9潤滑油基礎(chǔ)油的生產(chǎn)

第九章潤滑油基礎(chǔ)油的生產(chǎn)1基礎(chǔ)油原料2基礎(chǔ)油3基礎(chǔ)油的主要性質(zhì)要求及其與組成的關(guān)系1）粘度2）粘溫特性3）低溫流動(dòng)性4）抗氧化安定性5）殘?zhí)?）溶解能力7）閃點(diǎn)餾分越重粘度越大。沸點(diǎn)相近時(shí)，烷烴粘度小，芳烴粘度大，環(huán)狀烴居中。蒸餾切割餾程合適的餾分。烷烴粘溫特性好，環(huán)狀烴粘溫特性不好，環(huán)數(shù)越多粘溫特性越差。脫除多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)狀烴。長鏈烴凝點(diǎn)高，低溫流動(dòng)性差。脫除高凝固點(diǎn)的烴類。非烴類化合物安定性差。形成殘?zhí)恐饕镔|(zhì)是潤滑油中的多環(huán)芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。提高蒸餾精度，脫除膠質(zhì)瀝青質(zhì)。溶解能力指對添加劑和氧化產(chǎn)物的溶解能力。烷烴溶解能力差，芳烴溶解能力強(qiáng)。安全性指標(biāo)。餾分越輕閃點(diǎn)越低，輕組分含量越多閃點(diǎn)越低。蒸餾切割餾程合適的餾分，并氣提脫除輕組分。4生產(chǎn)基礎(chǔ)油的過程是一個(gè)剔除非理想組分的過程。潤滑油的理想組分——分支比較少的異構(gòu)烷烴；少環(huán)長側(cè)鏈的環(huán)烷烴和芳烴。非理想組分——多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)狀烴，含硫，含氮，含氧化合物及膠質(zhì)瀝青質(zhì)，高凝點(diǎn)烴類。5生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油的原料（潤滑油料）：常減壓蒸餾切割得到各種餾程的潤滑油餾分減壓渣油經(jīng)溶劑脫瀝青得到殘?jiān)鼭櫥宛s分生產(chǎn)裝置——“老三套”工藝：①溶劑精制除去各種潤滑油餾分中的非理想組分②溶劑脫蠟以除去高凝點(diǎn)組分，降低其凝點(diǎn)③白土或加氫補(bǔ)充精制該法受原油本身化學(xué)組成的限制很大，低硫石蠟基原油是潤滑油的良好原料。6基礎(chǔ)油生產(chǎn)工藝過程簡介

——溶劑精制工藝常壓渣油減壓塔減二酮苯脫蠟裝置輕脫油白土補(bǔ)充精制裝置150N400N650N120BS糠醛精制裝置丙烷脫瀝青裝置減三減四減壓渣油脫氮裝置7基礎(chǔ)油生產(chǎn)工藝過程簡介—二段加氫工藝潤滑油料加氫處理裝置蒸餾裝置輕油加氫精制裝置餾分油酮苯脫蠟裝置125N200N500N150BS含蠟基礎(chǔ)油8基礎(chǔ)油生產(chǎn)工藝過程簡介——混合加氫工藝常壓渣油減壓蒸餾150N餾分變壓器油餾分500N餾分糠醛抽出油輕脫瀝青油丙烷脫瀝青糠醛精制加氫精制酮苯脫蠟加氫異構(gòu)變壓器油HVI150HVI500150BSVHVI瀝青蠟液9基礎(chǔ)油生產(chǎn)工藝過程簡介—三段加氫工藝之一常壓渣油減壓塔減三加氫處理裝置輕脫油常減壓裝置70N150N500N150BS糠醛精制裝置丙烷脫瀝青裝置減四VHVI料減壓渣油VHVI抽出油加氫異構(gòu)裝置加氫精制裝置10潤滑油基礎(chǔ)油的分類

1．粘度等級（牌號）劃分低粘度組分---中性油：40℃賽氏通用粘度（秒）高粘度組分---光亮油(BS):100℃賽氏通用粘度(秒)112．按原油屬性的基礎(chǔ)油分類法1）石蠟基基礎(chǔ)油

SN—SolventNeutral溶劑精制(中性油)

