第十一章润滑油基础油的生产.ppt

1、润滑油生产工艺,原料来源 石油经过常压蒸馏后，塔底出常压渣油。常压渣油经过减压蒸馏，便分割出轻重不同的润滑油馏分油。减压渣油经过脱沥青后，得到脱沥青油。上述润滑油馏分油和脱沥青油均是制取润滑油的原料。这些润滑油馏分油和脱沥青油可以单独制成润滑油产品，也可以通过调合方法生产不同的润滑油产品。,基础油的规格,润滑油生产,丙烷脱沥青,在炼油工业中，溶剂脱沥青过程主要用于从减压渣油制取高粘度润滑油基础油和催化裂化原料油。溶剂脱沥青的主要作用是除去渣油中的沥青以降低其残炭值和改善色泽。在生产润滑油时多以丙烷作溶剂。 溶剂脱沥青过程所指的“沥青”并非一种严格定义的产品或化合物，它是指减压渣油中最重的那一部

2、分，主要是沥青质和胶质，有些情况下也会包括少量芳烃和饱和烃。,溶剂脱沥青的基本原理,减压渣油是烃类和非烃类的混合物，从化学组成来看，它含有饱和烃、芳烃、胶质和沥青质，其中饱和烃是非极性的，其他组分是极性和强极性的。 以丙烷做溶剂时，根据溶解过程的分子相似原理，渣油中相对分子质量较小的饱和烃和芳烃较易溶解，而胶质和沥青质较差，甚至不溶。从分子极性大小来看也是饱和烃的溶解度最大，芳烃次之，胶质又次之，而沥青质基本不溶。,影响溶剂脱沥青的主要操作因素,温度 温度对溶剂脱沥青过程的影响很大，调整抽提过程各部位的温度常常是调整操作的主要手段。改变温度会改变溶剂的溶解能力，从而影响抽提过程。温度升高时，溶

3、剂的密度减小、溶解能力下降，脱沥青油的收率下降、而质量提高。选用不同的溶剂时，应当选择不同的抽提操作温度。,压力 为了保证抽提操作是在双液相区内进行，对某种溶剂和某个操作温度都有一个最低限压力，此最低限压力由体系的相平衡关系确定，操作压力应高于此最低限压力。 溶剂及容积比 溶剂脱沥青过程常用的溶剂为丙烷、丁烷和戊烷。随着这类溶剂的相对分子量的增大，选择性降低。 原料油性质 当原料油的组成、性质发生变化时，有关的操作参数要做必要的调整。,润滑油溶剂精制,润滑油除了要求具有一定的粘度外，还需要有较好的粘温性质和抗氧化安定性，以及较低的残炭值。为了满足上述要求，必须从润滑油原料中除去大部分多环短侧链

4、芳烃和胶质，以提高润滑油的质量，使润滑油的粘温性质、抗氧化安定性、残炭值、色度等符合产品的规格要求。这个过程称为润滑油精制。润滑油中的含硫、含氧含氮化合物也可在精制过程中大部分除去。 其它的精制方法：酸碱精制、溶剂精制、吸附精制加氢精制等。,溶剂精制是选用一些对油中理想组分和非理想组分具有选择性溶解能力的溶剂。对油料进行萃取分离。一般是把非理想组分萃取出来，理想组分留在提余液中，然后分别蒸出溶剂，得到提余油和抽出油。 溶剂精制是个物理过程，溶剂可循环使用，一般其消耗量约为处理原料油量的千分之几。回收溶剂需要消耗能量，抽出油可以利用，相对来说，比加氢精制便宜，因此多年来，一直是润滑油精制的主要过

5、程。,由于溶剂精制是个物理过程，不能使原料油中的非理想组分进行化学转化，因此只能处理那些原料中有足够多的理想组分的油料，否则制造不出合格的产品，由此可见，使用溶剂精制对原料的选择是很重要的。 主要溶剂有：糠醛、酚、N-甲基吡咯烷酮等。,溶剂的选择,对溶剂的要求最重要的是选择性和溶解能力。对润滑油来说，非理想组分是芳香性较强的物质和极性较强的物质，理想组分是较为饱和的物质。 烃类在极性溶剂中的溶解度与其分子结构有关，按溶解度由大到小排列： 胶质，多环芳烃，少环芳烃，环烷烃，烷烃 随着温度升高，溶剂的溶解能力增大，选择性下降。,糠醛的价格较低，来源充分，适用的原料范围较宽，毒性低，与油不易乳化而易

6、于分离，工业实用经验较多，是目前国内应用最为广泛的精制溶剂。 酚的主要缺点是毒性大，适用原料范围窄，近年来有逐渐被取代的趋势。 N-甲基吡咯烷酮的溶解能力和化学稳定性都比其他两种强，选择性居中，毒性最小，但价格高，一般需进口。,影响溶剂精制过程的主要因素,抽提温度 溶剂精制的抽提温度有一定的范围，上限是体系的临界溶解温度，即体系成为单个液相的最低温度，一般比临界溶解温度低2030，下限是润滑油和溶剂的凝固点温度。 原料油中含稠环芳烃越多，临界溶解能力就越低，随着烃类侧链长度的增加，临界溶解温度升高，随着芳香环和环烷环环数的增加，临界溶解温度急剧下降。,溶解度是随着温度的升高而增大的，在溶解度不

