2-乙基-己酯 24.0克

N，N-二正丁基氨基亚甲基苯三唑 9.0克

膦酸酯(T451) 10.0克

二丁基二硫代磷酸丙酯 5.6克

十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐 2.0克

十二烯基丁二酸 4.0克

乙撑二胺四聚氧丙撑 2.2克

环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.2克

上述C₄/C₈烷基取代二苯胺的组成同实例1，加入各组分后，60℃搅拌加热30分钟，得到均匀透明的棕红色液体，为本发明添加剂组合物B，其物理性质见表1。

实例3

在250mL烧杯中，按量加入如下组分：

C₄/C₈烷基取代二苯胺 12.6克

苯基-α-萘胺 10.4克

二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯 23.4克

3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸2-乙基-己酯 21.0克

N，N-二辛基氨基亚甲基苯三唑 10.0克

磷酸三间甲酚酯 9.0克

二丁基二硫代磷酸丙酯 4.4克

十二烯基丁二酸半酯 4.0克

十二烯基丁二酸 3.0克

乙撑二胺四聚氧丙撑 2.0克

环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.2克

上述C₄/C₈烷基取代二苯胺的组成同实例1，加入各组分后，60℃搅拌加热30分钟，得到均匀透明棕红色液体，为本发明添加剂组合物C，其物理性质见表1。

实例4

在250mL烧杯中，按量加入如下组分：

C₄/C₈烷基取代二苯胺 20.0克

苯基-α-萘胺 8.0克

二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯 22克

4，4-甲叉双(2，6-二叔丁基酚) 15.0克

N，N-二辛基氨基亚甲基苯三唑 9.0克

丁基辛基二硫代磷酸复酯胺盐(T307) 12.0克

磷酸三间甲酚酯 4.4克

十二烯基丁二酸半酯 4.0克

十二烯基丁二酸 3.0克

乙撑二胺四聚氧丙撑 2.6克

环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.2克

上述C₄/C₈烷基取代二苯胺的组成同实例1，加入各组分后，60℃搅拌加热30分钟，得到均匀透明的棕红色液体，为本发明添加剂组合物D，其物理性质见表1。

实例5

在250mL烧杯中，按量加入如下组分：

C₄/C₈烷基取代二苯胺 20.0克

苯基-α-萘胺 8.0克

二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯 22克

4，4-甲叉双(2，6-二叔丁基酚) 15.0克

N，N-二辛基氨基亚甲基苯三唑 9.0克

磷酸辛酯十二胺盐 12.0克

磷酸三间甲酚酯 4.4克

十二烯基丁二酸半酯 4.0克

N-油酰肌氨酸 3.0克

乙撑二胺四聚氧丙撑 2.4克

环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.2克

上述C₄/C₈烷基取代二苯胺的组成同实例1，加入各组分后，60℃搅拌加热维持30分钟，得到均匀透明的棕红色液体，为本发明添加剂组合物E，其物理性质见表1。

实例6

在250mL烧杯中，按量加入如下组分：

C₄/C₈烷基取代二苯胺 16克

苯基-α-萘胺 10克

二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯 16克

3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸2-乙基-己酯 22.0克

N，N-二正丁基氨基亚甲基苯三唑 9.0克

磷酸三间甲酚酯 10.2克

二丁基二硫代磷酸丙酯 4.0克

十二烯基丁二酸半酯 10.4克

乙撑二胺四聚氧丙撑 2.2克

环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.2克

上述C₄/C₈烷基取代二苯胺的组成同实例1，加入各组分后，60℃搅拌加热30分钟，得到均匀透明的棕红色液体，为本发明添加剂组合物F，其物理性质见表1。

表1

实例7～12

以下实例说明本发明组合物的使用效果。

选用150N加氢II类基础油，40℃粘度为32.69mm²/s，按油品总量0.5质量％的量加入本发明制备的组合物，调配出粘度级别为32的汽轮机油。进行高温氧化试验，试验条件：175℃、72小时、空气流速5L/小时、25×25mm金属片(钢、铜、镁、铝、镉)。记录金属试片重量变化，ISO8068标准规定金属试片重量变化为±0.250mg/cm²，试验结果见表2。

对比例1

将市售粘度32mm²/s燃气汽轮机油，按实例7的方法进行测试，结果见表2。

表2

表2结果表明，本发明实例使用效果可满足该试验方法技术指标要求，特别是金属腐蚀结果表现良好，而对比例金属镉片腐蚀较重。

实例13～17

选用I、II、III、IV类基础油，加入0.5质量％本发明的汽轮机油添加剂组合物，调合出VG32、VG46不同粘度的汽轮机油。进行主要性能评定试验，结果见表3。

由表3可见，用本发明添加剂组合物调配的汽轮机油，具有优异的氧化安定性和好的极压抗磨性能，可调配出优质蒸汽汽轮机油、燃气轮机油和燃气-蒸汽联合循环汽轮机油。

表3

Claims

1.一种汽轮机油添加剂组合物，包括含量如下的各组分：

C₄/C₈烷基取代二苯胺 8～30质量％，

苯基-α-萘胺 6～12质量％，

酚型抗氧剂 15～25质量％，

二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯 13～25质量％，

金属钝化剂 8～10质量％，

极压抗磨剂 5～25质量％，

防锈剂 3～20质量％，

破乳化剂 0.5～5质量％。

2.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的添加剂组合物包括含量如下的各组分：

C₄/C₈烷基取代二苯胺 8～30质量％，

苯基-α-萘胺 6～12质量％，

酚型抗氧剂 15～25质量％，

二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯 13～25质量％，

金属钝化剂 8～10质量％，

极压抗磨剂 10～17质量％，

防锈剂 5～12质量％，

破乳化剂 0.5～3质量％。

3.按照权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述的C₄/C₈烷基取代二苯胺包括12～18质量％的C₄烷基单取代二苯胺，22～26质量％的C₈烷基单取代二苯胺，34～38质量％的C₄/C₈烷基双取代二苯胺，10～20质量％的C₈/C₈烷基双取代二苯胺。

4.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的酚型抗氧剂选自3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸C₆～C₈烷基酯或4，4-甲叉双(2，6-二叔丁基酚)。

5.按照权利要求4所述的组合物，其特征在于所述的3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸C₆～C₈烷基酯为3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸异辛酯。

6.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的金属钝化剂为N，N-二正丁基氨基亚甲基苯三唑，N，N-二异辛基氨基亚甲基苯三唑。

7.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的极压抗磨剂选自烷基二硫代磷酸盐和磷酸酯，烷基二硫代磷酸盐在组合物中的含量为4.0～13.0质量％，磷酸酯在组合物中的含量为4.0～11.0质量％，所述的烷基二硫代磷酸盐选自丁基辛基二硫代磷酸十二胺盐或丁基辛基二硫代磷酸复酯胺盐，所述的磷酸酯选自磷酸三间甲酚酯、二丁基二硫代磷酸丙酯或膦酸酯。

8.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的防锈剂选自烯基丁二酸衍生物、N-油酰肌氨酸或磷酸辛酯十二胺盐。

9.按照权利要求8所述的组合物，其特征在于所述的烯基丁二酸衍生物选自十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸半酯或十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐。

10.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的破乳化剂选自烷撑二胺四聚氧丙撑衍生物和环氧乙烷-环氧丙烷共聚物，其中烷撑二胺四聚氧丙撑衍生物在组合物中的含量为1.5～3.0质量％，环氧乙烷-环氧丙烷共聚物在组合物中的含量为1.0～2.0质量％。