潤(rùn)滑油抽出油糠醛精制生產(chǎn)橡膠填充油的研究*

曹 群，陳海麗，劉井杰，石俊峰

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇徐州221008；2.遼寧石油化工大學(xué)石化學(xué)院，遼寧撫順113001）

潤(rùn)滑油抽出油糠醛精制生產(chǎn)橡膠填充油的研究*

曹 群1，陳海麗1，劉井杰2*，石俊峰2

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇徐州221008；2.遼寧石油化工大學(xué)石化學(xué)院，遼寧撫順113001）

以糠醛為溶劑對(duì)大慶石化減四線糠醛抽出油進(jìn)行再抽提?？疾炝顺樘釡囟群蛣┯腕w積比對(duì)橡膠填充油的質(zhì)量和收率的影響。研究結(jié)果表明，最佳操作條件：抽提溫度70℃，劑油體積比3.0。在此條件下，產(chǎn)品收率為58.6%，芳香烴組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76.8%，符合某些企業(yè)橡膠填充油的使用標(biāo)準(zhǔn)。

糠醛；精制；橡膠填充油；抽提溫度；劑油比

隨著煉油技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外越來越多地采取加氫工藝替代溶劑精制工藝來生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油[1]。由于受到資金和技術(shù)等方面的限制，大多數(shù)煉油企業(yè)仍然將溶劑精制工藝作為生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的主要加工手段，所以溶劑精制[2-4]在國(guó)內(nèi)依然占有非常重要的地位。溶劑精制工藝所用的溶劑主要有糠醛、苯酚、雙溶劑、N-甲基吡咯烷酮（NMP）等。國(guó)內(nèi)，糠醛精制是潤(rùn)滑油溶劑精制的主要方式，占所有溶劑精制裝置的75.8%，糠醛精制技術(shù)接近國(guó)外先進(jìn)水平。

大慶煉油廠每年獲得的潤(rùn)滑油糠醛抽出油約為3萬t，將這部分油品作為燃料油出售，給廠子帶來的效益較少。這部分油品含有大量的單環(huán)、雙環(huán)或多環(huán)芳香烴，化學(xué)族組成分析總芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過50%，有的接近70%，屬于典型的高芳烴油[5-7]，此外還含有一部分飽和烷烴和少量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，因此如果對(duì)這部分油品進(jìn)一步研究，開發(fā)出如橡膠填充油等附加值高的產(chǎn)品，將給煉油廠帶來更高的效益。

本實(shí)驗(yàn)采用糠醛作為抽提溶劑精制橡膠填充油[8]，將潤(rùn)滑油抽出油進(jìn)行二次抽提，從而分離油品中的含飽和烴的蠟油和高芳香烴溶劑油，蠟油經(jīng)汽提后得到催化裂化原料，高芳香烴溶劑油滿足某些企業(yè)的橡膠填充油標(biāo)準(zhǔn)。這樣可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此隨著國(guó)外在這方面的研究成果不斷出新，國(guó)內(nèi)也掀起了研究熱潮[9-10]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料及試劑

原料：大慶煉油廠減四線糠醛抽出油，其物理性質(zhì)及烴族組成見表1。

表1 糠醛抽出油分析結(jié)果Table 1 The analysis results of furfural extractoil

試劑：糠醛（分析純），正庚烷（分析純、脫芳），石油醚（分析純，60～90℃，脫芳），苯（化學(xué)純），甲苯（化學(xué)純），氧化鋁（中性，層析用，100～200目，比表面＞150 m2/g，孔容0.23～0.27 cm3/g，使用前須活化），乙醇（化學(xué)純）。

1.2 分析方法

依照中華人民共和國(guó)石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)RIPP 13-90，采用氧化鋁吸附法測(cè)定產(chǎn)物中飽和分、芳香分、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)的含量。該方法適用于渣油、石油瀝青的四組分測(cè)定。

