淺談潤滑油的生產(chǎn)工藝與設(shè)備及用途

1、淺談潤滑油的生產(chǎn)工藝與設(shè)備及用途摘 要加強設(shè)備潤滑管理是保證正常生產(chǎn)的關(guān)鍵,加強潤滑管理是保證和改進(jìn)機械設(shè)備節(jié)能、高效、長期正常運行的基本措施之一。潤滑管理的目的就是在于合理選用潤滑劑,實行合理的潤滑制度,減少機械摩擦磨損,預(yù)防設(shè)備事故的發(fā)生和提高設(shè)備生產(chǎn)效率,增加經(jīng)濟效益,提高能源的有效利用率。關(guān)鍵詞：潤滑油；生產(chǎn)工藝；用途；機械設(shè)備是生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),設(shè)備潤滑管理工作是搞好設(shè)備維護(hù)保養(yǎng),確保設(shè)備長周期安全運行,使設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)的重要環(huán)節(jié)。目前世界上能源有1/31/2消耗在各種形式的摩擦上,一般機械設(shè)備中約有80%的零件是因磨擦而失效報廢。因此,深入了解摩擦機理和合理潤滑是至關(guān)重要的。目

2、 錄摘 要11 潤滑油的生產(chǎn)工藝31.1組成單元31.2工藝流程31.3主要操作條件及工藝技術(shù)特點61.4混合溶劑及氨72潤滑油組成82.1潤滑油基礎(chǔ)油92.2添加劑93重點部位及設(shè)備93.1重點部位93.2重點設(shè)備104 潤滑油的用途10結(jié)束語11參考文獻(xiàn)11致 謝121 潤滑油的生產(chǎn)工藝1.1組成單元溶劑脫蠟由四個系統(tǒng)組成；結(jié)晶系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)(包括真空密閉系統(tǒng))、溶劑回收(包括溶劑干燥)系統(tǒng)。其相互關(guān)系如圖1所示：圖11.2工藝流程典型原則工藝流程見圖如下圖2、3所示。工藝流程說明如下：(1)結(jié)晶系統(tǒng)結(jié)晶系統(tǒng)的流程為：原料油與預(yù)稀釋溶劑(重質(zhì)原料時用，輕質(zhì)原料時不用)混合后，經(jīng)水

3、冷卻后進(jìn)人換冷套管與冷濾液換冷，使混合溶液冷卻到冷點，在此點加入經(jīng)預(yù)冷過的一次稀釋溶劑，進(jìn)入氨冷套管進(jìn)行氨冷。在一次氨冷套管出口處加人過濾機高部真空濾液或二段過濾的濾液做二次稀釋，再經(jīng)過二次氨冷套管進(jìn)行氨冷，使溫度達(dá)到工藝指標(biāo)。在二次氨冷套管出口處再加人經(jīng)過氨冷卻的三次稀釋溶劑，進(jìn)人過濾機進(jìn)料罐。圖2圖2溶劑脫蠟的典型工藝流程(結(jié)晶、過濾、真空密閉、制冷部分)I一原料油；一濾流；一蠟液；一溶劑1一換冷套管結(jié)晶器；2、3一氨冷套管結(jié)晶器；4-溶劑氨冷套管結(jié)晶器；5一一段真空過濾機；6二匯段真空過濾機；7一濾機進(jìn)料罐；8段蠟液罐；9二段蠟液罐；10段濾液罐；11二段濾液罐；12低壓氨分離罐；13氨

4、壓縮機；14中間冷卻器；15高壓氨分液罐；16氨冷凝冷卻器；17液氨儲罐；18-低壓氨儲罐；19真空罐；20分液罐；2l安全氣罐圖3I一濾液；一蠟液；溶劑；一脫蠟油；V一含油蠟1一濾液低壓蒸發(fā)塔；2-濾液高壓蒸發(fā)塔；3一濾液低壓蒸發(fā)塔；4-脫蠟油汽提塔；5蠟液低壓蒸發(fā)塔；6蠟液高壓蒸發(fā)塔；7-蠟液低壓蒸發(fā)塔；8-含油蠟汽提塔；9-溶劑干燥塔；10-酮脫水塔；11一濾液加熱爐；12蠟液加熱爐；13一溶劑罐；14-濕溶劑分水罐(2)過濾和真空密閉系統(tǒng)過濾系統(tǒng)是使固、液兩相分離。由若干臺并聯(lián)旋轉(zhuǎn)式鼓形真空過濾機組成，連續(xù)運轉(zhuǎn)操作。冷卻后含結(jié)晶蠟溶液自動流入過濾機底槽內(nèi)，過濾機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)抽真空，在濾布內(nèi)外

