孫茜

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司山東銷售分公司

介紹了某北方大型鋼鐵公司高爐氣柜及焦?fàn)t氣柜密封油運(yùn)行情況及氣柜密封油改質(zhì)劑在該公司高爐氣柜及焦?fàn)t氣柜的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果，找出油品指標(biāo)變化規(guī)律以及具有的推廣價(jià)值。

干式氣柜是燃?xì)夂銐簝?chǔ)存與輸配的核心設(shè)備，主要用于儲(chǔ)存焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等有毒易爆性氣體，平衡氣體壓力，保障氣源供應(yīng)。但由于儲(chǔ)存氣體的特殊性，易引發(fā)安全事故。因此，干式氣柜密封油得到了廣泛的應(yīng)用，主要起到密封氣體和潤(rùn)滑活塞的作用，保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定安全地運(yùn)行。但在使用過程中由于氣體介質(zhì)組成的影響，干式氣柜密封油一般會(huì)發(fā)生黏度、抗乳化、抗氧化、防腐蝕、傾點(diǎn)和閃點(diǎn)等性能的變化。針對(duì)這些情況，氣柜密封油改質(zhì)劑得到了廣泛的應(yīng)用，它可以避免全部更換干式氣柜密封油所需的昂貴費(fèi)用，通過基礎(chǔ)油和不同添加劑的配比，達(dá)到精準(zhǔn)改善氣柜密封油性能的作用，在很多鋼鐵企業(yè)取得了良好的效果。

氣柜中煤氣的不同組分對(duì)氣柜密封油的性能有著顯著的影響。本文選取了1家有代表性的北方大型鋼鐵企業(yè)，針對(duì)其高爐氣柜及焦?fàn)t氣柜在用油指標(biāo)的劣化，制定了改善方案，并進(jìn)行了改質(zhì)劑的補(bǔ)加。

氣柜的特點(diǎn)及分類

氣柜的主要作用是將煤氣等燃?xì)膺M(jìn)行收集、儲(chǔ)存及配送。其形狀一般為圓柱形或多邊柱形，內(nèi)部有一活塞用來調(diào)節(jié)恒定柜體內(nèi)的煤氣壓力?；钊吘壟c氣柜壁之間用液體作為密封介質(zhì)，主要有用水密封的濕式氣柜和用潤(rùn)滑油密封的干式氣柜。干式氣柜由于其占地面積小，貯存壓力高，穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)省鋼材，環(huán)境污染少，因此得到廣泛的應(yīng)用[1]。

根據(jù)燃?xì)獾姆N類及組成進(jìn)行劃分，目前使用氣柜最多的是煤氣，煤氣主要有焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等，主要來自焦化、鋼鐵及煤化工等行業(yè)。本文主要討論的對(duì)象為焦?fàn)t氣柜及高爐氣柜。高爐及焦?fàn)t煤氣的主要成分見表1[2]。

氣柜密封油的使用效果監(jiān)測(cè)及改善

北方某具有國(guó)際先進(jìn)水平的鋼鐵公司有曼型煤氣柜3座，分別為5萬m3焦?fàn)t煤氣柜、20萬m3高爐煤氣柜及2002年投用的10萬m3焦?fàn)t煤氣柜。

焦?fàn)t氣柜在用油檢測(cè)

2020年3月，針對(duì)該廠的10萬m3焦?fàn)t煤氣柜進(jìn)行了在用油檢測(cè)，從分析化驗(yàn)及實(shí)際運(yùn)行觀察反映，氣柜密封油性能下降。柜體內(nèi)有120 t的舊油，氣柜設(shè)計(jì)方要求采用2號(hào)低凝氣柜密封油進(jìn)行密封（參照中國(guó)石化潤(rùn)滑油公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SH 3031 0364—2018《干式氣柜密封油》）。主要表現(xiàn)為油品外觀發(fā)黃，黏度下降，抗乳性能下降，具體檢測(cè)結(jié)果見表2。

從表2可以看出，與新油指標(biāo)相比，運(yùn)動(dòng)黏度降低約40%，抗乳化性顯著變差，閃點(diǎn)明顯降低。從焦?fàn)t煤氣主要成分(見表1）及在用油主要成分指標(biāo)（見表3）推斷，受焦?fàn)t煤氣組分及凈化工藝的影響，焦?fàn)t煤氣中殘留的煤焦油、萘、苯、少量的H2S等雜質(zhì)造成密封油黏度下降，抗乳化性顯著變差，閃點(diǎn)降低。