1.3 實(shí)驗(yàn)工藝路線

對(duì)原料油進(jìn)行抽提實(shí)驗(yàn)，考察主要抽提條件：萃取劑、劑油比、抽提溫度對(duì)油品性質(zhì)的影響，并對(duì)其作為橡膠填充油性質(zhì)進(jìn)行分析，抽提工藝路線如圖1所示。

圖1 糠醛抽提工藝路線Fig.1 Process route of furfural extraction

2 結(jié)果分析與討論

2.1 減四線糠醛抽出油分析與評(píng)價(jià)

橡膠填充油對(duì)充油橡膠的質(zhì)量有重大影響，不同牌號(hào)的充油橡膠使用填充油的種類和規(guī)格都有嚴(yán)格的規(guī)定，由于石油餾分增塑劑是多種烴組分的混合物，盡管各廠家使用的增塑劑類型基本相同，但具體規(guī)格卻不統(tǒng)一，目前國(guó)內(nèi)尚無統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，蘭煉三葉公司根據(jù)使用廠家的實(shí)際情況，結(jié)合國(guó)內(nèi)外主要生產(chǎn)廠家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[6]，制定了芳烴油系列增塑劑產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 芳烴油產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The enterprise standards of aromatic oil product

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析可以看出大慶石化總廠糠醛抽出油具有如下特點(diǎn)：

（1）從殘?zhí)?、密度和族組成看：富含芳烴,如果直接催化裂化，輕油收率可能很低，生焦量大，加工成本高；

（2）從恩氏餾程數(shù)據(jù)和族組成看：幾乎不含有輕組分，閃點(diǎn)、凝固點(diǎn)較高；

（3）減四線糠醛抽出油可以直接作為蘭煉三葉公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6#、7#橡膠填充油。但外觀顏色較深，僅適用于深色橡膠制品的生產(chǎn)，含蠟量還較高、凝固點(diǎn)較高，產(chǎn)品檔次比較低，運(yùn)輸及儲(chǔ)存不太方便，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

2.2 精制溶劑的選擇

在精制過程中，首先要求溶劑有良好的選擇性，選擇性越好，則產(chǎn)品收率就越高，產(chǎn)品質(zhì)量也高。對(duì)于常用的糠醛、酚、N-甲基-2吡咯烷酮等溶劑選擇：酚的成本較低，但毒性最大；糠醛的物理性質(zhì)和選擇性較好；N-甲基-2吡咯烷酮較糠醛和酚具有更好的溶解能力和熱穩(wěn)定性，但不易得到且成本高。因此選用了糠醛作為溶劑進(jìn)行精制。

2.3 劑油比對(duì)產(chǎn)品收率及族組成的影響

在抽提溫度為70℃，選擇不同的劑油體積比，分別為2.0，2.5，3.0，3.5，4.0的條件下，對(duì)減四線糠醛抽出油進(jìn)行再抽提實(shí)驗(yàn)，測(cè)得抽出油、抽余油的收率及族組成的變化，其中族組成中膠質(zhì)含量為膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量之和，以下均如此，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2和圖3。

圖2劑油比對(duì)收率的影響Fig.2 Effectof solvent/oil ratio onyieldof the product

由圖2可知，溫度一定時(shí)，隨著劑油比的增加，抽出油的收率一直升高，而抽余油的收率隨著劑油比的增大而降低。劑油比的增加有利于提高抽出油的收率，但萃取劑溶解性過大，抽余油收率降低，萃取劑的回收費(fèi)用提高；而劑油比較低時(shí)，抽出油收率較低，對(duì)油的利用率較低。

圖3 劑油比對(duì)族組成的影響Fig.3 Effectof solvent/oil ratio onthe groupcomposition

由圖3可知，隨著劑油比的增加，抽出油中芳烴含量增加，劑油比達(dá)到一定值時(shí)芳烴含量減少，抽余油的飽和烴含量增加。劑油體積比＞3.0時(shí)，抽出油中芳香分含量出現(xiàn)極值。故本研究選劑油體積比為3.0。

