石油化学测量:硝化、氧化和硫化

在使用过程中，润滑剂遇到的空气、压力、热量、腐蚀剂和其他因素会导致油中的化学变化。的变化石油化学可能会对油的工作能力产生负面影响，例如，当关键的添加剂耗尽时。

渐渐地，这种化学反应会导致有害的降解副产物的积累，如弱有机酸。虽然石油化学分析总是需要测试氧化、根据应用情况，还可包括对硝化和硫酸酯化的测试。在特定情况下，还可以分析油品中是否含有特定添加剂，如ZDDP抗磨包。

氧化

的氧化油是由空气(氧)和热的存在引起的。当大气中的氧与润滑剂中的碳氢化合物反应时，就会形成羧酸。这种酸很弱，但它们的浓度逐渐高到足以对机械部件造成严重腐蚀。这是一项不可避免的活动，需要监控。

为了保护润滑剂，抗氧化添加剂是在氧化前容易被氧化的更重要的成分石油添加到几乎所有的配方中。一旦这些添加剂耗尽，润滑剂的性能就会受到负面影响。由于氧化率随温度变化很大，并且受到润滑油中污染物(特别是金属)的影响，最好的处理氧化的方法是保持油的干燥、清洁和凉爽。

硝化反应

硝化是一个主要问题引擎油,特别是天然气发动机油。大气中的氮和氧由于产生的热量发生反应，形成一氧化二氮(NO_x)，然后与润滑剂反应生成有机硝酸盐，或作为不溶性或可溶性亚氮化合物。

硝化反应会导致油过早变稠。常见的硝化原因有:泄漏的活塞密封件，不适当的空气-燃料比，燃烧产物的低效排气，和低的工作温度。

硫酸盐化作用

当氧气、水和硫在基础油或者柴油由于受热而发生反应，它们可以形成含硫化合物，比如硫基酸。这些化合物通常通过废气排放。然而，一些化合物可能残留并进入发动机腔内。当含硫酸与油的基础油或油中的添加剂反应时，就会发生硫化。

在较低的操作温度下，例如在启动过程中，这些酸会冷凝并更容易与油反应。硫酸盐化作用导致油粘度增加以及形成污泥、清漆和沉淀物。

石油化学测量方法

粘度

虽然光谱学是测量氧化、硝化和硫酸盐作用的唯一直接方法，粘度和阻抗测量是间接方法。粘度是对流体流动阻力的测量，由于油的氧化、硝化或硫化形成冷凝产物，粘度可以增加。

不管原因是什么，粘度的变化是需要测试的一个关键参数，所以粘度测试总是任何润滑剂状态监测的一部分。几种方法如ASTM D445, ASTM 7279等存在粘度，与仪器，包括斯派克科学Q3050便携式运动粘度计，用于实验室和现场测试。

阻抗

阻抗测量是测量流体介电特性或导电性的另一种间接方法。这些性质受到烃类极性变化的高度影响，而烃类极性变化对羧酸形成所引起的氧化特别敏感。其他污染物，如水或其他降解副产品也会造成阻抗的变化，该试验通常用于油情总体走向。

红外光谱法

在红外(IR)光谱学中，辐射源、探测器和计算机被用来分析光和物质之间的相互作用。在红外光谱，氧化和硝化产物在波长1600厘米之间出现峰值¹和1800厘米¹．然而，硫化产物在波长约1120 - 1180厘米处出现峰¹．由于氧化、硝化和硫化没有绝对的参考标准，所以通常将其结果与新鲜油的结果进行比较。

例如，当机油在特定时间内取样，如果在1650 cm¹，它表明发生了硝化，可能是由于不适当的空气-燃料比。有几种测试方法可用于实验室FTIR测量和便携式现场测试。ASTM E2412概述了FTIR测量氧化、硝化和硫化的标准程序(图1和2)。

图1所示。ASTM E2412:曲轴箱油的氧化和硝化测量。

图2。ASTM E2412:极压流体的氧化测量。

具体的测试方法，如D7414, D7624，和D7415，也分别确定了氧化，硝化和硫酸盐。为了现场监测石油化学，ASTM D7889采用光栅红外光谱仪，如FluidScan(图3)，操作简单，不需要熟练的操作人员。

图3。FluidScan Q1100。

以下是红外光谱法的优缺点:

优点:

• 购买初始设备后，每个样品的成本较低2020欧洲杯下注官网
• 使快速测试
• 非常适合石油化学性质的直接走向

劣势:

• 要求昂贵的仪器

结论

分析氧化、硝化和硫化反应润滑油可以确定润滑油的有效使用寿命，也可以表明发动机部件的故障，如活塞密封、不适当的操作条件，或在特定应用中使用了不正确的润滑剂。

图4。Thermo Fisher Nicolet FTIR光谱仪。

虽然有间接的方法，如粘度和阻抗测量来分析润滑剂的功能，但唯一的直接方法，以检查任何氧化，硝化或硫化是红外光谱法．在实验室设置中，有各种FTIR仪器(图4)和技术可供普通用户和专家用户使用。

的斯派克科学FluidScan可在现场或实验室使用便携式红外光谱仪对石油化学进行测试。

这些信息已经从AMETEK Spectro Scientific提供的材料中获得，审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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