润滑油基础油概论及加工工艺课件

1、润滑油基础油概论及加工工艺 引言石油公司的品牌 润滑油基础油的发展趋势对性能要求的趋势-成品油成品油-基础油+添加剂成品油对基础油的要求的提升API 、类基础油的优越性基础油的发展趋势环保的要求低排放节省燃料油发动机制造商的对策设计新型发动机润滑油工业的对策老办法：改善添加剂新办法：改善添加剂和基础油基础油的质量发展 现代发动机对润滑油的新要求名称对润滑油的要求对基础油的要求发动机油低排放，低油耗省燃料油换油期长，长寿命在低粘度时挥发性低低粘度，高粘度指数氧化安定性好对基础油品质的压力长寿命=高氧化安定性添加剂损失少低挥发度=高沸点低油耗（内燃机油）低粘度=好的低温泵送性随着21世纪环保法规的

2、日益严格，机械设备和车辆的升级换代，润滑油规格标准的提高速度不断加快。润滑油的使用性能也越来越依赖基础油的内在质量。不断改进加工工艺，提高基础油的质量，以满足各类润滑油标准发展的需要已经成为必然的课题。对基础油品质的压力不同方法生产的基础油组成 II类油的优点高纯度轿车机油氧化安定性（5W-30）高效益使基础油生产选择加氢工艺小结走加氢道路是提高润滑油质量的必由之路人类最早使用动物脂肪作为润滑油。加拿大和美国分别于1858年和1859年开始商业化使用石油。美国宾西法尼亚匹兹堡炼油厂最早使用石油馏分作为润滑油。1876年俄罗斯建立了世界上第一个润滑油生产厂，并在1878年巴黎世界博览会上推出了第

3、一批矿务润滑油样品。早期润滑油基础油生产采用酸碱洗涤精制和白土渗滤精制润滑油，用冷榨和离心法脱去基础油原料中的蜡组分。1923年建立了第一套液态SO2精制装置，1928年第一套酚精制装置在加拿大帝国石油公司投产。第一套润滑油酮苯脱蜡装置于1927年在美国印第安纳炼油厂投产，1933年德士古公司开发成功糠醛精制工艺。20世纪70年代德士古和埃克森公司开发了N甲基吡咯烷酮精制工艺。润滑油基础油生产工艺的起源及发展1969年法国IFP开发了润滑油加氢处理工艺，在西班牙普伟托利亚诺炼厂投产。美国海湾研究开发公司、雪弗龙和壳牌先后开发和工业化了自身的加氢处理工艺。1977年英国BP公司开发了第一套催化脱

4、蜡装置，在美国德州贝敦炼厂投产。壳牌、雪弗龙和莫比尔开发了异构脱蜡催化剂和工艺，生产高粘度指数基础油。雪弗龙在旧金山里奇蒙炼厂实现了世界上第一条全氢润滑油基础油生产线。润滑油基础油生产工艺的起源及发展基础油组成与其理化特性的关系润滑油基础油生产的工艺 老三套工艺技术： 溶剂精制 溶剂脱蜡 补充精制 目前的工艺技术都是围绕老三套的物理过程转化为化学反应过程，同时进行各种过程的重新排列，不断优化提升基础油的质量。润滑油基础油生产的工艺物理方法将理想组分与非理想组分分离，通过原油常减压蒸馏，切取不同粘度的常减压馏分和减压渣油，作为润滑油生产原料，而后通过溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土补充精制将

5、润滑油基础油中的非理想组分脱除。化学方法是将润滑油中的非理想组分转化为理想组分并除去杂质。如加氢精制、加氢处理、加氢裂化、催化脱蜡、异构脱蜡和加氢饱和。加氢反应能使多环芳烃饱和、开环，转变为少环多侧链的环烷烃，可提高粘度指数，同时通过加氢将氧、氮、硫分别以H2O、NH3、SO2方式除去；异构脱蜡可以将正构烷烃异构成为润滑油的理想组分异构烷烃，所以其脱蜡油收率及粘度指数都比催化脱蜡高。溶剂精制原理润滑油溶剂精制的目的是从润滑油料中，除去所含的大部分多环短侧链的芳香烃、胶质以及含氧、氮、硫的非烃化合物（统称为非理想组分），而保留其理想组分链烷烃、少环长侧链环烷烃、少环长侧链芳香烃，从而改善基础油的