2.4 抽提溫度對(duì)產(chǎn)品收率及族組成的影響

在劑油體積比為3.0的條件下，選擇不同的抽提溫度，對(duì)減四線糠醛抽出油進(jìn)行再抽提實(shí)驗(yàn)，測(cè)得抽出油、抽余油的收率及族組成的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4和圖5。

圖4 抽提溫度對(duì)收率的影響Fig.4 Effectof extractiontemperature on yieldof the product

圖5 抽提溫度對(duì)族組成的影響Fig.5 Effectof extractiontemperature onthe groupcomposition

由圖4，圖5可知，隨著抽提溫度的升高，糠醛的溶解能力增強(qiáng),而選擇性也進(jìn)一步下降。此時(shí)，雖然產(chǎn)品中芳香烴的絕對(duì)量仍然在增加，但是由于比低溫時(shí)多溶解了大量的飽和烴，產(chǎn)品中芳香烴的含量有所降低。因此，抽出油的收率上升，芳香烴含量下降，但變化不大；而抽余油的收率緩慢下降，同時(shí)其飽和分含量稍有下降，基于綜合方面考慮，適宜的抽提溫度可選定為70℃。

2.5 最佳實(shí)驗(yàn)條件考察

由潤(rùn)滑油糠醛精制的副產(chǎn)物抽出油完全可以生產(chǎn)出滿足一定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的橡膠填充油產(chǎn)品，抽提溫度和劑油比明顯地影響產(chǎn)品質(zhì)量，操作時(shí)必須嚴(yán)格控制。在保證抽出油和和抽余油的質(zhì)量及收率的前提下，確定精制最佳條件。在最優(yōu)條件下得出的抽出油，測(cè)定其主要性質(zhì)并與JSBR-1712規(guī)格橡膠填充油對(duì)比，由表3可知除粘度外，大部分指標(biāo)都滿足JSBR-1712規(guī)格的質(zhì)量要求。

表3 產(chǎn)品性質(zhì)分析Table 3 Analysis of product properties

3 結(jié)論

從綜合產(chǎn)品質(zhì)量和收率考慮，較適宜的操作條件為：劑油體積比為3.0，抽提溫度為70℃，在此條件下，抽出油的收率為58.6%，其中芳香烴組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76.8%；抽余油的收率為41.2%，飽和烴組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%，質(zhì)量明顯提高，抽出油符合某些企業(yè)的橡膠填充油標(biāo)準(zhǔn)。另外,在生產(chǎn)橡膠填充油過程中還可以分離出一定量的蠟油（抽余油），它可循環(huán)回到抽提塔，以提高潤(rùn)滑油精制油的收率，或經(jīng)汽提后得到催化裂化原料，也可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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Preparation of Rubber Packing Oil From Extract Oil of Lubricating Oil by Furfural Refining Technique

CAOQun1，CHEN Hai-li1，LIU Jing-jie2*，SHIJun-feng2
（1.School of Chemical Engineering&Technology，ChinaUniversity of Mining andTechnology，JiangsuXuzhou 221008，China；2.School of Petrochemical Technology，Liaoning ShihuaUniversity，Liaoning Fushun113001，China）

Using furfural as solvent，vacuum cut IV furfural extract oil of Daqing petrochemical company was extracted to produce rubberpacking oil.Influence of extracting temperature and solvent/oil ratio on both quality and yield of rubber packing oil was investigated．The results show that the optimum operation conditions are determined as follows：the extracting temperature is 70℃andthe solvent/oil ratio is 3.0.Underabove conditions，the yield of product is 58.6%，and the contentof aromatic hydrocarbonis 76.8%.Itis obvious thatthe productcanbe usedas rubberpacking oil．

Furfural；Refine；Rubberpacking oil；Extracting temperature；Solvent/oil ratio

TE624

A

1671-0460（2010）04-0363-04

2010-05-24

曹 群（1990-），男，遼寧撫順人。

劉井杰。