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基础油生产工艺
基础油生产工艺

传统生产工艺

20世纪30年代,润滑油基础油的生产基本采用的是物理方法,即由溶剂精制、溶剂脱蜡和白土补充精制所构成的“老三套”传统工艺生产润滑油基础油。

(1)溶剂精制。溶剂精制是润滑油生产过程中的重要步骤,其主要作用是脱除油品中的稠环芳烃、胶质、沥青质等,使润滑油粘温性质、抗氧化安定性、残炭值、颜色等性质得到改善。该工艺较成熟,常用的溶剂有糠醛、酚和N—甲基吡咯烷酮(NMP)。

(2)溶剂脱蜡。溶剂脱蜡工艺主要包括结晶、过滤、溶剂回收和冷冻四部分,其目的是除去油品中的石蜡,降低润滑油基础油的倾点。该工艺在加工较轻的原料时有技术优势,脱蜡油收率高、粘度指数较高。为了降低能耗、节省操作费用、减少投资,国内外润滑油基础油生产企业都采用溶剂脱蜡和蜡脱油联合工艺,近几年主要是在节能、提高油和蜡收率等技术方面有比较大的改进。

(3)白土补充精制。白土补充精制是使油与白土在一定温度下充分混合,利用活性白土表面的吸附性能,通过加热、蒸发、过滤等工序,将润滑油中的氮化物、胶质、沥青质、环烷酸皂、不饱和烃、选择性溶剂、水分、机械杂质等除去,从而改善油品颜色、降低残炭、提高油品的抗氧化安定性和抗乳化度。

加氢生产工艺

基础油中的理想组分是支链烷烃(异构烷烃)和带有长烷基侧链的单环环烷烃,非理想组分则是稠环芳烃和稠环环烷烃。传统的溶剂精制工艺是选择性地抽提脱除低黏度指数的多环烃类及其它杂环化合物(如硫、氮化合物,胶质等),从而提高油品的黏度指数,使颜色和抗氧化安定性得到改善,这种物理分离的方法只能保留原料中原有的理想组分,基础油收率、黏度指数和其它性能的改善有限。润滑油加氢处理则是通过深度加氢转化的方法,使多环烃类变为理想组分,同时几乎完全脱除杂环化合物,因而基础油收率高、油品各项质量指标的改善更加明显。

加氢处理过程中,发生的化学反应主要有:①脱除杂环化合物;②芳烃饱和,环烷烃开环及异构化,这种反应是提高黏度指数最主要的反应;③正构烷烃或低分支异构烷烃临氢异构化为高分支异构烷烃;④烷烃的加氢裂化以及带有长烷基侧链环烷烃的加氢脱烷基反应。这类反应将导致轻油的产生,使基础油收率降低。前三项是有利于反应,第四项是需要抑制的反应。

异构脱蜡工艺

随着环境保护法规日趋严格以及机械工业(特别是汽车工业)的发展,对润滑油性能提出了更高的要求。为了生产这些高性能的润滑油,特别是要调配大跨度多级内燃机油,必须采用低挥发性、高黏度指数的基础油,即VI大于120、饱和度大于90%。主要成分为异构烷烃的APIⅢ类基础油具有这些性能特点,可以满足上述要求。采用溶剂脱蜡和催化脱蜡工艺是不能生产Ⅲ类基础油的,因为这两种加工方法只能将高黏度指数的正构烷烃从油品中除去,造成基础油的黏度指数低,而不能将这些高黏度指数的正构烷烃转化为高黏度指数、低倾点的异构烷烃,这不但使基础油收率低,而且不能满足高质量基础油的规格要求。异构脱蜡的基本原理就是在专门分子筛催化剂的作用下,将高倾点的正构烷烃异构化为低倾点的支链烷烃,异构脱蜡已成为当代生产API Ⅲ类基础油的重要手段。已实现工业化的润滑油异构脱蜡技术主要是Chevron的Isodewaxing技术和Exxon Mobil公司的MSDW技术。

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