实验室中吸附法处理劣化抗燃油的研究

张慧霞

（宁夏电投西夏热电有限公司，宁夏银川 750001）

实验室中吸附法处理劣化抗燃油的研究

张慧霞

（宁夏电投西夏热电有限公司，宁夏银川 750001）

再生抗燃油有酸值、水分、电阻率和颗粒度4项指标要求,抗燃油劣化最主要的表现是酸值的升高。本文在总结实验室抗燃油再生实验的基础上，采用接触再生法处理劣化抗燃油。本文选用了两种再生剂，探讨了再生的条件：如温度，搅拌与否，再生时间对再生效果的影响。结果表明:XDK吸附剂在55℃搅拌下吸附96 h能达到较好的吸附效果，硅藻土在45℃搅拌下吸附60 h时能达到较好的吸附效果,但XDK吸附剂处理抗燃油的效果要好于硅藻土吸附剂。

抗燃油；酸值；XDK；硅藻土；接触再生

抗燃油是一种人工合成的磷酸酯类,它的化学组成及其特性决定了在再生设备和方法上有别于普通矿物油。抗燃油不能采用酸一白土或酸一碱一白土的再生方法[4]。抗燃油具有较强的溶解能力,使与抗燃油接触的材料,如密封件、输油胶管甚至金属材料的选择范围变得相当窄小,某些电厂曾用压力式滤油机和多功能精密滤油机和普通耐油胶管补加抗燃油和净化处理,结果滤油机的密封件和胶管被抗燃油溶解,造成油质酸值上升,颜色变黑,油质劣化很快,缩短了油品使用寿命。吸附剂再生抗燃油是通过吸附剂的微孔表面吸附油中的劣化产物来完成的。对于孔径适合的吸附剂,其比表面积越大,吸附再生效果就越好。吸附法利用吸附剂较大的活性表面积对废油中的氧化物和水等较强的吸附能力之特点，是吸附剂与废油充分接触，从而除去油中有害物质，达到净化目的。吸附再生法通常有两种:一种接触法，另一种过滤法。接触法主要采用粉末状吸附剂和油直接接触的再生法。在油劣化不太严重，油颜色不深，油中出现水溶性酸或者tanδ明显升高时，实践证明可采用此方法再生接触法再生效果与温度，搅拌接触时间以及吸附剂性能和用量等因素有关，实际操作中应根据油品劣化程度并通过试验确定最佳吸附条件。对于处理进行中油，可采用这种方法。在设备不停电的情况下，带电过滤吸附处理对轻度劣化油效果明显。过滤法是渗滤再生处理装置的结构原理和强制环流净化器一样，不同之处是它不是附加在运行设备上的连续再生装置，而是在需要时才连接于设备上使用。在特殊情况下他可以对运行油进行带电再生。他可以借助油泵强迫油在大约400 kPa压力下通过吸附剂层。经过短时间的接触达到再生效果渗滤法应根据吸附剂，选择合适的油温。

现代劣化抗燃油的处理研究较多的是采用渗滤法，但渗滤法要求油泵，需要吸附柱，对设备要求较高，经济投入大。本实验采用接触法从而探索合理的接触法吸附条件，所选用的吸附剂是目前常用的硅藻土和XDK吸附剂，通过接触法实验研究温度，搅拌与否，再生时间等条件对接触再生效果的影响。

1 实验

1.1 仪器与试剂

仪器:恒温加热磁力搅拌器 （巩义市英峪予华仪器厂);分析天平（梅特勒·托利仪器上海公司）;电热恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司）;721分光光度仪（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）;循环水真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司）;电动离心机（巩义市英峪予华仪器厂）。

试剂:氢氧化钾（KOH）（AR）;无水乙醇（AR）;邻苯二甲酸氢钾（AR）;BTB指示剂;硅藻土;XDK。

1.2 实验方法

1.2.1 吸附剂处理 干燥处理：吸附剂使用前，应置于加热设备的烘箱中升温至120±5℃，干燥活化2～4 h，除去被吸附的水份，然后冷至室温后立即使用。

再生处理：将待再生的油带加热和搅拌设备的再生罐中，启动搅拌，逐渐加热升温至一定温度左右。加入预先称量的干燥吸附剂。加完后，继续搅拌一定时间，停止搅拌，静置沉降分层约2 h，然后取上部澄清液，经玻璃纤维压滤机过滤，即得再生油。

