第十四章润滑油生产

第十四章润滑油生产工艺简介•40年代我国润滑油工业起步。•50年代开始建设现代润滑油生产装置•50、60新建、扩建，提高生产能力•80年代，制定我国统一的润滑油基础油质量标准。•现代的石油润滑油产品，几乎是由润滑油基础油和用于改善使用性能的各添加剂调制而成。润滑油基础油生产工艺•常减压蒸馏•溶剂脱沥青•溶剂精制•溶剂脱蜡•白土或加氢补充精制第一节渣油丙烷脱沥青•沥青：是油沥青质、胶质、硫、氮、氧等非烃化合物，以及钒、镍、铁等金属化合物构成的复杂的胶体物质。•丙烷脱沥青：丙烷为溶剂•产物：重质润滑油、催化裂化、加氢裂化、氧化沥青等。•溶剂脱沥青过程的主要作用是除去渣油中的沥青以获得较低的残炭值的脱沥青油并改善色泽．一、丙烷脱沥青的原理及影响因素•原理：在一定温度范围内对减压渣油中不同组分的选择性溶解。•溶解能力：烷烃、环烷烃、单环芳烃＞多环及稠环芳烃＞胶质（对沥青质基本不溶解）脱沥青油残炭值、重金属、硫和氮含量均较低。（一）溶剂及溶剂比•溶剂：•最佳溶剂比值溶剂比：溶剂与渣油原料的体积比或质量比．6～8溶剂脱沥青油收率（质量分数），％脱沥青油性质脱油沥青软化点℃密度，g/cm3100℃粘度，mm2/s残炭，%乙烷11.00.909-0.07-丙烷75.00.950182.3580丁烷88.80.965235.12153戊烷95.20.969416.23163•温度丙烷的溶解能力受温度影响很大，三个温度区域。丙烷：50～90℃;丁烷100～140℃;戊烷：150～190℃.在最高允许温度以，采用较高的温度可以降低渣油的粘度，从而改善抽提过程中的传质状况．•温度梯度逆流式抽提塔，高温原料从塔上部进入，低温溶剂从塔下部进入，在塔内形成温度梯度，产生内回流，有利用分离。（三）溶剂组成•低分子烷烃都具有脱沥青的性能，其分子量越低，选择性越好，但溶解能力也越小。生产润滑油基础油时：C2＜2%,C4＜4%.生产催化裂化原料时，可用C4、C5作溶剂。二、丙烷脱沥青的典型工艺流程（一）二次抽提脱沥青工艺流程•工艺流程特点：１、一次抽提采用转盘塔。用外加动力强化传质过程，处理量大，对负荷变化适应强。２、采用二次抽提，提高润滑油原料收率。大庆减压渣油为原料，可提高１０％。３、溶剂回收采用临界回收。丙烷在临界状态下几乎不溶油；减小溶剂冷却器负荷。（二）一次抽提两段沉降脱沥青工艺流程工艺流程特点１工艺操作灵活性好，对原料和产品变化的适应性强，沉降两次进行，加强了分离效果和减轻了塔的负荷。２二段沉降增加轻脱沥青油的收率。３临界加收丙烷用增压泵直接送回抽提塔，不设丙烷罐，减少压力能损失、动力消耗、热量消耗，装置能耗低。丙烷脱沥青的防腐蚀加工中东含硫原油导至减压渣油中硫含量急剧上升，丙烷脱沥青溶剂回收中生成了硫化氢，丙烷储罐产生严重腐蚀。在丙烷进丙烷罐之前先碱洗，使之降到50ug/g以下。第二节润滑油溶剂精制•从原油中取得的润滑油料及馏分润滑油料、溶剂脱沥青的残渣润滑油料含有胶质、沥青质、短侧链的中芳烃及重芳烃、多环及杂环化合物、环烷酸，硫、氮、氧的非烃化合物。•溶剂：糠醛、苯酚、N－甲基吡咯烷酮。•烃类在极性溶剂中的溶解度胶质＞多环芳烃＞少环芳烃＞环烷烃＞烷烃一、溶剂精制的影响因素（一）溶剂的性质１选择性要好。２溶解能力好，可以用小溶剂比。