張志鵬，李瑞，施美玲，瞿燕

(1.中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司大連分公司，遼寧 大連 116032；2.中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司，北京 100028)

0 引言

硫化烷基酚鹽是一種應(yīng)用廣泛的清凈劑，具有良好的酸中和能力、高溫清潔性和抑碳能力，兼有抗水性、抗氧化性，廣泛用于液壓油、船舶用的潤(rùn)滑油及中高檔內(nèi)燃機(jī)油[1-3]。在內(nèi)燃機(jī)油中應(yīng)用硫化烷基酚鹽，能有效地防止發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕、磨損，減少活塞環(huán)和裙部的沉積物量，并能防止活塞環(huán)發(fā)生燒結(jié)。硫化烷基酚鹽尤其對(duì)改善柴油機(jī)頂環(huán)沉積物量具有優(yōu)異的效果，所以被廣泛地應(yīng)用與其他劑復(fù)合生產(chǎn)各種高檔內(nèi)燃機(jī)油。

不同硫化烷基酚鹽具有不同的堿性，而堿性不同其過濾性結(jié)果也截然不同，對(duì)不同堿值硫化烷基酚鹽進(jìn)行過濾性分析，可以說明堿值對(duì)油品過濾性的影響。

1 金屬清凈劑概述

金屬清凈劑主要用來防止或抑制機(jī)油氧化而減少沉積物生成，將活塞及缸壁上形成的漆膜和積炭“洗滌”下來。近年來出現(xiàn)的清凈劑新品種主要有中堿值和高堿值硫化烷基酚鈣，中、高堿值硫化烷基酚鈣熱值穩(wěn)定性好，是重負(fù)荷柴油機(jī)急需的添加劑；改性的中堿值烷基水楊酸鈣，高溫清凈性好，膠體粒子粒徑小且均勻，膠體穩(wěn)定性好，與高堿值硫酸鹽復(fù)合后無沉淀生成，有較佳的分散能力和抗氧性能[4]；此外，還增加了低堿值和高堿值烷基水楊酸鈣兩個(gè)品種，都具有優(yōu)異的清凈性能，抗氧性比較優(yōu)越，可部分代替中堿值烷基水楊酸鈣，用于中高檔內(nèi)燃機(jī)油中[5-6]。

2 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理

合成硫化烷基酚鈣是氣相、液相、固相三相共存的反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)理十分復(fù)雜，簡(jiǎn)化的反應(yīng)如下：

(1)硫化、鈣化反應(yīng)

式中：R=C8～35；X=1～5整數(shù)；n=0～15整數(shù)；Y=H，1/2M0；M0=堿土金屬。

(2)碳酸化反應(yīng)

使用醇類促進(jìn)劑時(shí)，堿土金屬化合物首先與醇生成醇鈣，然后醇再與硫化烷基酚和二氧化碳反應(yīng)。

醇鈣：

酚鈣：

其中：R=C12H25為最多。

碳酸化：

最終的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)式為：

3 過濾性實(shí)驗(yàn)方法

3.1實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)儀器如圖1所示，用鑷子夾住過濾膜的邊緣放在培養(yǎng)皿中，以后操作同此法。松松地蓋上蓋子，置于烘箱中10 min，烘箱溫度(70±2)℃。安裝過濾儀器，將過濾膜按正確地朝向放置，確保系統(tǒng)不漏氣，量筒放在過濾器下方適當(dāng)位置。

1.氣體入口;2.氣體開關(guān);3.壓力表;4.調(diào)壓閥;5.過濾儀器;6.量筒

關(guān)閉控制閥，根據(jù)試樣的黏度等級(jí)將氣體壓力調(diào)節(jié)到指定壓力。以下是試樣黏度和試驗(yàn)壓力之間的關(guān)系：

GB/T 3141 黏度等級(jí)小于32，50 kPa

GB/T 3141 黏度等級(jí)是32和46，100 kPa

GB/T 3141 黏度等級(jí)是68和100，200 kPa

在(60±10)s時(shí)間內(nèi)顛倒晃動(dòng)裝試樣的容器30次，使試樣混合均勻。每次顛倒晃動(dòng)之間要有間隔。量取(320±10)mL試樣立即倒入過濾容器，用橡皮塞堵住過濾器出油口，防止油品流出。(60±10)s后移去橡皮塞，打開控制閥，調(diào)整到正確的壓力。當(dāng)試樣滴入量筒時(shí)開始計(jì)時(shí)。