吸附剂用量：硅藻土一般为油量的2%。用过一次的吸附剂仍具有吸附效能，可继续将被再生的废油注入进行预吸附处理。用过多次的吸附剂可用热水冲洗，分离油污，再在烘箱中脱水，仍可继续使用。

1.2.2 油酸值测定法（BTB法）用锥形瓶称取试油（8～10 g）（准至 0.01 g），量取无水乙醇 50 mL 倒入有试油的锥形烧瓶中，装上回流冷凝器，于水浴锅上加热，不断回流5 min，取下锥形瓶加入0.2 mLBTB指示剂，趁热以（0.02～0.05）moL/L的氢氧化钾乙醇溶液滴定至溶液由黄色变成蓝绿色为止，记下消耗的氢氧化钾乙醇溶液的毫升数（在每次滴定时，从停止回流至滴定完毕所用的时间不得超过3 min）。

1.2.3 油品透光率测定实验 将容器中静置的试油（不要搅动）倒进两支离心试管中约5 mL（使两支离心试管中的油量相当）然后把离心试管放入电动离心机中的两个相对的试管架上，开动离心机使其转速从0慢慢升至2000 r/min并在此转速下离心分离10 min使油品中的杂质沉降。把分光光度计接上电源接通光源并使光路照射在光电转换器上约10 min后将仪器的波长调节旋钮调至波长为530 nm处按仪器说明书调准零位。用小胶头吸管将离心管中离心后的试油移入宽度为5 mm的洁净的比色皿中放入分光光度计的架子上再放入一个装蒸馏水的比色皿。使分光光度计中的光路通过放蒸馏水比色皿调节仪器使提示在100%位置上拉动比色架的拉杆使光路通过盛试油的比色皿立即读出仪器上指示值即为试油的透光率用百分数表示。可见光的波长范围在770～390 mm之间，检测波长为530 mm,取蒸馏水透光率为100%，光线通过厚度为5 mm的油品时透过油品的光能量与进入油品的光能量之比为此条件下油品的透光率

1.2.4 吸附温度选取 干燥处理，分别取10 g颗粒状XDK，10 g硅藻土，10 g粉末状XDK放入称量瓶。置于加热设备的烘箱中升温至120±5℃，干燥活化2～4 h，除去被吸附的水份，然后冷至室温。

吸附处理，分别取劣化后100 g油放入1，2，3号三个试剂瓶中，再将3个试剂瓶放入水浴锅，将电动搅拌机放入，启动搅拌，逐渐加热升温至40℃在不断的搅拌下向1号试剂瓶中加入干燥2 gXDK吸附剂，2号试剂瓶中加入干燥2 g硅藻土吸附剂，3号试剂瓶中加入干燥2 g活性硅铝吸附剂，不断搅拌使吸附剂充分和油混合均匀。

取样，在不断搅拌的情况经过12 h、24 h、48 h、60 h后分别取12 g左右放入烧杯中标号，静置沉降分层约2 h，然后分别取澄清液，经玻璃滤器（玻璃滤器上部放玻璃纤维）进行抽滤。得再生油。

试验测定，将上述标号不同吸附剂的再生油液份分别按国标进行酸值，油品透过率测定。然后调整水浴温度，分别按45℃、50℃、55℃、60℃的温度按上述步骤进行试验，比较试验结果的得三种不同吸附剂的最佳吸附温度记为（a，b，c）。

1.2.5 XDK吸附剂吸附试验 干燥处理，取10 g颗粒状XDK吸附剂，使用前置于加热设备的烘箱中升温至120±5℃，干燥活化2～4 h，除去被吸附的水份，然后冷至室温。取4 g（精确至0.02 g）冷却后吸附剂放于干燥器。

吸附处理，取劣化后200 g油放入试剂瓶中，再将试剂瓶放入水浴锅，将电动搅拌机放入，启动搅拌，逐渐加热升温至-40℃在不断的搅拌下按加入干燥4 g吸附剂，使XDK吸附剂充分和油混合均匀。取样，在不断搅拌的情况下用移液管分别取在12 h、24 h、36 h、48 h、60 h等时间取样20 g左右放入试剂瓶中。

