润滑油基础油的生产

我国润滑油粘度牌号及粘度范围 基 础 油 粘 度 牌 号 60 75 100 150 200 300 350 500 600 650 光 亮 油 基础油粘度范围 运动粘度 赛氏粘 范围 度牌号 2 -1 /mm s 中 135～150 性 160～180 油 200～230 16～20 16～22 25～28 26～30 30～33 41～45 625～695 741～843 927～1065 82～99 82～107 120～134 125～143 143～156 193～211 基础油 粘度牌号 750 900 1200 90 90 120 125/140 150 200/220
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3、精制方法 ①酸碱精制
②溶剂精制
③吸附精制 ④加氢精制
溶剂精制是目前我国最广泛采用的精制方法。
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4、溶剂精制----溶剂的选择
烃类在极性溶剂中的溶解能力：
烷烃<环烷烃<少环芳烃<多环芳烃<胶质
温度高溶解能力大 选择性与溶解能力是一对矛盾
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选择溶剂的主要依据
1）有良好的选择性； 2）对非理想组分溶解能力强； 3）密度较大，粘度小； 4）溶剂与油有较大的沸点差； 5）安定性好； 6）毒性小，无爆炸危险，腐蚀性小； 7）来源丰富，价格便宜。 常用的溶剂：糠醛、苯酚、N-甲基吡咯烷酮（NMP）
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基础油生产---糠醛精制
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图11-4 丙烷脱沥青工艺原理流程
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影响溶剂脱沥青的主要因素 1、温度




改变温度会改变溶剂的溶解能力，越靠近临界温度 则温度的影响越显著。 调整抽提过程各部位的温度是主要的操作调节手段。 抽提塔顶部温度提高，溶剂的密度减小、溶解能力 下降、选择性加强。脱沥青油中的胶质、沥青质少， 残炭值低，但收率降低。 抽提塔底部温度较低时，溶剂溶解能力强，沥青中 大量重组分被溶解，因而沥青中含油量减少，软化 点高，脱沥青油收率高。
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图11-6 脱沥青油的残碳与溶剂比关系
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4、原料油性质
渣油中油分含量多时，需较大的溶剂比，脱沥青 油收率也高，相应粘度较低。

原料中含油量少时，所得脱沥青油粘度高、收率 低。可采用较小的溶剂比，但必须提高抽提温度， 以提高丙烷的选择性，才能保证脱沥青油的质量。
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第二节 润滑油的溶剂精制
70N 常 减 500N 压 装 150BS 置 VHVI 150N
减压渣油
丙烷 脱沥 青装 置
加 氢 异 构 装 置
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润滑油基础油的分类
1．粘度等级（牌号）划分

低粘度组分---中性油：40℃赛氏通用粘度（秒）

高粘度组分---光亮油(BS):100℃赛氏通用粘度(秒)
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2．按原油属性的基础油分类法
基础油粘度范围 运动粘度 赛氏粘 范围 度牌号 2 -1 /mm s 9～10 13～15 中 20～22 28～32 38～42 性 55～63 65～72 95～107 110～125 油 120～135 55～59 70～74 98～106 133～151 178～196 256～292 302～334 440～496 510～579 556～625
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3．基础油的新分类法-----粘度指数分类 法
按粘度指数大小分为低、中、高、很高和超高粘度
指数五种基础油； 按适用范围分为通用和专用两种基础油。

基础油的新分类法见附表 我国润滑油粘度牌号及粘度范围见附表
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基础油的新分类法
超高 很高 高 中 低 粘度指数 粘度指数 粘度指数 粘度指数 粘度指数
VH----很高（Very High）
H----高（High） M----中（Middle） L----低（Low） VI----粘度指数（Viscosity Index） W----表示其低凝特性（Winter） S----表示其深度精制特性（Super）
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粘度牌号
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溶剂回收方法


按回收工艺机理的不同，分为两类： ①蒸发—冷凝回收 ②临界回收法（节能~30%） 临界回收工艺：基本原理是丙烷在40℃以上时随着 温度的升高溶解能力逐渐降低，当温度升高到临界温 度（96.84℃），压力大于临界压力时，丙烷的溶解 能力最小，几乎变为0，密度也最小，这时与油的密 度差最大，脱沥青油很容易从丙烷中分离出来 。 临界回收又分两种： 亚临界回收：接近临界温度下回收 超临界回收：在稍高于临界温度、压力下回收
--1）抽提部分
抽提任务：把丙烷溶剂和原料油充分接触而将原料油 的润滑油组分溶解出来，使之与胶质沥青质分离。
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抽提塔的型式： 填料塔 挡板塔 多孔板塔 转盘塔
两段抽提流程
轻脱沥青油（残炭值＜0.7%）、重脱沥青油（残炭值＞0.7%）
2）溶剂回收部分


