CN101264417B - 负压富集氮气保护油品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及负压富集氮气保护油品的方法，其步骤如下：空气净化：空气在石油产品的储油罐或润滑油脱水处理的真空罐产生的负压作用下进入粗滤器、精滤器；富集氮气：经精滤器过滤后的空气，在负压作用下，进入PRISM氮膜分离器，自动富集空气中的氮气；氮气置换油品容器中的空气：富集氮气先经过防止油气反流装置的除油过滤器，再经过防止油气反流装置的单向阀进入石油产品储油罐或润滑油脱水处理的真空系罐，置换油品容器内的含氧空气。具有以下优点：充分利用了储油容器产生的负压为动力源，使空气进入氮气富集装置，不需要压力设备；利用了氮气对油品进行保护，运行成本很低。

Description

负压富集氮气保护油品的方法

技术领域

本发明涉及石油产品的保护方法，具体涉及负压富集氮气保护油品的方法。

背景技术

石油产品在储存中，由于白昼和夜间的温差造成储油容器内的压力发生变化，白天温度升高时为正压，晚上温度降低时为负压，导致储油容器在夜间吸入空气，白天又从呼气阀排除，由于空气的不断进入，使油品发生氧化变质，导致储存时间缩短。另一种情况是在对乳化润滑油进行脱水处理过程中，进入脱水***内的空气对润滑油也将产生氧化，使油品质量受降低。

油品中烃类在常温液相条件下遵循链反应机理，在反应的最初阶段，由于少数的烃分子受光、热或催化剂等影响生成自由基或自由原子。

这些最初生成的活性中心与氧作用，生成烃的过氧化物自由基。

过氧化物自由基可以通过与新的烃分子作用，生成单烃基过氧化物，同时又生成一个自由基使链传播下去：

烃分子在适当的条件下也可以直接与空气中的氧作用生成自由基，例如：

生成的自由基可使反应链继续传播，生成的过氧化氢则能够使烃遭到进一步氧化。随着反应的加深，烃基过氧化物不断分解，并与新的烃分子或自由基作用，进一步氧化生成各种中间产物，首先是醇和酮。例如：

反应中除醇和酮外，烃基过氧化物也可以分解生成醛与伯醇。无论是醛、醇或酮进一步氧化便会生成有机酸，当氧化进一步加深时，醇、醛、酮和酸进一步氧化，便生成含有两个官能团的氧化产物，如羟基酸(醇酸)、醛酸、酮酸、二羧基酸以及各种酯类。相对分子质量很大的羟基酸、交酯、半交酯以及内酯等都是粘性物质，再进一步氧化缩合便成为结构复杂的胶状物质，使油的颜色变深，酸值(度)增大。

在以上反应中“氧”是关键物质，只要将氧消除掉，反应即可终止。为了克服空气中的氧对油品的氧化，可利用氮气的惰性性质保护油品。美国空气产品公司生产的“普理森氮膜分离器”(PR3010)可以分离空气中的氮气，由于该装置是在正压下采用中空纤维膜从空气中富集氮气的，所以，需要加压设施，而且应用范围受到限制。如不能承受正压的储油容器，正压氮气进入储油罐内会加速容器内混合气体外溢，这将导致轻质油品(如汽油)蒸发损失增大，同时还会使环境污染加重。

发明内容

本发明的目的是提供一种负压富集氮气保护油品的方法，它能解决石油产品在储存期间或对乳化润滑油进行脱水处理过程中不被氧化，保证油品的质量。

本发明所述的负压富集氮气保护油品的方法，其步骤如下：

第一步，空气净化：空气在石油产品的储油罐或润滑油脱水处理的真空罐产生的负压作用下进入粗滤器，除去固体微粒后，再进入精滤器，除去水分，水分从排水阀排出；

第二步，富集氮气：经精滤器过滤后的空气，在负压(起始为-98Pa)作用下，进入PRISM氮膜分离器(即普理森氮膜分离器)，自动富集空气中的氮气，其浓度达到95％以上，其余的气体从排气口排出；

第三步，氮气置换油品容器中的空气：富集氮气先经过防止油气反流装置的除油过滤器，除去混入的油品从下部的排油阀排出，再经过防止油气反流装置的单向阀进入石油产品储油罐或润滑油脱水处理的真空系罐，置换油品容器内的含氧空气，使油品容器内的氮气浓度逐步达到90％以上，从而抑制了油品的氧化变质。此处的除油过滤器是防止从单向阀前渗入的油汽对氮膜分离器造成损伤。

所述的负压富集氮气保护油品的方法，所用的富集氮气的PRISM氮膜分离器内设有中空纤维膜。

本发明和现有技术相比具有以下优点：充分利用了储油容器或油品脱水时的真空罐产生的负压为动力源，使空气进入氮气富集装置，富集的氮气再进入储油容器或真空罐，不需要专门的压力设备；利用了中空纤维对空气中的氮气的富集作用，提高空气中的氮气浓度，对油品进行保护，不仅适用范围广、安全可靠，而且运行成本很低。

