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工业润滑油基础油加工工艺

2020-11-06 15:25:42


  随着环保意识的提髙与机械工业的进步,对工业润滑油产品质量提出了更加苛刻的要求。润滑油要有高的抗氧化安定性、更好的黏温性、好的低温流动性以及优良的剪切稳定性与抗磨 性,且环境污染小。这时单纯依靠调整添加剂配方来提高润滑油使用性能的办法,已无法达 到要求,需要从润滑油基础油质量上去解决问题。传统工艺生产的矿物润滑油质量很难有进 一步的提髙,而世界范围内适合生产润滑油的原油资源日益减少,润滑油生产必须面对劣质 的重质原油,这对于传统加工工艺也是一道难题。因此,开发了新的加氢工艺。


  传统工艺

  润滑油基础油加工的目的是为了得到所期望的产品性能,然后得到最大的基础油产率。 传统工艺是用减压馏分油按顺序经过溶剂精制、溶剂脱蜡、加氢或白土补充精制,用减压渣 油则先经过丙烷脱沥青、脱沥青油在按上述流程加工生产。工艺流程简图见图1 _1 _1。润 滑油加工从减压渣油和脱沥青油生产基础油典型的三个主要步骤:①精制以提高黏度指数; ②脱蜡以降低倾点;③补充精制以改善稳定性和色度。另外,为调整黏度、闪点和挥发度, 在精制、脱蜡以及补充精制步骤的前、后或中间过程中,常采用蒸馏装置。这些过程的优劣 决定产品质量。
  (1)溶剂精制
  溶剂精制是物理分离过程,它是利用馏分油中所含非理想组分在某些极性有机溶剂中的 溶解度,比在理想组分溶解度大这一性质,来把非理想组分从馏分油中分离出去的一种加工 方法。溶剂精制主要采用糠醛或iV-甲基-2-砒咯烷酮(NMP),.除去不期望的组分,如低 黏度芳烃、环烷烃和一些杂原子,从而得到具有较好的黏度指数的精制油和较高芳烃的抽出 4 L减压渣油_1_
  燃料-润滑油型炼油工艺简图 油。这样的工艺一般要求原料性质比较好,但是近年来适应直接生产润滑油的好原料正在逐 渐减少。我国大庆和兰州两个石化企业建设了加氢工艺,加氢工艺通过芳烃饱和、开环以及 除去杂质原子,将低黏度指数成分转化为较髙黏度指数基础油,精制水平有显著提髙。
  (2)溶剂脱蜡
  溶剂脱蜡是利用一种在低温下对油溶解能力很大,而对蜡溶解能力很小,并且本身低温 黏度很小的溶剂稀释原料,使蜡结成较大晶粒,用结晶和过滤的方法脱除蜡达到期望的倾 点。传统工艺采用溶剂如甲基乙基酮,产品是脱蜡基础油和含油蜡。
  (3)补充精制
  润滑油经溶剂精制、溶剂脱蜡后,还会含有大量胶质、沥青质、环烷酸以及氧、硫、氮 的化合物和微量溶剂等杂质。国内润滑油补充精制现有三种工艺。第一种为白土补充精制, 第二种为加氢补充精制,第三种为液相脱氮-白土补充精制。
  ①白土精制。白土精制是物理吸附过程,杂质大部分属于极性物质,易被活性白土吸 附除去。择吸附能力的j顿序是:胶质-沥青质-芳香烃-环烷烃-烷烃。我国基础油普遍 氮含量高/用低压加氢精制不能解决问题,使本来已逐渐淘汰的白土精制近年又开始复苏。 但是,白土精制对于500N以上的重组分油精制,白土使用量太大,经济性较差。
  ②加氢补充精制。加氢补充精制普遍采用缓和条件下加氢,能脱除油品中残余溶剂、 部分硫化物、氧化物、少量氮化'物,改善油品的中和值、残炭、气味,同时对添加剂的感受 性方面也有较好效果,但是加氢补充精制对脱碱性氮化物效果较差,其精制油氧化安定性难 以达到基础油标准要求。在国外,加氢法取代了大部分白土精制装置。由于我国原料油的特 殊情况,加氢精制油光安定性和储存稳定性不如白土精制油,这些都有待进一步改进。
  ③液相脱氣-白土补充精制。我国原油含氮量在0.1% ~〇. 5%之间,含氮量偏高。石油 中氮化物分碱性氮化物和非碱性氮化物两类,碱性氮化物是指用髙氯酸(HC104)在醋酸溶液中 滴定的氮化物,非碱性氮化物则不能用此方法滴定。碱性氮化物在油品的氧化过程起促进剂作5
  用,因而必须除去。碱性氮化物多存在于芳烃、多环芳烃中,相对分子质量较大的碱性氮化物 多存在于胶质、沥青质中。碱性氮化物极性较大,尤其是取代的吡啶和喹啉化合物,选择一种 脱碱氮剂,在适当的条件下使之反应生成新的化合物,生成物在电场作用下富集与精制油分离, 或利用其比重较大与精制油的比重差自然沉降富集与精制油分离,达到脱去碱性氮化物的目的。
  液相脱氮-白土补充精制工艺,在液相脱氮过程中针对碱性氮化物的脱氮剂能脱去大量 碱性氮化物,白土补充精制则进一步吸附部分胶质、沥青质中的氮化物、水分等,显著提高 精制油在高温苛刻条件下的氧化安定性。液相脱氮与白土精制结合,既有效脱除了碱性氮化 物,又大大降低了白土用量,收率损失小。脱氮精制油再经白土补充精制,脱除油品中残余 的溶剂、微量脱氮残渣,改善颜色,降低中和值等,达到进一步精制油品的目的。精制油除 调制汽轮机油、液压油外,尤其适于调制内燃机油、齿轮油等。
  (4)丙烷脱沥青
  渣油中除了高分子的烃以外,还含有大量的胶质和沥青质,必须除去。利用丙烷、丁焼 等轻烃溶剂对渣油中的烷烃、环烷烃、单环芳烃等溶解能力强,对稠环芳烃溶解能力弱,对 胶质溶解能力更弱,对沥青基本不溶解的性质,将杂质除去。

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