溶剂回收部分的任务:从含油的丙烷溶液和 沥青溶液中分出丙烷，得到油和沥青。 溶剂回收由四部分组成： 轻脱沥青油中溶剂回收 重脱沥青油溶剂回收 沥青中溶剂回收 低压溶剂回收
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塔顶、塔底的温度高低应根据原料性质、脱沥青油 及沥青质量要求而定。
溶剂不同，要求的抽提温度也不同：


丙烷50℃～90℃ 丁烷100℃～140℃

戊烷150℃～190℃

在最高允许温度以下，采用较高的温度可以降低渣 油的粘度，从而改善抽提过程中的传质状况。
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2、压力
操作压力不作为调节手段。

选择操作压力时必须注意： ①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，操 作压力应高于此最低限压力。

②在近临界溶剂抽提或超临界溶剂抽提的条件下， 压力对溶剂的密度有较大的影响，因而对溶剂的 溶解能力的影响也大。
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3、溶剂比

丙烷与渣油的体积比称为溶剂比，它影响丙烷对 渣油中各组分的选择性溶解能力。
1、润滑油粘度、粘温特性与组成的关系
润滑油的理想组分： 少环长侧链环状烃及少分支异构烷。
润滑油的非理想组分： 正构烷烃、多环短侧链环状烃和非烃化合 物、胶质等。

造成油品粘度指数低、抗氧化安定性差、酸值高、 腐蚀性强、颜色深。
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2、润滑油精制的目的
从润滑油原料中除去大部分多环短侧链环 状烃和含 S 、 N、O 化合物及胶质沥青质等， 使粘温性质、抗氧化安定性、残炭值、颜 色等性质得到改善，称精制。
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基础油生产---糠醛精制
精制油

糠醛 原料
底循环
抽出油
萃取系统示意图
糠醛密度大，由塔上部进 入，原料从塔下部进入， 进行逆流抽提。塔内温度 自上而下逐渐降低，形成 温度梯度20~50℃。塔顶 温度高，溶解能力强，保 证油料的精制深度；塔底 温度低，使溶解的理想组 分析出，保证精制油收率， 见图2－91。
第九章
润滑油基础油的生产
基础油原料
2
基 础 油
3
基础油的主要性质要求及其与组成的关系

1）粘度 2）粘温特性 3）低温流动性


4）抗氧化安定性
5）残炭 6）溶解能力

7）闪点


馏分越重粘度越大。沸点相近时，烷烃粘度小，芳 烃粘度大，环状烃居中。 蒸馏切割馏程合适的馏分。 烷烃粘温特性好，环状烃粘温特性不好，环数越多 粘温特性越差。 脱除多环短侧链环状烃。 长链烃凝点高，低温流动性差。 脱除高凝固点的烃类。 非烃类化合物安定性差。 形成残炭主要物质是润滑油中的多环芳烃、胶质、 沥青质。 提高蒸馏精度，脱除胶质沥青质。 溶解能力指对添加剂和氧化产物的溶解能力。烷烃 溶解能力差，芳烃溶解能力强。 安全性指标。馏分越轻闪点越低，轻组分含量越多 闪点越低。 4 蒸馏切割馏程合适的馏分，并气提脱除轻组分。

生产基础油的过程是一个剔除非理想组分的过 程。

润滑油的理想组分——分支比较少的异构烷烃； 少环长侧链的环烷烃和芳烃。

非理想组分——多环短侧链的环状烃，含硫， 含氮，含氧化合物及胶质沥青质，高凝点烃类。
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生产润滑油基础油的原料（润滑油料）：

常减压蒸馏切割得到各种馏程的润滑油馏分
减压渣油经溶剂脱沥青得到残渣润滑油馏分 ①溶剂精制除去各种润滑油馏分中的非理想组分 ②溶剂脱蜡以除去高凝点组分，降低其凝点

（三种溶剂的性质及使用性能对比见P244表2-56）
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5、溶剂精制工艺原理
利用溶剂对润滑油中的非理想组份（多环短侧链环 状烃、胶质沥青质、氧氮硫的化合物）的溶解能力 强，而对理想组分（少环长侧链环状烃）溶解能力 差，在低于临界温度条件下密度差较大，在萃取塔 中使溶剂和原料两者逆流接触并分层，从而使润滑 油的理想组分和非理想组分分开。