附图说明

图1是本发明用于对储油容器内的油品进行保护的示意图。

具体实施方式

实施例一：本发明对储油容器内的石油产品保护。

参见图1，第一步，空气净化：空气在石油产品的储油罐6夜间温度下降而产生的负压作用下进入粗滤器1，除去固体微粒后，再进入精滤器2，除去水分，水分从排水阀2—1排出；避免固体微粒和水分进入石油产品储油罐内，降低油品质量；

第二步，富集氮气：经精滤器2过滤后的空气，在负压(起始-98Pa)作用下，进入安装有中空纤维膜的PRISM氮膜分离器(即普理森氮膜分离器)3，自动富集空气中的氮气，其浓度达到95％以上，其余的气体从排气口3—1排出；

第三步，氮气置换储油罐6中的空气：富集氮气先经过防止油气反流装置的除油过滤器4，除去混入的油品从下部的排油阀4—1排出，再经过防止油气反流装置的单向阀5从储油罐6的呼吸阀7进入其内，置换罐内的含氧空气，使石油产品储油罐内的氮气浓度逐步达到90％以上，从而抑制了油品的氧化变质，保证油品的质量。

实施例二：本发明对润滑油进行脱水处理过程中的保护。

仍然参见图1，只是将图1中的储油罐换成润滑油进行脱水处理设备中的真空罐。

第一步，空气净化：空气在润滑油进行脱水处理过程中所使用的设备的真空罐产生的负压作用下进入粗滤器1，除去固体微粒后，再进入精滤器2，除去水分，水分从排水阀2—1排出；避免固体微粒和水分进入润滑油内，降低润滑油质量；

第二步，富集氮气：经精滤器2过滤后的空气，在负压(起始-98Pa)作用下，进入安装有中空纤维膜的PRISM氮膜分离器3，自动富集空气中的氮气，其浓度达到95％以上，其余的气体从排气口3—1排出；

第三步，氮气置换真空罐中的空气：富集氮气先经过防止油气反流装置的除油过滤器4，除去混入的油从下部的排油阀4—1排出，再经过防止油气反流装置的单向阀5进入真空罐，置换罐内的含氧空气，使真空罐内的氮气浓度逐步达到90％以上，从而抑制了润滑油在脱水净化处理时氧化变质，保证其质量。

下面是直接进入空气和采用本发明对油品进行保护的对比结果：

表一        150SN基础油酸值(mgKOH/g)变化情况

表一是润滑油基础油的试验结果。从表一可以看出：在相同条件下，经过六周试验，通入富氮气体保护的润滑油的酸值要比未通入富氮气体的润滑油的酸值小，说明装有富氮器的润滑油的氧化速度，要比未装富氮器的氧化速度慢得多。

表二 喷气燃料酸度(mgKOH/100ml)变化情况

表二是喷气燃料(航空煤油)的试验结果。从表二可以看出：在相同条件下，通入富氮气体保护的喷气燃料的酸度要比未通入富氮气体的喷气燃料酸度小，说明装有富氮器的喷气燃料的氧化速度，要比未装富氮器的氧化速度慢得多。

表三 油品色度变化情况

表三是润滑油基础油和喷气燃料变色程度测试结果，色度值越大氧化越严重。从中可看出：在相同条件下，通入富氮气体保护的润滑油和喷气燃料的色度要比未通入富氮气体的润滑油基础油和喷气燃料色度小，证明富氮气体的进入，抑制了油品的氧化速度。

Claims (2)

1.负压富集氮气保护油品的方法，其步骤如下：

第一步，空气净化：空气在石油产品的储油罐或润滑油脱水处理的真空罐产生的负压作用下进入粗滤器(1)，除去固体微粒后，再进入精滤器(2)，除去水分，水分从排水阀(2-1)排出；

第二步，富集氮气：经精滤器过滤后的空气，在负压作用下，进入普理森PR3010氮膜分离器(3)，自动富集空气中的氮气，其浓度达到95％以上，其余的气体从排气口(3-1)排出；

第三步，氮气置换油品容器中的空气：富集氮气先经过防止油气反流装置的除油过滤器(4)，除去混入的油从下部的排油阀(4-1)排出，再经过防止油气反流装置的单向阀(5)进入石油产品储油罐或润滑油脱水处理的真空系罐，置换油品容器内的含氧空气，使油品容器内的氮气浓度逐步达到90％以上。

2.根据权利要求1所述的负压富集氮气保护油品的方法，其特征在于：富集氮气的普理森PR3010氮膜分离器(3)内设有中空纤维膜。

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