5、形成壓”差，油和溶劑通過濾布進(jìn)入中間儲罐，即為濾液。濾布上的蠟餅經(jīng)過噴淋溶劑洗滌和吸干后，用反吹氣和刮刀從濾布上刮落，進(jìn)入蠟液罐。濾液與原料油換冷，換冷后的濾液和蠟液分別去溶劑回收系統(tǒng)。(3)制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)是獨立的，它提供原料油、溶劑、安全氣冷卻時的冷量，達(dá)到脫蠟所要求的溫度，使去蠟油的凝點達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)。以氨為冷凍劑，采用往復(fù)式、螺桿式或離心式冷凍機。一般采用高、低兩段蒸發(fā)操作，根據(jù)工藝需要確定氨的蒸發(fā)溫度。(4)溶劑回收與干燥系統(tǒng)濾液和蠟液中的溶劑通過蒸發(fā)回收，循環(huán)使用。濾液和蠟液溶劑回收系統(tǒng)均采用雙效或三效蒸發(fā)。在雙效蒸發(fā)中，第一蒸發(fā)塔為低壓操作，熱量由與第二蒸發(fā)塔頂溶劑蒸氣換熱提供：第

6、二蒸發(fā)塔為高壓操作，熱量由加熱爐提供：第三蒸發(fā)塔為降壓閃蒸塔，最后在汽提塔內(nèi)用蒸汽吹出殘留的溶劑，得到含溶劑量和閃點合格的去蠟油和含油蠟。三效蒸發(fā)的流程與雙效蒸發(fā)基本相同，只是在低壓蒸發(fā)塔與高壓蒸發(fā)塔之間，增加了一個中壓蒸發(fā)塔，使熱量得到充分利用。各蒸發(fā)塔頂回收的溶劑經(jīng)換熱、冷凝、冷卻后進(jìn)人干、濕溶劑罐。汽提塔頂含溶劑蒸汽經(jīng)冷凝、冷卻后進(jìn)人濕溶劑分水罐。溶劑干燥系統(tǒng)是從含水濕溶劑中脫除水分，使溶劑干燥，以及從含溶劑水中回收溶劑，脫除裝置系統(tǒng)的水。濕溶劑罐內(nèi)分為兩層，上層為含飽和水的溶劑，下層為含少量溶劑的水層。含水溶劑經(jīng)換熱后，送入干燥塔，塔底用重沸器加熱，酮與水形成低沸點共沸物，由塔頂蒸出，

7、干燥溶劑從塔底排出，冷卻后進(jìn)人干溶劑罐。濕溶劑罐下層含溶劑的水經(jīng)換熱后，進(jìn)入脫酮塔，用蒸汽直接吹脫溶劑，塔頂?shù)暮軇┱羝?jīng)過冷凝冷卻后，回到濕溶劑分水罐。水由塔底排出，含酮量控制在001以下。1.3主要操作條件及工藝技術(shù)特點1主要操作條件對于不同的潤滑油溶劑脫蠟裝置，其工藝操作條件有所不同，燕山石化酮苯裝置主要操作條件如下圖4所示：(1)結(jié)晶單元圖4(2)制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)在各潤滑油溶劑脫蠟裝置中差別比較大，從安全生產(chǎn)角度考慮，以燕山石化酮苯脫蠟裝置為例，制冷系統(tǒng)主要工藝控制指標(biāo)如表5所示：2工藝技術(shù)特點(1)采用多點稀釋并控制冷點溫度結(jié)晶系統(tǒng)稀釋溶劑分34次加入。第一次稀釋溶劑的加入點，從原來

