压缩烃类气体压缩机油采用一般的矿物油型压缩机油,容易被烃类气体稀释,达不到润滑、密封的作用,从而不能使压缩机长时间运转。压缩烃类气体压缩机油除应具备一般压缩机油的性能外,还应满足以下三方面的要求:
1、烃类气体中携带润滑油
在系统运转过程中,由于润滑油在压缩机内搅动,矿物型润滑油与烃类气体的极性相似,润滑油有被吸人气相中的趋势,这会引起润滑油损失,进而造成金属对金属干摩擦。虽然提高润滑油进料量可以弥补这种问题,但使后续工序处理困难和过程复杂化,也降低了气体质量。
因此,用于烃类气体的压缩机油必须具有阻止烃类气体的吸收,减少过程中与润滑油相关的复杂性。
2、液态烃冲洗油膜
在任何压力下,改变实际操作条件,都可能引起高碳烃类气体在压缩机内冷凝。这些液态物将冲洗润滑油膜。压缩机中液态烃冷凝量过多会导致严重的机械危害,甚至少量的液态烃也会因润滑油膜被冲洗掉而损坏,造成严重的危害。
3、润滑油中溶解烃类气体
在压缩机操作过程中,矿物油与烃类气体的极性相似,润滑油有吸气的趋势,引起润滑油稀释和油膜强度的减弱。虽然提高起始粘度可以弥补这种趋势,但可能导致其他操作问题,特别是在低温下启动困难。
烃类气体在润滑油中溶解的程度根据气体的温度、压力、气体组成和润滑油的类型而变化。一般气体在油中的溶解度是随着压力的升高而增加,烃类气体的溶解降低了润滑油的粘度，随着温度的提高,粘度也将下降粘度的下降导致润滑油提供的有效膜厚度和保护减弱。
因此,要求用于烃类气体的压缩机润滑油,在压缩机操作条件下必需具有高的初始粘度,同时粘度随压力和温度变化较小,气体饱和而导致润滑油粘度变化较小。
在通常情况下,实际的操作条件随时都可能有变化,如果压缩介质中存在重组分,即使是少量的重组分,都可能引起液态烃滴到压缩机缸内,冲洗润滑剂。所以用于烃类气体的润滑油必须具有高的抗液态烃冲洗性能。
从上面的三点可以看出,一般的矿物型压缩机油用于压缩烃类气体,存在严重的缺陷。虽然提高润滑油的粘度和其进料量,提高上游工序净化器的效率,减少液态烃,应用加人动物脂的复合油可能会减少这种危害,但是矿物油与烃类气体是相容的,可能带来经常维修,压缩机寿命短,在较低室温下启动困难,润滑油带人后续工序降低过程气的质量。
因此选择合成型压缩机油是解决此类问题的唯一出路。
合成压缩机油的性能
可用于压缩机润滑的合成型压缩机油的种类有很多,主要有以下几种
1----硅油型这种压缩机油具有良好的热氧化安定性能、化学安定性能和粘温性能。用于氧气压缩机,与氧气接触时,不会燃烧,无爆炸危险,对高纯度氧不产生污染,适用于化工反应及氧气生产装置中使用的氧气压缩机。此类压缩机油的价格较高。
2----酯类油和聚烯烃PAO型油具有积炭趋向小、倾点低、闪点高,主要用于空气压缩机中。
3----聚醚PAG型对于聚醚型油,根据其结构的不同,对烃类气体的溶解性能也不同。有文章介绍压缩烃类气体的压缩机油唯一有效的选择是运用PAG型合成油。
烃类气体压缩机油采用特种结构的聚烷撑醚(PAG)为基础油,并配合多种添加剂复配而成。对于聚醚型油,根据其结构的不同,对烃类气体的溶解性能也不同。因此可以通过改变聚醚的结构,来调节与烃类气体的溶解性能。
PAG合成油用于烃类气体的主要性能
1、PAG油抗烃类气体携带能力
螺杆式压缩机在运行过程中,由于润滑油在不停地搅动,有被吸人气相的趋势,这会导致润滑油损失,引起后续工序处理困难和过程复杂,也降低了气体质量。测定润滑油损失量方法如下称取一定量的油品,装人容积为50ML、直径为25MM的铝制容器中,加热到100℃,试验天然气经小压缩机,调整压力,让一定体积的天然气通人铝制容器,试验结束后称取容器的重量,记录其损失量。
从图的结果可看出矿物油的损失量和气体中油的含量远大于PAG油(PAG油的油损失量和气体中的油含量都为0),加人非酸性牛油有所改善,但不能根本消除。据资料介绍,加人牛油后,会引起后续工序处理复杂,因其可能与有关的化学组分发生反应,所以以PAG油具有较好的抗烃类气体的稀释能力。
2、PAG油抗液态烃冲洗性能
烃类气体中一般都含有一定量的高碳烷烃,在一定的压力下会冷凝成液态烃,液态烃可能冲洗润滑油膜,引起机械危害,聚醚油具有较强的抗液态烃冲洗能力。用下面的试验测定油的抗冲洗能力。把一块钢片干燥,称重,浸人测试油中,然后悬挂1H,称油在钢片上的保留量。钢片每次在5秒钟内通过液态庚烷,每隔10次称油在钢片上保留量,结果见图3。
3、PAG油与烃类气体的溶解性能
PAG油因结构中含有一个醚键-O-,极性很强,一般与烃类气体是不相容的,即烃类气体在聚醚油中溶解度较小。但PAG的结构不同,相溶性差异也较大。图1比较了矿物油(ISO680)与PAG（ISO220）在不同压力下,不同介质中100℃的运动粘度。