一种提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法
阅读说明：本技术 一种提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法 (Purification method for improving hydrolysis resistance of phosphate fire-resistant oil ) 是由 王德波 李世良 姚彬 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法,属于抗燃油技术领域,包括以下步骤：向洗涤釜内加入磷酸酯粗品和溶剂,将磷酸酯粗品和溶剂搅拌溶解后加入1%～5%碱水进行碱洗,升温充分搅拌后,通过离心泵将物料打入分层罐中静止,经重力沉降分离,将沉淀后的物料放入洗涤釜中；重复进行第二次碱洗；将沉淀后放入洗涤釜的物料内加入去离子水进行第三次洗涤,然后进行分层沉淀；将完成洗涤后的沉淀物料送入刮膜蒸发器中,蒸出溶剂、水及挥发物；最后将磷酸酯物料降温并取样分析。本发明操作简单便捷,磷酸酯粗品经有机溶剂溶解,通过1%～5%碱水和去离子水多次净化处理后,制得的磷酸酯物料的的水解安定性HS≤0.05,实现了提高磷酸酯抗燃油耐水解性的目的。(The invention discloses a purification method for improving hydrolysis resistance of phosphate fire-resistant oil, belonging to the technical field of fire-resistant oil, comprising the following steps: adding a phosphate ester crude product and a solvent into a washing kettle, stirring and dissolving the phosphate ester crude product and the solvent, adding 1-5% alkaline water for alkali washing, heating and fully stirring, pumping the material into a layering tank through a centrifugal pump for standing, performing gravity settling separation, and putting the precipitated material into the washing kettle; repeatedly carrying out second alkali washing; putting the precipitate into the material in a washing kettle, adding deionized water for washing for the third time, and then carrying out layered precipitation; feeding the washed precipitate material into a wiped film evaporator, and evaporating the solvent, water and volatile matters; and finally, cooling the phosphate material, sampling and analyzing. The method is simple and convenient to operate, the phosphate crude product is dissolved by the organic solvent, and after the phosphate crude product is purified for many times by 1-5% alkaline water and deionized water, the hydrolysis stability HS of the prepared phosphate material is less than or equal to 0.05, so that the aim of improving the hydrolysis resistance of the phosphate fire-resistant oil is fulfilled.)