使用計(jì)時(shí)器的雙停功能記錄過濾到10 mL、50 mL、200 mL、300 mL試樣所用的時(shí)間T10、T50、T200、T300。當(dāng)過濾到50 mL試樣時(shí)計(jì)算TV，TV=6×(T50-T10)+T10，幾個(gè)參數(shù)之間關(guān)系如圖2所示。記錄在TV時(shí)間內(nèi)所過濾試樣的體積數(shù)。

圖2 典型的過濾性試驗(yàn)過程的示意

3.2計(jì)算

按式(1)計(jì)算階段Ⅰ過濾性FⅠ：

(1)

式中：

V——所記錄在Tv時(shí)間內(nèi)過濾的試樣的體積數(shù)，mL。

TV——所示時(shí)間TV=6×(T50-T10)+T10，s。

按式(2)計(jì)算階段Ⅱ過濾性FⅡ：

(2)

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

選取不同堿值清凈劑進(jìn)行過濾性實(shí)驗(yàn)，樣品見表1所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示,體積對(duì)比如圖3所示。

表1 不同堿值清凈劑列表

表2 清凈劑過濾性實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)體積

圖3 不同堿值清凈劑過濾性結(jié)束體積對(duì)比

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以分析：清凈劑結(jié)構(gòu)不同，合成工藝不同，導(dǎo)致清凈劑堿值不同。清凈劑堿值越高，過濾性實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的體積越小，相近堿值清凈劑的

結(jié)束體積相差不大。清凈劑與潤(rùn)滑油中的水反應(yīng)，隨著堿值的增大，反應(yīng)會(huì)愈加明顯，生成小顆粒堵塞過濾性實(shí)驗(yàn)濾膜，宏觀表現(xiàn)為過濾性實(shí)驗(yàn)結(jié)束體積就越大。

5 結(jié)論

(1)硫化烷基酚鹽是一種廣泛用于潤(rùn)滑油中的清凈劑，不同合成工藝會(huì)合成不同堿值的清凈劑，一般來說分為超高堿值、高堿值、低堿值清凈劑。

(2)不同堿值清凈劑在過濾性實(shí)驗(yàn)中，與水接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會(huì)生成顆粒狀物體，從而堵塞過濾性實(shí)驗(yàn)濾膜，導(dǎo)致過濾性實(shí)驗(yàn)中斷。

(3)不同堿值清凈劑過濾性實(shí)驗(yàn)結(jié)束體積不同，堿值越高，過濾性實(shí)驗(yàn)結(jié)束體積越??；堿值越低，過濾性實(shí)驗(yàn)結(jié)束體積越大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 許敬文.硫化烷基酚鈣添加劑制備工藝研究[J].石油煉制與化工,1987(2):38-47.

[2] 段連春.高堿值硫化烷基酚鈣的合成研究[J].遼寧化工,2000(5):10-13.

[3] 姜皓.國(guó)外硫化烷基酚鈣清凈劑述評(píng)[J].研究與開發(fā),1986,17(3):31-46.

[4] 寧永成.有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定與有機(jī)波譜學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2003.

[5] Ernoe PS, et al. Tables of Spectral Data for Structure Determination of Organic Compounds[M].Berlin: Springer-Verlag, 1989.

[6] 王桂琴.高堿值硫化烷基酚鈣的研制[J].潤(rùn)滑油, 2003, 18(5):49-52.

BP提升潤(rùn)滑油工廠產(chǎn)能，以滿足中國(guó)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求

2018 年 1 月 16 日 BP 在江蘇太倉(cāng)舉行了潤(rùn)滑油調(diào)配廠擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目開業(yè)啟動(dòng)儀式。擴(kuò)建升級(jí)后，這 座先進(jìn)的工廠將成為 BP 目前在亞太地區(qū)運(yùn)營(yíng)的最大潤(rùn)滑油調(diào)配廠，年產(chǎn)能將實(shí)現(xiàn)翻番，達(dá)到 16.3 萬t，并在服務(wù)華東地區(qū)客戶方面扮演重要角色。