CN102978356A

CN102978356A - 淬火油再生方法

Info

Publication number: CN102978356A
Application number: CN2011102588480A
Authority: CN
Inventors: 张旭; 郑春燕; 王士庭; 李晓阳; 朱秀艳; 李谨
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: CN102978356B

Abstract

本发明涉及一种淬火油再生方法，主要解决的技术问题是现有再生方法需要复杂的附加处理装置，工序复杂，成本较高的问题。本发明通过采用沉降或过滤、降酸值、吸附、脱水和功能调整步骤；其中，降酸值剂选自碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物或碳酸盐中的至少一种，加入量为待处理淬火油重量的0.5～3.0％的技术方案较好地解决了该问题，可用于淬火油再生的工业生产中。

Description

淬火油再生方法

技术领域

本发明涉及一种淬火油再生方法。

背景技术

淬火油是热处理生产中最常用的冷却介质之一，广泛应用于汽车、轴承、紧固件、矿山机械及工模具等行业，年需求量约为50000吨。在长期的使用中，淬火油与赤热的工件、空气等直接接触，发生氧化、聚合、热分解等一系列反应，不可避免地产生一定程度的老化，从而造成油品粘度升高、酸值增大、冷却性能大幅度下降等，导致生产中淬火后工件的硬度和组织达不到工艺要求，废品率升高。

针对淬火油老化的问题，一般通过整槽更换淬火油或补加淬火油添加剂等方式来解决。一方面，在工业生产中，整槽更换淬火油，对于工厂而言，必定会带来一定的浪费和增加停工时间，造成经济损失。另一方面，单纯地在淬火油中补加淬火油添加剂，在一定的时间内可以改善淬火油的冷却性能，但由于没有彻底去除油品中的油泥、氧化皮、有机酸等老化产物，随着加工过程中添加剂的消耗与热分解，淬火油性能又会迅速下降。

旧油回收再生处理也是一种有效的解决方法，既有利于防止老化废油污染，保护环境，也可以充分利用宝贵的石油资源，带来一定的经济效益。文献“淬火油的再生处理，机械工人：热加工，1991，9，52页)”公开了通过一系列的再生步骤，清除淬火油中的污染物及老化产物，改善油品的冷却能力和抗老化能力，使淬火油得到有效的恢复。但该方法针对的是工件在盐浴中加热，而盐浴中混有苏打，带出的盐与混入油中的水作用使油碱化的情况。目前普遍采取的再生方法是将待再生的淬火油用槽车送到专业油厂的再生装置上进行再生操作，这就存在一些问题：一是耗时长，二是由于需要通过溶剂提取、蒸馏分离等处理方法，所以相关设备与处理工序复杂，再生成本高。此外，为恢复淬火油的抗氧化性，往往需要添加大量的抗氧化剂，这也增加了再生的成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术再生方法需要复杂的附加处理装置，工序复杂，成本较高的问题，提供一种新的淬火油再生方法。该方法具有工序简单，成本低，并且后序抗氧剂的添加量少的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种淬火油再生方法，包括以下步骤：

a)将待处理的淬火油沉降或过滤；

b)将降酸值剂加至经步骤a)处理过的淬火油中，在65～95℃条件下，充分接触0.5～10小时；其中，所述降酸值剂选自碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物或碳酸盐中的至少一种，加入量为待处理淬火油重量的0.5～3.0％；

c)将吸附助剂加至经步骤b)处理过的淬火油中，在65～95℃条件下充分接触0.5～10小时后过滤；其中，所述吸附助剂选自活性白土或硅藻土中的至少一种，加入量为待处理淬火油重量的5～15％；

d)将经步骤c)处理过的淬火油在80～100℃条件下循环搅拌0.5～10小时，去除淬火油中的微量水分，水分含量控制在不大于0.03重量％；

e)将功能调整剂加至经步骤d)处理过的淬火油中，搅拌均匀后即得到再生后的淬火油；其中，所述功能调整剂的加入量为待处理淬火油重量的0.5～15％。

上述技术方案中，步骤b)处理温度优选范围为70～80℃，处理时间优选范围为2～5小时；所述降酸值剂优选方案为选自NaOH、Na₂CO₃、KOH、K₂CO₃、CaO、Ca(OH)₂、MgO或Mg(OH)₂等中的至少一种，其加入量优选范围为待处理淬火油重量的0.8～1.8％。步骤c)处理温度优选范围为70～80℃，处理时间优选范围为2～5小时，吸附助剂的加入量优选范围为待处理淬火油重量的8～13％。步骤d)处理温度优选范围为85～95℃，处理时间优选范围为2～5小时。步骤e)所述功能调整剂的加入量优选范围为待处理淬火油重量的5～10％。

