均匀设计在内燃机油研究中的应用.pdf

化学工程师
Sum 216 No 9
Chemical Engineer
2013年第9期
文章轴号:1002-1124(2013)09-0061-03
工穆蛳斑地
均匀设计在内燃机油
研究中的应用
李玉红1,宿仕富2,孙宗礼3
(1.中国石油化工股份有限公司河南洛阳石油分公司,河南洛阳471000;2.中国石化炼油销僖有限公司,上海200050
3.中煤陕西榆林能源化工有限公司,陕西榆林719000
摘要:采用均匀实验设计方法,通过对多种抗氧剂进行筛选,并分析各添加剂间的相互作用关系,成功
研制出了内燃机油的配方。
关键词:均匀设计;抗氧剂;基础油
中图分类号:TQ052.7
文献标识码:A
Application of research on iorm esi in ineral combustion engine l
LI Yu-hong, SU Shi-fu, SUN Zong-li
(1. Henan Luoyang Oil Branch, Sinopec Luoyang 471000, China; 2. Refinery Product Sales Co., Ld, Sinopec, Shanghai 200050,
China 3. Shanxi Yulin Energy and Chemical Limited Company China Coal, Yulin 719000, China)
Abstract: A new recipe was studied with uniform design experiment by selecting different antioxygen and an-
alyzing the interreaction of additive agents
Key words; uniform design; antioxidant; base oil
析各因素间的相互作用。
1均匀设计方法概述
1.2均匀设计回归方程显著性检验
利用均匀设计进行的实验通过数据处理后,可
70年代以来,在工农业生产和科学研究中,我
以得出方程F比值(F值=回归平方和÷残差平方
国普遍采用“优选法”1和“正交设计”2。但世界上的和)、相关系数R(或复相关系数Ra)和显著水平P
事物总是复杂和千变万化的,在许多课题中,需考
察的因素往往较多,而且每个因素的变化范围较
三种方程显著性检验方法。F值越大,方程拟合的程
度越好。显著水平p在统计检验中具有重要作用
大,因而要求每个因素有较多的水平,这类难题若(1-p)x100%表示方程的可靠性。R(或Ra)是衡量
用现在流行的试验设计方法,仍然需要进行大量的
回归方程拟合优良性的一种指标,越接近1,说
试验。我国的数学家方开泰和王元将数论的原理与
明拟合的效果越好。
多元统计相结合,创造了一种新的试验设计方
法一均匀设计,成功解决了多因素、多水平的实2基础油及添加剂
验设计。
1.1均匀设计的特点
2.1基础油
均匀设计将实验点均匀分散,使得用较少的实
选取中国石化河南分公司的基础油作为本研
验点即可获得较多的信息,较以前的优选法、正交究的基础油,其性质见表1。
设计法等优越。其具有如下优点:(1)布点均匀,代
表性好;(2)每个因素每个水平只做一次试验,数与
水平数相等;(3)试验次数只按水平数增加而增加;
(4)通过计算机给出的定量方程,进行数据处理,分
收日期:2013-08-13
作者简介:李玉红(1975-),女,中国石油大学(华东)毕业,双学位,经
济师中国石油化工股份有限公司河南洛阳石油分公司,
从事油品数质量管理和科技管理工作。
李玉红等:均匀设计在内燃机油研究中的应用
2013年第9期
表1中国石化河南分公司基础油性质
表3不同金清净剂的性能
Tab1 Properties of base oil in Henan company branch
Tab 3 Properties of different metal cleaning agent
项目
实测值
试验方法名称
水杨酸盐碗化烷基酚盐磺酸盐
残渣减二线减二线减四线
碱式盐常见金属比3~10
10-20
运动粘度(100Cymr's124.05.1088.71512.4GB/Y265碱式盐常见碱值150~-300250
300-400
粘度指数
68
CBm199中和速度
好
好
一般
倾点
GB/3535
增溶作用
较差
较差
较好
闪点(开ロ)/℃
230
246GB/13536
分散作用
较差
较差
较好
酸值 mgkoh
0.020.010.01
001CB264
分散机理
静电互斥
水分/%
痕迹痕迹痕迹痕迹GBI260
清净性
较好
尚好
机械杂质/%
0.04 GB/T5
高温稳定性
硫含量μg
2000630
9401200CB/387
抗氧化性
好好
好好
较好
氮含量/g'g
较差
921
142
242GB/9170
价格
较高
中等
较便宜
2.2添加剂
金属清净剂我们选用硫化烷基酚盐(T115B)、
由表3可以看出,不同的清净剂各有其优缺点,
在运用中必须对其关键性能进行考察。由于柴油机
高碱值磺酸盐(T106),无灰分散剂我们选用双丁二
油使用条件苛刻,在高温高负荷下运转,所以既要
酰亚胺(T152),抗氧抗腐剂我们选用T203
考虑清净剂的抗氧化性能,又不能忽略其高温清净
3添加剂相互作用研究
性3。结合相关知识,我们决定采用T115及T106作
为金属清净剂
3.1添加剂的选择
3.2添加剂复合规律研究及配方确定
3.1.1抗氧抗腐剂的选择一般重负荷柴油机油
为了研究添加剂间的相互关系,我们利用DPS
选用抗氧性能较好的伯烷基ZDDP,而汽油机油则设计了见表4的实验方案。
般选用抗黁性能较好的仲烷基ZDDP。据报道,
表4添加剂相互作用实验方案及实验结果
ZDDP的抗磨作用与其是否分解有关。仲烷基
Tab4 Experimental projects and results of additives
Interaction
ZDDP最易分解,所以表现出最强的抗磨作用。但是
越易分解的ZDDP也越易消耗,同时长链的ZDDP实验号 T115B T106T203~T52漆膜评分
比短链的ZDDP具有更好的热稳定性,见表2
0.000003.200001.800001.33333
4.3
表2不同烷基链的ZDDP性能的比较
N22.133333.733332.200000.26667
N30.800001.333331.400000.00000
Tab