第九章 润滑油的生产.

（二）影响溶剂脱沥青的因素 影响溶剂脱沥青的因素有原料油的性质、温度、压力，溶剂比、溶剂组成等。 但对实际操作影响最大的是温度，溶剂组成和溶剂比。


1.温度和温度梯度
温度较低时，溶剂对油有较大的溶解度。随着流度升高，溶剂选择性提高，脱 沥青油质量提高，但收率下降。这就要在二者之间选择一个平衡点。 2.溶剂组成和溶剂比 3.压力 正常的抽提操作一般在固定压力下进行，操作压力不作为调节手段 4.原料油性质 渣油中油分含量多时，为使胶质、沥青质分离出来，所需的溶剂比就要大，脱沥 青油收率也高，相应黏度较低。原料中含油量少、而又需制取低残炭值的润滑油 时，所得脱沥青油黏度高、收率低。
（三）润滑油产品分类
我国润滑剂及有关产品的分类是参照国际标准ISO 6743/081制订的，把润滑剂及有关产品分为19个组，其组别见下表。
润滑油分组及应用场所 应用场所 组别 组 别 应用场所
A B C D E F G H M N
全损耗系统 脱膜 齿轮 压缩机（包括冷冻机和真空 泵） 内燃机 主轴、轴承和离合器 导轨 液压系统 金属加工 电器绝缘
解决方法 蒸馏切割馏程合适的 馏分 脱除多环短侧链芳烃 （精制）；脱沥青 脱蜡、脱沥青、精制 脱除非烃类化合物
提高蒸馏精度，脱除 胶质沥青质 蒸馏切割馏程合适的 馏分，并汽提脱除轻组 分
（1）基础油分类
我国矿物润滑油基础油的分类及用途
名称 超高黏度指数 很高黏度指数 高黏度指数 黏度指 数要求 ＞140 ＞120 ＞95 分类 UHVI VHVI HVI HVIS 用于配制粘温性能要求较高的润滑油。 深度精制，有优良的氧化安定性、抗乳化性 和一定的蒸发损失指标。适用于调配高档汽 轮机油、极压工业齿轮油。 深度脱蜡，较低凝点、较低的蒸发损失和良 好的氧化安定性。适用于调配高档内燃机油、 低温液压油、液力传动液等。 适用于配制粘温性能要求不高的润滑油。 深度精制，中黏度指数，低凝点低挥发性中 性油。较好的氧化安定性抗乳化性和蒸发损 失。适用于调配内燃机油、低温液压油等。 深度脱蜡，中黏度指数，低凝点低挥发性中 性油，有较好的氧化安定性、抗乳化性和蒸 发损失。适用于调配内燃机油、低温液压油 等。 MVI-60，MVI-75，MVI-100， MVI-150，MVI-200，MVI300，MVI-500，MVI-600， MVI-750，MVI-900以MVI90BS，MVI125/140BS和 MVI-200/220BS三个光亮油。 HVI-75，HVI-100，HVI-150， HVI-200，HVI-350，HVI500以及HIV-650和HVI120BS，HVI-150BS两个光亮 油。 其它要求及用途 黏度牌号
丙烷二次抽提脱沥青工艺流程
Ⅰ－减压渣油；Ⅱ－脱沥青油；Ⅲ－重脱沥青油；IV－沥青 ；l－转盘抽提塔； 2－临界分离塔； 3－抽提塔； 4－脱沥青油汽提塔；5－轻脱沥青油汽提塔； 6－沥青蒸发塔； 7－沥青汽提塔； 8－重脱沥 青油蒸发塔； 9－重脱沥青油汽提塔； 10－沥青加热炉； 11－丙烷压缩机；12－轻脱沥青油闪蒸罐；13－ 重沥青油闪蒸罐；l4－升模加热器； 15－混合冷却器；16－丙烷气接收罐； 17－丙烷罐 ； 18－丙烷泵
在较低温度时，丙烷比对收率和质量的关系中有一
最低点和最优点；
提高温度可以改进油的质量，但收率将会降低；
当温度较高时，由于油一丙烷溶解度的减小，丙烷
脱沥青成为纯提取过程，增加内烷比使提取出的油 随之增多，但残炭值也随之增大。
二、溶剂脱沥青的工艺流程及影响因素
（一）溶剂脱沥青的工艺流程 现以丙烷脱沥青为例进行探讨。其典型丙烷二次抽提脱沥青工艺流程见 图。工艺流程由两部分构成，即溶剂抽提和溶剂回收。
（2）较强的抗氧化能力和良好的清净分散性。
（3）良好的抗磨性能。 （4）良好的防腐蚀性能。
3.内燃机油分类分级
我国内燃机油的分类，采用国际上通用的SAE黏度 分类和API性能分类。
内燃机油类别及牌号
