潤滑油基礎(chǔ)油的發(fā)展趨勢

1、1潤滑油基礎(chǔ)油的發(fā)展趨勢加氫裂化技術(shù)及其優(yōu)勢加氫裂化技術(shù)及其優(yōu)勢2最早的潤滑油 最早的潤滑油最早的潤滑油（古代）（古代）w 動(dòng)物油脂w 植物油脂w 早在公元前1400多年前就有使用牛羊脂肪潤滑馬車的記載。 它們的弱點(diǎn)它們的弱點(diǎn)w 不純凈w 容易氧化變質(zhì)w 不適用于現(xiàn)代工業(yè)高速、高溫、低溫、耐腐蝕等苛刻條件下的機(jī)械設(shè)備3最早的礦物潤滑油 1852年，人類第一次獲得礦物潤滑油； 1876年，俄國人在巴拉罕建立了世界第一家潤滑油工廠； 1878年，俄國人在巴黎世界博覽會(huì)上推出第一批礦物潤滑油樣品； 192040年代，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，采用溶劑、酸、以及白土精煉的礦物潤滑油大量面世； 1921年，出

2、現(xiàn)在礦物油中加入化學(xué)添加劑的現(xiàn)代意義的潤滑油（CONOCO公司）；1950年，多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油出現(xiàn)，對高粘度指數(shù)基礎(chǔ)油的需求增加；4現(xiàn)代潤滑油生產(chǎn)工藝 1960年代，加氫處理技術(shù)在美國用于潤滑油生產(chǎn)； 1969年，第一套高溫、高壓加氫裂化潤滑油處理裝置在日本投產(chǎn)； 1970年代，第一套加氫異構(gòu)脫蠟裝置在歐洲采用，生產(chǎn)高粘度指數(shù)基礎(chǔ)油； 197080年代，世界上的發(fā)達(dá)國家紛紛采用二段加氫工藝處理潤滑油； 1997年，加氫裂化加氫異構(gòu)脫蠟加氫精制的三段加氫處理工藝（CONOCO公司）。5幾種工藝路線w 物理處理工藝n溶劑精制溶劑脫蠟白土補(bǔ)充精制w 物理化學(xué)聯(lián)合工藝n溶劑預(yù)精制加氫裂化溶劑脫蠟n加氫裂化

3、溶劑脫蠟高壓加氫補(bǔ)充精制n溶劑精制溶劑脫蠟中低壓加氫補(bǔ)充精制w 化學(xué)處理工藝（三段全加氫工藝）化學(xué)處理工藝（三段全加氫工藝）n加氫裂化催化脫蠟加氫精制加氫裂化催化脫蠟加氫精制6基礎(chǔ)油加工技術(shù)發(fā)展趨勢溶劑精煉或酸堿處理或白土精制溶劑精煉加氫處理加氫裂化異構(gòu)脫蠟加氫裂化異構(gòu)脫蠟加氫精制常規(guī) 一段加氫 二段加氫 三段加氫1960年代 1970年代 1980年代 1990年代7原油的成份w 原油成份n鏈烷烴n環(huán)烷烴n芳香烴和極性物質(zhì)n硫、氮、氧、金屬環(huán)烷烴芳香烴鏈烷烴石蠟8極性芳烴和雜環(huán)化合物w 芳香烴w 含氮雜環(huán)w 含硫雜環(huán)RNRRS9原油分子結(jié)構(gòu)w 典型的原油分子不飽和的芳香環(huán)不飽和的芳香環(huán) 環(huán)烷

4、基環(huán)烷基CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC石蠟基石蠟基CCC10原油成份對潤滑油性能的影響w 不同原油成份的性能對比鏈烷烴 環(huán)烷烴 芳香烴溶解性能氧化安定性粘溫性能顏色穩(wěn)定性揮發(fā)性增強(qiáng)提高提高增強(qiáng)增高11基礎(chǔ)油的生產(chǎn)工藝w 傳統(tǒng)的基礎(chǔ)油生產(chǎn)工藝溶解、萃取、吸附等物理方法n蒸餾法n溶劑抽提法n酸堿精制n溶劑脫蠟處理n白土精制w 加氫工藝采用高壓、高溫、催化條件下的加氫反應(yīng)、分子重排等化學(xué)方法，改變油中非理想成份的分子結(jié)構(gòu)，徹底去除雜質(zhì)。只能去除5080的不飽和的芳香烴、瀝青、和石蠟等其它非理想成份12傳統(tǒng)的潤滑油生產(chǎn)工藝溶劑精制潤滑油的生產(chǎn)流程圖溶劑精制潤滑油的生產(chǎn)流程圖原油溶

