車輛潤滑油采購潤滑油生產(chǎn)方案

第一節(jié)潤滑油的生產(chǎn)過程及工藝流程 1一、潤滑油生產(chǎn)過程 1二、典型工藝流程 2第二節(jié)溶劑脫瀝青工藝 6一、溶劑脫瀝青的原理 6二、溶劑脫瀝青的工藝流程及影響因素 6第三節(jié)潤滑油的溶劑精制 9一、溶劑精制原理 9二、溶劑精制工藝流程及影響因素 9第四節(jié)潤滑油溶劑脫蠟 14一、溶劑脫蠟原理 14二、溶劑脫蠟工藝流程 15三、影響溶劑脫蠟過程的主要因素 16第五節(jié)潤滑油的補充精制 18一、白土精制 18二、加氫精制 21第一節(jié)潤滑油的生產(chǎn)過程及工藝流程一、潤滑油生產(chǎn)過程原油先經(jīng)常壓蒸餾，蒸餾出汽、煤、柴油等輕質(zhì)餾分的常壓塔底渣油，再經(jīng)減壓蒸餾，分離出輕、中、重質(zhì)餾分油料，減壓塔底渣油再經(jīng)丙烷脫氫瀝青后，制得殘渣潤滑油料，制備好的餾分及殘渣潤滑油料，分別經(jīng)過精制、脫蠟及補充精制，得到潤滑油基礎(chǔ)油，最后進入成品油調(diào)和工序，與添加劑優(yōu)化配伍，即得成品潤滑油?；旧a(chǎn)過程如圖1所示：圖1潤滑油的基本生產(chǎn)過程由于采用原油原料不同，產(chǎn)品性能要求各異，潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)工藝就很復(fù)雜。但可歸納為三條工藝路線：一是物理加工路線“溶劑精制－溶劑脫蠟－補充精制”；二是化學加工路線“加氫裂化－催化脫蠟－加氫精制”的全氫路線；三是物理化學聯(lián)合加工路線，其工藝結(jié)構(gòu)為“溶劑預(yù)精制－加氫裂化－溶劑脫蠟”，或“加氫裂化－溶劑脫蠟－加氫補充精制”等。二、典型工藝流程（一）物理加工路線以石蠟基原油常減壓渣油為進料加工制造潤滑油時，典型的工藝流程如圖2所示：圖2潤滑油生產(chǎn)的物理加工路線（二）化學加工路線以全氫工藝生產(chǎn)基礎(chǔ)油時，潤滑油廠原料制備過程與上述生產(chǎn)過程基本相同，然而基礎(chǔ)油的生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)則有很大的差別。圖3展示了化學加工路線中全氫法生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油的工藝和總流程：圖3潤滑油生產(chǎn)的化學加工路線（三）混合加工路線當加氫處理工藝與溶劑精制相結(jié)合，與溶劑脫蠟相結(jié)合，形成圖4和圖5所示的物理加工和化學加工相結(jié)合的基礎(chǔ)油生產(chǎn)路線，即混合的工藝結(jié)構(gòu)。XX公司開發(fā)的混合工藝結(jié)構(gòu)如圖所示；XX公司開發(fā)的兩段加氫處理工藝結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4殼牌公司的潤滑油加工混合工藝圖5潤滑油加工混合工藝（四）臨氫降凝生產(chǎn)工藝隨著人們對臨氫處理基礎(chǔ)油的不斷認識及汽車工業(yè)對潤滑油質(zhì)量要求的不斷提高，潤滑油加氫處理技術(shù)獲得了持續(xù)的發(fā)展。特別是當今大力提倡環(huán)保節(jié)能和較長的使用壽命的同時，除了要求潤滑油具有優(yōu)異的潤滑性能外，還要求潤滑油具有低粘度、低揮發(fā)性和優(yōu)良的氧化安定性等特點，這使得臨氫處理技術(shù)成為當今生產(chǎn)高質(zhì)量潤滑油基礎(chǔ)油的重要手段。潤滑油臨氫轉(zhuǎn)化生產(chǎn)工藝的主要作用是用來改善潤滑油基礎(chǔ)油的粘溫性能。臨氫處理工藝采用的是化學轉(zhuǎn)化過程，即在催化劑及氫的作用下，通過選擇性加氫裂化反應(yīng)，將非理想組分轉(zhuǎn)化為理想組分，來提高的黏度指數(shù)[9]。