環(huán)保型環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油的研制

牛 毓

（中海油（青島）重質(zhì)油加工工程技術(shù)研究中心有限公司，山東 青島 266500）

環(huán)保型環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油的研制

牛 毓

（中海油（青島）重質(zhì)油加工工程技術(shù)研究中心有限公司，山東 青島 266500）

以某環(huán)烷基常二線餾分油為原料，考察以加氫精制工藝和加氫脫酸-糠醛萃取工藝生產(chǎn)環(huán)保型環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油的可行性。試驗結(jié)果表明，通過對試驗條件的摸索和優(yōu)化，兩種工藝均能生產(chǎn)出PCA<3%，CN值≥45%環(huán)保型環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油。

環(huán)烷基；金屬加工液；基礎(chǔ)油

金屬加工液是機械加工不可缺少的重要配套材料，其質(zhì)量、水平、品質(zhì)直接影響機械零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、能耗等[1]。金屬加工液根據(jù)加工類型不同可分為金屬成型、金屬切削、金屬處理和金屬防護四大類。其中金屬切削液占整個金屬加工用液的80%以上。隨著現(xiàn)代化工藝的高速發(fā)展以及人們對人體健康、環(huán)保的日益重視，市場上對于更高性能、對人體和環(huán)境更加友好的金屬加工液的需求日益增加[2]。

金屬加工液基礎(chǔ)油按照特性因數(shù)分類法可分為石蠟基、環(huán)烷基和中間基。由于現(xiàn)今對使用性能和環(huán)保性能的日益提高，環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油的需求量逐漸增大[3]。環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油由于環(huán)烷碳含量高、石蠟烴含量少，具備獨特的理化性質(zhì)，比如：傾點低、溶解能力強、傳熱性能好、容易乳化[4]。世界上最大的環(huán)烷基基礎(chǔ)油生產(chǎn)商—瑞典尼納斯公司已經(jīng)開始了對該領(lǐng)域的研發(fā)工作，并生產(chǎn)T9和T22兩種環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油[5]。

本文以某環(huán)烷基原油的常二線餾分油為原料，考察加氫精制和加氫脫酸-糠醛萃取兩種工藝生產(chǎn)環(huán)保型環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油的可行性。

1 試驗部分

1.1 原料性質(zhì)及指標(biāo)要求

原料性質(zhì)和指標(biāo)要求如表1、表2所示。

表1 原料油性質(zhì)Table 1 Feedstock properties

由表1數(shù)據(jù)可知：該餾分油CN值高達41.1%，傾點低，密度大，是典型的環(huán)烷基餾分油。

1.2 工藝路線

根據(jù)前期調(diào)研及原料性質(zhì)，本文采用加氫精制工藝和加氫脫酸-糠醛萃取兩種工藝分別生產(chǎn)金屬加工液基礎(chǔ)油。

表2 產(chǎn)品指標(biāo)要求Table 2 Product index requirements

2 試驗結(jié)果與討論

2. 1 加氫精制工藝

在緩和加氫工藝條件下，考察不同精制溫度、體積空速對常二線餾分油加氫精制效果的影響，從而確定該加氫精制試驗的最佳工藝條件，并保證產(chǎn)品性質(zhì)。加氫精制試驗條件及產(chǎn)品性質(zhì)如表3所示。

表3 加氫精制工藝條件及產(chǎn)品性質(zhì)Table 3 Hydrofining process conditions and product properties

由表3數(shù)據(jù)可知：

（1） 本試驗對三種精制條件較為苛刻的精制油進行PCA性質(zhì)分析，從分析結(jié)果可以看出：只有條件-5樣品滿足PCA<3%的要求，且其CA值、閉口閃點、傾點、40℃運動黏度等性質(zhì)滿足指標(biāo)要求；