6、粘温特性、抗氧化安定性、抗乳化性和颜色等。 润滑油溶剂精制是物理分离过程，所选用的溶剂，对润滑油中非理想组分能选择性溶解，而对油中的理想组分溶解度很小，从而通过萃取把非理想组分抽出，理想组分则留在精制液中，然后分别蒸出溶剂，即可得到精制润滑油和付产物抽出油，蒸出的溶剂在系统中循环使用。由于润滑油中非理想组分绝大部分是通过溶剂精制除去的，所以溶剂精制效果的好坏与润滑油产品质量及收率有很大的关系。糠醛精制溶剂脱蜡原理蜡在温度降低时从油中析出，形成结晶进而结成网状结构，阻碍油品流动，甚至使油品凝固。脱蜡使润滑油在低温下不凝固，保证润滑油基础油的低温流动性和低温泵送性能。在润滑油料中加入选择性溶剂，使

7、油料与溶剂混合物冷却结晶，然后通过过滤达到油料分离的目的。溶剂脱蜡的流程补充精制原理经过溶剂精制及溶剂脱蜡的润滑油料中，残留有微量溶剂、水份、有机酸、氮化物及胶质等杂质，这些物质的存在影响油品的颜色、氧化安定性、抗乳化性和绝缘性等，因此还需进行补充精制。通常用白土进行精制，在较高温度下把润滑油中的有害物质吸附在活性白土上，以改善润滑油的上述性能。白土精制属于物理吸附过程，残留在润滑油中的非理想组分大部分为极性物质，活性白土对它们的吸附能力较强，而对理想组分的吸附能力很弱。因此能比较有效地除去这些杂质，活性白土对润滑油中不同物质的吸附能力各不相同，其选择吸附能力的顺序为：沥青质和胶质芳香烃环烷烃

8、链烷烃。芳香烃和环烷烃的环数越多，越易被吸附。润滑油基础油生产的工艺根据对润滑油基础油的性能要求，从原油制取润滑油基础油应经过以下步骤：常减压蒸馏切割适当馏分：满足对基础油粘度和蒸发损失等方面的要求。精制：除去原料油中的多环短侧链芳烃及某些极性芳烃以改善基础油的粘温特性、抗氧化性能和抗乳化性，当加工减压渣油时在精制前并需经过脱沥青。脱蜡：从原料馏分中除去其所含高熔点烃类以满足对基础油低温流动性和凝固点方面要求。后精制：满足基础油抗氧化性能。对减压蒸馏基本要求对减压蒸馏基本要求国外润滑油加氢技术的发展 六十年代以前，世界上生产润滑油基本都是采用糠醛精制溶剂脱蜡白土精制方法，统称“老三套”。 七十

9、年代有了先经加氢改质提高润滑油原料的粘度指数，然后进行溶剂脱蜡生产基础油的工艺，典型的是法国石油研究院IFP技术。1981年，美国Mobil公司开发出的催化脱蜡（MLDW）生产润滑油技术 1993年，由美国Chevron公司推出的异构脱蜡（IDW）工艺在美国里奇蒙炼油厂一次投产成功 至此形成了加氢改质溶剂脱蜡 催化脱蜡 异构脱蜡三大加氢法生产润滑油技术系列。 催化脱蜡工艺 原料油加氢改质提高粘度指数临氢降凝补充精制提高产品安定性基础油工艺原理：通过选择性分子筛催化剂使润滑油中的正构烷烃和短侧链烷烃进行选择性裂化，以降低润滑油倾点。核心是用催化剂将蜡裂化成小分子烃类，所以其付产品是低价值的气体、