其工藝路線見圖6。圖6潤滑油臨氫生產(chǎn)工藝目前，世界潤滑油市場供大于求，結(jié)構(gòu)性矛盾突出。未來潤滑油的發(fā)展動力主要來自2個方面。（1）降低潤滑油系統(tǒng)成本。通過設(shè)備制造廠、設(shè)備使用者延長換油期，或者通過設(shè)備長周期運行使操作費用大大減少；（2）工作條件下要求長期對環(huán)境無害和安全。熱氧化穩(wěn)定性好、低揮發(fā)性、高粘度指數(shù)、低硫/無硫、低粘度、環(huán)境友好是未來潤滑油的基本要求。因此，目前潤滑油加工工藝中最活躍的異構(gòu)脫蠟技術(shù)和合成潤滑油技術(shù)將有較大的發(fā)展空間，開發(fā)不同用途和種類的潤滑油將是潤滑油生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。第二節(jié)溶劑脫瀝青工藝一、溶劑脫瀝青的原理溶劑脫瀝青的原理，本質(zhì)上是一個抽提過程?？梢宰鳛槊摓r青用的溶劑有若干種，但是煉油廠溶劑脫瀝青裝置廣泛采用的溶劑是一些低分子烴類，如丙烷、丁烷、戊烷及其混合物等。溶劑脫瀝青就是以各種烴類在這些溶劑中的溶解度不同作為基礎(chǔ)，利用它們對環(huán)烷烴一烷烴及低分子芳香烴有相當大的溶解度，而對膠質(zhì)，瀝青質(zhì)難溶或幾乎不溶的特性，將膠質(zhì)、瀝青質(zhì)自殘渣油中脫除。在較低溫度時，丙烷比對收率和質(zhì)量的關(guān)系中有一最低點和最優(yōu)點；提高溫度可以改進油的質(zhì)量，但收率將會降低；當溫度較高時，由于油一丙烷溶解度的減小，丙烷脫氫瀝青成為純提取過程，增加丙烷比使提取出的油隨之增多，但殘?zhí)恐狄搽S之增大。二、溶劑脫瀝青的工藝流程及影響因素（一）溶劑脫瀝青的工藝流程現(xiàn)以丙烷脫氫瀝青為例進行探討。其典型丙烷二次抽提脫瀝青工藝流程見圖。工藝流程由兩部分構(gòu)成，即溶劑抽提和溶劑回收。丙烷二次抽提脫瀝青工藝流程Ⅰ－減壓渣油；Ⅱ－脫瀝青油；Ⅲ－重脫瀝青油；IV－瀝青；l－轉(zhuǎn)盤抽提塔；2－臨界分離塔；3－抽提塔；4－脫瀝青油汽提塔；5－輕脫瀝青油汽提塔；6－瀝青蒸發(fā)塔；7－瀝青汽提塔；8－重脫瀝青油蒸發(fā)塔；9－重脫瀝青油汽提塔；10－瀝青加熱爐；11－丙烷壓縮機；12－輕脫瀝青油閃蒸罐；13－重瀝青油閃蒸罐；l4－升模加熱器；15－混合冷卻器；16－丙烷氣接收罐；17－丙烷罐；18－丙烷泵1.溶劑抽提抽提的任務(wù)是把丙烷溶劑和原料油充分接觸而將原料油的潤滑油組分溶解出來，使之與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分離。抽提部分的主要設(shè)備是抽提塔，工業(yè)上多采用轉(zhuǎn)盤塔。抽提塔內(nèi)分為兩段，下段為抽提段，上段為沉降段。2.溶劑回收溶劑回收系統(tǒng)的包括從提取液和提余液中回收溶劑，一方面回收溶劑循環(huán)利用，另一方面使產(chǎn)品中不含溶劑。（1）脫瀝青油中溶劑回收。（2）輕脫瀝青油中溶劑回收。（3）重脫瀝青油中溶劑回收。（4）脫油瀝青中溶劑回收。（5）低壓溶劑回收。（二）影響溶劑脫瀝青的因素影響溶劑脫瀝青的因素有原料油的性質(zhì)、溫度、壓力，溶劑比、溶劑組成等。但對實際操作影響最大的是溫度，溶劑組成和溶劑比。1.溫度和溫度梯度溫度較低時，溶劑對油有較大的溶解度。隨著流度升高，溶劑選擇性提高，脫瀝青油質(zhì)量提高，但收率下降。這就要在二者之間選擇一個平衡點。2.溶劑組成和溶劑比3.壓力正常的抽提操作一般在固定壓力下進行，操作壓力不作為調(diào)節(jié)手段4.原料油性質(zhì)渣油中油分含量多時，為使膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分離出來，所需的溶劑比就要大，脫瀝青油收率也高，相應(yīng)黏度較低。