CN103031186A

CN103031186A - 提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法

Info

Publication number: CN103031186A
Application number: CN2011103025030A
Authority: CN
Inventors: 周霞; 施东学; 潘健; 益梅蓉; 何晓瑛; 孔吉霞
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2011-10-09
Filing date: 2011-10-09
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明涉及一种提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，主要解决现有技术在有铜氨液混入氨气的情况下，螺杆式氨压缩机油组合物存在抗氧化性能差，油品使用寿命短的问题。本发明通过采用在温度为40～60℃，表压为10～30MPa条件下，使氨压缩机油和铜氨液混合液充分接触1～10小时；氨压缩机油与铜氨液的重量比为1～3；其中，所述氨压缩机油以重量份数计，包括以下组份：a)100份矿物基础油；b)0.01～2份抗氧剂；所述抗氧剂由酚型抗氧剂和胺型抗氧剂组成；其中，所述酚型抗氧剂选自4，4-亚甲基双(2，6-二叔丁基酚)、3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙烯酸酯或四[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种；所述胺型抗氧剂选自苯基-α-萘胺、烷基化苯基-α-萘胺、辛基丁基二苯胺或烷基化二苯胺中的至少一种的技术方案较好地解决了该问题，可用于提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的工业生产中。

Description

提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法

技术领域

本发明涉及一种提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法。

背景技术

氨压缩机是在氨气生产、储存和使用过程中进行输送和提高压力的设备，其中螺杆式氨压缩机因其结构简单、易损件少、检验周期长、容积效率高、排气温度低、对液击不敏感的特点，得到广泛的应用。

螺杆式氨压缩机油的主要作用有三个方面：一是吸收气体被压缩而产生的大量压缩热，冷却压缩空气及相关运动摩擦部件表面，使排气温度不至于过高，转子机壳之间不会热膨胀系数不同而产生异常磨损；二是在转子、气缸及端盖表面等摩擦表面形成油膜进行润滑，减少摩擦损失和磨损；三是密封压缩室，使室内保持一定的压力，有效密封压缩过程中所有工作间隙，减少气体泄漏，同时降低因高频压缩产生的噪音。

在螺杆式氨压缩机油组成方面，由于氨气具有较强的化学活性，因此油中不应含有酸性物质和水分，以避免其与氨气反应，并造成对金属的腐蚀。

在合成氨生产工艺中，为避免氨合成催化剂中毒，常采用铜氨液溶液洗涤法去除合成氨原料气中残存的CO、CO₂、H₂S等杂质。但是在实际生产过程中，铜氨液(由铜离子、酸根及氨组成的水溶液，以铜离子、醋酸、液氨组成的醋酸铜氨液是铜氨液的代表)会因各种原因漏入氨气中，并随氨气进入压缩机并不断累积，最终造成油气分离器被堵塞现象产生。由于铜氨液具有较强的化学活性，一般的润滑油在使用一段时间后会出现抗氧剂消耗过快的问题，缩短了油品的使用寿命。

目前，国内外螺杆式氨压缩机大多使用冷冻机油，如US5560854、US5595678、US5908818，其基础油均为合成油。

在矿物油型压缩机油方面，通常主要考虑空气压缩机的使用要求，如CN92102699.4、CN200680046268.2、CN200780025594.X、CN200710175271.0等均强调具有良好的热/氧化安定性等。对于不会与氨气发生反应，并且有铜氨液混入氨气的情况下，仍具有优良的氧化安定性的润滑油组合物，国内外尚无文献和专利报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术在有铜氨液混入氨气的情况下，螺杆式氨压缩机油组合物存在抗氧化性能差，油品使用寿命短的问题，提供一种新的提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法。该方法具有抗氧化性能强，油品使用寿命长的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，在温度为40～60℃，表压为10～30MPa条件下，使氨压缩机油和铜氨液混合液充分接触1～10小时；氨压缩机油与铜氨液的重量比为1～3；