本发明方法步骤a)通过自然沉降或现有的简单过滤设备去除明显的杂质及污染物。具体可根据工厂现有热处理生产线中的情况来选择，如无过滤设备可选择自然沉降方式，自然沉降时将淬火槽底部沉淀的杂质抽出或铲除。如现有过滤装置，可选用板滤机或滤网，网可使用1.0×1.0mm网孔的铁丝网。

本发明方法步骤b)通过降酸值剂中和油品老化生成的酸性物质，有效降低酸值，有利于提高油品的抗氧化性。降酸值剂选自碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物或碳酸盐中的至少一种，优选方案为选自NaOH、Na₂CO₃、KOH、K₂CO₃、CaO、Ca(OH)₂、MgO、Mg(OH)₂等中的至少一种，加入量为待处理淬火油重量的0.5～3.0％，优选范围为0.8～1.8％。加入降酸值吸附剂后在65～95℃搅拌反应0.5～10小时。

本发明方法步骤c)通过助剂吸附除掉降酸值时生成的盐类及水分。吸附助剂选自活性白土或硅藻土中的至少一种，加入量为待处理淬火油重量的5～15％，优选范围为8～13％。

本发明方法步骤d)进行脱水处理以控制淬火油中的含水量。脱水加热温度为80～100℃，循环搅拌时间为0.5～10小时，水分含量控制在不大于0.03重量％。

本发明方法步骤e)通过添加淬火油功能调整剂，有效地使淬火油性能恢复到原有水平，满足加工需要。所添加的淬火油功能调整剂是本领域内所熟知的，例如文献CN101029349A和CN1364861A所公开的，由矿物基础油、多功能催冷剂、抗氧剂和光亮剂调合而成，加入量为待处理淬火油重量的0.5～15％。

本发明方法通过采用沉降或过滤、降酸值、吸附、脱水和功能调整一系列步骤的再生方法，特别是通过采用选自碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物或碳酸盐中的至少一种降酸值剂，中和油品老化生成的酸性物质，有效降低酸值。淬火油在运行中会逐渐氧化生成一系列氧化物，其中危害性最大的是酸性物质，主要是环烷酸、羧基酸等。酸性物质会对设备、工件的金属材料有腐蚀作用，而生成的金属盐类是氧化反应的催化剂，会加速油品的老化进程，同时，油品中所形成的环烷酸皂类等，也会促使油质乳化，破坏淬火油的冷却性能。油品的酸值愈高，表明其老化程度越深。因此，通过降低酸值的步骤，减少油品中的酸性物质，可消除加速老化及乳化变质的因素，有利于提高油品的抗氧化性。再生处理后的淬火油质量好，可以满足淬火加工的生产需要。本发明方法工序简单，不需要复杂的处理设备，工厂可自主地在现场进行淬火油的再生，并且可以减少淬火油功能调整剂中抗氧剂的用量，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明【实施例1】再生前后淬火油冷却曲线图。

图2为本发明【实施例2】再生前后淬火油冷却曲线图。

图1和图2中，1为再生前的淬火油冷却曲线图，2为再生后的淬火油冷却曲线图。

图1和图2中，横坐标为冷却速度(℃/s)，纵坐标为温度(℃)，冷却曲线即为冷却速度与温度的对应变化关系。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。

具体实施方式

【实施例1】

待处理的淬火油为使用了两年多的快速光亮淬火油，粘度和酸值升高，淬火后工件出现淬火软点。对其进行再生处理，具体包括以下步骤：

a)将待处理的淬火油自然沉降后，去除清理淬火槽底部沉淀的油泥杂质；

b)加入降酸值剂CaO与油中的酸性物质进行反应，添加量为1％，在70℃搅拌反应3小时；

c)用活性白土进行吸附过滤，除去油中的盐类、水杂质；处理温度70℃，处理时间2小时，活性白土用量8％；

d)过滤后将淬火油加热到90℃循环搅拌3小时，去除淬火油中的微量水分；

e)以8％的比例添加文献CN1364861A【实施例1】所公开的淬火油功能调整剂搅拌均匀，得到再生后的淬火油。其中，淬火油功能调整剂的组成为：烷基萘65克，石油磺酸盐15克，二元酸10克，2，6-二叔丁基对甲酚10克，40升变压器油。

