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1、1.碳氢化合物和加工气体压缩机润滑油 历史上，碳氢化合物、化学加工和惰性工业 气体压缩机使用传统的矿物油基润滑油。然而矿 物油无法满足许多现代化旋转式压缩机设计和 其它复杂应用的需求。典型的气体加工应用是在 流出温度在80-1100C之间以及压力在7-70barg。 在这些条件下矿物油可能会热退化。它们的不稳 定导致了压缩机中润滑油的蒸汽相遗留向下液 流。在许多应用中存在化学性质活泼的气体，可 能造成矿物油的化学性退化。在一些应用中可能 发生矿物油被压缩气体严重稀释。这种稀释将降 低润滑油的粘度，经常造成某处的润滑不足。系 统得防腐蚀保护是另一个矿物油经常表现欠佳 的方面。 合成与半合成润滑油
2、满足这些复杂应用的 需求。它们提供了许多超越传统矿物油的优势。 其中一些包括出色的化学惰性，高粘度指数，低 倾点，良好的水解稳定性和完全反乳化性。这些 产品也提供优秀的天然润滑力，出色的热稳定 性，抵抗碳氢化合物的稀释，低挥发性和与弹性 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 材料及金属的兼容性。由于并不是每一种类型的 流体中都具备所有的优点，故了解每种合成与半 合成基流体的物理和化学性质是十分重要的。了 解压缩机及其应用的需求以选择具有最佳性能 的最合适流体也同样重要。 本文中所讨论的半合成润滑油是经严格氢 化处理的高粘度指数油。两阶段的氢化处理加工 产出一种
3、高质量的基油。原料在高压和高温下进 行氢化，接着经分馏法，脱蜡和第二阶段氢化处 理。最后成为一种高分子量等渗油。粘度指数在 105-120 范围内。 2.压缩机润滑油 2.1 旋叶式压缩机 每种型号的压缩机对润滑油的要求都是不 同的。旋叶式压缩机的润滑油功能是润滑在压缩 过程中滑入和滑出的叶片。润滑油也作为叶片与 机架间的密封剂使用，使气体压缩成为可能。通 常 ISO68-150 产品满足旋叶式压缩机的粘度要 求。 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 2.2 往复式压缩机 往复式压缩机提供了一个很大的流出压力 容量范围从 1barg 至 1000barg（4
4、）。往复式压缩 机的油润滑汽缸，曲轴箱部件，线圈，活塞，阀 门和装填杆。曲轴箱部件包括十字头轴承，十字 接头，十字头导承和曲柄销。近来的制冷应用表 明操作粘度小于 10cSt 的 ISO15 润滑油可提供合 适的润滑作用。然而，依靠气体分子量和流压操 作，加工和碳氢化合物气体往复式压缩机的经典 使用是 ISO68-680 产品。 在大多数往复式压缩机，一种流体作为润滑 剂使用于所有部件。较小的往复式压缩机使用喷 溅润滑油。较大的装置通常使用一种油泵系统以 润滑上方的曲轴箱部件。一些大型设备使用两种 不同的润滑油，一种用于汽缸而另一种用于其它 需润滑的部件。由于汽缸润滑油须与气体共存， 故必须与
5、向下液流过程兼容。汽缸润滑油可设计 成为特殊气体或操作条件提供润滑作用。（2） 2.3 螺旋式压缩机 注满螺旋式压缩机通常使用压缩烃和生产 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 气体，流压范围从 1-25barg（5）。它们具有许多 优点，包括改进压缩效率，低流出温度，高可靠 性和由于简单的机械构造所致的较少维护。螺旋 式气体压缩机必须具备几种功能。它们润滑轴 承，在螺杆与机架之间提供足够的密封，移去压 缩过程中的热量，冲去压缩机中的任何微粒以及 保护系统免于腐蚀。较低的粘度限制是 10-20cSt 在对轴承的油供温度以及 5cSt 在流出条件下以 确保合适的
6、密封。上部的润滑油粘度取决于为轴 承提供足够的润滑油的能力。典型的上部粘度限 制是 30-100cSt。通常 ISO68-220 润滑油满足螺 旋式压缩机的粘度要求。准确的粘度级别依赖于 操作条件和气流成分。 由于系统的闭环设计，合成产品特别适用于 螺旋式压缩机（图表 1）。润滑油与压缩气体进入 分离器。分离的油经过一个油冷却器再回流入压 缩机。在这个过程中润滑油的降解可导致如轴承 故障，密封不够或腐蚀等压缩机问题。在许多应 用中，合成压缩机润滑油的使用能造成有效的烃 压缩和生产气体（7）。 3.润滑油的选择 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 在碳氢化合物