8、的原料油泵出口移至原料油冷卻到比其凝點低15-20的溫度處。其余各次溶劑亦根據(jù)不同原料油控制加入點溫度，為蠟結(jié)晶生成及成長提供適宜條件。采用多點稀釋和控制冷點溫度，除可以改善蠟的結(jié)晶狀態(tài)提高過濾速度外，還可以提高油蠟收率。(2)采用二段過濾和濾液循環(huán)工藝我國生產(chǎn)潤滑油的原油多數(shù)是含蠟多的原油。潤滑油脫蠟時，蠟膏量一般為原料油的45%52%。為了降低蠟膏中的油含量以提高脫蠟油收率，一般采兩段過濾及濾液循環(huán)工藝。其工藝流程是將第一段過濾得的含油蠟膏加入一定數(shù)量的溶劑再稀釋，在比第一段溫度稍高3-5或相同溫度下，進(jìn)行第二段過濾。第二段濾液與第一、二段過濾高部真空抽出的濾液共同作為結(jié)晶系統(tǒng)的二次及三次

9、稀釋溶劑。采用二段過濾和濾液循環(huán)工藝較一段過濾提高脫蠟油收率8%10%，同時還降低裝置能耗。(3)采用脫蠟脫油聯(lián)合及過濾三段逆流循環(huán)工藝我國潤滑油原料中含量很高的蠟是生產(chǎn)石蠟的寶貴資源。因此，在溶劑脫蠟裝置上，除了采用二段過濾和濾液循環(huán)工藝外，目前多數(shù)溶劑脫蠟裝置還增加了溶劑脫油部分，構(gòu)成溶劑脫油脫蠟聯(lián)合工藝流程。在原料油脫蠟的同時進(jìn)行蠟膏脫油，同時得到脫蠟油和脫油石蠟。脫蠟脫油聯(lián)合工藝流程采用部分濾液循環(huán)工藝，包括一段脫蠟兩段脫油。濾液三段逆流循環(huán)是將二段脫油濾液全部作為一段脫油稀釋溶劑，將一段脫油的濾液大部分作為脫蠟稀釋溶劑，而小部分去蠟下油溶劑回收系統(tǒng)。1.4混合溶劑及氨1混合溶劑及氨的

10、作用潤滑油溶劑脫蠟的混合溶劑是丁酮、甲苯按一定比例混合組成。溶劑脫蠟是含蠟原料油在選擇性溶劑存在條件下，降低溫度使蠟形成固體結(jié)晶，并通過溶劑對油溶解而對蠟不溶或少溶的特性，形成固液兩相，經(jīng)過濾而達(dá)到蠟、油分離的過程?；旌先軇┰谙到y(tǒng)中，除起選擇溶解作用外，還起降低油液黏度、為結(jié)晶的形成和過濾分離創(chuàng)造有利條件作用。氨在潤滑油溶劑脫蠟裝置中作為制冷劑，利用液氨在低溫下即可在氨蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)(汽化)，蒸發(fā)中吸收大量熱量的性質(zhì)來冷卻原料、溶劑、安全氣，實現(xiàn)制冷。氣、液態(tài)氨的轉(zhuǎn)換是通過氨壓縮機增壓及與外界環(huán)境換熱、減壓節(jié)流實現(xiàn)的。2混合溶劑及氨的主要物化性質(zhì)、安全性質(zhì)混合溶劑及氨的物化性、安全性質(zhì)見表5所示

11、。圖52潤滑油組成 潤滑油一般由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分組成?；A(chǔ)油是潤滑油的主要成分，決定著潤滑油的基本性質(zhì)，添加劑則可彌補和改善基礎(chǔ)油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤滑油的重要組成部分。 2.1潤滑油基礎(chǔ)油 潤滑油基礎(chǔ)油主要分礦物基礎(chǔ)油及合成基礎(chǔ)油兩大類。礦物基礎(chǔ)油應(yīng)用廣泛，用量很大（約95%以上），但有些應(yīng)用場合則必須使用合成基礎(chǔ)油調(diào)配的產(chǎn)品，因而使合成基礎(chǔ)油得到迅速發(fā)展。礦油基礎(chǔ)油由原油提煉而成。潤滑油基礎(chǔ)油主要生產(chǎn)過程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。1995年修訂了我國現(xiàn)行的潤滑油基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎(chǔ)