技术领域
本发明属于抗燃油
技术领域
，尤其是涉及一种提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法。背景技术
抗燃油分为磷酸酯、硅酸酯、石油基油、水-乙二醇乳化液、合成烃等。其中，汽轮机电液调节系统广泛采用的磷酸酯是应用最普遍的，而磷酸酯又按结构分为芳基磷酸酯、烷基磷酸酯和芳基-烷基磷酸酯3种。芳基磷酸酯有较好的抗水解性、抗热氧化安定性和抗燃性，除用于航空、航天等领域外，主要用于电力系统作抗燃汽轮机油和冶金行业，其粘度、闪点、自燃点、热分解温度均较高，能满足大容量汽轮机组调节系统对介质的要求。在较高温度下不燃烧，即使在很高温度、燃烧条件又具备的情况下发生燃烧时，也不会传播火焰，当切断热源后，火焰会自动熄灭，燃烧停止。在电厂，若使用矿物汽轮机油，一旦发生由泄漏、再遇高温，着火的可能性极大，引起火灾。而使用磷酸酯抗燃油作为调节系统的工作介质，可大幅降低因油泄漏而引起的火灾。
磷酸酯抗燃油与矿物汽轮机油相比有着优异的抗燃性(自燃点530℃以上)，与其他人工合成液压液相比有着良好的稳定性和抗磨性。而发电厂汽轮机的调节系统大多靠近过热蒸汽管道(过热蒸汽温度在 540℃以上)，调节系统油压达到14 MPa以上，采用矿物油(自燃点只有300℃左右)作为液压调节工作介质，一旦发生泄漏，发生火灾的危险性极大。据德国一家保险公司统计，电站火灾中有94%发生在汽轮机的油系统，其中约49 %发生在液压系统，43%发生在润滑系统。所以为了提高电厂的防火能力，降低消防成本，目前世界各国汽轮机的调节系统已广泛采用磷酸酯抗燃油作为液压工作介质。
磷酸酯抗燃油有较强的极性，在空气中容易吸潮。在合适的条件下，如剧烈搅拌和酸性物质的存在下，与水分作用会发生水解，水解的程度不同，可生成酸性磷酸二酯、酸性磷酸一酯和酚类物质等，水解产生的酸性物质对油的进一步水解产生催化作用，完全水解后生成磷酸和酚类物质，进而对系统造成腐蚀，影响抗燃油的使用寿命。
现有技术中，在提高油的抗水解安定性方面，主要是通过控制合成原料的纯度来实现，尽量采用天然原料，如煤焦油中提取的烷基酚合成的磷酸酯就具有较好的抗水解安定性；也有资料报道通过添加抗水解添加剂如哌嗪一类化合物来阻断油的水解；除此之外也可通过严格控制油中的水分含量，以达到避免油水解的目的。但上述方法存在成本高，工艺复杂或效果不佳的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低成本，简化操作，提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法，包括以下步骤：
步骤一、向洗涤釜内加入磷酸酯粗品；
步骤二、向洗涤釜内加入溶剂，所述溶剂质量为磷酸酯粗品质量的50%~70%；
步骤三、将所述磷酸酯粗品和溶剂搅拌溶解后加入1%~5%碱水进行碱洗，所述1%~5%碱水质量为磷酸酯粗品质量的60~90%；
步骤四、升温至40-65℃，充分搅拌后，通过离心泵将物料打入分层罐中静止，经重力沉降分离，排掉水层，将沉淀后的物料放入洗涤釜中；
步骤五、重复步骤三和步骤四进行第二次碱洗；
步骤六、将步骤五沉淀后放入洗涤釜的物料内加入去离子水进行第三次洗涤，所述去离子水质量为磷酸酯粗品质量的60~90%，然后重复步骤四进行分层沉淀；
步骤七、将完成洗涤后的沉淀物料送入刮膜蒸发器中，蒸出溶剂、水及挥发物，得到净化后的磷酸酯物料；
步骤八、将磷酸酯物料降温至80℃，取样分析。
在步骤一中，所述磷酸酯为三芳基磷酸酯。
在步骤二中，所述溶剂采用甲苯、二甲苯、环己烷、甲基环己烷、30-60℃石油醚、60-90℃石油醚、90-120℃石油醚、辛醇、癸醇、溶剂油中的一种或两种组合。
本发明磷酸酯物料的水解安定性HS≤0.05。
由于采用上述技术方案，本发明操作简单便捷，三芳基磷酸酯粗品经有机溶剂充分溶解分散后，通过1%~5%碱水梯度去除酚类物质，去离子水去除阳离子的多次净化处理，制得的三芳基磷酸酯物料的的水解安定性HS≤0.05，远远低于中华人民共和国电力行业标准DL/T571-2014中规定水解安定性HS≤0.5的合格标准，实现了提高磷酸酯抗燃油耐水解性的目的。