再生处理前后的油品分析结果如表1所示。

表1

从表1可以看出，处理油品酸值的下降率可达78.8％；旋转氧弹从处理前的15min提高到214min，说明抗氧化性能明显提高；冷却性能大大提高，淬火油的淬硬能力增强，其300℃冷却速度降低，有利于减少工件淬火时的变形量。油品的综合性能恢复到快速光亮淬火油的水平。

【实施例2】

待处理的淬火油为使用多年的普通淬火油，老化现象明显，部分零件调质后性能无法达到热处理技术要求。对其进行再生处理，具体包括以下步骤：

a)将待处理的淬火油通过1.0×1.0mm网孔的铁丝滤网过滤后，除去淬火油中氧化铁、油泥等杂质；

b)加入降酸值剂Mg(OH)₂与油中的酸性物质进行反应，添加量为0.8％，在70℃搅拌反应2小时，降低淬火油的酸值；

c)用硅藻土进行吸附过滤，除去油中的盐类、水杂质；处理温度70℃，处理时间2小时，硅藻土用量10％；

e)以5％的比例添加文献CN1364861A【实施例1】所公开的淬火油功能调整剂搅拌均匀，得到再生后的淬火油。其中，淬火油功能调整剂的组成为：烷基萘65克，石油磺酸盐15克，二元酸10克，2，6-二叔丁基对甲酚10克，40升变压器油。

再生处理前后的油品分析结果如表2所示。

表2

从表2可以看出，处理油品酸值的下降率达69.1％，旋转氧弹从处理前的52min提高到249min，说明抗氧化性能明显提高；冷却性能尤其是最大冷却速度方面增加明显，有利于增加工件淬火后的硬度。

【比较例1】

同【实施例1】，只是没有步骤b)和c)，淬火油功能调整剂的组成为：烷基萘65克，石油磺酸盐15克，二元酸10克，2，6-二叔丁基对甲酚30克，40升变压器油。再生处理前后的油品分析结果如表3所示。

表3

从表3可以看出，不经过降低酸值和助剂过滤的步骤，处理后油品的旋转氧弹只从处理前的15min提高到45min，说明抗氧化性能提高不多。同时，与【实施例1】相比，本例中抗氧剂的用量从10克提高到30克，用量增大，但对提高油品抗氧化性能的作用不明显，也增加了处理成本。

【比较例2】

同【实施例2】，只是没有步骤b)和c)，淬火油功能调整剂的组成为：烷基萘65克，石油磺酸盐15克，二元酸10克，2，6-二叔丁基对甲酚40克，40升变压器油。再生处理前后的油品分析结果如表4所示。

表4

从表4可以看出，【比较例2】中，虽然抗氧剂的用量从10克增大到40克，但处理后油品的旋转氧弹也仅从处理前的52min提高到100min，其抗氧化性能提高仍然不多，说明在淬火油的再生中，降低酸值的步骤有利于提高油品的抗氧化性能，同时也可减少功能调整剂中抗氧剂的用量。

Claims

1.一种淬火油再生方法，包括以下步骤：

a)将待处理的淬火油沉降或过滤；

2.根据权利要求1所述的淬火油再生方法，其特征在于步骤b)处理温度为70～80℃，处理时间为2～5小时，所述降酸值剂选自NaOH、Na₂CO₃、KOH、K₂CO₃、CaO、Ca(OH)₂、MgO或Mg(OH)₂等中的至少一种，其加入量为待处理淬火油重量的0.8～1.8％。

3.根据权利要求1所述的淬火油再生方法，其特征在于步骤c)处理温度为70～80℃，处理时间为2～5小时，吸附助剂的加入量为待处理淬火油重量的8～13％。

4.根据权利要求1所述的淬火油再生方法，其特征在于步骤d)处理温度为85～95℃，处理时间为2～5小时。

5.根据权利要求1所述的淬火油再生方法，其特征在于步骤e)所述功能调整剂的加入量为待处理淬火油重量的5～10％。