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隨著環(huán)保意識(shí)的提髙與機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步,對(duì)工業(yè)潤(rùn)滑油產(chǎn)品質(zhì)量提出了更加苛刻的要求。潤(rùn)滑油要有高的抗氧化安定性、更好的黏溫性、好的低溫流動(dòng)性以及優(yōu)良的剪切穩(wěn)定性與抗磨 性,且環(huán)境污染小。這時(shí)單純依靠調(diào)整添加劑配方來(lái)提高潤(rùn)滑油使用性能的辦法,已無(wú)法達(dá) 到要求,需要從潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油質(zhì)量上去解決問(wèn)題。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的礦物潤(rùn)滑油質(zhì)量很難有進(jìn) 一步的提髙,而世界范圍內(nèi)適合生產(chǎn)潤(rùn)滑油的原油資源日益減少,潤(rùn)滑油生產(chǎn)必須面對(duì)劣質(zhì) 的重質(zhì)原油,這對(duì)于傳統(tǒng)加工工藝也是一道難題。因此,開發(fā)了新的加氫工藝。
傳統(tǒng)工藝 潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油加工的目的是為了得到所期望的產(chǎn)品性能,然后得到最大的基礎(chǔ)油產(chǎn)率。 傳統(tǒng)工藝是用減壓餾分油按順序經(jīng)過(guò)溶劑精制、溶劑脫蠟、加氫或白土補(bǔ)充精制,用減壓渣 油則先經(jīng)過(guò)丙烷脫瀝青、脫瀝青油在按上述流程加工生產(chǎn)。工藝流程簡(jiǎn)圖見圖1 _1 _1。潤(rùn) 滑油加工從減壓渣油和脫瀝青油生產(chǎn)基礎(chǔ)油典型的三個(gè)主要步驟:①精制以提高黏度指數(shù); ②脫蠟以降低傾點(diǎn);③補(bǔ)充精制以改善穩(wěn)定性和色度。另外,為調(diào)整黏度、閃點(diǎn)和揮發(fā)度, 在精制、脫蠟以及補(bǔ)充精制步驟的前、后或中間過(guò)程中,常采用蒸餾裝置。這些過(guò)程的優(yōu)劣 決定產(chǎn)品質(zhì)量。
(1)溶劑精制
溶劑精制是物理分離過(guò)程,它是利用餾分油中所含非理想組分在某些極性有機(jī)溶劑中的 溶解度,比在理想組分溶解度大這一性質(zhì),來(lái)把非理想組分從餾分油中分離出去的一種加工 方法。溶劑精制主要采用糠醛或iV-甲基-2-砒咯烷酮(NMP),.除去不期望的組分,如低 黏度芳烴、環(huán)烷烴和一些雜原子,從而得到具有較好的黏度指數(shù)的精制油和較高芳烴的抽出 4 L減壓渣油_1_
燃料-潤(rùn)滑油型煉油工藝簡(jiǎn)圖 油。這樣的工藝一般要求原料性質(zhì)比較好,但是近年來(lái)適應(yīng)直接生產(chǎn)潤(rùn)滑油的好原料正在逐 漸減少。我國(guó)大慶和蘭州兩個(gè)石化企業(yè)建設(shè)了加氫工藝,加氫工藝通過(guò)芳烴飽和、開環(huán)以及 除去雜質(zhì)原子,將低黏度指數(shù)成分轉(zhuǎn)化為較髙黏度指數(shù)基礎(chǔ)油,精制水平有顯著提髙。
(2)溶劑脫蠟
溶劑脫蠟是利用一種在低溫下對(duì)油溶解能力很大,而對(duì)蠟溶解能力很小,并且本身低溫 黏度很小的溶劑稀釋原料,使蠟結(jié)成較大晶粒,用結(jié)晶和過(guò)濾的方法脫除蠟達(dá)到期望的傾 點(diǎn)。傳統(tǒng)工藝采用溶劑如甲基乙基酮,產(chǎn)品是脫蠟基礎(chǔ)油和含油蠟。
(3)補(bǔ)充精制