BS—BrightStock光亮原料（油）

SSN—石蠟基基礎(chǔ)油深度精制中性油2)中間基基礎(chǔ)油

ZN—中等粘度指數(shù)基礎(chǔ)油

PZN—中等粘度指數(shù)普通精制基礎(chǔ)油

ZNZ--中等粘度指數(shù)重質(zhì)基礎(chǔ)油3)環(huán)烷基基礎(chǔ)油

DN—低粘度指數(shù)基礎(chǔ)油

DNZ--低粘度指數(shù)重質(zhì)基礎(chǔ)油123．基礎(chǔ)油的新分類法-----粘度指數(shù)分類法

按粘度指數(shù)大小分為低、中、高、很高和超高粘度指數(shù)五種基礎(chǔ)油；按適用范圍分為通用和專用兩種基礎(chǔ)油。基礎(chǔ)油的新分類法見附表我國潤滑油粘度牌號及粘度范圍見附表13基礎(chǔ)油的新分類法

超高粘度指數(shù)很高粘度指數(shù)高粘度指數(shù)中粘度指數(shù)低粘度指數(shù)粘度指數(shù)VI≥140120≤V＜14090≤VI＜12040≤VI＜90VI＜40通用基礎(chǔ)油UHVIVHVIHVIMVILVI專用基礎(chǔ)油低凝UHVIWVHVIWHVIWMVIW--深度精制UHVISVHVISHVISMVIS--14符號字母意義UH----超高（UltraHigh）VH----很高（VeryHigh）H----高（High）M----中（Middle）L----低（Low）VI----粘度指數(shù)（ViscosityIndex）W----表示其低凝特性（Winter）S----表示其深度精制特性（Super）15粘度牌號

16例：高粘度指數(shù)150號中性油代號：HVI150很高粘度指數(shù)低凝150號中性油代號：VHVIW150高粘度指數(shù)150號光亮油代號：HVI150BS中粘度指數(shù)深度精制90號光亮油代號：MVIS90BS17第一節(jié)溶劑脫瀝青

1．溶劑脫瀝青過程在煉油工業(yè)中的作用

1）由渣油生產(chǎn)高粘度指數(shù)的重質(zhì)潤滑油。

2）由渣油生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油。

3）生產(chǎn)瀝青。182、溶劑脫瀝青生產(chǎn)基本原理渣油中的烴類和非烴類，在非極性溶劑(丙烷等)中有非常明顯的溶解度差異，在一定溫度范圍內(nèi)，溶劑對烷烴、環(huán)烷烴、少環(huán)的芳烴溶劑能力強(qiáng)，對膠質(zhì)、瀝青幾乎不溶解，在抽提塔中利用二種物質(zhì)的密度差，逆流接觸，并在抽提塔中控制一定的溫度差，生產(chǎn)出質(zhì)量合格的脫瀝青油。193．溶劑脫瀝青常用溶劑脫瀝青常用溶劑：丙烷、丁烷、戊烷及其混合物。當(dāng)以丙烷為溶劑時(shí)，脫瀝青選擇性高，脫瀝青油的品質(zhì)最好，殘?zhí)恐底畹停扯冗m當(dāng)（脫瀝青油收率低）。溶劑烷烴分子增大，則脫瀝青選擇性降低，脫瀝青油收率提高。對潤滑油型溶劑脫瀝青工藝，幾乎都是采用丙烷脫瀝青工藝。20潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)---丙烷脫瀝青10080604020

-400204080AB不溶物含量%溫度℃丙烷--渣油溶解圖溶劑比（體）為2﹕1從40℃～96.84℃（丙烷臨界溫度）渣油在液體丙烷中的溶解度由100%到0，渣油與丙烷完全分離成兩相。214．丙烷脫瀝青的工藝流程

--1）抽提部分抽提任務(wù)：把丙烷溶劑和原料油充分接觸而將原料油的潤滑油組分溶解出來，使之與膠質(zhì)瀝青質(zhì)分離。22兩段抽提流程輕脫瀝青油（殘?zhí)恐担?.7%）、重脫瀝青油（殘?zhí)恐担?.7%）抽提塔的型式：填料塔擋板塔多孔板塔轉(zhuǎn)盤塔

232）溶劑回收部分

溶劑回收部分的任務(wù):從含油的丙烷溶液和瀝青溶液中分出丙烷，得到油和瀝青。溶劑回收由四部分組成：輕脫瀝青油中溶劑回收重脫瀝青油溶劑回收瀝青中溶劑回收低壓溶劑回收24按回收工藝機(jī)理的不同，分為兩類：

①蒸發(fā)—冷凝回收②臨界回收法（節(jié)能~30%）臨界回收工藝：基本原理是丙烷在40℃以上時(shí)隨著溫度的升高溶解能力逐漸降低，當(dāng)溫度升高到臨界溫度（96.84℃），壓力大于臨界壓力時(shí)，丙烷的溶解能力最小，幾乎變?yōu)?，密度也最小，這時(shí)與油的密度差最大，脫瀝青油很容易從丙烷中分離出來。臨界回收又分兩種：亞臨界回收：接近臨界溫度下回收超臨界回收：在稍高于臨界溫度、壓力下回收溶劑回收方法25圖11-4丙烷脫瀝青工藝原理流程