其中，所述氨压缩机油以重量份数计，包括以下组份：

a)100份矿物基础油；

b)0.01～2份抗氧剂；所述抗氧剂由酚型抗氧剂和胺型抗氧剂组成；其中，所述酚型抗氧剂选自4，4-亚甲基双(2，6-二叔丁基酚)、3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙烯酸酯或四[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种；所述胺型抗氧剂选自苯基-α-萘胺、烷基化苯基-α-萘胺、辛基丁基二苯胺或烷基化二苯胺中的至少一种。

上述技术方案中，矿物基础油的用量优选范围为100份，抗氧剂的用量优选范围为0.5～1.2份。抗氧剂混合物中，所述酚型抗氧剂与胺型抗氧剂的重量比为(1∶1)～(1∶2.5)，优选范围为(1∶1.5)～(1∶2)。所述矿物基础油优选方案为选自溶剂精制基础油或加氢矿物基础油中的至少一种，黏度指数大于90。本发明方法的一个优选方案为所述氨压缩机油中还包括选自极压抗磨剂或金属钝化剂中的至少一种；以重量份数计，极压抗磨剂的用量为0.05～4份，优选范围为0.5～1.5份；金属钝化剂的用量为0.01～2份，用量优选范围为0.02～0.06份。其中，所述极压抗磨剂优选方案为选自磷酸三甲酚酯；所述金属钝化剂优选方案为选自N，N-二烷基氨基亚甲基苯三唑或甲苯并三氮唑衍生物中的至少一种，其中所述甲苯并三氮唑衍生物是N，N-二(2-乙基己基)-5-甲基-1H-苯并三唑-1-甲胺和N，N-二(2-乙基己基)-4-甲基-1H-苯并三唑-1-甲胺的混合物。本发明方法的另一优选方案为所述氨压缩机油中还包括选自防锈剂、抗泡剂或降凝剂的至少一种。以重量份数计，防锈剂的用量为0.01～1份，优选范围为0.05～0.2份；抗泡剂的用量为0.001～0.1份，优选范围为0.005～0.05份。降凝剂的用量为0.05～0.6份，优选范围为0.1～0.3份。其中，所述防锈剂优选方案为选自中性二壬基萘磺酸钡或碱性二壬基萘磺酸钡中的至少一种，所述抗泡剂优选方案为选自甲基硅油、乙基硅油或丙烯酸酯与醚共聚物中的至少一种，所述降凝剂优选方案为选自烷基萘、聚α-烯烃或聚丙烯酸酯中的至少一种。所述铜氨液中化学组分的浓度为：Cu²⁺为0.28～0.35摩尔/升、Cu⁺为1.8～2.1摩尔/升、(CH₃COO)^-为2.4～3.0摩尔/升、总CO₂为1.8～2.2摩尔/升、总NH₃为9.5～11.8摩尔/升、游离氨NH₃为3.5～4.3摩尔/升。

本发明中的螺杆式氨压缩机油组合物的制备方法为：将抗氧剂、极压抗磨剂、金属钝化剂、防锈剂、抗泡剂和降凝剂在50～80℃温度下加入基础油中，搅拌0.5～2小时，使其全部溶解，即可得到所述氨压缩机油。

本发明方法中含铜氨液的氨压缩机油的抗氧化性的评价方法如下：用红外光谱分别测定试验前后氨压缩机油酚型抗氧剂的含量。与试验前相比，如果试验后油中酚型抗氧剂含量消耗不大于35％，则说明试油的抗氧化性能好。

本发明方法由于采用由酚型抗氧剂和胺型抗氧剂组成的混合抗氧剂，其中，所述酚型抗氧剂选自4，4-亚甲基双(2，6-二叔丁基酚)、3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙烯酸酯或四[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种，所述胺型抗氧剂选自苯基-α-萘胺、烷基化苯基-α-萘胺、辛基丁基二苯胺或烷基化二苯胺中的至少一种，使得在有铜氨液混入氨气的情况下，氨压缩机油仍具有优良的氧化安定性，抗氧剂含量消耗不大于35％；同时，氨压缩机油仍具有优良的粘温性、抗泡沫性、油水分离性、极压抗磨性和防锈防腐性，取得了较好的技术效果。