３稳定性好，受热不易分解、聚合或缩合。４与要处理的油料沸点差大，闪蒸加收溶剂效果好。５在工作条件下粘度小，密度大，在抽提过程中易于传质和分离。６毒性小，对设备腐蚀小，来源容易，价廉。（二）温度既影响溶剂的溶解能力，也影响溶剂的选择性。相反方向变化，最佳值。分配系数：同一组分在平衡两相中浓度之比。（三）溶剂比溶剂比：在一定时间内进入抽提塔的总溶剂与原料油量之比。（四）抽提塔理论段数一般为６～７段就可以满足要求。段数达到６段以后，收率的增加不明显。（五）温度梯度：在上高下低的温度梯度下，形成内回流，调节得当，可以用较小的溶剂比，在保证精制油质量水平的情况下，获得较高的精制油收率。二、溶剂精制工艺过程•（一）糠醛精制工艺过程：原料油脱气、溶剂抽提、精制液和抽出液溶剂回收及溶剂干燥脱水第三节润滑油溶剂脱蜡•目的：蜡的存在，影响润滑油低温流动性。•过程：采用具有选择性溶解能力的溶剂，在冷冻的条件下，脱除润滑油原料中的蜡。•装置：70年代脱蜡脱油联合工艺，在一套生产装置上同时生产脱蜡油和石蜡。•溶剂：丙酮－苯－甲苯全部改为甲乙基酮－甲苯混合溶剂。•影响脱蜡的因素：溶剂性质及组成、溶剂加入量、溶剂加入方式、冷却速度、溶剂含水量•溶剂性质及组成（１）有较强的选择性和一定的溶解能力，能在脱蜡温度下完全溶解原料油中的油，而对于蜡则不溶或极少溶解。脱蜡温差小。（２）粘度低。使石蜡及地蜡的结晶容易用机械方法（过滤）下从溶液中分离出来。（３）有较低的沸点。（４）有较好的化学及热稳定性（５）具有较低的冰点和小的比热容及蒸发潜热。（６）无腐蚀作用，无毒性。（７）来源充分，价格低廉。甲乙基酮－甲苯比例：（１）溶剂中的甲苯含量高，溶剂的溶解能力大，脱蜡油收率高；溶剂的选择性差，脱蜡温差大，过滤速度慢。（２）溶剂中的甲乙基酮含量高，在一定范围内选择性好，蜡的结晶好，脱蜡温差小，过滤速度快。工艺流程•结晶系统、制冷系统、过滤系统（包括真密闭系统）、溶剂回收系统（包括溶剂干燥）脱蜡装置工艺特点１、采用多点稀释并控制冷点温度。３～４次加入稀释溶剂；原料油冷动比其凝点低１５～２０℃。２、采用两段过滤和滤液特环工艺３采用脱蜡脱油联合及滤液三段逆流特环工艺。第四节润滑油白土精制•原因：溶剂精制和脱蜡后的润滑油组分中，残留有少量溶剂及有害物质，这些物质的存在影响油品的颜色、安定性、抗乳化性、绝缘性和残炭值等。•解决方法：白土精制一、白土的组成及性质•主要成分：二氧化硅、三氧化二铝•其它：三氧化二铁、氧化镁、氧化钙等•经预热、粉碎、硫酸活化、水洗、干燥、磨细制得的呈白色或米色粉末状物。•主要性能指标：颗粒度（120目大于90%）、比表面积、水分（6%～8%）和活性度。•吸附能力：胶质、沥青质＞芳烃＞环烷烃＞烷烃。二、白土补充精制的影响因素•1、白土用量•2、精制温度：180～280℃•3、接触时间：20～40min三、工艺流程、工艺条件•工艺：原料油与白土混合、加热吸附、过滤分离第五节润滑油加氢处理•目的：使润滑油原料中的多环芳烃加氢开环，使之成为粘度指数高的少环多侧链的芳烃或环烷烃。•原理：1、稠环芳烃加氢生成稠环环烷烃2、稠环环烷烃加氢开环3、正构烷烃或分支程度低的异构烷烃临氢异构。工艺条件•总压不大于15MPa•温度为360～420℃•液时空速：0.3～1.0/h•氢油体积比：1000～1800：1