26影響溶劑脫瀝青的主要因素1、溫度改變溫度會(huì)改變?nèi)軇┑娜芙饽芰Γ娇拷R界溫度則溫度的影響越顯著。調(diào)整抽提過程各部位的溫度是主要的操作調(diào)節(jié)手段。

抽提塔頂部溫度提高，溶劑的密度減小、溶解能力下降、選擇性加強(qiáng)。脫瀝青油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)少，殘?zhí)恐档?，但收率降低。抽提塔底部溫度較低時(shí)，溶劑溶解能力強(qiáng)，瀝青中大量重組分被溶解，因而瀝青中含油量減少，軟化點(diǎn)高，脫瀝青油收率高。

27塔頂、塔底的溫度高低應(yīng)根據(jù)原料性質(zhì)、脫瀝青油及瀝青質(zhì)量要求而定。

溶劑不同，要求的抽提溫度也不同：丙烷50℃～90℃丁烷100℃～140℃戊烷150℃～190℃在最高允許溫度以下，采用較高的溫度可以降低渣油的粘度，從而改善抽提過程中的傳質(zhì)狀況。

282、壓力操作壓力不作為調(diào)節(jié)手段。選擇操作壓力時(shí)必須注意：①為了保證抽提操作是在雙液相區(qū)內(nèi)進(jìn)行，對某種溶劑和某個(gè)操作溫度都有一個(gè)最低限壓力，操作壓力應(yīng)高于此最低限壓力。②在近臨界溶劑抽提或超臨界溶劑抽提的條件下，壓力對溶劑的密度有較大的影響，因而對溶劑的溶解能力的影響也大。

293、溶劑比丙烷與渣油的體積比稱為溶劑比，它影響丙烷對渣油中各組分的選擇性溶解能力。30圖11-6脫瀝青油的殘?zhí)寂c溶劑比關(guān)系

314、原料油性質(zhì)渣油中油分含量多時(shí)，需較大的溶劑比，脫瀝青油收率也高，相應(yīng)粘度較低。原料中含油量少時(shí)，所得脫瀝青油粘度高、收率低。可采用較小的溶劑比，但必須提高抽提溫度，以提高丙烷的選擇性，才能保證脫瀝青油的質(zhì)量。

32第二節(jié)潤滑油的溶劑精制1、潤滑油粘度、粘溫特性與組成的關(guān)系

潤滑油的理想組分：少環(huán)長側(cè)鏈環(huán)狀烴及少分支異構(gòu)烷。

潤滑油的非理想組分：正構(gòu)烷烴、多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)狀烴和非烴化合物、膠質(zhì)等。造成油品粘度指數(shù)低、抗氧化安定性差、酸值高、腐蝕性強(qiáng)、顏色深。332、潤滑油精制的目的從潤滑油原料中除去大部分多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)狀烴和含S、N、O化合物及膠質(zhì)瀝青質(zhì)等，使粘溫性質(zhì)、抗氧化安定性、殘?zhí)恐?、顏色等性質(zhì)得到改善，稱精制。34

