储存对柴油润滑性的影响2014

１ 实 验
１．１ 样 品 随机抽取我国大 陆 地 区 ４０ 种 成 品 轻 柴 油，油
样 的 牌 号 及 数 量 列 于 表 １。
油样类型 数量 编号
表 １ 实 验 样 品
０号柴油
－１０ 号 柴 油
２２
１２
１～２２
２３～３４
－２０ 号 柴 油 ６
３５～４０
１．２ 实 验 方 法 １．２．１ 储存 实 验 条 件 柴 油 样 品 储 存 实 验 条 件 为 避 光 、室 温 储 存 。 １．２．２ 柴油 中 胶 质 分 离 方 法 采 用 固 相 萃 取 技 术，分离、富集柴油胶质组分。 分离过程中固?液体 积比为４∶１，分离完成后，用 ＣＨ２Ｃｌ２ 冲洗分离柱， 回 收 脱 胶 质 油，采 用 一 定 体 积 比 的 ＣＨ２Ｃｌ２－ Ｃ２Ｈ５ＯＨ 混合溶液回收胶质。 １．２．３ 性 能 与 组 成 分 析 方 法 采 用 ＳＨ?Ｔ ０７６５— ２００５柴油润滑性评定法（高频往复试验机法）进 行 柴油润滑性试验。通过该方法测得油样润滑下的 钢球磨斑 直 径。 钢 球 磨 斑 直 径 越 小，油 样 润 滑 性 越好。当钢球磨斑直径小于４６０ｍμ时，油样的 润滑 性符合标准要求。
２ 结 果 与 讨 论
２．１ 成 品 柴 油 储 存 前 后 润 滑 性 的 变 化 ２．１．１ ０ 号 柴 油 润 滑 性 随 储 存 时 间 的 变 化 对２２ 个０号市售柴油样品储存前后的润滑性进行考察， 结 果 列 于 图 １ 和 图 ２。
从 图 １ 可 见 ，对 于 ０ 号 柴 油 的 ２２ 个 样 品 ，储 存 前 只 有 编 号 为 ２ 号 和 １８ 号 两 个 柴 油 样 品 试 验 的 磨 斑直径大于４６０ｍμ。储存 １０ 个 月 后，有 １４ 个 柴 油 样品试验的磨斑直 径 变 小，即 润 滑 性 变 好，占 总 数
图 ６ －２０ 号 柴 油 储 存 １５ 个 月 前 后 润 滑 性 比 较
号样品试验的磨斑直径 比 初 始 值 大 １ｍμ 外，其 它 ５ 个柴油样品试验的磨斑直径均有不同程 度的 下 降，编号为３５，３６，４０的－２０号柴油样品试 验 的 磨 斑直径仍然 大 于 ４６０ｍμ。 对 比 图 ５ 和 图 ６ 可 以 看 出，与初始油样相比，储存１０ 个月时，－２０ 号 柴 油 试验的磨 斑 直 径 的 磨 斑 直 径 均 有 变 大 的 趋 势，储 存１５个月后，－２０号柴油试验的磨斑直径虽 有 变 小 的 趋 势 ，但 变 化 幅 度 很 小 。 ２．２ 储 存 对 成 品 柴 油 润 滑 性 影 响 的 原 因 分 析 ２．２．１ 成品 柴 油 硫 含 量 对 储 存 后 柴 油 润 滑 性 变 化的影响 硫含量与柴油储存前后试验的磨斑直 径 变 化 量 的 关 系 见 图 ７。
石 油 炼 制 与 化 工 ２０１３年 第４４卷
图 １ ０ 号 柴 油 储 存 １０ 个 月 前 后 润 滑 性 比 较 ■ — 初 始 油 样 ；■ — 储 存 １０ 个 月 后 油 样 。图 ３、图 ５ 同
图 ３ －１０ 号 柴 油 储 存 １０ 个 月 前 后 润 滑 性 比 较
收 稿 日 期 ：２０１３－０４－１８；修 改 稿 收 到 日 期 ：２０１３－０５－２７。 作 者 简 介：高 常 娟，女，硕 士 研 究 生，研 究 方 向 为 油 品 及 添