名 分类方法 单级油 黏度分类（牌号 ） 多级油 20、30、40、50 5W、10W、15W、20W 5W／20、5W／30、10W／30 10W／40、15W／40、20W／40 性能分类（分级） 汽油机油 柴油机油 船用柴油机油 SA、SB、SC、SD、SE、SF CQ、CB、CC、CD ZA、ZB、ZC、ZD 称 牌 号（分级）
二、润滑油的基本特性
润滑油的基本性能包括一般理化性能和使用性能。 （一）一般理化性能
润滑油主要理化性能
理化性能 外观颜色 密 度 黏 度 黏度指数 闪 点 凝点和倾点 酸 值 水 分 机械杂质 灰 分 残 炭 说 明
反映润滑油基础油精制程度和稳定性。氧、硫、氮化合物含量越少，颜色越浅 反映润滑油分子大小和结构。分子越大，非烃类及芳烃含量越高，密度越大 表示润滑油油性和流动性的一项指标。黏度越大，油膜强度越高，流动性越差 表示润滑油黏度随温度变化的程度。黏度指数越高，表示润滑油黏度受温度的 影响越小 表示润滑油组分轻重和安全性指标。组分越轻，闪点越低，安全性则越差 表示润滑油低温流动性能。分子越大或蜡含量越高，低温流动性越差，凝点和 倾点越高 反映润滑油中含有酸性物质的多少，表示润滑油抗腐蚀性能的指标 对润滑油的润滑性能和抗腐蚀性能有影响。润滑油中水含量越少越好 反映润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物含量多少 一般认为是一些金属元素及其盐类。反映润滑油基础油的精制深度 是为判断润滑油基础油的性质和精制深度而规定的项目
（二）合成润滑油 根据化学结构的不同，合成润滑油又分为几大类。有酯类油、 聚烷撑醚、聚硅氧烷(硅油和硅酸酯)、含氟油、磷酸酯和聚 α-烯烃。 与矿油相比，一般说来，合成润滑油具有优良的粘温性和低 温流动性，良好的热氧化安定性、润滑性和低挥发性，以及 其它一些特殊性能，如化学安定性和耐辐射性等，而且各类 合成润滑油的性能又各具特色，因而能够满足矿油所不能满 足的使用要求。这就是合成润滑油虽然价格较贵仍能不断发 展的重要原因。
第四节 润滑油溶剂脱蜡 第五节 润滑油的补充精制 本章小结
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第一节 润滑油基础知识
一、 摩擦和润滑的基本概念 (一)产生摩擦原因 两个相互接触物体，在发生相对运动时就会产生摩擦。 发生摩擦的原因有二： 1．物体表面是不平滑，其凸起部分阻挡相互的运动，产生 机械啮合。 2．相互接触部分分子间的引力也导致摩擦产生。 这两种因素是同时存在，对一般表面前者是主要的，对光滑 的表面后者是主要的。
第九章 润滑油的生产
知识目标：
了解润滑油的作用、分类、使用要求及化学组成。
熟悉润滑油基础油的原料来源、组成性质、生产 原理、方法、工艺流程、操作影响因素分析、产 品组成要求。
初步掌握润滑油精制、调和原理和方法。
主要内容:
第一节 润滑油基础知识
第二节 溶剂脱沥青
第三节 润滑油的溶剂精制
P Q R T U X Y Z S
风动工具 热传导 暂时保护防腐蚀 汽轮机 热处理 用润滑脂的场合 其他应用场合 蒸汽汽缸 特殊润滑剂应用场合
（四）内燃机油使用要求及规格
1.内燃机的工作特点
（1）温度高、温差大。
（2）运动速度快。 （3）负荷重。
（4）受环境因素的影响大。
2.内燃机油主要性能要求 （1）适当的黏度和良好的粘温性能。
润滑油根据原料来源分为石油基润滑油和合成润滑油。
（一）石油基润滑油
石油基润滑油是以石油为原料，经分馏、精制和脱蜡等过程 得到的润滑油基础油。
1.基础油
基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质。而 润滑油基础油的性能与其化学组成有密切关系。如表9—2。
润滑油的理想组分是异构烷烃、少环长侧链烃。非理想组分 是胶质沥青质、多环短侧链以及大分子链状烃。
第二节 溶剂脱沥青