3、精制方法①酸堿精制②溶劑精制③吸附精制④加氫精制溶劑精制是目前我國最廣泛采用的精制方法。354、溶劑精制----溶劑的選擇烴類在極性溶劑中的溶解能力：

烷烴<環(huán)烷烴<少環(huán)芳烴<多環(huán)芳烴<膠質(zhì)溫度高溶解能力大

選擇性與溶解能力是一對矛盾

36選擇溶劑的主要依據(jù)1）有良好的選擇性；2）對非理想組分溶解能力強(qiáng)；3）密度較大，粘度小；4）溶劑與油有較大的沸點(diǎn)差；5）安定性好；6）毒性小，無爆炸危險(xiǎn)，腐蝕性??；7）來源豐富，價(jià)格便宜。常用的溶劑：糠醛、苯酚、N-甲基吡咯烷酮（NMP）（三種溶劑的性質(zhì)及使用性能對比見P244表2-56）375、溶劑精制工藝原理利用溶劑對潤滑油中的非理想組份（多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)狀烴、膠質(zhì)瀝青質(zhì)、氧氮硫的化合物）的溶解能力強(qiáng)，而對理想組分（少環(huán)長側(cè)鏈環(huán)狀烴）溶解能力差，在低于臨界溫度條件下密度差較大，在萃取塔中使溶劑和原料兩者逆流接觸并分層，從而使?jié)櫥偷睦硐虢M分和非理想組分分開。3839基礎(chǔ)油生產(chǎn)---糠醛精制糠醛密度大，由塔上部進(jìn)入，原料從塔下部進(jìn)入，進(jìn)行逆流抽提。塔內(nèi)溫度自上而下逐漸降低，形成溫度梯度20~50℃。塔頂溫度高，溶解能力強(qiáng)，保證油料的精制深度；塔底溫度低，使溶解的理想組分析出，保證精制油收率，見圖2－91。萃取系統(tǒng)示意圖糠醛精制油原料抽出油底循環(huán)40基礎(chǔ)油生產(chǎn)---糠醛精制在操作中有如下幾條規(guī)律：⑴適宜的塔頂溫度可改善油品質(zhì)量，提高粘溫性能。⑵適宜的塔底溫度主要是保證產(chǎn)品的收率。⑶油品密度越大，在溶劑中的溶解度也越小，為了獲得質(zhì)量好的精制油，抽提溫度就要相應(yīng)控高一點(diǎn)。(4)溶劑比越大，精制深度加深，能提高質(zhì)量，但收率下降。41基礎(chǔ)油生產(chǎn)---糠醛精制6、抽提溶劑的回收1)提取液和提余液中溶劑的回收：多效蒸發(fā)抽余液中溶劑較少，約15%左右。提取液中溶劑達(dá)90%以上?？啡┚蒲b置能耗中溶劑回收占總能耗的75～85％。精制液回收系統(tǒng)采用蒸汽汽提一次回收工藝。抽出液回收占回收系統(tǒng)的70％，采用四塔三效工藝，即三效蒸發(fā)加一次汽提回收。42多效蒸發(fā)：以多塔多次蒸發(fā)替代一塔一次蒸發(fā)，而且各塔的操作壓力、溫度不同，溶劑在低壓下蒸發(fā)時(shí)所需要的熱量是來自高壓蒸出的溶劑蒸氣所放出的冷凝潛熱，從而達(dá)到降低加熱爐熱負(fù)荷及裝置能耗的目的。采用三效蒸發(fā)時(shí)，加熱爐熱負(fù)荷降到單效蒸發(fā)時(shí)的41%。43從糠醛水溶液中回收糠醛：用雙塔回收法糠醛與水在蒸餾時(shí)會(huì)形成共沸物（含糠醛35%）。將汽提得到的糠醛－水共沸物冷到40℃送到分層罐分成兩層，上層為含糠醛6.5%的水溶液送入水溶液脫糠醛塔，糠醛以共沸物組成從塔頂蒸出，冷凝后回到分層罐，而水從塔底排出。分層罐的下層為含糠醛93%混合液，送入糠醛脫水塔，水以共沸物組成從塔頂蒸出，冷凝后回到分層罐，塔底得到含水小于0.5%的干糠醛。2)水溶液中溶劑的回收44糠醛精制工藝原則流程：包括溶劑抽提、溶劑回收和溶劑干燥三個(gè)部分。45第三節(jié)潤滑油溶劑脫蠟潤滑油脫蠟的目的：解決油品的低溫流動(dòng)性問題。油品失去流動(dòng)性的原因：①粘溫凝固②結(jié)構(gòu)凝固46油品脫蠟的方法

催化脫蠟（加氫降凝）：使?jié)櫥土现心c(diǎn)較高的正構(gòu)烷烴轉(zhuǎn)化為凝點(diǎn)較低的異構(gòu)烷烴和低分子烷烴，其它烴類基本不發(fā)生變化。溶劑脫蠟：利用溶劑在低溫下對油和蠟有不同的溶解度，在低溫下溶解油而不溶解（或很少）蠟，然后用過濾方法將油與蠟分離。47一、溶劑脫蠟----脫蠟溶劑

1、溶劑的作用：①稀釋作用：降低油品粘度，利于蠟結(jié)晶長大；②選擇性溶解：油溶于溶劑而蠟極少溶解，利于油蠟分離。脫蠟溫差：脫蠟溫度與脫蠟油凝點(diǎn)之差。482、對脫蠟溶劑的要求①粘度足夠低；②選擇性好，低溫下對蠟溶解度小，使脫蠟溫差小；③低溫下對油的溶解度大；④能使蠟結(jié)晶有良好的形狀，使過濾速度較高；⑤沸點(diǎn)不應(yīng)太高以利回收；⑥化學(xué)安定性和熱穩(wěn)定性好，不易分解；⑦適應(yīng)各種原料；⑧冰點(diǎn)低、在脫蠟溫度下不結(jié)晶；⑨毒性小；不腐蝕設(shè)備；⑩價(jià)格便宜。493、常用的脫蠟溶劑