加剂。 通 讯 联 系 人 ：高 常 娟 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｃｈｊ０７１９２１６３．ｃｏｍ。
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文献［１］指 出，链 烷 烃、环 烷 烃 等 烃 类 对 柴 油 润滑性影 响 不 大，芳 烃 类 物 质 特 别 是 多 环 芳 烃 对 柴油的润滑性有增 进 作 用，多 环 芳 烃 含 量 越 高，柴 油的润滑性越好。
从图３可以 看 出，对 于 －１０ 号 柴 油，储 存 前， ２８号和３４ 号 柴 油 样 品 试 验 的 磨 斑 直 径 大 于 ４６０ ｍμ。储存 １０ 个 月 后，有 ８ 个 样 品 试 验 的 磨 斑 直 径 变 小 ，占 总 数 的 ６６．７％ 。 从 图 ４ 可 以 看 出 ，储 存 １５ 个月后，－１０ 号 柴 油 样 品 试 验 的 磨 斑 直 径 均 比 初 始样品试 验 的 磨 斑 直 径 小，即 润 滑 性 均 比 初 始 油 样 的 润 滑 性 好 。 对 比 图 ３ 和 图 ４ 可 以 看 出 ，与 初 始 油样试验的磨斑直径 相 比，储 存 １０ 个 月 后 样 品 试 验的磨斑直径变化幅 度 较 小，储 存 １５ 个 月 后 样 品
图 ８ 柴 油 中 多 环 芳 烃 含 量 与 储 存 １０ 个 月 前 后 试 验 的 磨斑直径变化量的关系
从图８可以看出：试 验 用 柴 油 样 品 中 有 ２１ 个 样品的多环芳烃质量分数不小于 １２％，储 存 １０ 个 月后，其中有６个柴 油 样 品 试 验 的 磨 斑 直 径 变 大， １５个柴油样品试验的磨斑直径变小；有 １９ 个 样 品 的多环芳 烃 质 量 分 数 小 于 １２％，储 存 后 １０ 个 月 后，其中有１１个柴油 样 品 试 验 的 磨 斑 直 径 变 大，８ 个柴油样 品 试 验 的 磨 斑 直 径 变 小，变 化 值 离 散 且 变化幅度大，说明这 １９ 个 样 品 的 润 滑 性 改 变 情 况 存在很大的 差 异，即 多 环 芳 烃 含 量 小 于 １２％ 的 柴 油样品储存后润滑稳定性更容易变差。 ２．２．３ 烃族组成对储存后柴油润滑性的影响 选 取 储 存 １０ 个 月 后 润 滑 性 变 好 的 １０ 号 与 ２５ 号 柴 油 样 品 和 储 存１０ 个 月 后 润 滑性变差的３６号与３７ 号柴油 样 品 为 研 究 对 象，测 定 其 族 组 成，结 果 见 表 ２。
图 ５ －２０ 号 柴 油 储 存 １０ 个 月 前 后 润 滑 性 比 较
第 １０ 期
高 常 娟 ，等 ．储 存 对 柴 油 润 滑 性 的 影 响
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直径变小，变 化 范 围 大 且 比 较 离 散。 从 以 上 分 析 结果可以推 测，硫 质 量 分 数 小 于 ０．０９％ 的 柴 油 样 品储存后润滑稳定性更容易变差。 ２．２．２ 多环 芳 烃 含 量 对 储 存 后 柴 油 润 滑 性 变 化 的影响 多环芳烃含量与柴油储存前后试验的磨 斑 直 径 变 化 量 的 关 系 见 图 ８。
图 ４ －１０ 号 柴 油 储 存 １５ 个 月 前 后 润 滑 性 比 较
