聚醚對水-乙二醇體系黏度影響的研究

2011年10月潤滑油第26卷第5期0ct2011LUBRICATING OILVo|26N05文章編號:10023119(2011)050061404聚醚對水-乙二醇體系黏度影響的研究魚(yú)鯤,李云鵬(中國石化石油化工科學(xué)研究院,北京100083)摘要:采用極端頂點(diǎn)混料設計回歸分析試驗的方法,研究了KE-1-水-乙二醇三元體系黏度和組成的關(guān)系,并且推導出了相應的數學(xué)模型。通過(guò)驗證試驗結果表明,該數學(xué)模型與研究體系的黏度-組成對應關(guān)系基本吻合。關(guān)鍵詞:水-乙二醇;聚醚;黏度;混料設計中圖分類(lèi)號:TE624.82文獻標識碼:AStudy on the Effect of Aqueous Polyether on the viscosity of Water-Glycol LiquidYU Kun, LI Yun-pengResearch Institute of Petroleum Processing, SINOPEC, Beijing 100083, ChinaAbstract: The relation between the viscosity and composition of KE-l-water-glycol was studied. The mathematical e-quation of the relation was established by the method of combination designs and regression. The tests results showed thatthe mathematical equation agrees with the relationKey words: water-glycol; polyether; viscosity; combination design0引言變化,從而影響系統的工作。因此研究水溶性增黏近年來(lái)隨著(zhù)對生態(tài)環(huán)境的日益關(guān)注以及原油劑對水-乙二醇體系黏度的影響以及增黏劑、水、乙價(jià)格的高漲,水基液壓液獲得了廣泛的應用。國二醇的組成與黏度之間的關(guān)系,有利于水-乙二醇外自1970年以來(lái),廣泛應用于冶金、機器制造、實(shí)際的生產(chǎn)和使用。采礦、鑄造、塑料加工行業(yè)及軍事部門(mén)。我國自KE-1是最常用的水溶性聚醚增黏劑,試驗選1980年以來(lái),隨著(zhù)引進(jìn)設備的增多和國產(chǎn)設備用用KE-1作為增黏劑進(jìn)行考察。通過(guò)混料設計研油規范化的要求,對水-乙二醇難燃液壓液的需究增黏劑一水-乙二醇三元體系基礎液的組成和黏求日益增多,尤其是在鋼鐵企業(yè)和機器制造行度的關(guān)系,并且得出了計算黏度的回歸方程。1實(shí)驗數據及數據處理水基液體含水量約50%或更高,并且水本身的1.1KE-1對水一乙二醇體系黏度的影響黏度很低,使得水基液體的應用受到限制,因此必須為了考察KE-1的用量單獨波動(dòng)對體系黏度添加增稠劑以提高水溶液的黏度。同時(shí)水-乙二醇影響的顯著(zhù)性,設計了單因子試驗。試驗方案及結難燃液壓液在工作中隨著(zhù)水分的蒸發(fā)而使黏度發(fā)生果見(jiàn)表1。表1KE-1、水、乙二醇單因子試驗方案及結果組號試驗號(KE-1)x(水)x2(乙二醇)x3v(40℃)/m2·s-1lg0.151.3852中國煤化工②20.200.5CNMHG1.5735BASIC RESEARCH基礎研究潤滑油2011年第26卷續表組號式驗號(KE-1)x1(水)x(乙二醇)x3v(40℃)/mm2·s0.5160.92.20670.250.600.4044.821.6515⑦0.300.40⑧0.400.600.40243.32.3861為了便于處理數據,對黏度數據進(jìn)行對數處理,bxx產(chǎn)(3)做KE-1組成和lν的關(guān)系圖,見(jiàn)圖1。其中y為三項式xx(x-x)的回歸系數。