CN103113965B - 极压汽轮机油 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极压汽轮机油，该汽轮机油主要由基础油和添加剂组成，其中基础油主要由矿物油、醇酯与聚(亚烷基)二醇组成，并添加有烷基化二苯胺和/或亚磷酸酯、高分子屏蔽酚、硫磷酸酯、硫磷酸盐、苯***胺盐、苯***衍生物、十二烯基丁二酸(酯)、胺的四聚氧丙撑衍生物、硅氧烷复合物的添加剂。该极压汽轮机油具有很好的综合性能，包括优良抗泡性、分水性、空气释放性、清净性、过滤性，特别具有优异的极压抗磨性、热氧化稳定性以及油泥控制、分散能力，能够很好的满足现代具有极压要求的燃气轮机及大型联合循环汽轮机组的润滑需求。

Description

极压汽轮机油

技术领域

本发明涉及一种润滑油组合物，特别是适用于具有极压需求的工业燃气轮机、大型燃气-蒸汽联合循环涡轮机、调速传动齿轮箱和汽轮压缩机组等的润滑。

背景技术

随着我国电力工业的飞速发展，高参数大型机组成为各地电网的骨干、具有效率高、重量轻、结构紧凑、机动灵活等优势的燃气轮机及进一步提高了热效率的燃气、蒸汽联合循环的发电机组已在新增发电设备装机容量中占主要部分。燃气轮机装机功率较大，油箱设计较小，油循环速度快，在运行过程中油温较高，在轴承处的温度最高，可达到260℃以上，再加上压力、接触状态及水的存在等诸多因素影响下，油品极易氧化变质、齿轮设备润滑不够造成咬合，轻者生成油泥损坏设备，缩短油品和机器设备使用寿命，重者造成堵塞引起***的事故亦有发生。因此，对于燃气轮机及联合循环汽轮机组，使用油品除需具有优良抗泡性、分水性、空气释放性、清净性、过滤性等外，其高温氧化安定性、油泥清净分散性、极压抗磨性是尤其重要的。而国内燃气轮机发电起步较晚，目前设备制造虽然国有化，但设备制造技术多为进口技术，多采用合资方式，因此用油主要为国外技术公司要求确定，所用油品主要依靠进口，且国内各生产厂家主要生产适合于普通蒸气轮机的抗氧防锈汽轮机油。因此开展适用于燃气轮机及联合循环汽轮机、氧化安定性好的极压燃气油的研制是非常必要的。

行业中普遍认为采用ASTM D943方法测试汽轮机油氧化寿命与实际使用情况有较好的对应关系，旋转氧弹测试对极压燃气轮机油亦有较好的参考作用，在2011年颁布的新的涡轮机油标准中也增加了极压燃气轮机油对各种金属的高温氧化安定性测试。目前国际先进水平的抗氧防锈汽轮机油的ASTM D943氧化寿命高的可达10000小时以上，极压燃气轮机油由于含有极压抗磨剂、破乳剂等会影响油品使用寿命、增加油泥生成趋等，ASTMD943氧化寿命会大大缩短到8000小时以下。

目前国内外已公开的汽轮机油的配方已有不少，如：公开号为CN1251859A，名称为具有优异的高温氧化稳定性的汽轮机油的中国专利中，公开了一种用很低硫含量和高饱和物含量的基础油，加入烷基化二苯胺和/或苯基萘胺、硫化烯烃和/或硫化脂肪酸和/或无灰二硫代氨基甲酸酯和/或二硫化烷基秋兰母以及至少一种防锈剂，显示出优越的氧化稳定性，并为汽轮机油和生锈及氧化油的使用提供了充分的腐蚀保护作用和控制淤渣作用。但胺类添加剂在提供较好的抗氧化性的同时，本身较易产生油泥，与硫化剂复配使用虽进一步延长氧化诱导期，但会加重油泥生成、团聚情况，这对汽轮机油是极其不利的。

公开号为CN1415710A，名称为一种长寿命汽轮机润滑油组合物的中国专利中公开了一种用于普通蒸气轮机的长效长寿命汽轮机油，不仅具有突出的抗氧化性能，还具有防锈性能，油品氧化寿命最高达到9000小时左右，但该油品只具有抗氧防锈的效果，并无极压抗磨的效果，且只适合于普通的蒸汽轮机。

公开号为CN101240212A，名称为一种联合循环汽轮机润滑油组合物的中国专利中公开了一种适用于大型燃气蒸汽联合循环汽轮机组用的联合循环汽轮机润滑油组合物，但只从添加剂方面着手解决抗氧化安定性、抑制油泥生成及极压润滑性等问题，所使用基础油仍为Ⅱ、Ⅲ类矿物基础油，而润滑油的性能主要是由所使用的基础油决定的，添加剂仅起到辅助作用，因此，这种润滑油也不能满足燃气轮机中的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好的油泥控制、分散能力，优异的高温氧化安定性、极压润滑性、防锈防腐性、抗泡、分水性的润滑油组合物，可满足具有极压需求的工业燃气轮机、大型燃气-蒸汽联合循环涡轮机、调速传动齿轮箱和汽轮压缩机组等的润滑需求。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种极压汽轮机油，其组分和含量按重百分比为：