生产装置——“老三套”工艺：


③白土或加氢补充精制

该法受原油本身化学组成的限制很大，低硫石蜡基 原油是润滑油的良好原料。
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基础油生产工艺过程简介 ——溶剂精制工艺
减二 常压渣油 150N 糠 醛 精 制 装 置
减 压 塔
减三 减四
轻脱油
酮 苯 脱 蜡 装 置
白 土 400N 补 充 精 650N 制 装 120BS 置
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第一节 溶剂脱沥青
1．溶剂脱沥青过程在炼油工业中的作用

1）由渣油生产高粘度指数的重质润滑油。
2）由渣油生产轻质燃料油。 3）生产沥青。

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2、溶剂脱沥青生产基本原理

渣油中的烃类和非烃类，在非极性溶剂(丙烷 等)中有非常明显的溶解度差异，在一定温度 范围内，溶剂对烷烃、环烷烃、少环的芳烃 溶剂能力强，对胶质、沥青几乎不溶解，在 抽提塔中利用二种物质的密度差，逆流接触， 并在抽提塔中控制一定的温度差，生产出质 量合格的脱沥青油。
粘度指数
通用基础 油 专 用 基 础 油 低 凝 深 度 精 制
VI≥140
UHVI UHVIW
120≤V＜ 140 VHVI VHVIW
90≤VI＜ 120 HVI HVIW
40≤VI＜ 90 MVI MVIW
VI＜40
LVI
--
UHVIS
VHVIS
HVIS
MVIS
-14
符号字母意义
UH----超高（Ultra High）
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3．溶剂脱沥青常用溶剂

脱沥青常用溶剂：丙烷、丁烷、戊烷及其混 合物。 当以丙烷为溶剂时，脱沥青选择性高，脱沥 青油的品质最好，残炭值最低，粘度适当 （脱沥青油收率低）。


溶剂烷烃分子增大，则脱沥青选择性降低，脱沥 青油收率提高。

对润滑油型溶剂脱沥青工艺，几乎都是采用 丙烷脱沥青工艺。
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减压渣油
丙烷 脱沥 青装 置
脱 氮 装 置
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基础油生产工艺过程简介—二段加氢工艺
轻油 125N 含蜡基 础油 润滑油料 酮 苯 脱 蜡 装 置
加 氢 处 理 装 置
蒸 馏 装 置
加 氢 精 制 装 置
200N 500N
150BS
馏分油
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基础油生产工艺过程简介——混合加氢工艺
常压渣油 变压器油馏分 150N馏分 500N馏分 轻脱沥青油 丙 烷 脱 沥 青
中性油为 40℃运动粘度和赛氏通用粘度范围 光亮油为 100℃运动粘度和赛氏通用
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例：
高粘度指数150号中性油代号：HVI 150 很高粘度指数低凝150号中性油代号：VHVI W150
高粘度指数150号光亮油代号：HVI 150BS
中粘度指数深度精制90号光亮油代号：MVI S90BS
1）石蜡基基础油 SN — Solvent Neutral溶剂精制(中性油) BS — Bright Stock光亮原料（油） SSN — 石蜡基基础油深度精制中性油 2)中间基基础油 ZN — 中等粘度指数基础油 PZN — 中等粘度指数普通精制基础油 ZNZ -- 中等粘度指数重质基础油 3)环烷基基础油 DN — 低粘度指数基础油 DNZ -- 低粘度指数重质基础油
HVI150
减 压 蒸 馏
糠 醛 精 制
加 氢 精 制
糠醛抽出油
酮 苯 脱 蜡
蜡液
HVI500 150BS VHVI
加 氢 异 构
沥青 变压器油
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基础油生产工艺过程简介—三段加氢工艺之一
常压渣油 减三 减 压 塔 减四 糠 醛 精 制 装 置
抽出油
VHVI料
轻脱油
加 氢 处 理 装 置
加 氢 精 制 装 置
润滑油基础油生产---丙烷脱沥青
不溶物含量% 100
80 60 40 20 -40 80 温度℃ 丙烷--渣油溶解图 0 40
溶剂比（体）为2﹕1
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A
B
20
从40℃～96.84℃ （丙烷临界温度）渣 油在液体丙烷中的溶 解度由100%到0，渣 油与丙烷完全分离成 两相。
4．丙烷脱沥青的工艺流程