淺談潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝與設(shè)備及用途

1、淺談潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝與設(shè)備及用途摘 要加強(qiáng)設(shè)備潤(rùn)滑管理是保證正常生產(chǎn)的關(guān)鍵,加強(qiáng)潤(rùn)滑管理是保證和改進(jìn)機(jī)械設(shè)備節(jié)能、高效、長(zhǎng)期正常運(yùn)行的基本措施之一。潤(rùn)滑管理的目的就是在于合理選用潤(rùn)滑劑,實(shí)行合理的潤(rùn)滑制度,減少機(jī)械摩擦磨損,預(yù)防設(shè)備事故的發(fā)生和提高設(shè)備生產(chǎn)效率,增加經(jīng)濟(jì)效益,提高能源的有效利用率。關(guān)鍵詞：潤(rùn)滑油；生產(chǎn)工藝；用途；機(jī)械設(shè)備是生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),設(shè)備潤(rùn)滑管理工作是搞好設(shè)備維護(hù)保養(yǎng),確保設(shè)備長(zhǎng)周期安全運(yùn)行,使設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)的重要環(huán)節(jié)。目前世界上能源有1/31/2消耗在各種形式的摩擦上,一般機(jī)械設(shè)備中約有80%的零件是因磨擦而失效報(bào)廢。因此,深入了解摩擦機(jī)理和合理潤(rùn)滑是至關(guān)重要的。目

2、 錄摘 要11 潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝31.1組成單元31.2工藝流程31.3主要操作條件及工藝技術(shù)特點(diǎn)61.4混合溶劑及氨72潤(rùn)滑油組成82.1潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油92.2添加劑93重點(diǎn)部位及設(shè)備93.1重點(diǎn)部位93.2重點(diǎn)設(shè)備104 潤(rùn)滑油的用途10結(jié)束語(yǔ)11參考文獻(xiàn)11致 謝121 潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝1.1組成單元溶劑脫蠟由四個(gè)系統(tǒng)組成；結(jié)晶系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)(包括真空密閉系統(tǒng))、溶劑回收(包括溶劑干燥)系統(tǒng)。其相互關(guān)系如圖1所示：圖11.2工藝流程典型原則工藝流程見圖如下圖2、3所示。工藝流程說(shuō)明如下：(1)結(jié)晶系統(tǒng)結(jié)晶系統(tǒng)的流程為：原料油與預(yù)稀釋溶劑(重質(zhì)原料時(shí)用，輕質(zhì)原料時(shí)不用)混合后，經(jīng)水

3、冷卻后進(jìn)人換冷套管與冷濾液換冷，使混合溶液冷卻到冷點(diǎn)，在此點(diǎn)加入經(jīng)預(yù)冷過(guò)的一次稀釋溶劑，進(jìn)入氨冷套管進(jìn)行氨冷。在一次氨冷套管出口處加人過(guò)濾機(jī)高部真空濾液或二段過(guò)濾的濾液做二次稀釋，再經(jīng)過(guò)二次氨冷套管進(jìn)行氨冷，使溫度達(dá)到工藝指標(biāo)。在二次氨冷套管出口處再加人經(jīng)過(guò)氨冷卻的三次稀釋溶劑，進(jìn)人過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐。圖2圖2溶劑脫蠟的典型工藝流程(結(jié)晶、過(guò)濾、真空密閉、制冷部分)I一原料油；一濾流；一蠟液；一溶劑1一換冷套管結(jié)晶器；2、3一氨冷套管結(jié)晶器；4-溶劑氨冷套管結(jié)晶器；5一一段真空過(guò)濾機(jī)；6二匯段真空過(guò)濾機(jī)；7一濾機(jī)進(jìn)料罐；8段蠟液罐；9二段蠟液罐；10段濾液罐；11二段濾液罐；12低壓氨分離罐；13氨

4、壓縮機(jī)；14中間冷卻器；15高壓氨分液罐；16氨冷凝冷卻器；17液氨儲(chǔ)罐；18-低壓氨儲(chǔ)罐；19真空罐；20分液罐；2l安全氣罐圖3I一濾液；一蠟液；溶劑；一脫蠟油；V一含油蠟1一濾液低壓蒸發(fā)塔；2-濾液高壓蒸發(fā)塔；3一濾液低壓蒸發(fā)塔；4-脫蠟油汽提塔；5蠟液低壓蒸發(fā)塔；6蠟液高壓蒸發(fā)塔；7-蠟液低壓蒸發(fā)塔；8-含油蠟汽提塔；9-溶劑干燥塔；10-酮脫水塔；11一濾液加熱爐；12蠟液加熱爐；13一溶劑罐；14-濕溶劑分水罐(2)過(guò)濾和真空密閉系統(tǒng)過(guò)濾系統(tǒng)是使固、液兩相分離。由若干臺(tái)并聯(lián)旋轉(zhuǎn)式鼓形真空過(guò)濾機(jī)組成，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)操作。冷卻后含結(jié)晶蠟溶液自動(dòng)流入過(guò)濾機(jī)底槽內(nèi)，過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)抽真空，在濾布內(nèi)外