过滤，将取出来的6份样品，静置沉降分层约2 h，然后分别取澄清液，经玻璃滤器（玻璃滤器上部放玻璃纤维）进行抽滤，得在 12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等不同时间的再生油。

试验测定，将上述 12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等不同时间的再生油液体分两份分别按国标进行酸值，油品透光率的测定，并绘图进行比较。对于粉末状XDK吸附剂的测定与上述步骤一样。

1.2.6 硅藻土吸附剂吸附试验 干燥处理，取10 g硅藻土吸附剂，使用前置于加热设备的烘箱中升温至120±5℃，干燥活化2～4 h，除去被吸附的水份，然后冷至室温。取4 g（精确至0.02 g）冷却后吸附剂放于干燥器。

吸附处理，取劣化后200 g油放入试剂瓶中，再将试剂瓶放入水浴锅，将电动搅拌机放入，启动搅拌，逐渐加热升温至50℃在不断的搅拌下按加入干燥4 g吸附剂，使硅藻土吸附剂充分和油混合均匀。

取样，在不断搅拌的情况下用移液管分别取在12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等时间取样 20 g 左右放入试剂瓶中。

过滤，将取出来的6份样品，静置沉降分层约2 h，然后分别取澄清液，经玻璃滤器（玻璃滤器上部放玻璃纤维）进行抽滤，得在 12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等不同时间的再生油。

试验测定，将上述 12 h、24 h、36 h、48 h、60 h 等不同时间的再生油液体分三份分别按国标进行酸值，油品透过率的测定，并绘图进行比较。

2 实验结果及分析

2.1 劣化抗燃油的酸值测定数据

表1 劣化抗燃油酸值测定

通过抗燃油的运行标准，酸值在0.1 mgKOH/g以下的抗燃油可以运行由此可知此抗燃油已经劣化。

2.2 吸附剂吸附温度选取实验

根据 40、45、50、55 ℃四个温度下的 XDK 吸附实验结果作图分析，在40℃时XDK最佳的的处理效果达到0.154 mgKOH/g，酸值处理率达到29.36%。在45℃时XDK最佳吸附处理效果达到0.160 mgKOH/g，酸值处理率达到26.61%。在50℃时XDK最佳吸附处理效果达到0.134 mgKOH/g，酸值处理率达到38.53%。在55℃时XDK最佳吸附处理效果达到0.130 mgKOH/g，酸值处理率达到40.37%，由此可以知道在温度为55℃时候XDK吸附剂处理劣化抗燃油是酸值降低的效果最明显，峰值最低。由此推断XDK最佳吸附温度为55℃。

根据40℃、45℃、50℃、55℃四个温度下的硅藻土吸附实验结果作图分析，在40℃时硅藻土最佳的处理效果达到0.155 mgKOH/g，酸值处理率达到28.90%。在45℃时硅藻土最佳吸附处理效果达到0.131 mgKOH/g，酸值处理率达到39.90%。在50℃时硅藻土最佳吸附处理效果达到0.134 mgKOH/g，酸值处理率达到38.53%。在55℃时硅藻土最佳吸附处理效果达到0.154 mgKOH/g，酸值处理率达到29.36%，由此可知在温度为45℃时硅藻土吸附剂处理劣化抗燃油是酸值降低的效果最明显，图形中吸附峰值最低。由此可以推断硅藻土最佳吸附温度为45℃。

2.3 最佳温度下的XDK吸附实验

2.3.1 吸附剂搅拌条件实验

表2 颗粒状XDK吸附剂（55℃未搅拌）吸附实验

表3 XDK吸附剂（55℃搅拌）吸附实验

到0.129 mgKOH/g，酸值处理率达到40.83%。同等条件下颗粒状XDK吸附剂在搅拌的情况最佳吸附效果达到0.123 mgKOH/g，酸值处理率达到43.5%。由此可以知道在同等条件下吸附剂在搅拌的情况下吸附效果要好于不搅拌的情况。