12、油標(biāo)準(zhǔn)。礦物型潤滑油的生產(chǎn)，最重要的是選用最佳的原油。礦物基礎(chǔ)油的化學(xué)成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴（直鏈、支鏈、多支鏈）、環(huán)烷烴（單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)）、芳烴（單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴）、環(huán)烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等非烴類化合物。 2.2添加劑添加劑是近代高級潤滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學(xué)性質(zhì)，對潤滑油賦予新的特殊性能，或加強其原來具有的某種性能，滿足更高的要求。根據(jù)潤滑油要求的質(zhì)量和性能，對添加劑精心選擇，仔細(xì)平衡，進(jìn)行合理調(diào)配，是保證潤滑油質(zhì)量的關(guān)鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數(shù)改進(jìn)劑，傾點下降劑，抗氧化劑，清凈分散劑，摩

13、擦緩和劑，油性劑，極壓劑，抗泡沫劑，金屬鈍化劑，乳化劑，防腐蝕劑，防銹劑，破乳化劑。3重點部位及設(shè)備3.1重點部位1溶劑回收系統(tǒng)溶劑回收系統(tǒng)的二次蒸發(fā)塔屬于高壓塔，其安全閥定壓在05055Mpa，由于實際生產(chǎn)操作中存在滿塔、前塔換熱器換熱效果差等原因，造成高壓塔安全閥跳，致使塔內(nèi)大量溶劑噴出，極易造成火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生。2制冷系統(tǒng)冷凍系統(tǒng)的分離器、中膨器的液位因液氨夾帶等原因，容易致使冷凍機抽液氨，使冷凍機劇烈震動，損壞冷凍機葉片和軸瓦。循環(huán)化套管、用蒸汽處理套管等，若處理不當(dāng)，造成套管憋壓，而崩裂套管前后大蓋。3.2重點設(shè)備1套管結(jié)晶器套管結(jié)晶器在工藝過程中分為換冷和氨冷兩種。前者為夾套

14、內(nèi)以冷濾液作冷卻劑取熱，后者為夾套內(nèi)以氨液作冷卻劑取熱，其結(jié)構(gòu)形式基本相同。氨冷套管結(jié)晶器的上面設(shè)液氨罐，用罐內(nèi)液面調(diào)節(jié)器控制液體氨流人結(jié)晶器夾套內(nèi)的氨量，罐內(nèi)的壓力和相應(yīng)的液氨蒸發(fā)溫度用氨氣排出口的控制閥門調(diào)節(jié)。套管結(jié)晶器內(nèi)蒸發(fā)后的氨氣進(jìn)入液氨罐的上部空間，分離夾帶的液體氨后，經(jīng)控制閥去氨壓縮機。2真空過濾機真空過濾機為一連續(xù)工作設(shè)備，通過壓縮機以惰性氣為介質(zhì)提供動力，包括四個基本組成部分：部殼體，為冷卻了的原料溶液容器；頂蓋，用法蘭與下部殼體相連接，連接處要保證絕對密封；濾鼓，位于殼體內(nèi)部；自動分配裝置。4 潤滑油的用途不揮發(fā)的油狀潤滑劑。按其來源分動、植物油，石油潤滑油和合成潤滑油三大類

15、。石油潤滑油的用量占總用量97以上，因此潤滑油常指石油潤滑油。主要用于減少運動部件表面間的摩擦，同時對機器設(shè)備具有冷卻、密封、防腐、防銹、絕緣、功率傳送、清洗雜質(zhì)等作用。主要以來自原油蒸餾裝置的潤滑油餾分和渣油餾分為原料，通過溶劑脫瀝青 、溶劑脫蠟、溶劑精制、加氫精制或酸堿精制、白土精制等工藝，除去或降低形成游離碳的物質(zhì)、低粘度指數(shù)的物質(zhì)、氧化安定性差的物質(zhì)、石蠟以及影響成品油顏色的化學(xué)物質(zhì)等組分，得到合格的潤滑油基礎(chǔ)油，經(jīng)過調(diào)合并加入添加劑后即成為潤滑油產(chǎn)品。潤滑油最主要的性能是粘度、氧化安定性和潤滑性，它們與潤滑油餾分的組成密切相關(guān)。粘度是反映潤滑油流動性的重要質(zhì)量指標(biāo)。不同的使用條件具有