烷基化二苯胺和/或亚磷酸酯 0.1%～0.8%；

屏蔽酚 0.1%～0.6%；

硫磷酸酯 0.3%～1.2%；

硫磷酸盐 0.01%～0.5%；

苯***胺盐 0.1%～1%；

苯***衍生物 0.02%～0.8%；

十二烯基丁二酸(酯) 0.02%～0.5%；

胺的四聚氧丙撑衍生物和/或聚醚类高分子化合物 0.01%～0.1%，

硅氧烷复合物 0.005%～0.05%，以及

基础油为余量。

其中，所述的烷基化二苯胺和/或亚磷酸酯、屏蔽酚为复合抗氧剂，其中烷基化二苯胺和亚磷酸酯可使用其中一种或两种复合使用，总量为0.1%～0.8%。

所述的屏蔽酚为一种高分子化合物，该化合物不仅具有普通酚类所具有的抗氧特性，还能耐高温，在高温下不易分解、继续发挥抗氧效用，特别适合于燃气轮机的高温环境。

所述的高分子屏蔽酚抗氧剂需与烷基化二苯胺和/或亚磷酸酯抗氧剂复配使用，进一步延长油品氧化诱导寿命，且有助于油泥的分散。高分子屏蔽酚总量为0.1%～0.6%，与烷基化二苯胺和/或亚磷酸酯复配按重量比例为1：0.2～7。

所述的硫磷酸酯、硫磷酸盐、苯***胺盐为极压抗磨剂，复配使用总量不超过1.5%。

所述的苯***衍生物为金属钝化剂。

所述的十二烯基丁二酸(酯)为防锈剂。

所述的胺的四聚氧丙撑衍生物和/或聚醚类高分子化合物为破乳剂。

所述的硅氧烷复合物为抗泡剂。

所述的基础油为硫含量小于或等于0.03%，饱和度大于等于90%的Ⅱ类加氢基础油和Ⅴ类合成油的混合物，其中Ⅴ类合成基础油为一种聚（亚烷基）二醇或聚（亚烷基）二醇与醇酯的混合物。

所述的聚（亚烷基）二醇与醇酯按重量比例为0～5。

所述的Ⅴ类合成基础油与Ⅱ类加氢基础油的重量比例为0.05～2。

又及，前述的烷基化二苯胺、亚磷酸酯、屏蔽酚型抗氧剂、硫磷酸盐、苯***胺盐、苯***衍生物、十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸、胺的四聚氧丙撑衍生物、聚醚类高分子化合物、硅氧烷复合物等均可选用本领域习用的材料，并可通过市售等途径获得。

例如，前述烷基化二苯胺可选用且不限于此丁基二苯胺、二丁基二苯胺、辛基二苯胺、二辛基二苯胺、壬基二苯胺、苯基-α-萘胺等，其可选购为上海石化西尼尔化工科技有限公司ST-57，汽巴L57，英锐驰L751等，丹阳天宇的ADPA等。

前述亚磷酸酯可选用但不限于磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，具有高耐热性及高分子量化的季戊四醇双磷酸酯。

前述屏蔽酚型抗氧剂可选用但不限于2，6-二叔丁基酚，2，6-二叔丁基对甲酚等，亦可采用上海石化西尼尔化工科技有限公司生产或兰炼生产生产的相应产品。

前述硫磷酸盐可选用汽巴生产的相应产品。

前述苯***胺盐可选用沈阳华仑油品化学有限公司生产的相应产品。

前述苯***衍生物可选用长沙望城石油化工有限公司生产的相应产品。

前述十二烯基丁二酸可选用旅顺化工厂生产的相应产品。

胺的四聚氧丙撑衍生物和/或聚醚类高分子化合物可购自锦州新兴等。

硅氧烷复合物可购自思敏油品等。

为满足燃气轮机油较苛刻的使用环境，通常会在基础油中加入抗氧剂、抗磨剂、极压剂、防锈剂、防腐剂等，以使其达到使用要求、延长使用寿命。但较高量的抗氧剂易产生溶解困难、形成淤渣、增加油泥生成趋势的问题；如极压抗磨剂在增加油品的极压润滑性能的同时，其较强的极性易造成油品氧化、乳化、形成锈蚀；防锈剂、破乳剂在提供好的防锈性、破乳性的同时，会影响油品的抗氧、极压润滑性。为减少各添加剂间的相互牵制，本发明精心挑选合适无灰添加剂、严格控制添加剂用量，精细平衡各剂的配比，在满足油品使用性能情况下，尽量减少添加剂的使用，极压抗磨剂用总量不超过1.5%，各添加剂总量不超过3%。