表1 高爐及焦?fàn)t煤氣的主要成分

表2 10萬m3焦?fàn)t煤氣柜在用油樣品檢測(cè)結(jié)果

表3 在用油成分分析報(bào)告

高爐氣柜在用油檢測(cè)

2020年7月，針對(duì)該廠的20萬m3高爐氣柜進(jìn)行在用油檢測(cè)，從分析化驗(yàn)及實(shí)際運(yùn)行觀察反映，氣柜密封油性能下降。柜體內(nèi)有120 t的舊油，氣柜設(shè)計(jì)方要求采用1號(hào)低凝氣柜密封油進(jìn)行密封（參照Q/SH 3031 0364—2018）。主要表現(xiàn)為油品外觀發(fā)黃，液相銹蝕為中銹，抗乳化性能下降，具體檢測(cè)結(jié)果見表4。

從表4可以看出，與新油指標(biāo)相比，黏度指數(shù)下降，抗乳化性顯著變差，該廠家由于高爐氣柜密封油使用年限較長(zhǎng)，出現(xiàn)了液相銹蝕不合格的現(xiàn)象。從以上數(shù)據(jù)可知，高爐氣柜密封油在使用時(shí)間較長(zhǎng)或煤氣含雜質(zhì)較多的情況下，尤其是隨著高爐煤氣中H2S等物質(zhì)的積累，防銹劑在使用過程中消耗較快，會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的銹蝕。

表4 20萬m3高爐氣柜在用油樣品油檢測(cè)結(jié)果

密封油使用效果的改善

在實(shí)驗(yàn)室對(duì)復(fù)合改質(zhì)劑中的破乳劑、防銹劑、增黏劑及助溶劑等添加劑進(jìn)行了一系列篩選及優(yōu)化試驗(yàn)，最后確定了分別適合焦?fàn)t及高爐氣柜油特點(diǎn)的改質(zhì)劑配方組成，于2020年5月和12月分別對(duì)焦?fàn)t及高爐氣柜泵站對(duì)油品進(jìn)行補(bǔ)加（焦?fàn)t氣柜補(bǔ)加改質(zhì)劑30 t，高爐氣柜補(bǔ)加改質(zhì)劑12 t）。經(jīng)過一個(gè)多月的循環(huán)，對(duì)油品進(jìn)行了改質(zhì)后的取樣，改善效果較好。改質(zhì)前后油品取樣檢測(cè)結(jié)果分別見表5、表6。

由表5可以看出，添加改質(zhì)劑后的密封油具有良好的油水分離性，很好地改善了油品的運(yùn)動(dòng)黏度，可防止油品帶水循環(huán)運(yùn)行，減少油品掛壁風(fēng)險(xiǎn)，有效延長(zhǎng)了氣柜的大修周期，較好地保證了氣柜的安全運(yùn)行。與用戶針對(duì)氣源凈化進(jìn)行進(jìn)一步溝通后，決定添加一套煤氣凈化及脫萘裝置，對(duì)生產(chǎn)出的焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化，去除萘及其化合物，減少其對(duì)氣柜密封油的污染，從根源上解決問題。

表5 焦?fàn)t氣柜改質(zhì)前后數(shù)據(jù)對(duì)比

由表6可以看出，添加改質(zhì)劑后的密封油具有良好的油水分離性和防銹防腐蝕性，很好地改善了油品的黏度指數(shù)，可防止油品帶水循環(huán)運(yùn)行，減少油品掛壁風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)氣柜的金屬部件起到了良好的保護(hù)作用，有效延長(zhǎng)了氣柜的大修周期，較好地保證了氣柜的安全運(yùn)行。

表6 高爐氣柜改質(zhì)前后數(shù)據(jù)對(duì)比

經(jīng)濟(jì)效益估算

僅以20萬m3高爐氣柜為例，全部120 t密封油需添加改質(zhì)劑12 t。改質(zhì)劑價(jià)格為14 900元/t，12 t總價(jià)為17.88萬元。而全部更換120 t密封油需用108萬元（氣柜密封油的價(jià)格為9 000元/t左右）。使用改質(zhì)劑對(duì)密封油進(jìn)行改質(zhì)比全部更換密封油節(jié)省90.12萬元，與更換新油相比有著更高的性價(jià)比。

結(jié)束語

針對(duì)油品在使用過程中的變化，采取添加改質(zhì)劑改善油品性能指標(biāo)等措施，保證氣柜密封油的技術(shù)指標(biāo)，可以有效地保證氣柜的安全運(yùn)行。此種方式與更換油品相比性價(jià)比更高，可為客戶創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。