7、和生产气体压缩机中合适的 粘度选择是至关重要的。气体对润滑油的稀释是 主要问题。稀释的粘度与温度曲线（图表 2）稀 释可造成粘度直接下降。无稀释时处于压缩机的 粘度限制之上的润滑油可通过稀释而降至限制 之下。该条件经常导致压缩机的磨损和/或故障 的增加。它也可以成为压缩机性能的一种副作 用。预测润滑油的稀释度所需信息包括压缩机 的型号，运行条件和完整的气体成分，也就是存 在的每种气体成分的量。平衡计算基于气体成分 的蒸汽压力和 Raoults 法则提供的潜在的润滑 油稀释。稀释对润滑油粘度的影响可通过将润滑 油与已知数量的碳氢化合物混合来确定。粘度与 温度的关系也可通过这些稀释混合物来确定。稀
8、 释水平、运行温度和稀释效果都影响润滑油的实 际操作粘度。如果必要，提高运行温度可有助于 将压缩气体的稀释减至最小。 设备型号也是润滑油选择的一个因素。在一 些应用中，气流中有大量的污染物，包括水，氢 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 化硫（酸性气体），沥青烯或其它微量污染物。 其它应用则对油的运行和润滑油/添加剂的化学 性特别敏感。这些因素和粘度的稀释可用于确定 最佳的润滑油。 4.碳氢化合物气体应用 碳氢化合物气体应用包括天然气，蒸炼气, 沼气，气体涡轮增压器，制冷装置，蒸汽回收锅 炉，精炼厂废气和生产气体的应用。气体成分的 不同主要取决于应用设备的型
9、号。另外，应用的 部位可影响许多应用的气体成分（表 1）。润滑油 满足压缩机制造商在稀释条件下对所有碳氢化 合物应用的粘度要求是十分重要的。 也有许多其它的考虑因素可以影响润滑油 的选择和性能。气体包含湿气可导致系统腐蚀。 在比气流的露点高的温度中运行压缩机可使其 降至最低。润滑油的配方中含有防锈剂有助于保 护接触水的金属部件。酸性气体的应用由于有硫 化氢的存在，要求润滑油有专门的防腐添加剂以 保护系统免于腐蚀。挥发性添加剂在运行条件下 可通过汽化来完成此任。它们包裹着系统的金属 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 部件，使其不与润滑油直接接触。酸性气体系统
10、 的材料选择很重要，因为一些黄色金属当暴露于 含有硫化氢的气体中时腐蚀明显。 4.1 轻型天然气，蒸炼气 适当配制的半合成润滑油当稀释不严重时 适合用于天然气和酸性气体的应用。基本由甲烷 和二氧化碳及微量硫化氢组成的蒸炼气也可使 用半合成润滑油。半合成润滑油比矿物油的粘度 指数更高，因此满足了在宽温度范围的压缩机粘 度要求。这些材料的低挥发性可使遗留减至最 少。 含有沥青质的天然气应用必须使用一种 PAO 或半合成油。这些润滑油溶解了沥青质并使其保 持溶解状态。聚(亚烷基)二醇（PAGs）不能溶解 沥青质，它们的使用可能导致滤油器和油管的堵 塞。 4.2 重型天然气，精炼厂废气，蒸汽回收锅 炉
11、气体 一些天然气，精炼厂废气和蒸汽回收锅炉气 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 体产生了更高分子量的碳氢化合物气体。这可导 致润滑油的稀释水平的增加。这些应用要求有合 适配制的聚(亚烷基)二醇（PAGs）。PAGs 有几种 不同的类型，通过生产它们的单体来分类（图表 3）（9）。聚乙烯，聚丙二醇共聚物限制了碳氢化 合物的稀释。依靠乙撑氧占其与环氧丙烷聚合的 比例，可制出稀释度限制在 10-20%的润滑油。高 于此水平，润滑油即成为饱和状态。 一些聚乙烯，聚丙二醇共聚物具有独特的溶 混性。它们在高温时比在低温时难溶于水（图表 4）。这种反转的溶混性可能在有湿
12、气存在的压缩 机应用中的防腐方面具有优势。聚乙烯，聚丙二 醇共聚物在室温下能溶于冷凝水。这样能防止在 停工期自由水汇积在系统中造成的腐蚀性的环 境。一旦压缩机重新启动并到达正常运行温度， 润滑油会变得较难溶于水。然后这些水汽化并与 流出气体共存于压缩机。 一些碳氢化合物气压机使用完全溶于碳氢 化合物的润滑油将造成严重稀释，可使用聚乙二 醇。聚乙二醇完全不溶于碳氢化合物。实验表明 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 当润滑油与达 13790kPa 的碳氢化合物气体接触 时，其粘度无损失。碳氢化合物气体与该润滑油 之间缺乏吸引力，从而导致其与其它型号的润滑 油相比，油分离器中的气体能更好的从润滑油中 分离。 一种改进压缩机系统在应用含有 PAGs 的乙 撑氧上的设计的方法是从油箱中移去所有多余 的浓集碳氢化合物。碳氢化合物的浓集在含有具 丁烷或更高分子量的气体应用中成为焦点。浓集 也可发生在压力上升或温度下降的条件下。一个 插于油箱中运行充油管略上方的排出阀能排出 任何的浓集碳氢化合物。一个蒸汽回收锅炉装置 收集液体(正)己烷生产，并为一个完整的压缩机 系统提供六个月的回收期（3）。 1ct0f7c9f
