12-流动性能改进剂

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1、第12章流动性能改进剂12.1概述从石油开采至炼制的系列产品，随着环境温度变化，粘度、流动性和凝固点等性质也发生变化，故油品的应用效果受到温度的制约。为了抑制或延缓油品性质随温度的变化，使之在较宽温度范围内均表现出良好的性能，需要添加一些能够改善油品流变性的有机助剂。根据应用目的和作用原理的不同可分为：降凝剂低温流动改进剂粘度指数改进剂12.2降凝剂高含蜡原油是一种因石蜡烃含量高而呈现高凝固点和高粘度的原油．由高含蜡原油炼制得到的馏分油，如燃料油和润滑油中也含有较多的石蜡烃。由于石蜡烃在低温下析出，给油品的应用带来诸多不便。虽然已有各种方法可脱除石蜡烃．但因此也影响到油品

2、的质量和收率。例如：1、由含蜡原油制取的润滑油，通过脱蜡工艺处理，在<-15℃，油品中残存的蜡会因温度降低而失去溶解性、析出并形成三维网状结构，将低熔点的油粘附或包覆于其中，从而使油品完全失去流动性。就会造成机器设备的严重磨损，甚至发生事故。2、如果继续深度冷冻脱蜡，不仅显著降低油品收率，而且有损油品质量。解决这—问题的合理途径是适当深度脱蜡，再加入适量的能够阻止低温下析出蜡晶并相互粘接的添加剂，这类添加剂即称为降凝剂。降凝剂是一种合成高分子化合物，分子中含有与石蜡烃齿形链结构相同的烷基链段和极性基团、芳环等。作用原理：通过与石蜡烃共晶而改变蜡的晶形，使其变成均匀松散的晶

3、粒．延缓或防止导致油品凝固的三维网状结构的形成。12.2.1降凝剂作用原理1、石蜡烃的析出方式含蜡油品中的石蜡烃以正构烃为主，另有一定量的异构烃和长侧链的环状烃．低温下定向排列形成蜡晶而析出。在无降凝剂存在的情况下，烷烃链与链之间的结合方式以碳链重迭方式为主，而在碳链末端间结合的趋势较小。即蜡晶在X和Z轴方向的生长较快，在Y轴方向增长很慢，结果形成大的片状或板状结晶，长度大约为20一150μm，这些结晶通过其棱角相互粘结成三维网状骨架，它们象吸水的海绵，将低熔点的油吸附或包于其中，使油品失去流动性。单晶的生长方式示意图2、降凝剂的作用原理在含蜡油中添加降凝剂，并不能阻止石

4、蜡烃的结晶析出；而且在同一冷却条件下，加或不加降凝剂，析出的蜡晶数量相同。降凝剂能够影响蜡晶网状构造的发育过程，使蜡的结晶形态发生变化。如前所述，不含降凝剂的油品在低温下形成20—150μm长的片状或板状结晶，而含有降凝剂的油品则形成直径为10一20μm带分枝的片状或星形结晶。降凝剂含量愈高，分枝愈多。这种晶粒不易再粘结成网状结构，即使有少量网状结构形成，施加一定的剪切力后也容易被破坏掉，因此油品的倾点降低。降凝剂改变蜡晶的发育过程可通过晶核作用、吸附作用和共晶作用而实现。(1)晶核作用降凝剂在高于油品浊点温度下结晶析出，成为晶核发育中心，使油品中的小蜡晶增多、细化，从而

5、不易产生大的蜡团。(2)吸附作用降凝剂在略低于油品浊点的温度下析出，吸附在己析出的蜡晶晶核的活性中心上；而降凝剂分子中的极性基团和易被极化的芳环等，因与烷烃与芳烃的排斥作用而处于晶核表面，阻断了晶核与晶核之间的凝结。避免形成三维网状结构。(3)共晶作用在油品的浊点温度下，降凝剂与蜡共同析出结晶，对蜡晶的生成产生了定向作用，抑制蜡晶向x和z轴方向的生长，促进其向y方向成长。随着添加剂浓度的增加，晶体逐渐转变为不规则的锥形和柱形，不仅增大了蜡晶的体积对表面比，而且使网状结构难以形成，故不会出现大块结晶现象；同时降凝剂分子留在蜡晶表面的极性基团、芳环或主链段，具有阻止蜡晶粒间相

6、互粘结的作用。3、影响降凝作用的因素(1)降凝剂的结构与分子量(2)基础油(3)降凝剂的添加量、添加温度及冷却速度（参看教材P366）12.2.2降凝剂的类型与合成1、烷基萘用于中质和重质润滑油中。有较好的降凝效果，国内外广泛使用。2、聚烯烃类降凝剂（1）聚а—烯烃聚а—烯烃是含有6一24个碳原子的а—烯烃的共聚物。（2）氢化聚丁二烯氢化聚丁二烯是由丁二烯均聚物或丁二烯与含5—8碳原子的共轭脂肪族二烯烃共聚物加氢而得。3、聚不饱和羧酸酯类降凝剂(1)聚甲基丙烯酸酯聚甲基丙烯酸酯是一种高效浅色降凝剂，对各种润滑油均显示很好的降凝效果。原料甲基丙烯酸的制备（2）聚乙烯—醋酸乙

7、烯酯乙烯—醋酸乙烯酯共聚物是一类适用范围较广的降凝剂。（3）聚苯乙烯马来酸酐衍生物苯乙烯—马来酸酐共聚物的侧链上带有易于反应的酸酐官能团，可与醇、胺等反应，生成相应的酯和酰胺。降凝效果优于聚乙烯—醋酸乙烯酯。12.3低温流动改进剂在燃料油的炼制过程中，提高终沸点(干点)温度可以增加燃料油的产量，但其中石蜡烃的含量也相应增加。当温度下降至油品浊点时，石蜡烃开始析出，温度愈低，析出蜡愈多，油品尚未完全凝固时，这些析出的蜡晶便可能堵塞柴油机的过滤器。若在燃料油中加入少量的添加剂，使之在浊点附近浸入蜡晶核中，形成许多比原来细小的晶核，