（2）當(dāng)加氫反應(yīng)空速為1.0 h-1，隨著精制溫度的升高，產(chǎn)品CA值先減小后增大，精制溫度為320℃時精制油 CA值最小，油品精制效果最好。由于芳烴飽和反應(yīng)為強放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程受熱力學(xué)平衡限制，因此反應(yīng)溫度不宜過高，過高的反應(yīng)溫度會抑制芳烴飽和反應(yīng)的進行并促進芳烴的生成。

2.2 加氫脫酸-糠醛萃取組合工藝

從原料分析看，常二線餾分油酸值含量較高，以催化劑A為加氫脫酸催化劑，研究常二線餾分油加氫脫酸后的產(chǎn)品性質(zhì)，催化劑A裝填量為200 mL，加氫處理試驗過程中采用氫氣一次通過工藝。試驗結(jié)果如表4所示。

表4 加氫脫酸工藝條件和產(chǎn)品性質(zhì)Table 4 Hydrodeacidification process conditions and product properties

由表4數(shù)據(jù)可知：

（1）隨著加氫脫酸反應(yīng)溫度的提高，酸值是呈現(xiàn)遞減趨勢；

（2）樣品-1酸值為0.11 mgKOH/g不滿足后續(xù)加工的要求，樣品-3收率偏低，因此選擇樣品-2進行后續(xù)試驗。

以樣品-2進行糠醛試驗試驗以找到最佳的工藝條件。試驗結(jié)果如表5所示。

表5 糠醛萃取工藝條件和產(chǎn)品性質(zhì)Table 5 Furfural extraction process conditions and product properties

由表5數(shù)據(jù)可知：

（1） 在溫度相同的條件下，隨著劑油比的增加，其精制程度逐漸加深，產(chǎn)品質(zhì)量逐漸上升；

（2）樣品-5和樣品-6均滿足指標(biāo)要求，但樣品-6收率更低，因此選擇樣品-5的條件為最佳的試驗條件。

3 結(jié) 論

（1）以某環(huán)烷基常二線餾分油為原料，采用加氫精致工藝能夠生產(chǎn)出滿足指標(biāo)要求的環(huán)保型環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油；

（2）以某環(huán)烷基常二線餾分油為原料，采用加氫脫酸-糠醛萃取工藝能夠生產(chǎn)出滿足指標(biāo)要求的環(huán)保型環(huán)烷基金屬加工液基礎(chǔ)油。

［1］ 錢亞寧, 陳波水, 方建華, 李嘉, 謝暉. 淺析金屬加工液的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 機械制造, 2005, 04: 56-58.

［2］ 葉毅. 金屬切削液的合理使用[J]. 世界制造技術(shù)與裝備市場, 2010, 03: 85-89.

［3］ 李茂生. 金屬加工液的開發(fā)應(yīng)用與評價方法[J]. 潤滑與密封, 2010, 11: 123-127.

［4］ 吳志橋, 辛田, 韓生. 綠色環(huán)保型金屬切削液研究進展[J]. 上海化工, 2011, 08: 29-33.

［5］ 白寧寧, 李璐, 何榮幸. 高效環(huán)保全合成金屬切削液的研制[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2014, 07: 183-188.

Development of Environment-friendly Naphthenic Base Metalworking Fluids

NIU Yu

（CNOOC Heavy Oil Process Engineering & Technology Research Center Co. Ltd, Shandong Qingdao 266500, China)

Feasibility research was conducted on producing environment-friendly naphthenic base metalworking fluid by hydrofining process or hydrogenation deacidification-furfural extraction process with second-line fraction as raw material. The results show that both of the two processes can produce environment-friendly naphthenic base metalworking fluid: PCA of the product is less than 3% and CA% is equal or greater than 45%.

naphthenic base; metalworking fluid; base oil

TE 626

A

1671-0460（2016）12-2790-03

2016-10-17

牛毓（1986-），女，山東青島人，工程師，2009年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），研究方向：石油煉制及產(chǎn)品研發(fā)。E-mail：qymufo@163.com。