傳統生産工藝
20 世紀 30 年代,潤滑油基礎油的(de)生産基本采用(yòng)的(de)是物(wù)理(lǐ)方法,即由溶劑精制、溶劑脫蠟和(hé)白土補充精制所構成的(de)“老三套”傳統工藝生産潤滑油基礎油。
(1)溶劑精制。溶劑精制是潤滑油生産過程中的(de)重要步驟,其主要作用(yòng)是脫除油品中的(de)稠環芳烴、膠質、瀝青質等,使潤滑油粘溫性質、抗氧化(huà)安定性、殘炭值、顔色等性質得(de)到改善。該工藝較成熟,常用(yòng)的(de)溶劑有糠醛、酚和(hé) N—甲基吡咯烷酮(NMP)。
(2)溶劑脫蠟。溶劑脫蠟工藝主要包括結晶、過濾、溶劑回收和(hé)冷(lěng)凍四部分(fēn),其目的(de)是除去油品中的(de)石蠟,降低潤滑油基礎油的(de)傾點。
該工藝在加工較輕的(de)原料時(shí)有技術優勢,脫蠟油收率高(gāo)、粘度指數較高(gāo)。爲了(le)降低能耗、節省操作費用(yòng)、減少投資,國内外潤滑油基礎油生産企業都采用(yòng)溶劑脫蠟和(hé)蠟脫油聯合工藝,近幾年主要是在節能、提高(gāo)油和(hé)蠟收率等技術方面有比較大(dà)的(de)改進。
(3)白土補充精制。白土補充精制是使油與白土在一定溫度下(xià)充分(fēn)混合,利用(yòng)活性白土表面的(de)吸附性能,通(tōng)過加熱(rè)、蒸發、過濾等工序,将潤滑油中的(de)氮化(huà)物(wù)、膠質、瀝青質、環烷酸皂、不飽和(hé)烴、選擇性溶劑、水(shuǐ)分(fēn)、機械雜(zá)質等除去,從而改善油品顔色、降低殘炭、提高(gāo)油品的(de)抗氧化(huà)安定性和(hé)抗乳化(huà)度。
加氫生産工藝
基礎油中的(de)理(lǐ)想組分(fēn)是支鏈烷烴( 異構烷烴) 和(hé)帶有長(cháng)烷基側鏈的(de)單環環烷烴,非理(lǐ)想組分(fēn)則是稠環芳烴和(hé)稠環環烷烴。
傳統的(de)溶劑精制工藝是選擇性地抽提脫除低黏度指數的(de)多(duō)環烴類及其它雜(zá)環化(huà)合物(wù)( 如硫、氮化(huà)合物(wù),膠質等) ,從而提高(gāo)油品的(de)黏度指數,使顔色和(hé)抗氧化(huà)安定性得(de)到改善,這(zhè)種物(wù)理(lǐ)分(fēn)離的(de)方法隻能保留原料中原有的(de)理(lǐ)想組分(fēn),基礎油收率、黏度指數和(hé)其它性能的(de)改善有限。
潤滑油加氫處理(lǐ)則是通(tōng)過深度加氫轉化(huà)的(de)方法,使多(duō)環烴類變爲理(lǐ)想組分(fēn),同時(shí)幾乎完全脫除雜(zá)環化(huà)合物(wù),因而基礎油收率高(gāo)、油品各項質量指标的(de)改善更加明(míng)顯。
加氫處理(lǐ)過程中,發生的(de)化(huà)學反應主要有:①脫除雜(zá)環化(huà)合物(wù);②芳烴飽和(hé),環烷烴開環及異構化(huà),這(zhè)種反應是提高(gāo)黏度指數最主要的(de)反應;③正構烷烴或低分(fēn)支異構烷烴臨氫異構化(huà)爲高(gāo)分(fēn)支異構烷烴;④烷烴的(de)加氫裂化(huà)以及帶有長(cháng)烷基側鏈環烷烴的(de)加氫脫烷基反應。
這(zhè)類反應将導緻輕油的(de)産生,使基礎油收率降低。前三項是有利于反應,第四項是需要抑制的(de)反應。
異構脫蠟工藝
随著(zhe)環境保護法規日趨嚴格以及機械工業( 特别是汽車工業) 的(de)發展,對(duì)潤滑油性能提出了(le)更高(gāo)的(de)要求。爲了(le)生産這(zhè)些高(gāo)性能的(de)潤滑油,特别是要調配大(dà)跨度多(duō)級内燃機油,必須采用(yòng)低揮發性、高(gāo)黏度指數的(de)基礎油,即VI大(dà)于120、飽和(hé)度大(dà)于90% 。
主要成分(fēn)爲異構烷烴的(de)APIⅢ類基礎油具有這(zhè)些性能特點,可(kě)以滿足上述要求。
采用(yòng)溶劑脫蠟和(hé)催化(huà)脫蠟工藝是不能生産Ⅲ類基礎油的(de),因爲這(zhè)兩種加工方法隻能将高(gāo)黏度指數的(de)正構烷烴從油品中除去,造成基礎油的(de)黏度指數低,而不能将這(zhè)些高(gāo)黏度指數的(de)正構烷烴轉化(huà)爲高(gāo)黏度指數、低傾點的(de)異構烷烴,這(zhè)不但使基礎油收率低,而且不能滿足高(gāo)質量基礎油的(de)規格要求。
異構脫蠟的(de)基本原理(lǐ)就是在專門分(fēn)子篩催化(huà)劑的(de)作用(yòng)下(xià),将高(gāo)傾點的(de)正構烷烴異構化(huà)爲低傾點的(de)支鏈烷烴,異構脫蠟已成爲當代生産API Ⅲ類基礎油的(de)重要手段。
已實現工業化(huà)的(de)潤滑油異構脫蠟技術主要是Chevron的(de)Isodewaxing技術和(hé)Exxon Mobil公司的(de)MSDW技術。
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