原料中含油量少、而又需制取低殘?zhí)恐档臐櫥蜁r，所得脫瀝青油黏度高、收率低。第三節(jié)潤滑油的溶劑精制一、溶劑精制原理1.精制原理溶劑精制的原理就是利用某些有機溶劑對潤滑油原料中所含的各種烴類，具有不同溶解度的特性，非理想組分在溶劑中的溶解度比較大，而理想組分在溶劑中的溶解度比較小，在一定條件下，可將潤滑油原料中的理想組分與非理想組分分開。2.常用溶劑目前工業(yè)使用的溶劑主要有糠醛、酚和N－甲基吡咯烷酮（NMP）三種。二、溶劑精制工藝流程及影響因素不同溶劑的精制原理相同，在工藝流程上也大同小異，現(xiàn)以潤滑油糠醛精制為例分別就其工藝流程及影響因素介紹如下。（一）工藝流程現(xiàn)階段我國應(yīng)用最多的是糠醛精制，糠醛精制的典型工藝流程見下圖。糠醛精制的工藝過程包括：原料油脫氣、溶劑抽提、精制液和抽出液溶劑回收及溶劑干燥脫水幾部分?？啡┚乒に嚵鞒蹋ㄈ軇╇p效蒸發(fā)回收）I－原料油；Ⅱ－精制油；Ⅲ－抽出油；IV－尾氣；V－堿液1－脫氣塔；2－抽提塔；3－精制液蒸發(fā)汽提塔；4－抽出液一次蒸發(fā)塔；5－抽出液二次蒸發(fā)塔；6－抽出液汽提塔；7－脫水塔；8－糠醛干燥塔；9－精制液加熱爐；10－抽出液加熱爐；11－分液罐；12－水罐；13－糠醛、水溶液分層罐；14－蒸汽包；（二）影響糠醛精制的主要因素影響抽提過程的因素主要是抽提溫度和溶劑比，除此之外還有原料油組成和性質(zhì)、抽提塔的結(jié)構(gòu)和效率等因素。1.抽提溫度與溫度梯度抽提溫度對精制油的質(zhì)量和收率的影響規(guī)律是：在溶劑比不變的條件下，隨著溫度的升高，溶解度增大，精制油收率下降；精制油的黏度指數(shù)則是隨著溫度的升高先增大后下降。2.溶劑的組成和溶劑比溫度等條件一定時，溶劑的溶解度及選擇性不變，提高溶劑比可提高溶解總量，因此精制油的質(zhì)量提高，但其收率則降低。增大溶劑比也不會出現(xiàn)精制油黏度指數(shù)先提高后降低的現(xiàn)象。適宜的溶劑比應(yīng)根據(jù)溶劑性質(zhì)、原料油性質(zhì)及精制油的質(zhì)量要求，通過實驗綜合考慮。一般來說，精制重質(zhì)潤滑油原料（非理想組分含量多、黏度大）時采用較大的溶劑比，在精制較輕質(zhì)的原料油時則采用較小的溶劑比。3.抽提塔循環(huán)回流塔底部分抽出液經(jīng)冷卻后循環(huán)回抽提塔，用以降低塔底溫度、提高塔底流體中非理想組分濃度，將理想組分和中間組分置換出去，從而提高分離精確度和精制油收率。但循環(huán)量過大會影響精制油的質(zhì)量，以及抽提塔的處理能力。4.原料油中的瀝青質(zhì)含量瀝青質(zhì)幾乎不溶于溶劑中，而且它的相對密度介于溶劑與原料油之間，因此，在抽提塔內(nèi)容易聚集在界面處，增大了油與溶劑通過界面時的阻力。同時，油及溶劑的細小顆粒表面被瀝青質(zhì)所污染，不易聚集成大的顆粒，使沉降速度減小，嚴重時甚至使抽提塔無法維持正常操作。（三）原料油、精制油性質(zhì)及工藝條件綜上所述，以大慶原油減壓餾分油及脫瀝青油糠醛精制為例，其原料油性質(zhì)、精制油性質(zhì)和收率、抽提塔的工藝條件和溶劑回收系統(tǒng)工藝條件分別見下表。原料油主要性質(zhì)項目密度（20℃）,g/cm3黏度（100℃）,mm2/s比色ASTMD-1500閃點℃殘?zhí)?HIV-1500.85284.612～2.5203—HIV-5000.87508.013.5～4.02570.08HIV-150BS0.884926.883300.9精制油主要性質(zhì)及收率項目密度（20℃）,g/cm3黏度（100℃）,mm2/s比色ASTMD-1500閃點℃殘?zhí)?