5、形成壓”差，油和溶劑通過(guò)濾布進(jìn)入中間儲(chǔ)罐，即為濾液。濾布上的蠟餅經(jīng)過(guò)噴淋溶劑洗滌和吸干后，用反吹氣和刮刀從濾布上刮落，進(jìn)入蠟液罐。濾液與原料油換冷，換冷后的濾液和蠟液分別去溶劑回收系統(tǒng)。(3)制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)是獨(dú)立的，它提供原料油、溶劑、安全氣冷卻時(shí)的冷量，達(dá)到脫蠟所要求的溫度，使去蠟油的凝點(diǎn)達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)。以氨為冷凍劑，采用往復(fù)式、螺桿式或離心式冷凍機(jī)。一般采用高、低兩段蒸發(fā)操作，根據(jù)工藝需要確定氨的蒸發(fā)溫度。(4)溶劑回收與干燥系統(tǒng)濾液和蠟液中的溶劑通過(guò)蒸發(fā)回收，循環(huán)使用。濾液和蠟液溶劑回收系統(tǒng)均采用雙效或三效蒸發(fā)。在雙效蒸發(fā)中，第一蒸發(fā)塔為低壓操作，熱量由與第二蒸發(fā)塔頂溶劑蒸氣換熱提供：第

6、二蒸發(fā)塔為高壓操作，熱量由加熱爐提供：第三蒸發(fā)塔為降壓閃蒸塔，最后在汽提塔內(nèi)用蒸汽吹出殘留的溶劑，得到含溶劑量和閃點(diǎn)合格的去蠟油和含油蠟。三效蒸發(fā)的流程與雙效蒸發(fā)基本相同，只是在低壓蒸發(fā)塔與高壓蒸發(fā)塔之間，增加了一個(gè)中壓蒸發(fā)塔，使熱量得到充分利用。各蒸發(fā)塔頂回收的溶劑經(jīng)換熱、冷凝、冷卻后進(jìn)人干、濕溶劑罐。汽提塔頂含溶劑蒸汽經(jīng)冷凝、冷卻后進(jìn)人濕溶劑分水罐。溶劑干燥系統(tǒng)是從含水濕溶劑中脫除水分，使溶劑干燥，以及從含溶劑水中回收溶劑，脫除裝置系統(tǒng)的水。濕溶劑罐內(nèi)分為兩層，上層為含飽和水的溶劑，下層為含少量溶劑的水層。含水溶劑經(jīng)換熱后，送入干燥塔，塔底用重沸器加熱，酮與水形成低沸點(diǎn)共沸物，由塔頂蒸出，

7、干燥溶劑從塔底排出，冷卻后進(jìn)人干溶劑罐。濕溶劑罐下層含溶劑的水經(jīng)換熱后，進(jìn)入脫酮塔，用蒸汽直接吹脫溶劑，塔頂?shù)暮軇┱羝?jīng)過(guò)冷凝冷卻后，回到濕溶劑分水罐。水由塔底排出，含酮量控制在001以下。1.3主要操作條件及工藝技術(shù)特點(diǎn)1主要操作條件對(duì)于不同的潤(rùn)滑油溶劑脫蠟裝置，其工藝操作條件有所不同，燕山石化酮苯裝置主要操作條件如下圖4所示：(1)結(jié)晶單元圖4(2)制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)在各潤(rùn)滑油溶劑脫蠟裝置中差別比較大，從安全生產(chǎn)角度考慮，以燕山石化酮苯脫蠟裝置為例，制冷系統(tǒng)主要工藝控制指標(biāo)如表5所示：2工藝技術(shù)特點(diǎn)(1)采用多點(diǎn)稀釋并控制冷點(diǎn)溫度結(jié)晶系統(tǒng)稀釋溶劑分34次加入。第一次稀釋溶劑的加入點(diǎn)，從原來(lái)