16、不同的粘度要求。重負(fù)荷和低速度的機械要選用高粘度潤滑油。氧化安定性表示油品在使用環(huán)境中，由于溫度、空氣中氧以及金屬催化作用所表現(xiàn)的抗氧化能力。油品氧化后，根據(jù)使用條件會生成細(xì)小的瀝青質(zhì)為主的碳狀物質(zhì)，呈粘滯的漆狀物質(zhì)或漆膜，或粘性的含水物質(zhì)，從而降低或喪失其使用性能。潤滑性表示潤滑油的減磨性能。潤滑油是用在各種類型機械上以減少摩擦，保護(hù)機械及加工件的液體潤滑劑，主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤滑油占全部潤滑材料的85%，種類牌號繁多，現(xiàn)在世界年用量約3800萬噸。對潤滑油總的要求是：1 減摩抗磨，降低摩擦阻力以節(jié)約能源，減少磨損以延長機械壽命，提高經(jīng)濟效益；2 冷卻，要求隨時

17、將摩擦熱排出機外；3 密封，要求防泄漏、防塵、防竄氣；4 抗腐蝕防銹，要求保護(hù)摩擦表面不受油變質(zhì)或外來侵蝕；5 清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除；6 應(yīng)力分散緩沖，分散負(fù)荷和緩和沖擊及減震；7 動能傳遞，液壓系統(tǒng)和遙控馬達(dá)及摩擦無級變速等。潤滑作用發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時，如果一些摩擦部位得不到適當(dāng)?shù)臐櫥?，就會產(chǎn)生干摩擦。實踐證明，干摩擦在短時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量足以使金屬熔化，造成機件的損壞甚至卡死(許多漏水或漏油的汽車出現(xiàn)拉缸、抱軸等故障，主要原因就在于此)。因此必須對發(fā)動機中的摩擦部位給予良好的潤滑。當(dāng)潤滑油流到摩擦部位后，就會粘附在摩擦表面上形成一層油膜，減少摩擦機件之間的阻力，而油膜的強度和韌性是

18、發(fā)揮其潤滑作用的關(guān)鍵。結(jié)束語本文通過對潤滑油中的基礎(chǔ)油和添加劑兩大組成部分的性質(zhì)及基礎(chǔ)油現(xiàn)今制造工藝的研討，充分的認(rèn)識到了國內(nèi)外潤滑油制造的情況。雖然傳統(tǒng)方式仍占據(jù)較大的部分，但是傳統(tǒng)方式與加氫工藝的結(jié)合具有較大的發(fā)展前景，二者結(jié)合的方式將會更加的快捷，節(jié)能的制造出高質(zhì)量的基礎(chǔ)油，進(jìn)而制造出高質(zhì)量的潤滑油，再配合合理搭配的添加劑，能夠制造出符合當(dāng)今汽車行業(yè)需求的各種高端潤滑油，將會帶來較好的經(jīng)濟效益。參考文獻(xiàn)1秦瑞岐. 當(dāng)前蘇聯(lián)潤滑油的生產(chǎn)工藝J. 潤滑油,1986,03:24-27.2徐樺. 糠醛抽出油的綜合利用D.山東大學(xué),2006.3陳軍. 重交通道路瀝青生產(chǎn)工藝及質(zhì)量控制研究D.天津大學(xué),2006.4黃福川. 多燃料多級環(huán)保內(nèi)燃機油的研制D.西南石油學(xué)院,2005.5李師. 基于ANFIS的酮苯脫蠟結(jié)晶過程潤滑油收率軟測量模型D.華東理工大學(xué),2011.6張利. 中海綏中36-1餾分油生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油研究與工業(yè)化D.中國石油大學(xué),2009.7黃新友. 南海高級潤滑油公司競爭戰(zhàn)略D.廈門大學(xué),2001.8朱永進(jìn).