试验的磨 斑 直 径 基 本 都 变 小 且 变 化 幅 度 较 大，说 明－１０号柴油经过长时间储存后润滑性得到 显 著 改善。 ２．１．３ －２０ 号 柴 油 润 滑 性 随 储 存 时 间 的 变 化 对 ６个－２０号市售 柴 油 样 品 储 存 前 后 的 润 滑 性 进 行 考 察 ，结 果 列 于 图 ５ 和 图 ６。
图 ２ ０ 号 柴 油 储 存 １５ 个 月 前 后 润 滑 性 比 较 ■ — 初 始 油 样 ；■ — 储 存 １５ 个 月 后 油 样 。图 ４、图 ６ 同
的６３．６％。从图 ２ 可 见，储 存 １５ 个 月 后，２２ 个 柴 油样品试验的磨斑直径 均 不 大 于 ４６０ｍμ，且 所 有 柴 油的润滑性均优于初始油样。对比图１和图２可 以看出，与初始油样试验的磨斑直径相比，储 存 １０ 个月后样 品 试 验 的 磨 斑 直 径 虽 都 有 变 化，但 大 部 分样品的变化幅度较 小，储 存 １５ 个 月 后 柴 油 样 品 试验的磨斑直径减小的幅度较大。说明０号柴油 经过短时 间 储 存 后 润 滑 性 变 化 不 明 显，经 过 长 时 间储存后润滑性得到改善。 ２．１．２ －１０ 号 柴 油 润 滑 性 随 储 存 时 间 的 变 化 对 １２个 －１０ 号 市 售 柴 油 样 品 储 存 前 后 的 润 滑 性 进 行 考 察 ，结 果 列 于 图 ３ 和 图 ４。
关 键 词 ：柴 油 润 滑 性 能 储 存 酸 度 碱 性 氮 化 物 胶 质
柴油机燃油供给系统在工作过程中主要依靠 燃油提供 润 滑，其 抗 磨 机 理 主 要 是 柴 油 中 的 有 效 抗磨组分 通 过 物 理 吸 附、化 学 吸 附 或 化 学 反 应 等 方式在金 属 表 面 形 成 了 一 层 边 界 膜，边 界 膜 阻 隔 了摩擦 副 直 接 接 触，从 而 起 到 润 滑 作 用 。 ［１］ 前 人 通过使用色谱－质 谱 联 合 分 析、红 外 光 谱 分 析 等 方 法对柴油 各 组 分 进 行 分 析，认 为 柴 油 中 的 有 效 抗 磨组分是其中的极 性 组 分，如 多 环 芳 烃 和 含 氧、氮 等杂环化合 物 。 ［２－４］ 然 而，这 些 有 效 抗 磨 组 分 本 身 是一些不 稳 定 的 物 质，在 储 存 过 程 中 会 产 生 不 安 定倾向，容易发生氧 化 缩 合 等 一 些 化 学 反 应，从 而 改变燃料的性能。当柴油中有效抗磨组分含量降 低到很低 时，其 产 生 的 微 弱 变 化 可 能 会 大 大 影 响 柴油的润滑性。已有很多有关储存对柴油氧化安 定 性 影 响 的 研 究 报 道［５－６］，但 是 很 少 有 学 者 研 究 储 存对柴油 润 滑 性 的 影 响，因 而 考 察 储 存 前 后 柴 油 润滑性的 改 变 情 况，研 究 柴 油 中 影 响 其 润 滑 性 的 关键组分具有重要意义。
从图 ５ 可 以 看 出，对 于 －２０ 号 柴 油，编 号 为 ３５，３６，４０ 的 样 品 储 存 前 试 验 的 磨 斑 直 径 均 大 于 ４６０ｍμ，储存１０个 月 后，与 初 始 油 样 试 验 的 磨 斑 直 径相比，除４０号样品 试 验 的 磨 斑 直 径 略 微 变 小 一 些 ，其 余５ 个 样 品 试 验 的 磨 斑 直 径 均 有 不 同 程 度 的 增 大 ，占 总 数 的 ８３．３％ 。 从 图 ６ 可 以 看 出 ，储 存 １５ 个月之后，与初始油样试验的磨斑直径相 比，除 ３６
油品与添加剂