一、溶剂脱沥青的原理 溶剂脱沥青的原理，本质上是一个抽提过程。可以作为脱沥 青用的溶剂有若干种，但是炼油厂溶剂脱沥青装置广泛采用 的溶剂是一些低分子烃类，如丙烷、丁烷、戊烷及其混合物 等。溶剂脱沥青就是以各种烃类在这些溶剂中的溶解度不同 作为基础，利用它们对环烷烃一烷烃及低分子芳香烃有相当 大的溶解度，而对胶质，沥青质难溶或几乎不溶的特性，将 胶质、沥青质自残渣油中脱除。
（2）基础油生产过程 基础油生产过程有物理和化学两种方法。物理方法将理想组 分与非理想组分分离，通过原油常减压蒸馏，切取不同黏度 的常减压馏分和减压渣油，作为润滑油生产原料，而后通过 脱沥青、精制、脱蜡、白土补充精制将润滑油基础油中的非 理想组分除去。
化学方法是将润滑油中的非理想组分转化为理想组分并除去 杂质。如加氢处理。加氢反应能使多环芳烃饱和、开环，转 变为少环多侧链的环烷烃，可提高黏度指数等质量。同时将 氧、氮、硫通过加氢，分别以H2O、NH3、SO2方式除去， 还可除去一些金属元素。
（二）使用性能 使用性能是指润滑油除了上述一般理化性能 之外，每一种润滑油品还应具有表征其使用 特性的特殊理化性质。越是质量要求高，或 是专用性强的油品，其使用性能就越突出。 反映润滑油使用性能主要有：氧化安定性； 热安定性；油性和极压性；腐蚀和锈蚀；抗 泡性和水解安定性等。
三、润滑油分类和规格
2.添加剂 润滑油添加剂主要品种有：清净剂、分散剂、抗氧剂（包括 抗氧抗腐剂）、黏度指数改进剂、降凝剂、载荷剂、防锈剂 等。 3.润滑油调和
（1）调和机理
一般认为液-液相系均相混合是以分子扩散、涡流扩散和主 体对流扩散的综合作用。
（2）调和工艺
调和工艺主要分为间隙调和和连续调和。
HVIW
中黏度指数
＞60
MVI MVIS
MVIW
低黏度指数
－
LVI
未规定最低黏度指数。适用于配制变压器油、 LVI-60，LVI-75，LVI-100， 冷冻机油等低凝点润滑油。 LVI-150，LVI-200，LVI-300， LVI-500，LVI-750，LVI-900， LVI-1200以LVI-90BS，LVI230/250BS两个光亮油。
(二)摩擦产生的现象
摩擦主要产生消耗动力、摩擦发热、物件磨损等三种现象。 （三）摩擦和润滑的类型
摩擦和润滑的类型主要有：干摩擦；液体摩擦（润滑）；流 体动力润滑；弹性流体动力润滑；边界润滑；极压润滑等。
（四）润滑的作用
在金属表面的润滑油起到如下作用：（1）润滑作用，有效 地克服由于摩擦产生的三种现象；（2）冷却作用，将机械 能转化的热能带走或冷却；（3）冲洗作用，将磨损产生的 金属碎屑或其它固体杂质冲洗带走；（4）密封作用，防泄 漏、防尘、防窜气；（5）保护作用，防锈、防尘；（6）减 震作用，即起缓冲作用；（7）动能传递作用，如液压系统 和遥控马达及摩擦无级变速等。
1.溶剂抽提 抽提的任务是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。抽提部分的主要设备是抽提塔，工 业上多采用转盘塔。抽提塔内分为两段，下段为抽提段，上段为沉降段。 2.溶剂回收 溶剂回收系统的包括从提取液和提余液中回收溶剂，一方面回收溶剂循 环利用，另一方面使产品中不含溶剂。 （1）脱沥青油中溶剂回收。 （2）轻脱沥青油中溶剂回收。 （3）重脱沥青油中溶剂回收。 （4）脱油沥青中溶剂回收。 （5）低压溶剂回收。
表9—2 基础油化学组成与润滑油性能关系
化学组成影响 性能要求 黏度适中 粘温特性 好 低温流动 性好 抗氧化安 定性好 残炭低 闪点高 馏分越重黏度越大；沸点相近时，链状 烃黏度小，环状烃黏度大 链状烃粘温特性好；环状烃粘温特性不 好，且环数越多粘温特性越差；胶质沥 青质 大分子链状烃（蜡）凝点高；大分子多 环短侧链；胶质沥青质低温流动性差 非烃类化合物安定性差。烷烃易氧化， 环烷烃次之，芳烃较稳定。烃类氧化后 生成酸、醇、醛、酮、酯 形成残炭主要物质为润滑油中的多环芳 烃、胶质、沥青质 安全性指标。馏分越轻闪点越低，轻组 分含量越多闪点越低