對于本實(shí)驗中的KE-1水和乙二醇的三元體系,根據混料設計的數學(xué)模型可以寫(xiě)為試驗指標運動(dòng)黏度vor與KE-1、水和乙二醇的百分比x、x2、x3之間的三元二次回歸方程,見(jiàn)下式b1x1+b2x2+b3x3+b12x1x2+b13x1x3+62312x3+6u1xf+622x2+b33x由于=r)所以上述回歸方程可以變換為如下形式的三元一次方程:0.100.150.200.250.300.350.40y=1n=b1x1+b2x2+b3x3+b12x12+b13x1x3KE-1的質(zhì)量百分比圖1KE-1對水-乙二醇體系黏度的影響上式?jīng)]有常數項與二次項,只有一次項與交互結合圖表,可以看出KE-1的增稠能力非常明項顯,當KE-1的加量超過(guò)0.3時(shí),水-乙二醇體系又由于x3=1-x1-x2,所以上述三元二次回歸的黏度有大幅的增長(cháng)。同時(shí)可以看出對不同組成的方程可變?yōu)槿缦碌亩畏匠?。?乙二醇體系,KE-1的增稠能力是相當的。=1n=a+b1x1+b2x2+b12x1x2+b1x2+b21.2極端頂點(diǎn)混料設計1.2.1數學(xué)模型的建立通過(guò)試驗和回歸分析來(lái)確定常量a、系數b1、b2、混料設計是配方試驗中最常用的一種手段。在b2、bn、b2數值。配方試驗中試驗因素為各組分的百分比,而且是無(wú)1.2.2極端頂點(diǎn)混料設計因次的,這些因素一般是不獨立的,所以往往正交設在實(shí)際生產(chǎn)中,KE-1、水和乙二醇的百分比計和均勻設計等常用的用于獨立變量的試驗設計方即:x1、x2、x是應該有上下界限制的。當KE-1法并不適用。而且混料約束條件決定了配方設計中的加劑量超過(guò)3%時(shí),所調制的水-乙二醇溶液的數學(xué)模型,不同于一般回歸設計中所采用的模型不僅黏度極大,而且KE-1在水-乙二醇中的溶一般情況下混料回歸設計的p分量d次多項式解能力也大幅下降,水乙二醇溶液出現混濁現回歸方程常采用 Scheffe多項式二次式(d=2)象。而水的加量過(guò)高會(huì )導致整個(gè)產(chǎn)品的傾點(diǎn)過(guò)高,同時(shí)出于生產(chǎn)成本的考慮,乙二醇的加量也(1)不宜過(guò)高。不完全三項式(d=3)對于有上下界約束條件的混料試驗,可以采用9=的+b兩(2)極端頂點(diǎn)混料設計試驗方案。完全三項式(d=3)根據實(shí)際的生產(chǎn)情況,KE-1、水、乙二醇加劑=+、下、““專(zhuān))+x量受到對V中國煤化工KEHCNMHG基礎研究_ BASIC RESEARCH魚(yú)鯤等.聚醚對水一乙二醇體系黏度影響的研究63水(x2):0.3≤x2≤0.7圖2,由此確定了如表2的實(shí)驗方案。乙二醇(x3):0.3≤x3≤0.7(1)尋求極端定點(diǎn)入1.00先算出自然因素的最大變程。R=10.40.75(2)尋找編碼因素的實(shí)際上界b(=1,2,3)由b=min(b-a)R,1}得:0.50b1=min{(0.35-0)/0.4,1}=0.875b2=min(0.7-0.3)/0.40.75b3=min(0.7-0.3)/0.4,1}=0.25(3)確定編碼因素的極端頂點(diǎn)根據b(j=1,2,3)的計算值,可以得出編碼因100素的4個(gè)極端頂點(diǎn):①(0,1,0)②(0,0,1)③0.500.75100(0.875,0.125,0)④(0.875,0,0.125)將上述4個(gè)轉換為自然因素下的極端頂點(diǎn),并且依據4個(gè)頂點(diǎn)2極端頂點(diǎn)混料設計試驗點(diǎn)分布所確定的邊界面,再確定邊界面重心及總體重心,見(jiàn)由上述條件設計實(shí)驗方案及結果見(jiàn)表2。表2極端頂點(diǎn)設計方案及結果因素試驗v(40℃)/mm2·s-1計算值v(40℃)/mm2·s-1極端頂點(diǎn)0.70.23590.33.3131.1983.3860.350.3497.10.300.35612.46.417610.6邊界面重心02.0050.68562.145670.350.3250.325550.86.311552.00.20.54.8650.20.34.201總體重心0.180.410.4167.534.21269.37通過(guò)計算機對上述試驗結果進(jìn)行回歸分析,得5.7x(7)到該二元多項式回歸方程為選擇試驗點(diǎn)對上式進(jìn)行驗證試驗,試驗方案及l(fā)n=y=1.706+24.5x1-1.23x2-2.8x2-1.3x2結果見(jiàn)表3。表3驗證試驗方案及結果試驗號(KE-1)x1(水)x(乙二醇)xv(40℃)/m2·s-lv計算值80.050.500.7490.450.508.5277.855130.350.68.8980.10中國煤化工0.100.450.45CNMHG0.82BASIC RESEARCH基礎研究中國煤化工CNMHG