7、太大时，溶解度增大可使原料油中的非理想组分更多地被除去，因而精制油的粘度指数升高，当溶解度增大到一定程度后，溶剂选择性降低得过多，粘度指数转而下降，因此在曲线上出现一个最高点。在此点温度下进行抽提，可以最大限度地溶解溶解不理想组分，同时又有较高的选择性，使理想组分不致因溶解能力的提高而过多地进入提取液中。 对馏分重的、粘度大的、含蜡量多的原料油应选用较高的温度。,溶剂比 溶剂比是溶剂量与原料油量之比。多采用体积比。浓度差是抽提过程的推动力，在恒定温度下容积比增大时非理想组分的抽出量增加，精制油的质量提高，但收率下降。一般，精制重质润滑油原料时采用较大的溶剂比，而在精制较轻质的原料油时采用较小的

8、溶剂比。 提高溶剂比或提高抽提温度都能提高精制深度。,提取物循环 采用提取油返回抽提塔下部作回流的方法，可以提高提取液中非理想组分的浓度，将提取液中的理想组分和中间组分置换出去，从而提高了分离精确度可增加精制油的收率。 原料油中的沥青质含量 减压蒸馏塔的分割效果不好时，润滑油原料中可能会带有一些沥青质。沥青质几乎不溶于容剂中，而且他的相对密度介于溶剂与原料油之间，在抽提塔中容易聚集在界面处，增大了油与溶剂通过界面时的阻力。,抽提塔的效率 多使用填料塔，选用合适的填料。,润滑油溶剂脱蜡,目前工业上脱蜡的方法有：冷榨脱蜡、分子筛脱蜡、尿素脱蜡、细菌脱蜡、溶剂脱蜡等。 加氢降凝：能使润滑油中凝点较高

9、的正构烷烃转化为凝点较低的异构烷烃和低分子烷烃。 冷榨脱蜡：只适用于柴油和轻质润滑油。 分子筛脱蜡：将石油产品中的正构烷烃和非正构烷烃进行分离。 尿素脱蜡只适用于低粘度油品。 溶剂脱蜡：工艺的适用性很广，能处理各种馏分润滑油和残渣润滑油，绝大部分的润滑油脱蜡都采用溶剂脱蜡工艺。,溶剂的作用,溶剂脱蜡过程中加入溶剂的目的是，降低油蜡混合物中液相的粘度，实质上是起了稀释作用。加入的溶剂应当能在脱蜡温度下对油基本上溶解，而对蜡则很少溶解。 因为蜡不会绝对不溶于溶剂中，为了得到一定凝点的油品就不得不把溶剂润滑油冷却到比所需要的凝点更低的温度，才能得到预期的产品。这个温度差称为脱蜡温差。 脱蜡温差=脱蜡

10、油的凝点脱蜡温度,溶剂的选择性不好，溶剂对蜡的溶解度越大，则脱蜡温差越大。这对脱蜡过程是很不利的。要求溶剂对蜡有很小的溶解能力。,对溶剂的要求： 溶剂在脱蜡温度下的粘度应小。 溶剂应具有良好的选择性，对油有很好的溶解能力，对蜡则很难溶解。 溶剂的沸点不应很高，便于用简单蒸馏的方法回收，也不能过低，以避免在高压下操作。 溶剂的凝点应较低，在脱蜡温度下不会凝固。 溶剂应无毒，不腐蚀设备，化学安定性好，容易得到。,常用的溶剂,酮类-苯混合溶剂 苯主要溶解润滑油，酮类抑制溶剂对蜡的溶解度。 丙酮-苯-甲苯 润滑油脱蜡较为理想的溶剂，但闪点低。 丁酮 对油的溶解能力大，对蜡的溶解度很小。,影响溶剂脱蜡过

11、程的主要因素,原料油的性质 不同的原料油或同一种原料油的不同馏分的含蜡量不同，因而所需的溶剂比和溶剂组成也应有所不同。 原料油的馏分越窄，蜡的性质越接近，蜡结晶越好。含胶质、沥青质较多时会影响蜡结晶。 沸点越高，晶体颗粒越小，堵塞滤布。 含胶质、沥青质过多时，影响蜡结晶，不易生成大颗粒的晶体，堵塞滤布，蜡的含油量增加，含有少量胶质可促进蜡结晶。,溶剂比 溶剂比应足够大，能充分溶解润滑油，降低油的粘度，有利于蜡的结晶，提高脱蜡油的收率，但也增加了蜡在溶剂中的溶解度，使脱蜡温差增大，同时也增加了冷冻、过滤、溶剂回收的负荷。 原料油沸程较高，或粘度较大，含蜡较多，脱蜡温度较低时，需选用较大的溶剂比。,溶剂的组成 溶剂应具有较高的溶解能力和较好的选择性，避免出现第二相。 溶剂加入的方式 一种是在蜡冷冻结晶前把溶剂一次加入，称为一次稀释法。另一种是在冷冻前和冷冻