5、劑精制脫蠟補(bǔ)充精制調(diào)合包裝汽油煤油柴油重油潤滑油成品潤滑油常壓渣油添加劑減壓蒸餾瀝青丙烷脫瀝青常壓蒸餾13三段加氫潤滑油生產(chǎn)過程三段加氫潤滑油的生產(chǎn)流程圖三段加氫潤滑油的生產(chǎn)流程圖原油加氫裂化異構(gòu)脫蠟加氫精制調(diào)合包裝汽油煤油柴油重油潤滑油成品潤滑油常壓渣油添加劑減壓蒸餾H2常壓蒸餾H2H2141、減壓蒸餾減壓蒸餾：原料油在CONOCO煉油廠的減壓塔中分餾出含蠟餾分油。 2、加氫裂化加氫裂化：含蠟餾分油在加氫裂化塔內(nèi)3,000psi壓力及1,000F的高溫環(huán)境與氫分子劇烈反應(yīng)。 3、異構(gòu)脫蠟異構(gòu)脫蠟：油分子被重新組合，蠟分子轉(zhuǎn)換為油分子，從而降低了油的凝點(diǎn)并改善了低溫的流動(dòng)泵送性。 4、加氫精制

6、加氫精制：除去芳香烴及殘留的雜質(zhì)，使油分子結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，并增強(qiáng)抗氧化性及增加壽命，油清澈如水。減壓蒸餾（常規(guī)） 加氫裂化 加氫異構(gòu)脫蠟 加氫精制1 13 32 24 4康菲石油的加氫生產(chǎn)工藝康菲石油的加氫生產(chǎn)工藝氫凈氫凈分子分子合成潤滑油合成潤滑油15加氫油是不是合成油？w 原有的合成油：聚-烯烴油（PAO)雙酯、多元醇酯聚醚硅油等w 半合成油 主要是指礦物油和合成油混合調(diào)配的油品加氫油也是合成油，理由是：加氫過程改變了油分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)加氫過程是化學(xué)變化，而非物理變化加氫油的性能顯著高于溶劑精煉油16加氫過程主要的化學(xué)反應(yīng)w 加氫裂化（大分子變成小分子）w 加氫飽和（不飽和雙鍵打開）；w 加氫

7、開環(huán)（環(huán)烷烴的環(huán)鏈斷開）；w 加氫除雜質(zhì)（氮、硫、氧）w 加氫異構(gòu)（碳鏈重排）17加氫油是否為合成油的爭議w 爭議的起因：n1997年前，嘉實(shí)多使用PAO調(diào)配Syntec 合成潤滑油，后來選用殼牌生產(chǎn)的加氫異構(gòu)基礎(chǔ)油生產(chǎn)，但仍然在廣告和產(chǎn)品標(biāo)簽中中宣稱Syntec 為合成油，從而引起美孚的不滿，控告嘉實(shí)多欺詐消費(fèi)者。w 爭議的裁定：n1999年4月，美國NAD (the National Advertising Division )作出終審 裁定，嘉實(shí)多采用加氫處理基礎(chǔ)油生產(chǎn)的Syntec 是合成油（Synthetic Oil），即人造的（man-made ）潤滑油。18不同工藝的基礎(chǔ)油成份比

8、較成分成分三段全加氫三段全加氫溶劑精煉溶劑精煉飽和烴 (%)芳香烴 (%)極性分子(%)硫(%)氮 (ppm)顏色99.90 0.00.00.0010.3無色85.4014.100.500.0730淡黃19美國石油學(xué)會(huì)（API）的基礎(chǔ)油分類分類分類硫，硫， 飽和度飽和度 粘度指數(shù)粘度指數(shù)說明說明I0.03 和/或 90 80-119溶劑精煉II0.03 和 90 80-119加氫處理III0.03 和 90 120深度加氫處理IV所有的聚-烯烴油（PAO）V所有未包含在IIV類中的所有其它類型的基礎(chǔ)油20加氫基礎(chǔ)油的優(yōu)點(diǎn)性能優(yōu)點(diǎn)w 硫、氮及芳烴含量低w 粘度指數(shù)高，高低溫性能好w 熱氧化安定性

9、更好，w 揮發(fā)性低，w 抗乳化性能更好w 光穩(wěn)定性更好w 換油期長工藝上的優(yōu)點(diǎn)w 收率高w 不受原料來源限制w 工藝靈活,生產(chǎn)加氫基礎(chǔ)油與聚-烯烴油相比，產(chǎn)品質(zhì)量相近，但生產(chǎn)成本低好幾倍w 副產(chǎn)物綜合利用率高21加氫基礎(chǔ)油的優(yōu)點(diǎn)（續(xù)）0 05050100100150150200200250250I類（A）I類（A）I類（B）I類（B）II類（C）II類（C）II類（D）II類（D）程序IIIE程序IIIE粘度增長粘度增長基礎(chǔ)油類型I 類和類和II 類加氫基礎(chǔ)油的氧化安定性比較類加氫基礎(chǔ)油的氧化安定性比較22加氫基礎(chǔ)油的優(yōu)點(diǎn)（續(xù)）0 0101020203030404050506060707080