收率HIV-1500.84274.130.5217—86.8HIV-5000.85797.231.0～1.52590.02586.7HIV-150BS0.878821.26.03190.3583.1抽提塔主要工藝條件項目HIV-150HIV-500HIV-150BS溶劑比（m）2.0：12.4：14.8：1抽提溫度，℃塔頂塔底1056511070138103溶劑回收系統(tǒng)主要工藝條件項目壓力/MPa溫度頂部/℃溫度底部/℃溫度進料/℃精制夜蒸發(fā)汽提塔0.03（絕）130200207一級蒸發(fā)塔0.02168169170二級蒸發(fā)塔0.09185186188三級蒸發(fā)塔0.2215218220抽出液汽提塔0.018（絕）100170190干燥塔0.0198150160水溶液汽提塔0.0110210840第四節(jié)潤滑油溶劑脫蠟一、溶劑脫蠟原理1.脫蠟原理采用降低溫度或加入第三者溶劑的方法都會降低蠟在油中的溶解度。工業(yè)上采用既降低溫度又加溶劑雙管齊下，使蠟在油中的溶解度大大降低，從而結(jié)晶成固體通過過濾使蠟和油分離。蠟的結(jié)晶可分兩步進行，第一步，蠟晶核的生成；第二步，生成的蠟晶核聚集成大的蠟晶粒，叫蠟的增長。要求蠟晶粒要大且緊密，油的黏度要小。這樣有利于蠟晶粒和油的過濾分離。2.溶劑的作用和選擇溶劑脫蠟過程中溶劑起的主要作用有二。一是選擇性溶解，即溶劑對蠟的溶解度要遠小于對油的溶解度，這樣溶劑和油形成的混合物對蠟的溶解度才能遠低于單純油對蠟的溶解度，達到降低對蠟的溶解度目的。二是稀釋作用。要求溶劑和油形成的混合物黏度要小，尤其在低溫下。這樣便于蠟晶粒的增長和油與蠟的過濾分離。即溶劑本身的黏度要小。溶劑脫蠟的溶劑的沸點不應(yīng)很高，它的熱熔和蒸發(fā)潛熱要低，以便于用簡單蒸餾的方法回收，但沸點也不能過低，以避免在高壓下操作；溶劑的凝點應(yīng)較低，在脫蠟溫度下不會結(jié)晶析出；溶劑應(yīng)無毒，不腐蝕設(shè)備，而且化學安定性好，容易得到。工業(yè)上使用最廣泛的溶劑是甲基乙基酮（或丙酮）與甲苯（或再加上苯）混合溶劑，故常稱酮苯脫蠟。二、溶劑脫蠟工藝流程酮苯脫蠟工藝原理流程圖這五部分作用分別是：1.結(jié)晶系統(tǒng)其作用是將原料油和溶劑的混合物冷卻到所需的溫度，使蠟從溶液中結(jié)晶出來，并提供必要的結(jié)晶時間，使蠟的結(jié)晶易于過濾；2.冷凍系統(tǒng)其作用是制冷，維持結(jié)晶系統(tǒng)低溫環(huán)境并取走結(jié)晶時放出的熱量；3.過濾系統(tǒng)其作用是將結(jié)晶好的蠟與油分離；4.回收系統(tǒng)其作用是將蠟和油中的溶劑分離出來，溶劑循環(huán)使用；5.安全氣系統(tǒng)其作用是為了防爆，在過濾系統(tǒng)和溶劑罐使用安全氣封閉。三、影響溶劑脫蠟過程的主要因素1.原料油性質(zhì)（1）原料輕重。脫蠟油原料中，隨餾分變重，蠟晶粒越小，生成蠟餅間隙小，滲透性差。而且重原料油的黏度大不易過濾。（2）餾分寬窄。原料油餾分越窄，蠟的性能相近，結(jié)晶越好。并且易于找到合適的操作條件。（3）膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量。原料油膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較多時，使蠟結(jié)晶時不易連接成大顆粒晶體，而生成微粒晶體，易堵塞濾布，降低過濾速度；同時易粘連使蠟含油量大；但原料中少量膠質(zhì)，反而使蠟晶粒連接成大顆粒，提高過濾速度。（4）原料組成。原料油中鏈狀烴和環(huán)狀烴的相對含量對脫蠟過程也有影響，如含石蠟多時，結(jié)晶顆粒大，生成共熔物少，過濾速度快。而含環(huán)烷烴多時，容易與正構(gòu)烷烴形成共熔物，影響過濾速度。因此，輕質(zhì)原料與重質(zhì)原料應(yīng)分別處理，并應(yīng)根據(jù)具體原料性質(zhì)調(diào)整操作條件。2.溶劑的影響（1）溶劑組成。