由于润滑油的各项性能主要是由基础油决定的，添加剂只是具有辅助、增强作用。本发明的另一个主要目的是从基础油出发，通过将基础油科学搭配，整体提升极压燃气轮机油的综合性能。本发明基础油中所含的聚（亚烷基）二醇本身具有较好的氧化安定性、极压性和防锈性，有水存在亦可表现出较好的润滑性能，其积炭和油泥控制能力、清净分散能力尤其出众，可以抑制氧化油泥的生成，使生成的油泥松散、分散；所使用的醇酯除具有很好的热氧化安定性和润滑性能外，可以增加油泥积炭的溶解性能，使油泥不易沉积。另外，Ⅴ类合成基础油的加入整体提高了润滑油品的粘度指数，使其在较高使用温度下仍保持适宜的粘度，提供足够的润滑、冷却作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一、细致平衡、科学配比的各添加剂，在加剂总量较小、成本较低的情况下充分发挥其效用，使油品具有优异的热氧化安定性、极压抗磨性、防锈防腐、破乳等优异性能；

第二、经过合理搭配的基础油，与添加剂相互配合进一步大大提升油品综合性能；

第三、基础油中的聚(亚烷基)二醇与醇酯具有优异的油泥抑制、分散性能和润滑性能，很好的解决了通常汽轮机油特别是燃气轮机油中易生成油泥的问题，使油品具有油泥生成趋势小的特点。

本发明采用硫含量小于或等于0.03%，饱和度大于等于90%的Ⅱ类加氢矿物油和一种具有极佳油泥控制、分散性能的聚(亚烷基)二醇Ⅴ类合成油作为基础油，加入更为科学的添加剂配比，研制出的极压燃气轮机油具有优异油泥控制、分散能力。并且除具有优异的极压抗磨性能以及普通抗氧防锈汽轮机油要求的特性外，尤其具有极佳的热氧化安定性和油泥生成控制能力。ASTM D943氧化寿命测试超过20000小时，试验后油品状态比国外一线对比油品明显较好，颜色较浅且油泥分散；旋转氧弹超过1800min，试验后铜圈所附油泥积炭较国外一线对比油品少得多，表面仍较光亮；优秀的极压润滑性能，最大无卡咬负荷超过980N，FZG大于12级。

具体实施方式

以下实施例1至实施例3给出本发明极压汽轮机油较优的组分和含量比重，分别为：

实施例1:

实施例2:

实施例3:

余量基础油中：

聚(亚烷基)二醇   20%

Ⅱ类加氢矿物油   90%

而各实施例极压燃气轮机油的与市售的GB11120L-TGSE及另一油样的理化性能对比如下表1所示。

表1：实施例理化性能评定

需要说明的是，尽管本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种极压汽轮机油，其特征在于，由按照重量百分比计算的如下组分组成：抗氧剂 0.1%～1.2%，极压抗磨剂 ≤1.5%，金属钝化剂 0.02%～0.8%，防锈剂 0.02%～0.5%，破乳剂 0.01%～0.1%，抗泡剂 0.005%～0.05%，其余部分为基础油，其中：

所述抗氧剂为按1：0.2～7的重量比复配使用的屏蔽酚与烷基化二苯胺和/或亚磷酸酯；

所述极压抗磨剂为复配使用的硫磷酸酯、硫磷酸盐和苯***胺盐；

所述金属钝化剂为苯***衍生物；

所述防锈剂为十二烯基丁二酸；

所述基础油为硫含量小于或等于0.03%，且饱和度大于或等于90%的Ⅱ类加氢基础油和Ⅴ类合成基础油，所述Ⅴ类合成基础油与Ⅱ类加氢基础油的重量比例为1：0.5～5；

所述Ⅴ类合成基础油为聚亚烷基二醇或聚亚烷基二醇与醇酯的混合物，所述聚亚烷基二醇与醇酯的重量比例为0.1～2：1。

2.根据权利要求1所述的极压汽轮机油，其特征在于，所述破乳剂为胺的四聚氧丙撑衍生物和/或聚醚类高分子化合物。

3.根据权利要求1所述的极压汽轮机油，其特征在于，所述抗泡剂为硅氧烷复合物。

4.一种极压汽轮机油，其特征在于，由按照重量百分比计算的如下组分组成：

烷基化二苯胺和/或亚磷酸酯0.1%～0.8%；

屏蔽酚0.1%～0.6%；

硫磷酸酯0.3%～1.2%；

硫磷酸盐0.01%～0.5%；

苯***胺盐0.1%～1%；

苯***衍生物0.02%～0.8%；

十二烯基丁二酸0.02%～0.5%；

胺的四聚氧丙撑衍生物和/或聚醚类高分子化合物0.01%～0.1%，

硅氧烷复合物0.005%～0.05%， 

其余为包含基础油，其中：

所述屏蔽酚与烷基化二苯胺和/或亚磷酸酯的重量比为1：0.2～7；

所述基础油为硫含量小于或等于0.03%，且饱和度大于或等于90%的Ⅱ类加氢基础油和Ⅴ类合成基础油，所述Ⅴ类合成基础油与Ⅱ类加氢基础油的重量比例为1：0.5～5；

所述Ⅴ类合成基础油为聚亚烷基二醇或聚亚烷基二醇与醇酯的混合物，所述聚亚烷基二醇与醇酯的重量比例为0.1～2：1。