極性溶劑：酮類如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等。低溫下對蠟溶解度小，加入酮類可減小蠟的溶解度，是蠟的沉淀劑。非極性溶劑：烴類如苯、甲苯、丙烷、輕汽油等。低溫下對油有較大的溶解度，是油的稀釋劑，但對蠟的溶解度也較大。一種溶劑難以達(dá)到要求，常用混合溶劑。由非極性組分(苯類)及極性組分(酮類)混合而成，故稱酮苯脫蠟。504、酮苯脫蠟的脫蠟原理利用混合溶劑（丁酮和甲苯）對油、蠟具有不同的溶解度，對油的溶解度大，在低溫下使蠟過飽和結(jié)晶析出，然后用機(jī)械過濾的方法使油蠟分離；脫蠟原料加入溶劑，降低原料的粘度和溶液中蠟結(jié)晶體的濃度，使蠟生成均勻的結(jié)晶體。51酮苯脫蠟裝置原則流程圖冷凍系統(tǒng)結(jié)晶系統(tǒng)過濾系統(tǒng)回收系統(tǒng)蠟出裝置安全氣系統(tǒng)原料二次一次溶劑三次液氨氣氨脫蠟油蠟膏脫蠟油出裝置525、影響酮苯脫蠟過程的主要因素

工藝要求：①使含蠟原料油中要除去的蠟完全析出；②使蠟形成良好的結(jié)晶狀態(tài)。53影響酮苯脫蠟過程的主要因素（1）原料性質(zhì)原料輕重對脫蠟的影響

石蠟為大薄片狀結(jié)晶，易過濾；微晶蠟為細(xì)小針狀結(jié)晶，不易過濾。

餾分重則蠟結(jié)晶變得細(xì)小，不易過濾。原料油組成對脫蠟的影響：石蠟，微晶蠟

原料油餾分寬窄對脫蠟的影響

餾分窄蠟性質(zhì)相近，結(jié)晶好，易過濾。原料油中膠質(zhì)與瀝青質(zhì)含量對脫蠟的影響

原料油含水對脫蠟的影響水在低溫下析出為細(xì)小冰粒，妨礙蠟結(jié)晶更好地生長，不易過濾。

54（2）溶劑組成油與溶劑完全互溶的最低溫度稱為互溶溫度。

酮含量高，過濾速度快，脫蠟溫差小，但如果不互溶則油收率減小。

餾分重，互溶溫度升高。

（3）溶劑比

溶劑比=脫蠟溶劑量/脫蠟原料油

=(稀釋溶劑+冷洗溶劑)/脫蠟原料油

要求在過濾溫度下充分溶解油分55（4）溶劑加入的方法與位置溶劑加入方式對脫蠟效果影響很大。一次稀釋法：在蠟冷凍結(jié)晶前一次全部加入。多次稀釋法：冷凍前和冷凍過程中逐次加入。此法可改善蠟的結(jié)晶，增加過濾速度，減小脫蠟溫差，提高脫蠟油的收率。對餾分油，在原料冷卻到比它的凝點(diǎn)低15～20℃時(shí)加入溶劑，稱為“冷點(diǎn)稀釋”。對殘?jiān)?，在原料泵出口處加入一次溶劑，加熱?0℃后再冷卻結(jié)晶，稱為“熱處理”。

56（5）冷卻速度冷卻速度＝溫降數(shù)/停留時(shí)間

(℃/h)

停留時(shí)間=套管容積/體積流量

(h)

蠟開始結(jié)晶時(shí)冷卻速度過高則會(huì)形成大量結(jié)晶中心，蠟晶細(xì)小，溶液粘度增加過快，對結(jié)晶不利。

（6）溶劑的質(zhì)量溶劑純度高則脫蠟效果好濕溶劑含水<0.3%（7）助濾劑：甲基丙烯酸酯等

加入助濾劑，可增大蠟結(jié)晶顆粒，提高處理量和收率。57第四節(jié)潤滑油的白土補(bǔ)充精制補(bǔ)充精制目的：

除去溶劑精制，脫蠟后殘留在潤滑油中的微量溶劑、水份、硫化物，氮化物、無機(jī)酸、有機(jī)酸（環(huán)烷酸、磺酸）、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等有害組分，改善油品的顏色和安定性。補(bǔ)充精制的重要性：

是使成品潤滑油的機(jī)械雜質(zhì)、水份、酸值、抗乳