溶劑的組成不僅影響對油的溶解能力，而且還會影響結(jié)晶的好壞。在含酮較多的溶劑中結(jié)晶時，蠟的結(jié)晶比較緊密、帶油較少，易于過濾。從有利于結(jié)晶的角度看，常常希望用含酮較多的溶劑。但是含酮量過大容易產(chǎn)生第二個液相，不利于分層和過濾。（2）溶劑比。一般來說，若原料油的沸程較高，或黏度較大，或含蠟較多，或脫蠟深度較大（亦即脫蠟溫度較低）時，須選用較大的溶劑比。通常，在滿足生產(chǎn)要求的前提下趨向于選用較小的溶劑比。（3）溶劑加入方式和位置。溶劑的加入對蠟晶的生長有相互矛盾的影響：一方面使黏度降低有利于蠟晶長大；另一方面因稀釋而使蠟分子擴散距離加大，不利于蠟晶長大。3.冷卻速度的影響冷卻速度大，過飽和度越大，從過飽和狀態(tài)到飽和狀態(tài)的時間就越短，生成的晶核數(shù)目多，但結(jié)晶增長時間短，結(jié)晶也就越細小。因此，在冷凍初期，冷卻速度不宜過快。后期則可提高。提高冷卻速度可以提高套管結(jié)晶器的處理能力。4.助濾劑助濾劑能與蠟分子產(chǎn)生共晶，將薄片形蠟晶改變成類似樹枝形狀的大晶，可明顯提高過濾速度，而提高設(shè)備處理能力和提高脫蠟油收率。第五節(jié)潤滑油的補充精制工業(yè)上常用的補充精制有白土補充精制和加氫補充精制兩種。一、白土精制1.白土的組成及性質(zhì)白土有天然和活性兩種。白土的化學組成組成水分，%SiO2,%Al2O3,%Fe2O3,%CaO,%MgO,%天然白土24～3054～6819～251.0～1.51.0～1.51.0～2.0活性白土6～862～6316～200.7～1.00.5～1.00.5～1.02.白土精制原理油品中殘留的少量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸、磺酸、酸渣及選擇性溶劑、水分、機械雜質(zhì)等為極性物質(zhì)，白土對它們有較強的吸附能力，而對理想組分的吸附能力極其微弱。白土吸附各種烴類能力的順序為：膠質(zhì)、瀝青質(zhì)>芳烴>環(huán)烷烴>烷烴；芳烴和環(huán)烷烴的環(huán)數(shù)越多，越易被吸附。白土精制就是利用白土的吸附選擇性，在一定溫度下用活性白土處理油料，吸附而除掉極性雜質(zhì)．降低油品的殘?zhí)恐导八嶂担ɑ蛩岫龋?，改善油品的顏色及安定性?.白土精制工藝過程白土精制有滲濾法和接觸法，目前普遍使用接觸法。潤滑油白土補充精制流程見下圖。潤滑油白土補充精制流程4.白土精制操作條件分析（1）原料油和白土性質(zhì)原料前處理精制深度不夠，含溶劑太多等都會增加白土精制的難度。原料越重，黏度越大，油品質(zhì)量要求越高，操作條件就越苛刻；而當白土活性高、以及顆粒度和含水量適當時，在同樣操作條件下，精制產(chǎn)品好。（2）白土用量白土用量越大，精制油質(zhì)量越好；但自土用量過多，對不加抗氧劑的油品會因精制過度而將天然的抗氧化劑，如微量酚基或硫基膠質(zhì)完全除掉，使油品安定性降低。另外還會造成浪費白土、降低精制油收率、過濾機負荷大、設(shè)備磨損等弊端。（3）精制溫度白土吸附油品中不良組分的速度，主要取決于所精制油品的黏度。油品黏度大，則吸附速度??；而升高精制溫度，有利于降低黏度和增加不良組分的移動速度與白土活性表面接觸的機會。但溫度過高易使油裂解、裝置能耗增加等不利現(xiàn)象。因此在實際操作中，應(yīng)在保證油精制質(zhì)量的前提下，操作溫度盡量低為原則。白土精制溫度一般在200～280℃。（4）接觸時間接觸時間指在精制溫度下白土與油品接觸的時間，主要是在蒸發(fā)塔內(nèi)高溫下的停留時間。為達到一定精制深度，必須使油品與白土能充分接觸，保證有一定的擴散和吸附時間。適宜的接觸時間一般為20～40min。二、加氫精制白土精制與加氫精制比較，各有特點。一般說來，白土精制的脫硫能力較差，但脫氮能力較強，精制油凝點回升較小，光安定性比加氫精制油好。白