8、的原料油泵出口移至原料油冷卻到比其凝點(diǎn)低15-20的溫度處。其余各次溶劑亦根據(jù)不同原料油控制加入點(diǎn)溫度，為蠟結(jié)晶生成及成長(zhǎng)提供適宜條件。采用多點(diǎn)稀釋和控制冷點(diǎn)溫度，除可以改善蠟的結(jié)晶狀態(tài)提高過(guò)濾速度外，還可以提高油蠟收率。(2)采用二段過(guò)濾和濾液循環(huán)工藝我國(guó)生產(chǎn)潤(rùn)滑油的原油多數(shù)是含蠟多的原油。潤(rùn)滑油脫蠟時(shí)，蠟膏量一般為原料油的45%52%。為了降低蠟膏中的油含量以提高脫蠟油收率，一般采兩段過(guò)濾及濾液循環(huán)工藝。其工藝流程是將第一段過(guò)濾得的含油蠟膏加入一定數(shù)量的溶劑再稀釋，在比第一段溫度稍高3-5或相同溫度下，進(jìn)行第二段過(guò)濾。第二段濾液與第一、二段過(guò)濾高部真空抽出的濾液共同作為結(jié)晶系統(tǒng)的二次及三次

9、稀釋溶劑。采用二段過(guò)濾和濾液循環(huán)工藝較一段過(guò)濾提高脫蠟油收率8%10%，同時(shí)還降低裝置能耗。(3)采用脫蠟脫油聯(lián)合及過(guò)濾三段逆流循環(huán)工藝我國(guó)潤(rùn)滑油原料中含量很高的蠟是生產(chǎn)石蠟的寶貴資源。因此，在溶劑脫蠟裝置上，除了采用二段過(guò)濾和濾液循環(huán)工藝外，目前多數(shù)溶劑脫蠟裝置還增加了溶劑脫油部分，構(gòu)成溶劑脫油脫蠟聯(lián)合工藝流程。在原料油脫蠟的同時(shí)進(jìn)行蠟膏脫油，同時(shí)得到脫蠟油和脫油石蠟。脫蠟脫油聯(lián)合工藝流程采用部分濾液循環(huán)工藝，包括一段脫蠟兩段脫油。濾液三段逆流循環(huán)是將二段脫油濾液全部作為一段脫油稀釋溶劑，將一段脫油的濾液大部分作為脫蠟稀釋溶劑，而小部分去蠟下油溶劑回收系統(tǒng)。1.4混合溶劑及氨1混合溶劑及氨的

10、作用潤(rùn)滑油溶劑脫蠟的混合溶劑是丁酮、甲苯按一定比例混合組成。溶劑脫蠟是含蠟原料油在選擇性溶劑存在條件下，降低溫度使蠟形成固體結(jié)晶，并通過(guò)溶劑對(duì)油溶解而對(duì)蠟不溶或少溶的特性，形成固液兩相，經(jīng)過(guò)濾而達(dá)到蠟、油分離的過(guò)程?；旌先軇┰谙到y(tǒng)中，除起選擇溶解作用外，還起降低油液黏度、為結(jié)晶的形成和過(guò)濾分離創(chuàng)造有利條件作用。氨在潤(rùn)滑油溶劑脫蠟裝置中作為制冷劑，利用液氨在低溫下即可在氨蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)(汽化)，蒸發(fā)中吸收大量熱量的性質(zhì)來(lái)冷卻原料、溶劑、安全氣，實(shí)現(xiàn)制冷。氣、液態(tài)氨的轉(zhuǎn)換是通過(guò)氨壓縮機(jī)增壓及與外界環(huán)境換熱、減壓節(jié)流實(shí)現(xiàn)的。2混合溶劑及氨的主要物化性質(zhì)、安全性質(zhì)混合溶劑及氨的物化性、安全性質(zhì)見表5所示

11、。圖52潤(rùn)滑油組成 潤(rùn)滑油一般由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分組成?；A(chǔ)油是潤(rùn)滑油的主要成分，決定著潤(rùn)滑油的基本性質(zhì)，添加劑則可彌補(bǔ)和改善基礎(chǔ)油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤(rùn)滑油的重要組成部分。 2.1潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油 潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油主要分礦物基礎(chǔ)油及合成基礎(chǔ)油兩大類。礦物基礎(chǔ)油應(yīng)用廣泛，用量很大（約95%以上），但有些應(yīng)用場(chǎng)合則必須使用合成基礎(chǔ)油調(diào)配的產(chǎn)品，因而使合成基礎(chǔ)油得到迅速發(fā)展。礦油基礎(chǔ)油由原油提煉而成。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油主要生產(chǎn)過(guò)程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補(bǔ)充精制。1995年修訂了我國(guó)現(xiàn)行的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎(chǔ)