潤(rùn)滑油經(jīng)溶劑精制、溶劑脫蠟后,還會(huì)含有大量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸以及氧、硫、氮 的化合物和微量溶劑等雜質(zhì)。國(guó)內(nèi)潤(rùn)滑油補(bǔ)充精制現(xiàn)有三種工藝。第一種為白土補(bǔ)充精制, 第二種為加氫補(bǔ)充精制,第三種為液相脫氮-白土補(bǔ)充精制。
?、侔淄辆啤0淄辆剖俏锢砦竭^(guò)程,雜質(zhì)大部分屬于極性物質(zhì),易被活性白土吸 附除去。擇吸附能力的j頓序是:膠質(zhì)-瀝青質(zhì)-芳香烴-環(huán)烷烴-烷烴。我國(guó)基礎(chǔ)油普遍 氮含量高/用低壓加氫精制不能解決問(wèn)題,使本來(lái)已逐漸淘汰的白土精制近年又開始復(fù)蘇。 但是,白土精制對(duì)于500N以上的重組分油精制,白土使用量太大,經(jīng)濟(jì)性較差。
②加氫補(bǔ)充精制。加氫補(bǔ)充精制普遍采用緩和條件下加氫,能脫除油品中殘余溶劑、 部分硫化物、氧化物、少量氮化'物,改善油品的中和值、殘?zhí)俊馕?,同時(shí)對(duì)添加劑的感受 性方面也有較好效果,但是加氫補(bǔ)充精制對(duì)脫堿性氮化物效果較差,其精制油氧化安定性難 以達(dá)到基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)要求。在國(guó)外,加氫法取代了大部分白土精制裝置。由于我國(guó)原料油的特 殊情況,加氫精制油光安定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性不如白土精制油,這些都有待進(jìn)一步改進(jìn)。
?、垡合嗝摎?白土補(bǔ)充精制。我國(guó)原油含氮量在0.1% ~〇. 5%之間,含氮量偏高。石油 中氮化物分堿性氮化物和非堿性氮化物兩類,堿性氮化物是指用髙氯酸(HC104)在醋酸溶液中 滴定的氮化物,非堿性氮化物則不能用此方法滴定。堿性氮化物在油品的氧化過(guò)程起促進(jìn)劑作5
用,因而必須除去。堿性氮化物多存在于芳烴、多環(huán)芳烴中,相對(duì)分子質(zhì)量較大的堿性氮化物 多存在于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中。堿性氮化物極性較大,尤其是取代的吡啶和喹啉化合物,選擇一種 脫堿氮?jiǎng)谶m當(dāng)?shù)臈l件下使之反應(yīng)生成新的化合物,生成物在電場(chǎng)作用下富集與精制油分離, 或利用其比重較大與精制油的比重差自然沉降富集與精制油分離,達(dá)到脫去堿性氮化物的目的。
液相脫氮-白土補(bǔ)充精制工藝,在液相脫氮過(guò)程中針對(duì)堿性氮化物的脫氮?jiǎng)┠苊撊ゴ罅?堿性氮化物,白土補(bǔ)充精制則進(jìn)一步吸附部分膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中的氮化物、水分等,顯著提高 精制油在高溫苛刻條件下的氧化安定性。液相脫氮與白土精制結(jié)合,既有效脫除了堿性氮化 物,又大大降低了白土用量,收率損失小。脫氮精制油再經(jīng)白土補(bǔ)充精制,脫除油品中殘余 的溶劑、微量脫氮?dú)堅(jiān)?,改善顏色,降低中和值等,達(dá)到進(jìn)一步精制油品的目的。精制油除 調(diào)制汽輪機(jī)油、液壓油外,尤其適于調(diào)制內(nèi)燃機(jī)油、齒輪油等。
(4)丙烷脫瀝青
渣油中除了高分子的烴以外,還含有大量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì),必須除去。利用丙烷、丁焼 等輕烴溶劑對(duì)渣油中的烷烴、環(huán)烷烴、單環(huán)芳烴等溶解能力強(qiáng),對(duì)稠環(huán)芳烴溶解能力弱,對(duì) 膠質(zhì)溶解能力更弱,對(duì)瀝青基本不溶解的性質(zhì),將雜質(zhì)除去。
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