具体实施方式
下面结合实施例进一步叙述本发明：
磷酸酯抗燃油是一种合成的液压油，它的某些特性与矿物油截然不同，磷酸酯是一种应用较普遍的抗燃液压油。通常使用的是叔磷酸酯，其通式为（RO）3P＝O，通式中三个R基都是芳香基团，则为三芳基磷酸酯，本发明所指磷酸酯是三芳基磷酸酯。
实施例1：
一种提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法，包括以下步骤：
步骤一、向洗涤釜内加入磷酸酯粗品3kg；
步骤二、向洗涤釜内加入2kg溶剂，溶剂为甲苯和环己烷，甲苯：环己烷=1:1；
步骤三、将磷酸酯粗品和溶剂搅拌溶解后加入3%碱水2kg进行碱洗；
步骤四、升温至50-55℃，充分搅拌后，通过离心泵将物料打入分层罐中静止，经重力沉降分离，排掉水层，将沉淀后的物料放入洗涤釜中；
步骤五、重复步骤三和步骤四进行第二次碱洗；
步骤六、将步骤五沉淀后放入洗涤釜的物料内加入2kg去离子水进行第三次洗涤，然后重复步骤四进行分层沉淀；
步骤七、将完成洗涤后的沉淀物料送入刮膜蒸发器中，蒸出溶剂、水及挥发物，得到净化后的磷酸酯物料；
步骤八、将磷酸酯物料降温至80℃，取样分析。
实施例2：
一种提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法，包括以下步骤：
步骤一、向洗涤釜内加入磷酸酯粗品3kg；
步骤二、向洗涤釜内加入1.6kg溶剂，溶剂为60-90℃石油醚；
步骤三、将磷酸酯粗品和溶剂搅拌溶解后加入2%碱水2kg进行碱洗；
步骤四、升温至40-45℃，充分搅拌后，通过离心泵将物料打入分层罐中静止，经重力沉降分离，排掉水层，将沉淀后的物料放入洗涤釜中；
步骤五、重复步骤三和步骤四进行第二次碱洗；
步骤六、将步骤五沉淀后放入洗涤釜的物料内加入2kg去离子水进行第三次洗涤，然后重复步骤四进行分层沉淀；
步骤七、将完成洗涤后的沉淀物料送入刮膜蒸发器中，蒸出溶剂、水及挥发物，得到净化后的磷酸酯物料；
步骤八、将磷酸酯物料降温至80℃，取样分析。
实施例3：
一种提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法，包括以下步骤：
步骤一、向洗涤釜内加入磷酸酯粗品3kg；
步骤二、向洗涤釜内加入2.1kg溶剂，溶剂为二甲苯；
步骤三、将磷酸酯粗品和溶剂搅拌溶解后加入4%碱水1.8kg进行碱洗；
步骤四、升温至60-65℃，充分搅拌后，通过离心泵将物料打入分层罐中静止，经重力沉降分离，排掉水层，将沉淀后的物料放入洗涤釜中；
步骤五、重复步骤三和步骤四进行第二次碱洗；
步骤六、将步骤五沉淀后放入洗涤釜的物料内加入1.8kg去离子水进行第三次洗涤，然后重复步骤四进行分层沉淀；
步骤七、将完成洗涤后的沉淀物料送入刮膜蒸发器中，蒸出溶剂、水及挥发物，得到净化后的磷酸酯物料；
步骤八、将磷酸酯物料降温至80℃，取样分析。
实施例4：
一种提高磷酸酯抗燃油耐水解性的净化方法，包括以下步骤：
步骤一、向洗涤釜内加入磷酸酯粗品3kg；
步骤二、向洗涤釜内加入1.9kg溶剂，溶剂为甲基环己烷；
步骤三、将磷酸酯粗品和溶剂搅拌溶解后加入5%碱水2.1kg进行碱洗；
步骤四、升温至50-55℃，充分搅拌后，通过离心泵将物料打入分层罐中静止，经重力沉降分离，排掉水层，将沉淀后的物料放入洗涤釜中；
步骤五、重复步骤三和步骤四进行第二次碱洗；
步骤六、将步骤五沉淀后放入洗涤釜的物料内加入2.1kg去离子水进行第三次洗涤，然后重复步骤四进行分层沉淀；
步骤七、将完成洗涤后的沉淀物料送入刮膜蒸发器中，蒸出溶剂、水及挥发物，得到净化后的磷酸酯物料；
步骤八、将磷酸酯物料降温至80℃，取样分析。
实施例1至实施例4的磷酸酯物料取样分析得到水解安定性的监测数据如下：
表1 水解安定性监测数据
本发明操作简单便捷，三芳基磷酸酯粗品经有机溶剂充分溶解分散后，通过1%~5%碱水梯度去除酚类物质，去离子水去除阳离子的多次净化处理，制得的三芳基磷酸酯物料的的水解安定性HS≤0.05，远远低于中华人民共和国电力行业标准DL/T571-2014中规定水解安定性HS≤0.5的合格标准，实现了提高磷酸酯抗燃油耐水解性的目的。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。