12、油標(biāo)準(zhǔn)。礦物型潤(rùn)滑油的生產(chǎn)，最重要的是選用最佳的原油。礦物基礎(chǔ)油的化學(xué)成分包括高沸點(diǎn)、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴（直鏈、支鏈、多支鏈）、環(huán)烷烴（單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)）、芳烴（單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴）、環(huán)烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機(jī)化合物和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等非烴類化合物。 2.2添加劑添加劑是近代高級(jí)潤(rùn)滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學(xué)性質(zhì)，對(duì)潤(rùn)滑油賦予新的特殊性能，或加強(qiáng)其原來(lái)具有的某種性能，滿足更高的要求。根據(jù)潤(rùn)滑油要求的質(zhì)量和性能，對(duì)添加劑精心選擇，仔細(xì)平衡，進(jìn)行合理調(diào)配，是保證潤(rùn)滑油質(zhì)量的關(guān)鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數(shù)改進(jìn)劑，傾點(diǎn)下降劑，抗氧化劑，清凈分散劑，摩

13、擦緩和劑，油性劑，極壓劑，抗泡沫劑，金屬鈍化劑，乳化劑，防腐蝕劑，防銹劑，破乳化劑。3重點(diǎn)部位及設(shè)備3.1重點(diǎn)部位1溶劑回收系統(tǒng)溶劑回收系統(tǒng)的二次蒸發(fā)塔屬于高壓塔，其安全閥定壓在05055Mpa，由于實(shí)際生產(chǎn)操作中存在滿塔、前塔換熱器換熱效果差等原因，造成高壓塔安全閥跳，致使塔內(nèi)大量溶劑噴出，極易造成火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生。2制冷系統(tǒng)冷凍系統(tǒng)的分離器、中膨器的液位因液氨夾帶等原因，容易致使冷凍機(jī)抽液氨，使冷凍機(jī)劇烈震動(dòng)，損壞冷凍機(jī)葉片和軸瓦。循環(huán)化套管、用蒸汽處理套管等，若處理不當(dāng)，造成套管憋壓，而崩裂套管前后大蓋。3.2重點(diǎn)設(shè)備1套管結(jié)晶器套管結(jié)晶器在工藝過(guò)程中分為換冷和氨冷兩種。前者為夾套

14、內(nèi)以冷濾液作冷卻劑取熱，后者為夾套內(nèi)以氨液作冷卻劑取熱，其結(jié)構(gòu)形式基本相同。氨冷套管結(jié)晶器的上面設(shè)液氨罐，用罐內(nèi)液面調(diào)節(jié)器控制液體氨流人結(jié)晶器夾套內(nèi)的氨量，罐內(nèi)的壓力和相應(yīng)的液氨蒸發(fā)溫度用氨氣排出口的控制閥門調(diào)節(jié)。套管結(jié)晶器內(nèi)蒸發(fā)后的氨氣進(jìn)入液氨罐的上部空間，分離夾帶的液體氨后，經(jīng)控制閥去氨壓縮機(jī)。2真空過(guò)濾機(jī)真空過(guò)濾機(jī)為一連續(xù)工作設(shè)備，通過(guò)壓縮機(jī)以惰性氣為介質(zhì)提供動(dòng)力，包括四個(gè)基本組成部分：部殼體，為冷卻了的原料溶液容器；頂蓋，用法蘭與下部殼體相連接，連接處要保證絕對(duì)密封；濾鼓，位于殼體內(nèi)部；自動(dòng)分配裝置。4 潤(rùn)滑油的用途不揮發(fā)的油狀潤(rùn)滑劑。按其來(lái)源分動(dòng)、植物油，石油潤(rùn)滑油和合成潤(rùn)滑油三大類

15、。石油潤(rùn)滑油的用量占總用量97以上，因此潤(rùn)滑油常指石油潤(rùn)滑油。主要用于減少運(yùn)動(dòng)部件表面間的摩擦，同時(shí)對(duì)機(jī)器設(shè)備具有冷卻、密封、防腐、防銹、絕緣、功率傳送、清洗雜質(zhì)等作用。主要以來(lái)自原油蒸餾裝置的潤(rùn)滑油餾分和渣油餾分為原料，通過(guò)溶劑脫瀝青 、溶劑脫蠟、溶劑精制、加氫精制或酸堿精制、白土精制等工藝，除去或降低形成游離碳的物質(zhì)、低粘度指數(shù)的物質(zhì)、氧化安定性差的物質(zhì)、石蠟以及影響成品油顏色的化學(xué)物質(zhì)等組分，得到合格的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，經(jīng)過(guò)調(diào)合并加入添加劑后即成為潤(rùn)滑油產(chǎn)品。潤(rùn)滑油最主要的性能是粘度、氧化安定性和潤(rùn)滑性，它們與潤(rùn)滑油餾分的組成密切相關(guān)。粘度是反映潤(rùn)滑油流動(dòng)性的重要質(zhì)量指標(biāo)。不同的使用條件具有