2.3.2 吸附剂吸附时间条件实验

表4 XDK吸附剂（55℃搅拌）的吸附时间试验

在搅拌的情况下表3中抗燃油吸附到一定时间取出油品经过玻璃纤维过滤后再加入吸附剂进行吸附延长实验，由表3和表4对比分析可以知道在延长12 h时，酸值变化不大，当继续延长实验时间时酸值开始变大增长趋势逐渐变大，在此情况下使用721分光光度仪测量吸光度，数值为初始33.8%，最终为6.0%。酸值经过5天后变为0.248 mgKOH/g，比初始劣化的抗燃油还要高，由此可知过多的吸附剂对抗燃油的吸附再生并没有好处，因此应根据实际情况控制合理吸附剂量，本实验根据上述实验数据可知，合理的吸附剂量在2%，并且XDK吸附剂最佳吸附时间在96 h左右。

由图3可知在时间为60 h时硅藻土吸附处理效果达到最好，吸附处理最佳效果达到0.143 mgKOH/g，酸值处理率达到34.40%，由此知道其吸附最佳时间为60 h。

2.3.3 吸附剂吸附颗粒状和粉末状条件实验

根据图4分析可以知道在粉末状XDK吸附剂在最佳温度下的搅拌吸附处理最佳效果达到0.104 mgKOH/g，酸值处理率达到52.29%，而颗粒状XDK吸附剂在最佳温度下的搅拌吸附处理最佳效果达到0.123 mgKOH/g，酸值处理率达到43.58%。粉末状XDK吸附剂吸附处理明显的好于颗粒状XDK吸附剂。由此可以知道在劣化抗燃油接触法吸附处理中，粉末状吸附剂更有利于吸附处理。

2.3.4 两种吸附剂吸附效果对比

由图5可知，硅藻土吸附剂在最佳温度下的搅拌吸附处理最佳效果达到0.143 mgKOH/g，酸值处理率达到34.40%，吸光度36.7%。粉末状XDK吸附剂在最佳温度下的搅拌吸附处理最佳效果达到0.104 mgKOH/g，酸值处理率达到52.29%，吸光度40.7%。由此可以知道XDK吸附剂处理劣化抗燃油的能力要明显高于硅藻土吸附剂。从数据上看XDK吸附剂能力大约是硅藻土的1.5倍。

3 结论

（1）最佳吸附温度实验表明，硅藻土吸附剂接触法处理抗燃油最佳温度是45℃，XDK吸附剂接触法处理抗燃油最佳温度是55℃。

（2）XDK最佳温度下的吸附试验表明，适合于XDK吸附剂的吸附条件是粉末状XDK吸附剂在55℃搅拌的情况下吸附96 h，适合于硅藻土的吸附条件是粉末状硅藻土吸附剂在45℃搅拌的情况下吸附60 h。

（3）XDK和硅藻土接触法吸附比较实验表明，XDK吸附剂吸附能力是硅藻土的1.5倍，故觉得XDK更适用于电力抗燃油的再生处理。

对于电力劣化抗燃油的再生处理，需要更多的去体现实际应用的方面，因此建议可以进行大批量的劣化抗燃油进行吸附操作，看处理后的情况。

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Disposal worseof fire-resistant fluid by adsorption

ZHANG Huixia
（Xixia Thermal Power Co.，Ltd.，Yinchuan Ninxia 750001，China）

Regenerates Fire-resistant Fluid to have the acid value,the moisture content,the electronic resistivity and the granularity 4 target request,the anti-fuel is inferior to turn the performance of most is the scale-up of acid value.In tallying up the foundation of the experiment of the laboratory anti-fuel regenerate,the this text's adoption gets in touch with a reborn law to handle inferior turn anti-fuel.This selected works was used two kinds of reborn agents and inquired into the condition of regenerate:Is like temperature,mix blend or not,reborn time is vs the reborn effective impact.Resultenunciation:XDK the adsorbent down adsorb at the 55℃rabbling for 96 hours to hit more the good one adsorb effect,the soil of Huozao down adsorbs at the 45 ℃ rabbling for 60 hours to hit more the good one adsorb effect,but XDK the adsorbent handle anti-fuel of the effect is been good friends with to the Huozao soil adsorbent.

fire-resistant fluid；acid value；XDK；diatomite；contact regeneration

TE624.8+1

A

1673-5285（2012）09-0085-05

2012－03-25