10、8090901001001 12 23 34 45 56 6基礎(chǔ)油A基礎(chǔ)油A基礎(chǔ)油B基礎(chǔ)油B基礎(chǔ)油C基礎(chǔ)油C基礎(chǔ)油D基礎(chǔ)油D基礎(chǔ)油E基礎(chǔ)油E不同基礎(chǔ)油的煙炱增稠試驗(yàn)對比不同基礎(chǔ)油的煙炱增稠試驗(yàn)對比I 類基礎(chǔ)油II 類基礎(chǔ)油粘度增長粘度增長/mPas煙炱煙炱23加氫基礎(chǔ)油的優(yōu)點(diǎn)（續(xù)）0 05 51010151520202525I類（A）I類（A）I類（B）I類（B）II類（C）II類（C）II類（D）II類（D）揮發(fā)性揮發(fā)性（Noack) %基礎(chǔ)油類型I 類和類和II 類加氫基礎(chǔ)油的揮發(fā)性比較類加氫基礎(chǔ)油的揮發(fā)性比較24加氫基礎(chǔ)油的優(yōu)點(diǎn)（續(xù)）0 00.50.51 11.51.52 22.52.5

11、3 33.53.54 44.54.5I類（A）I類（A）I類（B）I類（B）II類（C）II類（C）II類（D）II類（D）燃油消耗燃油消耗（程序（程序IIIE)/L基礎(chǔ)油類型I 類和類和II 類加氫基礎(chǔ)油在油耗上的比較類加氫基礎(chǔ)油在油耗上的比較25加氫基礎(chǔ)油的優(yōu)點(diǎn)（續(xù)）0 0500050001000010000150001500020000200002500025000不含添加劑不含添加劑I類基礎(chǔ)油I類基礎(chǔ)油II類基礎(chǔ)油II類基礎(chǔ)油高溫氧高溫氧化安定化安定性試驗(yàn)性試驗(yàn)（1923年）年） 添加劑添加劑 添加劑添加劑汽輪機(jī)油氧化安定性試驗(yàn)（汽輪機(jī)油氧化安定性試驗(yàn)（TOST）或）或ASTM D94

12、3，測量的是油品總酸值達(dá)到2.0mg KOH/g所需要的時(shí)間。 小時(shí)小時(shí)26加氫基礎(chǔ)油的經(jīng)濟(jì)性w 綜合性能接近全合成油（以PAO為例），但價(jià)格卻與溶劑精煉油相當(dāng) （以康菲加氫油為例）。PAO油溶劑精煉油價(jià)格價(jià)格性能性能高低高氫凈加氫基礎(chǔ)油27采用加氫工藝的推動(dòng)力SASASBSBSCSCSDSDSESESFSFSGSGSHSHSJSJSLSL已經(jīng)廢除的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)廢除的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)90年代6080年代3050年代 汽油機(jī)油的發(fā)展過程汽油機(jī)油的發(fā)展過程2001年GF-328采用加氫工藝的推動(dòng)力 柴油機(jī)油的發(fā)展過程柴油機(jī)油的發(fā)展過程 CACACBCBCCCCCDCDCECECFCFCGCGCHC

13、HCICI已經(jīng)廢除的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)廢除的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)4060年代7080年代90年代200229采用加氫工藝的推動(dòng)力現(xiàn)代工業(yè)對潤滑油性能新的要求現(xiàn)代工業(yè)對潤滑油性能新的要求（1）熱氧化安定性好 延長換油周期；（2）低揮發(fā)性；（3）高粘度指數(shù) 高低溫運(yùn)行更好；（4）低硫/無硫；低磷；（5）低粘度 節(jié)能；（6）符合新的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。 節(jié)能和環(huán)保的要求節(jié)能和環(huán)保的要求w 節(jié)能n提高燃油效率w 環(huán)保n減少尾氣排放n油品的毒性與安全n廢油處理30歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展進(jìn)程31美國排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展進(jìn)程32北美地區(qū)趨勢API分類美國加拿大產(chǎn)量比例產(chǎn)量比例類574.56746.539.7/III類284.0337

14、0.560.3總產(chǎn)量858.51171998年北美地區(qū)潤滑油產(chǎn)量 萬噸/年33全球發(fā)展趨勢w 全球基礎(chǔ)油需求約為3392萬噸/年，w 目前85%以上為常規(guī)的I類溶劑精煉基礎(chǔ)油。w 但2008年，第II、III類潤滑油基礎(chǔ)油的需求將增長3050%，w 到2008年，全球加氫基礎(chǔ)油能力將超過1325萬噸/年。比例將達(dá)40%w 世界潤滑油基礎(chǔ)油正由I類向IIIII類轉(zhuǎn)變，基礎(chǔ)油生產(chǎn)正向加氫技術(shù)發(fā)展。 34中國的趨勢w 中國22個(gè)煉油廠生產(chǎn)基礎(chǔ)油，目前90%以上是溶劑精煉的I類油，IIIII類基礎(chǔ)油很少。但加氫技術(shù)是國家發(fā)展計(jì)劃中積極推動(dòng)的方向。w 具有加氫處理裝置的煉油廠如下：n蘭州煉油廠（二段加氫，1997年