16、不同的粘度要求。重負(fù)荷和低速度的機(jī)械要選用高粘度潤(rùn)滑油。氧化安定性表示油品在使用環(huán)境中，由于溫度、空氣中氧以及金屬催化作用所表現(xiàn)的抗氧化能力。油品氧化后，根據(jù)使用條件會(huì)生成細(xì)小的瀝青質(zhì)為主的碳狀物質(zhì)，呈粘滯的漆狀物質(zhì)或漆膜，或粘性的含水物質(zhì)，從而降低或喪失其使用性能。潤(rùn)滑性表示潤(rùn)滑油的減磨性能。潤(rùn)滑油是用在各種類型機(jī)械上以減少摩擦，保護(hù)機(jī)械及加工件的液體潤(rùn)滑劑，主要起潤(rùn)滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤(rùn)滑油占全部潤(rùn)滑材料的85%，種類牌號(hào)繁多，現(xiàn)在世界年用量約3800萬(wàn)噸。對(duì)潤(rùn)滑油總的要求是：1 減摩抗磨，降低摩擦阻力以節(jié)約能源，減少磨損以延長(zhǎng)機(jī)械壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益；2 冷卻，要求隨時(shí)

17、將摩擦熱排出機(jī)外；3 密封，要求防泄漏、防塵、防竄氣；4 抗腐蝕防銹，要求保護(hù)摩擦表面不受油變質(zhì)或外來(lái)侵蝕；5 清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除；6 應(yīng)力分散緩沖，分散負(fù)荷和緩和沖擊及減震；7 動(dòng)能傳遞，液壓系統(tǒng)和遙控馬達(dá)及摩擦無(wú)級(jí)變速等。潤(rùn)滑作用發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果一些摩擦部位得不到適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑，就會(huì)產(chǎn)生干摩擦。實(shí)踐證明，干摩擦在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量足以使金屬熔化，造成機(jī)件的損壞甚至卡死(許多漏水或漏油的汽車出現(xiàn)拉缸、抱軸等故障，主要原因就在于此)。因此必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的摩擦部位給予良好的潤(rùn)滑。當(dāng)潤(rùn)滑油流到摩擦部位后，就會(huì)粘附在摩擦表面上形成一層油膜，減少摩擦機(jī)件之間的阻力，而油膜的強(qiáng)度和韌性是

18、發(fā)揮其潤(rùn)滑作用的關(guān)鍵。結(jié)束語(yǔ)本文通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑油中的基礎(chǔ)油和添加劑兩大組成部分的性質(zhì)及基礎(chǔ)油現(xiàn)今制造工藝的研討，充分的認(rèn)識(shí)到了國(guó)內(nèi)外潤(rùn)滑油制造的情況。雖然傳統(tǒng)方式仍占據(jù)較大的部分，但是傳統(tǒng)方式與加氫工藝的結(jié)合具有較大的發(fā)展前景，二者結(jié)合的方式將會(huì)更加的快捷，節(jié)能的制造出高質(zhì)量的基礎(chǔ)油，進(jìn)而制造出高質(zhì)量的潤(rùn)滑油，再配合合理搭配的添加劑，能夠制造出符合當(dāng)今汽車行業(yè)需求的各種高端潤(rùn)滑油，將會(huì)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)1秦瑞岐. 當(dāng)前蘇聯(lián)潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝J. 潤(rùn)滑油,1986,03:24-27.2徐樺. 糠醛抽出油的綜合利用D.山東大學(xué),2006.3陳軍. 重交通道路瀝青生產(chǎn)工藝及質(zhì)量控制研究D.天津大學(xué),2006.4黃福川. 多燃料多級(jí)環(huán)保內(nèi)燃機(jī)油的研制D.西南石油學(xué)院,2005.5李師. 基于ANFIS的酮苯脫蠟結(jié)晶過(guò)程潤(rùn)滑油收率軟測(cè)量模型D.華東理工大學(xué),2011.6張利. 中海綏中36-1餾分油生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油研究與工業(yè)化D.中國(guó)石油大學(xué),2009.7黃新友. 南海高級(jí)潤(rùn)滑油公司競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略D.廈門大學(xué),2001.8朱永進(jìn).