10、液化气和少量石脑油。因催化剂耐氮能力较差，失活快，所以要求进到催化脱蜡反应器中的进料氮含量50ppm，并且在蜡含量为50%左右时，每二三个月需进行一次氢活化，每一次氢活化需七天。工艺流程大致如下：异构脱蜡工艺 原料油加氢裂化异构脱蜡补充精制提高产品安定性基础油原理是：原料油在氢气环境中，在贵金属催化剂的作用下，使原料中的正构烷烃发生异构化反应，生成异构烷烃而成为优质润滑油基础油组分。在此过程中，也有部分碳链发生中间断裂，生成相对较小的烃类，但断裂到只剩几个碳原子的情况很少，因此气体和石脑油产率较低。该工艺是目前最先进的直接用馏分油生产润滑油的技术。 由于异构脱蜡采用贵金属催化剂，为了防止氮中毒

11、，要求进到异构脱蜡反应器中的进料含N2ppm，方可保证催化剂连续运转2年以上。因此，通常原料油需先经过加氢脱氮，为异构脱蜡生产合格原料。 工艺流程大致如下：润滑油加氢改质-溶剂精制技术 原料油加氢改质提高粘度指数补充精制提高产品安定性产品分馏得到目的基础油料溶剂脱蜡得目的产品润滑油加氢改质就是一套缓和加氢裂化，转化率一般在1050m%，再经加氢精制脱芳，以提高润滑油基础油料的安定性，从而生产出好的溶剂精制原料。其优点是：充分利用炼厂已有溶剂精制设施，用劣质原油生产优质润滑油基础油。也可说该技术是加氢裂化与溶剂精制结合的产物。因此在装置下游，尚须配套有溶剂脱蜡装置，才能生产出最终的目的基础油产品

12、。 工艺流程大致如下：先进的润滑油加工工艺技术原料油加氢裂化/处理异构脱蜡补充精制基础油产品润滑油异构脱蜡特点润滑油加氢裂化的作用 专门生产润滑油的加氢裂化必须有两个主要能力：把原料的粘度指数提高到预定目标两个方法：裂化低粘度指数的分子；芳香烃饱和提高粘度指数把原料的硫，氮去除以生产高质量基础油加氢裂化还有两个次要能力：生产希望得到的燃料油混合物把润滑油和燃料油中的芳烃饱和加氢裂化用两个方法提高粘度指数加氢裂化过程中的化学反应VI 随加氢裂化苛刻度的增加而提高不同的原料需要不同的加氢裂化苛刻度来生产高VI基础油粘度随加氢裂化苛刻度的增加而降低润滑油异构脱蜡的作用 保持油品高粘度指数的特点；使润

13、滑油总收率得以提高主要通过蜡催化异构来降低倾点，从而比溶剂脱蜡或者传统的催化脱蜡提高了润滑油的总收率和粘度指数。 润滑油加氢精制的作用 饱和芳香烃来稳定润滑油产品，改善颜色。 氧化安定性+颜色正比于总芳烃含量，1-3环的芳香烃影响氧化安定性，4环以上的多环芳香烃以及含硫含氮的杂环芳香烃影响色度，颜色安定性，储存安定性。贵金属加氢精制催化剂能在低温下有效饱和多环芳烃；且催化剂失活较慢。 异构脱蜡主要技术特点 原料适用范围广，无论是石蜡基原料油还是环烷基原油的加氢改质尾油都可以生产出高粘度指数的润滑油基础油。润滑油基础油产品综合收率高，可达到VGO原料的50%以上，产品质量好，粘度指数VI可达到80150；氧化安定性（RBOT）可达到300分钟以上；倾点可灵活调整，最低可达30mm，冰点70，倾点-40。 异构脱蜡主要技术优点高原料适应性高收率高粘度指数 加氢异构脱蜡是目前最先进的润滑油加氢技术高桥石化分公司30万吨/年润滑油加氢装置（异构脱蜡技术）装置的组成装置由加氢裂化和异构脱蜡/后精制两大单元组成加氢裂化单元反应系统：原料油的预处理和升压；循环氢压缩；高压换热（加热）与冷却；加氢裂化以及反应产物的气、液分离等。分馏系统：加氢裂化反应生成油的换热、加热与冷却；常压分馏塔及侧线产品的分