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1～7】

按照表1中的重量份数，分别称取所需量的抗氧剂、极压抗磨剂、金属钝化剂、防锈剂、抗泡剂和降凝剂加入至基础油中，在75℃下加热搅拌至完全均匀，得到所述螺杆式氨压缩机油组合物。组合物中各组份的种类及用量，具体见表1。

其中，T511为4，4-亚甲基双(2，6-二叔丁基酚)，T512为3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙烯酸酯，L-57为烷基化二苯胺，T531为苯基-α-萘胺，T803B为聚α烯烃，T602为聚丙烯酸酯。所述极压抗磨剂为磷酸三甲酚酯，金属钝化剂为N，N-二烷基氨基亚甲基苯三唑，防锈剂为碱性二壬基萘磺酸钡，抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。

【实施例2】

将【实施例1～7】的组合物的进行抗氧化性试验。试验条件为：试油和铜氨液各100毫升，试验温度为50℃，通入表压为19.6kPa的压缩空气，使试油和铜氨液混合液搅动，保持压力和温度6小时。试验结果见表2。

试验用油的其他性能，粘温性、抗泡沫性、油水分离性、极压抗磨性和防锈防腐性，没有受到影响。

【比较例1～2】

组合物中各组份的种类及用量，具体见表1，抗氧化性见表2。

表1

表2

Claims

1.一种提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，在温度为40～60℃，表压为10～30MPa条件下，使氨压缩机油和铜氨液混合液充分接触1～10小时；氨压缩机油与铜氨液的重量比为1～3；

其中，所述氨压缩机油以重量份数计，包括以下组份：

a)100份矿物基础油；

2.根据权利要求1所述提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，其特征在于矿物基础油的用量为100份，抗氧剂的用量为0.5～1.2份；所述矿物基础油选自溶剂精制基础油或加氢矿物基础油中的至少一种，黏度指数大于90。

3.根据权利要求1所述提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，其特征在于所述酚型抗氧剂与胺型抗氧剂的重量比为(1∶1)～(1∶2.5)。

4.根据权利要求3所述提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，其特征在于所述酚型抗氧剂与胺型抗氧剂的重量比为(1∶1.5)～(1∶2)。

5.根据权利要求1所述提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，其特征在于所述氨压缩机油中还包括选自极压抗磨剂或金属钝化剂中的至少一种，以重量份数计，极压抗磨剂的用量为0.05～4份，金属钝化剂的用量为0.01～2份；其中，所述极压抗磨剂选自磷酸三甲酚酯，所述金属钝化剂选自N，N-二烷基氨基亚甲基苯三唑或甲苯并三氮唑衍生物中的至少一种。

6.根据权利要求5所述提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，其特征在于以重量份数计，极压抗磨剂的用量为0.5～1.5份，金属钝化剂的用量为0.02～0.06份。

7.根据权利要求1或5所述提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，其特征在于所述氨压缩机油中还包括选自防锈剂、抗泡剂或降凝剂的至少一种，以重量份数计，防锈剂的用量为0.01～1份，抗泡剂的用量为0.001～0.1份，降凝剂的用量为3～6份；其中，所述防锈剂选自中性二壬基萘磺酸钡或碱性二壬基萘磺酸钡中的至少一种，所述抗泡剂选自甲基硅油、乙基硅油或丙烯酸酯与醚共聚物中的至少一种，所述降凝剂选自烷基萘、聚α-烯烃或聚丙烯酸酯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，其特征在于以重量份数计，防锈剂的用量为0.05～0.2份，抗泡剂的用量为0.005～0.05份，降凝剂的用量为0.1～0.3份。

9.根据权利要求1所述提高含铜氨液的氨压缩机油抗氧化性的方法，其特征在于所述铜氨液中化学组分的浓度为：Cu²⁺为0.28～0.35摩尔/升、Cu⁺为1.8～2.1摩尔/升、(CH₃COO)^-为2.4～3.0摩尔/升、总CO₂为1.8～2.2摩尔/升、总NH₃为9.5～11.8摩尔/升、游离氨NH₃为3.5～4.3摩尔/升。