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簡述潤滑油基礎油的生產工藝

發布日期:2017-12-12

  

傳統生產工藝

20世紀30年代,潤滑油基礎油的生產基本采用的是物理方法,即由溶劑精制、溶劑脫蠟和白土補充精制所構成的“老三套”傳統工藝生產潤滑油基礎油。

(1)溶劑精制。溶劑精制是潤滑油生產過程中的重要步驟,其主要作用是脫除油品中的稠環芳烴、膠質、瀝青質等,使潤滑油粘溫性質、抗氧化安定性、殘炭值、顏色等性質得到改善。該工藝較成熟,常用的溶劑有糠醛、酚和N—甲基吡咯烷酮(NMP)。

(2)溶劑脫蠟。溶劑脫蠟工藝主要包括結晶、過濾、溶劑回收和冷凍四部分,其目的是除去油品中的石蠟,降低潤滑油基礎油的傾點。該工藝在加工較輕的原料時有技術優勢,脫蠟油收率高、粘度指數較高。為了降低能耗、節省操作費用、減少投資,國內外潤滑油基礎油生產企業都采用溶劑脫蠟和蠟脫油聯合工藝,近幾年主要是在節能、提高油和蠟收率等技術方面有比較大的改進。

(3)白土補充精制。白土補充精制是使油與白土在一定溫度下充分混合,利用活性白土表面的吸附性能,通過加熱、蒸發、過濾等工序,將潤滑油中的氮化物、膠質、瀝青質、環烷酸皂、不飽和烴、選擇性溶劑、水分、機械雜質等除去,從而改善油品顏色、降低殘炭、提高油品的抗氧化安定性和抗乳化度。[1]

加氫生產工藝

基礎油中的理想組分是支鏈烷烴(異構烷烴(和帶有長烷基側鏈的單環環烷烴,非理想組分則是稠環芳烴和稠環環烷烴。傳統的溶劑精制工藝是選擇性地抽提脫除低黏度指數的多環烴類及其它雜環化合物(如硫、氮化合物,膠質等(,從而提高油品的黏度指數,使顏色和抗氧化安定性得到改善,這種物理分離的方法只能保留原料中原有的理想組分,基礎油收率、黏度指數和其它性能的改善有限。潤滑油加氫處理則是通過深度加氫轉化的方法,使多環烴類變為理想組分,同時幾乎完全脫除雜環化合物,因而基礎油收率高、油品各項質量指標的改善更加明顯。

加氫處理過程中,發生的化學反應主要有:①脫除雜環化合物;②芳烴飽和,環烷烴開環及異構化,這種反應是提高黏度指數最主要的反應;③正構烷烴或低分支異構烷烴臨氫異構化為高分支異構烷烴;④烷烴的加氫裂化以及帶有長烷基側鏈環烷烴的加氫脫烷基反應。這類反應將導致輕油的產生,使基礎油收率降低。前三項是有利于反應,第四項是需要抑制的反應。

異構脫蠟工藝

隨著環境保護法規日趨嚴格以及機械工業(特別是汽車工業(的發展,對潤滑油性能提出了更高的要求。為了生產這些高性能的潤滑油,特別是要調配大跨度多級內燃機油,必須采用低揮發性、高黏度指數的基礎油,即VI大于120、飽和度大于90%。主要成分為異構烷烴的APIⅢ類基礎油具有這些性能特點,可以滿足上述要求。采用溶劑脫蠟和催化脫蠟工藝是不能生產Ⅲ類基礎油的,因為這兩種加工方法只能將高黏度指數的正構烷烴從油品中除去,造成基礎油的黏度指數低,而不能將這些高黏度指數的正構烷烴轉化為高黏度指數、低傾點的異構烷烴,這不但使基礎油收率低,而且不能滿足高質量基礎油的規格要求。異構脫蠟的基本原理就是在專門分子篩催化劑的作用下,將高傾點的正構烷烴異構化為低傾點的支鏈烷烴,異構脫蠟已成為當代生產APIⅢ類基礎油的重要手段。已實現工業化的潤滑油異構脫蠟技術主要是Chevron的Isodewaxing技術和ExxonMobil公司的MSDW技術。

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